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共通の色を示す、磁気的に配向可能なカラーシフティングフレークと非磁気的に配向可能なカラーシフティングフレークとの混合物
説明

共通の色を示す、磁気的に配向可能なカラーシフティングフレークと非磁気的に配向可能なカラーシフティングフレークとの混合物

【課題】複数の顔料フレークが共に混合され、一部は、磁気的に整列可能であり、視角の変化に伴い、第一の色から第二の色へのカラーシフトを示し、一部は視角の変化に伴い、第一の色から第三の色、またはその逆へのカラーシフトを示す、当該第一、第二、および第三の色が異なる3色である顔料フレークを提供する。
【解決手段】当該フレークは基材上にコーティングされ、磁気的に整列可能なフレークが、磁気的に整列している。非磁気的に整列可能なフレークは、磁場により整列することはなく、かかるフレークがコーティングされた基材上で横臥する。磁性フレークが配向する角度を慎重に選択すれば、基材をいくつかの異なる所定の角度で傾けることにより、当該基材の方向を定めたときに、観測者が、第一の色から第二の色、または第一の色から第三に色へのカラーシフトが認められる原因となる効果が生み出される。コーティングされた基材は、通貨または証券等のセキュリティ用途で使用可能である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラーシフティング顔料およびコーティング、特に、紙幣、ラベル、セキュリティ文書、および美観に優れたコーティング、または安全対策上カラーシフトするコーティングが必要とされるものにおいて用いられる種類に関する。
【背景技術】
【0002】
カラーシフティングコーティングは、良く知られており、米国紙幣の一部、および他の多数の国々の紙幣に見出すことができる。印刷された、または熱転写された回折構造物は、変色性であり、またカラーシフティングと呼ばれる場合もあるが、本発明は、主として薄膜干渉効果に基づき、すなわち、反射体、スペーサー、および吸収体を有する薄膜多層コーティング、または干渉層の集積物から生ずるカラーシフトに関する。Roger Phillipsの米国特許第6,236,510号、同第5,570,847号、および同第5,279,657号は、薄膜干渉フレークを開示する、いくつかの典型的な特許である。Rakshaらの米国特許第7,258,900号、同第7,047,883号、および同第7,517,578号は、磁気的に整列可能な薄膜顔料フレーク、およびかかるフレークを整列させる方法を開示する。上記特許および出願のすべてを、本明細書において、あらゆる目的のために参照により援用する。
【0003】
「視覚的に異なる複数の領域を有する単一コーティングを用いてコーティングされたセキュリティ画像」と題する、米国特許出願第2008/0069979号を、本明細書において参照により援用するが、同特許は、担体中に均一に混合された第二の異なる色を有するフレークと共に、第一の色を有するフレークから形成されたセキュリティ画像を開示する。当該第二の色を有するフレークは、磁気的に配向可能であり、当該第一の色を有するフレークは非磁性で、磁場中で整列または配向しない。フレークのコーティングがコーティングされた基材(substrate)に対して実質的に直交する磁場に対して、少なくとも1つのコーティング領域を曝露すると、基材上で当該磁性フレークは立位状態になり、当該非磁性フレークは伏位状態になるので、この曝露により、当該第一の色を有する可視領域が生み出される。磁場が印加されない別の領域では、当該第一の色または第二の色とは異なる、第三の知覚色を有する可視領域が見える。かかる方法を用いれば興味深い効果がもたらされるが、本発明は、コーティングが見える方向、または入射光が位置する方向において柔軟性をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第6,236,510号
【特許文献2】米国特許第5,570,847号
【特許文献3】米国特許第5,279,657号
【特許文献4】米国特許第7,258,900号
【特許文献5】米国特許第7,047,883号
【特許文献6】米国特許第7,517,578号
【特許文献7】米国特許出願第2008/0069979号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、磁気的および非磁気的に配向するフレークは、磁場の存在下で異なる振る舞いをするという事実に基づく利点を有する。さらに、フレークの角度彩色特性、および磁場の角度を慎重に選択すれば、東から西に、または北から南に傾けたときに、カラーシフトを示す非常に有用なセキュリティコーティングが得られ、当該セキュリティコーティングは、東から西に、または北から南に傾けたときに、異なる色を示し、当該コーティングを法線角度で見たときには、同一の色を示す。
【0006】
異なる2方向から眺めたときには、異なる2つのカラーシフティング効果を有し、法線角度で眺めたときには同一色を有するコーティングを生み出すことが本発明の目的である。
【0007】
第一の軸について傾けたときには、第一の色と第二の色との中間のカラーシフトを生み出し、当該第一の軸と直交する軸について傾けたときには、当該第一の色から第三の色へのカラーシフトを生み出すことが本発明の目的であり、当該第一、第二、および第三の色は、視覚的に識別可能な異なる3色である。
【0008】
磁気的配向性の磁性カラーシフティングフレークと、非磁気的非配向性カラーシフティングフレークとの混合物を用いることも、本発明のさらなる目的であるが、法線方向の入射角では当該フレークの色は同一である。
【0009】
基材上で特定の配向に配置され、固定された2つの異なるフレークタイプのみからなる混合物を用いて、当該基材の傾きに応じて第一の色から第二の色、または第一の色から第三の色へのカラーシフトを実現することも本発明のさらなる目的である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の態様によれば、視角の変化に伴い、第一の色から第二の色にカラーシフトを示す、第一の複数の磁気的に整列可能な顔料フレークと、視角の変化に伴い、第一の色から第三の色、またはその逆にカラーシフトする、第二の複数のフレークとを含み、当該第一、第二、および第三の色が異なる3色である、顔料フレークの混合物が提供される。
【0011】
本発明の別の態様によれば、磁気的に整列可能な磁性フレーク、および非磁性フレークの混合物を含み、当該磁性フレークが、視角の変化に伴い、薄膜干渉により、第一の色から第二の色にカラーシフトし、当該非磁性フレークが、視角の変化に伴い、薄膜干渉により、第三の色から第一の色にカラーシフトする、コーティングが提供される。
【0012】
本発明の態様によれば、視角の変化に伴い、第一の色から第二の色にカラーシフトを示す、第一の複数の非磁性顔料フレーク(基材に対して平行に整列している)と、視角の変化に伴い、第一の色から第三の色、またはその逆にカラーシフトする、基材に対して所定の角度で磁気的に整列した、第二の複数の磁性フレークとを含み、当該第一、第二、および第三の色が異なる3色である、顔料フレーク混合物が提供される。
【0013】
本発明の典型的な実施形態は、下記図面と共に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】Lab色座標、および観測角が5°から45°に変化したときの、変化顔料の色を表すグラフである。
【図2】磁気的に整列したフレーク205、および基材と同一平面上にある非磁気的に整列可能なフレーク204を示す、本発明に基づく図である。
【図3】光が[Z,Y]の位置にあり、観測者は[Z,−Y]の位置から観測する場合における、フレーク上に入射する光線を示す図である。
【図4】光が[Z,Y]の位置にあり、観測者は[Z,−X]の位置から観測する場合における、フレーク上に入射する光線を示す図である。
【図5】法線方向の入射における立位および伏位状態のフレークを示す基材の図であり、磁気的、非磁気的に整列可能なフレークについて、同一色に見える。
【図6】図3のX軸の周りを回転するように、対象物を観察者から反対側に傾けた場合の図である。
【図7】対象物がY軸の周りで傾き、磁性粒子面が観察方向と一致するように配向しているので、当該磁性粒子が見えなくなった図である。
【図8】チェッカー模様の四角形として示された磁性粒子が、明確に見えるようになり、対象物が金色に変化する図である。
【図9】図9a、9b、10aおよび10bは、金色から緑色に変化する磁性フレーク、および緑色から青色に変化する非磁性フレークでコーティングされた基材の写真であり、当該磁性フレークは磁気的に整列している。
【図10】図9a、9b、10aおよび10bは、金色から緑色に変化する磁性フレーク、および緑色から青色に変化する非磁性フレークでコーティングされた基材の写真であり、当該磁性フレークは磁気的に整列している。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明は、磁気的に配向可能なフレーク、および非磁気的に配向可能なフレークの2種類のフレークからなる混合物を提供する。当該フレークは一般的な特徴を有する。2種類のフレークは、観測者に対して傾けたとき、または入射光の角度がカラーシフトに影響を及ぼすように変化を受けたときに、同一色から異なる色にシフトする、薄膜干渉型カラーシフティングフレークである。したがって、フレーク混合物を基材上にコーティングし、そして磁性フレークが所望の配列で整列するように磁場を印加すると、当該基材を東から西に傾けたときに、第一の色から第二の色にカラーシフトし、また当該基材を北から南に傾けたときには、第二の色から第三の色にカラーシフトするが、当該第一、第二、および第三の色は、視覚的に識別可能な異なる色である。
【0016】
以下に記載する種類の、本発明に基づき用いられる薄膜カラーシフティング顔料は、法線方向の観察角では1つの色を示し、法線角度からのずれがより大きな角度では異なる色を示す。顔料の知覚色は、ファブリペロー(Fabry−Perot)光学構造中のスペーサーの厚さに依存する。したがって、スペーサーの厚さは、法線方向の入射角および反射角からのずれが増大するに従い変化するので、顔料の色を認識する際には、入射角および反射角は重要な因子である。カラーシフティング顔料が、観察者に対して傾くと、顔料の当初の色は、徐々に別の色に変化する。Lab色座標では、図1で、観察角が5°から45°に変化すると共に、色を金色から緑色に(101)、または緑色から青色に(102)、または青色から赤色に(103)変化させる、仮想上の顔料について図示するように、顔料の色は、Labスペースの1つの四分円から次の四分円へと、円周沿いに反時計まわりに進むに従い変化する。顔料のすべての粒子は、互いに、および実質的に平行光線を有する入射光線を反射する基材に対してほぼ平行に配向する。
【0017】
本発明は、磁性顔料粒子および非磁性顔料粒子の混合物も用いる。磁性粒子は多層フレークで、磁気的に整列可能な物質の層を有する。磁性フレークおよび非磁性フレークの混合物は、バインダー、好ましくは有機バインダー中に分散され、これは、図2に示すように、柔軟性または非柔軟性の基材上に印刷可能である。インク202が当該基材201上に印刷される。当該インクは、磁性粒子203および非磁性顔料粒子204を含む。当該粒子は、意図的に形成可能であり、またはランダムな形状の粒子でもあり得る。フレークは、粒子表面を横断した長さが1ミクロンほどに小さくても、また100ミクロンほどに大きくてもよい。さらに基材上にコーティングを形成して、当該印刷物に外部磁場を205の方向に印加すると、すべての磁性顔料粒子は、基材に対して、および非磁性粒子の表面に対して角α206の磁場の向きで、当該磁場に対して、また互いに平行に配向する。非磁性粒子204は磁場により影響を受けず、基材201に対して平行またはほぼ平行に配向する。インク中では、磁性粒子および非磁性粒子の空間的な位置が異なることに起因して、磁性粒子および非磁性粒子は、図3および図4に示すように、観測者に対して異なる方向に入射光を反射する。
【0018】
説明目的に限り、磁気的に整列可能なフレークは、六角形のフレークとして挙げており、整列したフレーク203および205は、四角形である。さらに、2種類のフレークを視覚的に区別するために、説明目的に限定して、チェッカーボードおよびドット状のパターンが、磁性フレークおよび非磁性フレークについて、それぞれ用いられている。実際には、当該フレークはこのようにパターン表示されていない。
【0019】
次に、図3に目を向けると、X=0である座標XYZの場所にある離れた光源301を起源とする光線は、非磁性板表面上の領域0で衝突する場合、かかる光線は、X=0およびY<0である座標XYZの場所に向けて、303の方向に反射される。XY座標における入射光線および反射光線の投影ベクトルは、それぞれ点Aおよび点Bである。
【0020】
次に、図4を参照すると、同一光源を起源とする光は、磁気的に整列した粒子により反射されるが、図3に示す非磁性粒子により反射された場合と異なる。X=0である同一の座標XYZの光源401を起源とする光は、方向402に沿って印刷物の領域0に至り、反時計回りに傾いた磁性板から、Y=0およびX<0である座標XYZを有する方向403に向けて反射される。XY座標における入射光線および反射光線の投影ベクトルはこのとき、それぞれ点Aおよび点Cである。
【0021】
図3および4に共通して、入射光の方向は、同一の反射領域に至る。そこから、傾きのない非磁性粒子により、当該領域において反射された光は観察者に至るが、一方、磁気的に整列した磁性板により反射された光はその方向を変え、観察者には到達しなくなって、かかる特定の観察角において不可視となる。図3および図4で、サンプルをX座標の周りに5°から45°まで反対に傾けると、非磁性顔料の色は0°から45°まで変化する。各色は、図1の曲線101では、金色から緑色、または緑色から青色(102)、または青色から赤色(103)である。非磁性顔料の色は、高角度の磁性顔料の色により影響を受ける。図3および4で、サンプルをY座標の周りに0°から45°まで反対に傾けると、磁性粒子は、高傾斜角の色から低傾斜角の色に変化する。一方、非磁性粒子は、光を観察者からそれた方向に反射するので不可視となり、対照物は、磁性顔料の色が支配的に見える。
【0022】
一方の顔料の色の影響を軽減するために、例えば磁性顔料が、別の顔料、例えば非磁性顔料の色に与える影響を軽減するために、1つの共通色が、混合顔料中で用いられる。かかる顔料の例を図1に示す。これらは、金色から緑色にシフトする磁性顔料101と、緑色から青色にシフトする非磁性顔料102であり、緑色が両顔料に共通する共通色である。磁性顔料101は、その粒子が非磁性粒子に対して45°の角度で磁気的に配向する場合には、緑色を有する。緑色から青色の非磁性顔料102は、基材に対して平行になっているので、0°では緑色を有する。図5に示す通り、両顔料は、対象物または基材を法線方向で観察するときには同一色を示す。入射光線のほとんどは、緑色を示す水玉模様の六角板である、非磁性のカラーシフティング顔料粒子501によって反射される。磁気的に配向した粒子は、基材に対して45°で整列しているので、これも緑色を示す。図6に示すように対象物を観測者から遠ざけるように傾けるとき、これは図3のX軸の周りを回転する。非磁性粒子、すなわち水玉模様の六角形の粒子の色は、図1の曲線102に基づき青色に変化する。すでに記載した通り、図中の水玉模様およびチェッカーボード模様は、図中の2種類のフレークを区別する単なる説明手段に過ぎない。当該フレークは、実際にはかかる模様を有さない。
【0023】
図7に示すように、対象物をY軸の周りを左側に傾けると、配向面と観察方向とが一致して配向している磁性粒子は不可視となる。しかし、図8に示すように対象物を右側に傾けると、磁性粒子、すなわちチェッカー模様の四角形は顕著に可視化され、当該対象物は金色に変化する。
【0024】
図9aから10bに目を向けると、この典型的な実施形態では、磁性的な金色から緑色、および非磁性的な緑色から青色が用いられた。かかる顔料の組合せが、視覚的にどのように見えるかは、図9aから10bを見れば分る。図9aに示す通り、法線角度で観察すると、かかる顔料を含む印刷物の色は緑色に見え得る。図9bに示すように、サンプルを観察者から遠ざけるように傾けると、青色に見える。傾きを法線角度に戻すと、図10aのように緑色が復活する。サンプルを右方向に傾けると、金色にシフトするのが、図10bに示されている。
【0025】
本発明のカラーシフティング顔料の混合物は、紙幣、ラベル、セキュリティ文書、および美観に優れたコーティングまたは安全対策上カラーシフトするコーティングが必要とされるもので用いることができる。
【符号の説明】
【0026】
101 曲線、金色から緑色にシフトする磁性顔料
102 曲線、緑色から青色にシフトする非磁性顔料
103 青色から赤色
201 基材
202 インク
203 磁性粒子
204 非磁性顔料粒子
205 方向
206 角α
301 光源
303 方向
401 光源
402 方向
403 方向
501 非磁性のカラーシフティング顔料粒子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
視角の変化に伴い、第一の色から第二の色へのカラーシフトを示す、第一の複数の磁気的に整列可能な顔料フレークと、
視角の変化に伴い、前記第一の色から第三の色、またはその逆へのカラーシフトを示す、第二の複数の顔料フレークとを含み、
前記第一、第二、および第三の色が異なる3色である、顔料フレークの混合物。
【請求項2】
前記第二の複数のフレークが非磁性的に整列可能であり、前記第一および第二の複数のフレークが、これに入射する光の薄膜干渉効果によるカラーシフトを有し、前記第一および第二の複数のフレークが相互に混合されている、請求項1に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項3】
混合物を形成するバインダー中の前記フレークが、基材上にコーティングされ、前記磁気的に整列可能なフレークが、非磁性的に整列可能なフレークの配向とは異なる実質的に同じ配向で整列する、請求項2に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項4】
前記第一の複数のフレークが、前記第二の複数のフレークとは異なる態様で、前記基材上で整列しており、それにより第一の軸について前記基材を傾けると、前記第一の色から第二の色に、またはその逆に観測可能なカラーシフトを引き起こし、および第二の異なる軸について前記基材を回転させると、前記第一の色から第三の色に、またはその逆にカラーシフトを引き起す、請求項3に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項5】
前記第一の複数のフレークが、前記第二の複数のフレークとは異なる態様で、前記基材上で配向しており、それにより第一の軸について前記基材を傾けると、前記第一の色から第二の色に、またはその逆に観測可能なカラーシフトを引き起こし、および前記第一の軸と直交する第二の異なる軸について基材を傾けると、前記第一の色から第三の色に、またはその逆にカラーシフトを引き起す、請求項3に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項6】
前記第一および第二の複数のフレークが、前記基材に対する1つの入射角において、同一の色を示す、請求項5に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項7】
前記1つの入射角が、前記基材に対する法線である、請求項6に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項8】
前記基材が、スレッドまたは紙幣または金融証書である、請求項7に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項9】
前記フレークが、長さ1ミクロンより大きく、かつ100ミクロンよりも小さい、請求項8に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項10】
前記フレークが、1つまたは複数の事前決定された形状を有する、実質的に平面形状のフレークである、請求項9に記載の顔料フレークの混合物。
【請求項11】
前記混合物が、インクまたは塗料である、請求項2に記載のフレークの混合物。
【請求項12】
前記第一の複数のフレークが、フレーク総数の40%〜60%を占める、請求項2に記載のフレークの混合物。
【請求項13】
前記第一の複数のフレークが10000個よりも多く、前記第二の複数のフレークが10000個よりも多い、請求項1に記載のフレークの混合物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−111622(P2011−111622A)
【公開日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−260311(P2010−260311)
【出願日】平成22年11月22日(2010.11.22)
【出願人】(502151820)ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】JDS Uniphase Corporation
【住所又は居所原語表記】430 N. McCarthy Boulevard, Milpitas, California, 95035, USA
【Fターム(参考)】