阅读说明：本技术 一种多层滤光颜料 (Multilayer light filtering pigment ) 是由 任磊 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种多层滤光颜料,其为以下的片状多层结构：半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。本发明在原有单次滤光结构的基础上构建差异二次滤光结构,从而获得更多的与现有产品差异化的产品；单次滤光形成主色调,差异二次滤光对主色调进行调色,把不需要的杂散光再次过滤；通过这样的结构可以获得更多更精准颜色的滤光材料。(The invention provides a multilayer light filtering pigment which is a flaky multilayer structure comprising the following components in parts by weight: semi-reflective layer/second dielectric layer/semi-reflective layer/first dielectric layer/semi-reflective layer/second dielectric layer/semi-reflective layer. The invention constructs a difference secondary filtering structure on the basis of the original single filtering structure, thereby obtaining more products differentiated from the existing products; the primary filtering forms a main tone, the difference secondary filtering colors the main tone, and filters the unnecessary stray light again; by the structure, more and more accurate color filtering materials can be obtained.)

一种多层滤光颜料

技术领域

本发明涉及滤光颜料技术领域，具体涉及用于油墨、涂料等产品的可见光谱内连续变色的滤光颜料薄片。

背景技术

干涉滤光材料是公知的材料,默克公司和巴斯夫公司利用液相法制备的多层干涉效果材料因其表面有一层类似珍珠光泽的干涉色被称为珠光颜料。

福莱克斯产品公司在专利CN100475915C《全介质光变颜料》公布了在柔性基材上气相沉积多层二色性变色颜料，其变色效果、颜色饱和度、色锐度都比液相法生产的干涉材料更为优秀,但是由于其实际制备过程中采用的是5层结构，而且福莱克斯产品公司沿用了QWPT整数倍作为结构的基础，所以该类产品并没有达到最为优秀的状态效果。

发明内容

有鉴于背景技术所述，本发明有必要提供一种变色效果、颜色饱和度及色锐度都更佳的滤光颜料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多层滤光颜料，其为以下的片状多层结构：

半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。

本发明的原理是：差异化二次滤光的方法是在背景技术所述的5层滤光，即第一次滤光的基础上构建第二次滤光系统，第二次滤光系统和第一次滤光的滤光波段有对应的差异。背景技术所述的5层滤光结构为：半反射层/第一介质层/反射层/第一介质层/半反射层，此时，入射光会经过法波滤镜腔后，白光会根据介质层厚度选择不同，被过滤成不同颜色的反射曲线积分色；而本发明构建的差异二次滤光系统，是在原来的一次滤光的基础上进行差异二次滤光。第一介质层和第二介质层选择不同的参考中心波长，对应出的光学厚度和物理厚度都会差异；从而获得更加特殊的反射曲线积分色。光学厚度表达方式为：N*QWOT即下文所述的光学倍数差异滤光，第一介质层和第二介质层选择相同的参考中心波长，不同的N(倍数)值，对应出的光学厚度和物理厚度都会差异，从而获得更加特殊的反射积分色。

作为优选，所述第一介质层可以选择氟化镁(MgF₂)、二氧化硅(SiO₂)、冰晶石(Na₂AlF₆)等材料。欧盟的多项卫生安全的规定中会对游离态氟离子有禁止要求，如遇到该种情况也可以弃用氟化镁材料，其他的材料不会对人体和环境产生负面的影响。所述第二介质层也可以选择这几类材料，并且第一介质层和第二介质层可以选择相同或不同的材料。

作为优选，所述第一介质层和第二介质层的厚度可以使用光学厚度QWOT，对应选择的参考波长λ0取值是300～800nm；物理厚度选择是100～5000纳米。

作为优选，所述反射层材料选择铝材料或者铝合金材料，铝材料或者铝合金材料作为反射层实现的效果使滤光材料最终的反射率比较高，颜色单色饱和度比较高。

作为优选，所述半反射层材料可以选择钛材料或铬材料。

作为优选，所述第一介质层和第二介质层的物理厚度及光学厚度均接近但不相同，即近峰值差异滤光；或者，所述第一介质层和第二介质层的光学厚度呈倍数差异，即光学倍数差异滤光；或者，所述第一介质层和第二介质层的光学厚度呈倍数差异的基础上，所述第一介质层和第二介质层的物理厚度接近但不相同，使得第一介质层和第二介质层的反射率曲线的峰值接近而不重合，即近峰值差异滤光和光学倍数差异滤光两种方案的结合。

具体的，所述第一介质层和第二介质层的物理厚度接近，是指：所述第一介质层和第二介质层的物理厚度相差大于或等于5埃，小于或等于150埃，即：150埃≥|第一介质层物理厚度－第二介质层的物理厚度|≥5埃。

近峰值差异滤光：第一介质层和第二介质层无论是在物理厚度或是光学厚度上选择上，都比较接近，比如第一介质层选择2000埃，第二介质层选择2005埃或者第一介质层选择2005埃，第二介质层选择2000埃，这样的方式都是相对单个法波腔滤光积分色的基础上做了单色性升级和颜色色相的微调。

光学倍数差异滤光：第一介质层和第二介质层光学厚度上选择倍数差异，比如第一介质层选择2QWOT，第二介质层选择4QWOT，或者第一介质层选择4QWOT，第二介质层选择2QWOT，这样的方式同样在原有方案的基础上，在反射曲线积分方面减少了反射峰的半波宽度，对应获得单色性更好(颜色更特殊的)的滤光材料。

近峰值差异滤光和光学倍数差异滤光两个方案的结合，在实际实施方案中不仅使用光学倍数差异滤光，同时使用了近峰值差异滤光，同样可获得特殊色相的滤光材料。

另外：可将多次差异滤光颜料也通过加入磁层的设计，即在差异二次滤光的基础上增加了可诱反射导层，升级为可诱导多次差异滤光颜料：半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/可诱导反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

在原有单次滤光结构的基础上构建差异二次滤光结构，从而获得更多的与现有产品差异化的产品；单次滤光形成主色调，差异二次滤光对主色调进行调色，把不需要的杂散光再次过滤；通过这样的结构可以获得更多更精准颜色的滤光材料。

另外，也可以以同样的方式构建三次差异滤光或者多次差异滤光，获得颜色精度更高的产品；

光学防伪的需求是产品技术和产品设计综合的体现，差异二次滤光的方案可以更好的模拟出背景设计所需求的颜色，从而使产品颜色和背景设计的一致性更加契合，比如设计出与背景主色调一致的积分色，从防伪的角度来看，0度角颜色和背景色一致，本身就是一种不可复制的防伪。

附图说明

图1为本发明实施例一中所述单次滤光的5层结构的滤光颜料的反射积分色曲线；

图2为本发明实施例一中在单次滤光的基础上增加差异二次滤光层后的多层滤光颜料的反射积分色曲线；

图3为本发明实施例一中所述单次滤光的5层结构的滤光颜料的色度图坐标位置；

图4为本发明实施例一中在单次滤光的基础上增加差异二次滤光层后的多层滤光颜料的色度图坐标位置；

图5为本发明实施例二中所述单次滤光的5层结构的滤光颜料的反射积分色曲线；

图6为本发明实施例二中在单次滤光的基础上增加差异二次滤光层后的多层滤光颜料的反射积分色曲线。

图7为本发明实施例二中单次滤光的5层结构的滤光颜料的色度图坐标位置；

图8为本发明实施例二中在单次滤光的基础上增加差异二次滤光层后的多层滤光颜料的色度图坐标位置。

具体实施方式

实施例一(近峰值差异滤光模式)：

本实施例提供一种多层滤光颜料，其结构为：

半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。

参考波长选择λ₀＝500nm，厚度采用光学厚度QWOT来监控，上述多层滤光颜料的多层材质和厚度依次为：

1、半反射层选择钛材料，物理厚度为8nm；

2、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.35QWOT；

3、半反射层选择钛材料，物理厚度为8nm；

4、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.4QWOT；

5、反射层选用铝合金材料，厚度选取物理厚度80nm；

6、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.4QWOT；

7、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

8、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.35QWOT。

9、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

2.4QWOT的光学厚度换算后的物理厚度为2056埃，2.35QWOT的光学厚度换算后的物理厚度为2013埃。

仅有结构3、4、5、6、7的单次滤光的情况下，反射积分色曲线为图1所示，增加差异二次滤光层后的反射积分色曲线完全不同，如图2所示。

从图1和图2的对比可以看出，差异二次滤光的积分曲线在数据上的表现是：

400nm

425nm

450nm

475nm

500nm

550nm

600nm

650nm

二次滤光

50％

70％

90％

70％

35％

15％

13％

12％

差异二次滤光

30％

60％

90％

40％

15％

15％

2％

25％

从图3和图4的对比可以看出，差异二次滤光调整了色度图中的色相位置：

	X坐标	Y坐标	亮度
				单次滤光	0.481	0.44	60.57
差异二次滤光	0.502	0.388	44.7

从以上两个表的数据得出，差异二次滤光相对非差异二次滤光，不仅可以有效的缩小反射率曲线的半波宽度，而且可以在每个色段进行调整，调整的幅度取决于设计二次滤光时使用的参考滤光中心波长；该设计方案可以大幅调色，大幅调色时不能跨色域调整，同时也可以对积分色微调。

而这种设计在产品上的具体表现是：差异二次滤光相对非差异二次滤光，由于差异二次滤光可以根据设计参数对单次滤光的积分色曲线进行多方向修改，可以制备出更接近设计标的的积分色；比如设计出与背景主色调一致的积分色，从防伪的角度来看，0度角颜色和背景色一致，本身就是一种不可复制的防伪。

实施例二(光学倍数差异滤光)：

本实施例提供一种多层滤光颜料，其结构为：

半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。

参考波长选择λ₀＝500nm，厚度采用光学厚度QWOT来监控，上述多层滤光颜料的多层材质和厚度依次为：

1、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

2、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取1.7QWOT；

3、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

4、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取3.4QWOT；

5、反射层选用铝合金材料，厚度选取物理厚度80nm；

6、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取3.4QWOT；

7、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

8、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取1.7QWOT。

9、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

仅有结构3、4、5、6、7的单次滤光的情况下，反射积分色曲线为图5所示，而增加差异二次滤光层后，反射积分色曲线为图6所示。图6相对图5，反射率曲线峰置基本接近，但是其他波段的反射率相对低，直接视觉表现就是色相单色性优秀。

从图7和图8的对比可以看出，差异二次滤光调整了色度图中的色相位置：

	X坐标	Y坐标	亮度
				单次滤光	0.161	0.098	10.36
差异二次滤光	0.272	0.163	18.69

光学倍数差异滤光的设计不同于错峰差异滤光；光学倍数差异滤光具体实施二次滤光时，与实施例一不同，选择滤光腔的参数仍然在色域内。

光学倍数差异滤光具体实施时可以看到，第一介质层和第二介质层的光学厚度呈整数倍关系。

利用光学倍数差异滤光制备出的产品，积分颜色和现有颜色对比，无论是零度角、45度角、60度角，都有明显的颜色差异；而这种特有的颜色就是防伪界追求的人无我有的防伪效果颜料。

实施例三：(光学倍数差异滤光基础上近峰值差异滤光)：

本实施例提供一种多层滤光颜料，其结构为：

半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。

参考波长选择λ₀＝500nm，厚度采用光学厚度QWOT来监控；

1、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

2、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取1.75QWOT；

3、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

4、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取3.4QWOT；

5、反射层选用铝合金材料，厚度选取物理厚度80nm；

6、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取3.4QWOT；

7、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

8、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取1.75QWOT。

9、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

本实施例光学倍数差异滤光基础上近峰值差异滤光，将两种设计思路在实施中做了叠加。

实施例四：(可诱导近峰值差异滤光模式)：

本实施例提供一种多层可诱导滤光颜料，其结构为：

半反射层/第二介质层/半反射层/第一介质层/反射层/可诱导反射层/反射层/第一介质层/半反射层/第二介质层/半反射层。

参考波长选择λ₀＝500nm，厚度采用光学厚度QWOT来监控；

1、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

2、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.35QWOT；

3、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

4、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.4QWOT；

5、反射层选用铝合金材料，厚度选取物理厚度40nm；

6可诱导反射层选用磁性材料，可以选用铁、铬或镍的单体，物理厚度选取30nm；

7、反射层选用铝合金材料，厚度选取物理厚度40nm；

8、第一介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.4QWOT；

9、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm；

10、第二介质层选用二氧化硅，光学厚度选取2.35QWOT。

11、半反射层选择钛材料，厚度选取物理厚度8nm。

所述磁性材料不限于本实施例所述，也可以是含有铁钴镍的合金。

本实施例将多次差异滤光颜料也通过加入磁层的设计，即在差异二次滤光的基础上增加了可诱导反射层，升级为可诱导多次差异滤光颜料。