可誘導式濾光顏料片的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可誘導式濾光顏料片，由干涉型濾光顏料片基材及均勻包覆于干涉型濾光顏料片基材外表面的磁性薄膜層形成的磁殼構成；磁性薄膜層通過溶膠凝膠法包覆于所述干涉型濾光顏料片基材外表面；所述磁性薄膜層的材質(zhì)為鐵氧性永磁材料或復合稀土永磁材料。本實用新型可使濾光顏料片形成對光的控制，根據(jù)結(jié)構參數(shù)的選擇，來實現(xiàn)可反射或透射出不透顏色的光，并且在入射光角度變化的情況下，反射光和透射光的顏色相應的發(fā)生變化；磁殼可實現(xiàn)濾光顏料片的可誘導功能，使得濾光顏料片在油墨涂料或注塑件中的表現(xiàn)角度可控；兩個功能的多個表現(xiàn)的隨機組合就可以制備出多樣的光學特殊效果，該效果從目前的技術條件看，不易被仿制，防偽性能更好。
【專利說明】
可誘導式濾光顏料片
技術領域
[0001]本實用新型涉及片狀顏料技術領域，具體涉及一種可誘導式濾光顏料片及其制備方法。
【背景技術】
[0002]各種片狀顏料被應用于各種領域，變色顏料應用于化妝品、油墨、陶瓷制品、注塑制品、汽車涂料、防偽圖案、安全文件等，磁性顏料已經(jīng)被開發(fā)應用于帶有圖案的標識、裝飾材料及防偽材料。
[0003]濾光顏料片是對外來自然光進行過濾，部分光被過濾后，原有的入射白光經(jīng)過濾光顏料片，反射出的光就會呈現(xiàn)出顏色，濾光顏料片內(nèi)部結(jié)構有法布里波羅諧振腔結(jié)構，反射出的光的顏色就是多種顏色光的積分疊加;而入射白光角度不同，法布里波羅諧振腔結(jié)構內(nèi)的光學厚度發(fā)生變化，出射光的顏色積分疊加會產(chǎn)生相當大的差異。
[0004]濾光顏料片由包括基礎層的一個結(jié)構構成，這些結(jié)構根據(jù)需要以不同的順序堆疊，包括了一層或多層反射層，一層或多層介質(zhì)層和附加性的一種反射層，堆疊結(jié)構可以有一個對稱結(jié)構:
[0005]吸收層/介質(zhì)層/反射層/介質(zhì)層/吸收層;或者
[0006]吸收層/介質(zhì)層/吸收層。
[0007]堆疊結(jié)構可以有一個非對稱結(jié)構:
[0008]吸收層/介質(zhì)層/反射層
[0009]美國人R.W.Phillips等人在授權專利CN1288674C中，公布了一種多層磁性顏料片和箔，可通過外部磁場對磁性顏料片和箔進行誘導，使之在安全圖案中形成特殊的效果；瑞士人M.塞托在授權專利CN1229656C中，對這種磁性顏料片及其應用做了進一步的闡述和界定。
[0010]Schmid等人在歐洲公布的EP686675B1中，公布了類似的磁性顏料片，其結(jié)構式是
[0011]氧化物/吸收層/介質(zhì)層/磁層/鋁/磁層/介質(zhì)層/吸收層/氧化物;專利中明確指出了最外層氧化物是透明層或是選擇吸收層，氧化物存在目的是對光進行處理。
【實用新型內(nèi)容】
[0012]本實用新型的目的是提供一種可誘導式濾光顏料片;濾光顏料片由內(nèi)部的法布里波羅諧振腔結(jié)構實現(xiàn)對光的過濾，在該結(jié)構的外部有一個磁殼，磁殼用于實現(xiàn)該濾光顏料片可受到外界場的誘導。
[0013]濾光顏料片可以是反射式結(jié)構的堆疊結(jié)構:吸收層/介質(zhì)層/反射層/介質(zhì)層/吸收層或者通過重復增加結(jié)構“介質(zhì)層/吸收層”后，結(jié)構變更為:吸收層/介質(zhì)層/吸收層/介質(zhì)層/反射層/介質(zhì)層/吸收層/介質(zhì)層/吸收層，來提高反射曲線的銳度，增加單色的飽和度；
[0014]反射式結(jié)構的可誘導式濾光顏料片制備的油墨涂料用于單面印刷，涂布在任意基材上，通過外部磁場引導形成特殊圖案。
[0015]另外，濾光顏料片中的堆疊結(jié)構還可以選擇對稱式透射結(jié)構，透射式結(jié)構與反射式結(jié)構不同之處在于入射白光經(jīng)過濾光顏料片后，一部分顏色光的積分疊加會從白光入射面反射出，另一部分于與反射面對應的另一面投射出，反射光和透射光在光譜內(nèi)互為互補色光。對稱式透射結(jié)構的濾光顏料片可應用于塑料鈔票上透視窗的安全單元，根據(jù)涂印和注塑等方式將透射式的可誘導濾光顏料片植入透視窗，通過外部場影響，形成特殊效果的安全單元。
[0016]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0017]—種可誘導式濾光顏料片，其由干涉型濾光顏料片基材及均勻包覆于所述干涉型濾光顏料片基材外表面的磁性薄膜層形成的磁殼構成。
[0018]優(yōu)選的，所述磁性薄膜層通過溶膠凝膠法包覆于所述干涉型濾光顏料片基材外表面。
[0019]優(yōu)選的，所述磁性薄膜層的材質(zhì)為鐵氧性永磁材料，如:氧化鐵、氧化鋇、氧化鉛、氧化鍶等;或復合稀土永磁材料，如三氧化三釤，三氧化二鑭，三氧化二釹等稀土氧化物。[°02°]優(yōu)選的，所述磁性薄膜層厚度5-100納米，實驗時大約是60?80納米，太厚顏色的漂移比較大。
[0021]優(yōu)選的，所述磁性薄膜層和所述干涉型濾光顏料片基材的外表面之間，還設有預制層，其目的在于使所述基材和所述磁殼之間的結(jié)合力更好，其通過在真空狀態(tài)下鍍膜沉積制備。
[0022]所述干涉型濾光顏料片基材為反射式的堆疊結(jié)構或透射式的堆疊結(jié)構。
[0023]上述可誘導式濾光顏料片的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0024]首先制備干涉型濾光顏料片基材；
[0025]然后將所述基材置入配置好的磁性材料溶液中，使用溶膠凝膠法制備所述磁殼；
[0026]干燥處理。
[0027]所述的制備所述干涉型濾光顏料片基材的方法，包括以下步驟:
[0028]S1、真空環(huán)境在基底上順序鍍制多層薄膜；
[0029]S2、將鍍制的所述多薄膜從所述基底上剝離、清洗、沉淀；
[0030]S3、將所述沉淀物使用氣磨的方法處理；
[0031 ] S4、使用篩網(wǎng)對氣磨處理后的薄膜碎片進行篩選。
[0032]所述的磁性材料溶液及磁殼的制備方法，包括以下步驟:
[0033]一、根據(jù)化學計量比稱取一定量的分析復合稀土氧化物，用1:1的濃硝酸按物質(zhì)的量比將稀土氧化物全部溶解，加熱使多余的硝酸蒸發(fā)，取出自然冷卻，形成稀土硝酸鹽的晶體；
[0034]稱取一定量的分析純Fe(N03)3.9H20，用去離子水溶解后，攪拌下滴加一定濃度的檸檬酸溶液，使鐵離子全部被檸檬酸絡合，再將前述制備好的稀土硝酸鹽晶體溶解后緩慢滴加于其中，經(jīng)過一定時間的攪拌，使兩者能夠充分地與檸檬酸絡合完全且分散均勻。依照此步驟，可以用去離子水配置不同濃度硝酸鹽混合溶液。在該混合溶液中，加入已制備的三氧化二鐵粉末，再加入適量的分散劑乙二醇，超聲混合均勻形成混合液；
[0035]稱取一定量所述干涉型濾光顏料片基材，投放到所述混合液中，實驗中采取凝膠制備與濕凝膠處理連續(xù)進行。向所述混合液中慢滴氨水調(diào)節(jié)PH值逐步形成溶膠，當PH值調(diào)至IJ4-5時溶膠黏度明顯增大，網(wǎng)狀結(jié)構的凝膠開始形成，恒溫70°C和用氨水穩(wěn)定PH值使凝膠化完全;然后，再調(diào)節(jié)PH值到8-9，濕凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構被破壞，黏度降低，網(wǎng)狀的濕凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)楣铝⒌哪z粒，開始包覆在原有薄膜碎片的表面，緩慢蒸發(fā)，溶液粘度逐漸增大，將固液混合物進行固液分離，用無水乙醇反復洗滌過濾，將膠狀物于一定濕度下干燥，得到固化的粉體;然后干燥，得到有納米復合稀土永磁磁殼的濾光顏料片。
[0036]另一種所述的磁性材料溶液及磁殼的制備方法，包括以下步驟:
[0037]選用分析純Fe(N03)3.9H20，檸檬酸、乙二醇、氨水、無水乙醇為原料，采用絡合溶膠凝膠法制備納米磁性材料三氧化二鐵;稱取一定量的Fe(N03)3.9H20，用去離子水溶解完全，加入適當?shù)臋幟仕?，磁力攪拌器攪拌均?稱取一定量的所述干涉型濾光顏料片基材投放到混合能液中，在該環(huán)境條件使檸檬酸與Fe3+完全結(jié)合，再加入適量的乙二醇繼續(xù)攪拌，使其充分分散在絡合物之間，在攪拌下滴加稀氨水調(diào)節(jié)PH，于60攝氏度水浴中緩慢蒸發(fā)，溶液黏度逐漸增大;將混合物洗滌和固液分離，粉末狀材料于120°C干燥，得到有三氧化二鐵磁殼的濾光顏料片。
[0038]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0039]本實用新型可實現(xiàn):1、濾光顏料片形成對光的控制，根據(jù)結(jié)構參數(shù)的選擇，來實現(xiàn)可反射或透射出不透顏色的光，并且在入射光角度變化的情況下，反射光和透射光的顏色相應的發(fā)生變化;2、磁殼可實現(xiàn)濾光顏料片的可誘導功能，使得濾光顏料片在油墨涂料或注塑件中的表現(xiàn)角度可控;兩個功能的多個表現(xiàn)的隨機組合就可以制備出多樣的光學特殊效果，該效果從目前的技術條件看，不易被仿制，防偽性能更好。
【附圖說明】
[0040]圖1是實施例一的可誘導式濾光顏料片的剖面結(jié)構示意圖；
[0041]圖2是實施例二的可誘導式濾光顏料片的剖面結(jié)構示意圖；
[0042]圖3是本實用新型可誘導式濾光顏料片的另一種實施例的結(jié)構示意圖；
[0043]圖4是本實用新型可誘導式濾光顏料片的又一種實施例的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0044]實施例一:
[0045]本實施例提供一種可誘導式濾光顏料片，如圖1所示，其由干涉型濾光顏料片基材I及均勻包覆于所述干涉型濾光顏料片基材外表面的磁性薄膜層2形成的磁殼構成。所述磁性薄膜層2通過溶膠凝膠法包覆于所述干涉型濾光顏料片基材I外表面。所述磁性薄膜層2的材質(zhì)為鐵氧性永磁材料，如:氧化鐵、氧化鋇、氧化鉛、氧化鍶等;或復合稀土永磁材料，如三氧化三釤，三氧化二鑭，三氧化二釹等。所述磁性薄膜層2的厚度5-100納米，實驗時大約是60-80納米，厚度過大時顏色的漂移比較大。
[0046]所述干涉型濾光顏料片基材I可反射式的堆疊結(jié)構或透射式的堆疊結(jié)構。具體的，反射式的堆疊結(jié)構為:吸收層/介質(zhì)層/反射層/介質(zhì)層/吸收層堆疊，或者通過重復增加結(jié)構介質(zhì)層/吸收層后，結(jié)構變更為:吸收層/介質(zhì)層/吸收層/介質(zhì)層/反射層/介質(zhì)層/吸收層/介質(zhì)層/吸收層，來提高反射曲線的銳度，增加單色的飽和度，該反射式結(jié)構的可誘導式濾光顏料片制備的油墨涂料用于單面印刷，涂布在任意基材上，通過外部磁場引導形成特殊圖案;濾光顏料片基材中的堆疊結(jié)構還可以選擇對稱式透射結(jié)構，透射式結(jié)構與反射式結(jié)構不同之處在于入射白光經(jīng)過濾光顏料片后，一部分顏色光的積分疊加會從白光入射面反射出，另一部分于與反射面對應的另一面投射出，反射光和透射光在光譜內(nèi)互為互補色光。對稱式透射結(jié)構的濾光顏料片可應用于塑料鈔票上透視窗的安全單元，根據(jù)涂印和注塑等方式將透射式的可誘導濾光顏料片植入透視窗，通過外部場影響，形成特殊效果的安全單元。
[0047]實施例二:
[0048]本實施例與實施例一相似，其區(qū)別僅在于:如圖2所示，為了使所述干涉型濾光顏料片基材I和所述磁殼之間的結(jié)合力更好，所述磁性薄膜層2和所述干涉型濾光顏料片基材I的外表面之間還可設有預制層3，其通過在真空狀態(tài)下鍍膜沉積制備而成，所述磁性薄膜層2均勻包覆于所述預制層3的外表面。
[0049]實施例三:
[0050]本實施例提供一種實施例一所述的可誘導式濾光顏料片的制備方法。該方法包括以下步驟:
[0051 ]首先制備所述5層結(jié)構的干涉型濾光顏料片基材I;
[0052]然后將所述基材置入配置好的磁性材料溶液中，使用溶膠凝膠法制備所述磁性薄膜層2，形成磁殼；
[0053]干燥處理。
[0054]制備所述5層結(jié)構的干涉型濾光顏料片基材，包括以下步驟:
[0055]S1、真空環(huán)境在基底上順序鍍制5層薄膜，五層順序為:Cr/Si02/Al/Si02/Cr，其對應的物理厚度分別是:
[0056]4.5nm/ 315nm/20nm/315nm/ 4.5nm ；形成具有對稱結(jié)構的反射式濾光顏料片，O角度目測顏色為綠色，45角度目測為紫紅色；
[0057]S2、將鍍制的所述五層薄膜從所述基底上剝離，剝離物置入去離子水清洗，然后沉淀；
[0058]S3、將所述沉淀物使用氣磨的方法處理；
[0059]S4、使用篩網(wǎng)對氣磨處理后的薄膜碎片進行篩選。
[0060]所述磁性材料溶液及磁殼的制備方法，有以下兩種實施方式:
[0061]一、根據(jù)化學計量比稱取一定量的分析純?nèi)趸?或者三氧化二釹、三氧化二鑭)，用1:1的濃硝酸按物質(zhì)的量比將稀土氧化物全部溶解，加熱使多余的硝酸蒸發(fā)，取出自然冷卻，形成稀土硝酸鹽的晶體；
[0062]稱取一定量的分析純Fe(N03)3.9H20，用去離子水溶解后，攪拌下滴加一定濃度的檸檬酸溶液，使鐵離子全部被檸檬酸絡合，再將前述制備好的稀土硝酸鹽晶體溶解后緩慢滴加于其中，經(jīng)過一定時間的攪拌，使兩者能夠充分地與檸檬酸絡合完全且分散均勻。依照此步驟，可以用去離子水配置不同濃度硝酸鹽混合溶液。在該混合溶液中，按比例加入已制備的三氧化二鐵粉末，再加入適量的分散劑乙二醇，超聲混合均勻形成混合液。
[0063]稱取一定量所述干涉型濾光顏料片基材，即顏料片碎片，投放到所述混合液中，實驗中采取凝膠制備與濕凝膠處理連續(xù)進行:向所述混合液中慢滴氨水調(diào)節(jié)PH值逐步形成溶膠，當PH值調(diào)到4-5時溶膠黏度明顯增大，網(wǎng)狀結(jié)構的凝膠開始形成，恒溫70°C和用氨水穩(wěn)定PH值使凝膠化完全;然后，再調(diào)節(jié)PH值到8-9，濕凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構被破壞，黏度降低，網(wǎng)狀的濕凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)楣铝⒌哪z粒，開始包覆在原有薄膜碎片的表面，緩慢蒸發(fā)，溶液粘度逐漸增大，將固液混合物進行固液分離，用無水乙醇反復洗滌過濾，將膠狀物于一定濕度下干燥，得到固化的粉體;然后干燥，得到有納米復合稀土永磁磁殼的濾光顏料片。
[0064]實施例四:
[0065]本實施例提供另一種實施例一所述的可誘導式濾光顏料片的制備方法:
[0066]選用分析純Fe(N03)3.9H20，檸檬酸、乙二醇、氨水、無水乙醇為原料，采用絡合溶膠凝膠法制備納米磁性材料三氧化二鐵;稱取一定量的Fe(N03)3.9H20，用去離子水溶解完全，加入適當?shù)臋幟仕?，磁力攪拌器攪拌均勻得到混合?稱取一定量的干涉型濾光顏料片基材投放到混合液中，在該環(huán)境條件使檸檬酸與Fe3+完全結(jié)合，再加入適量的乙二醇繼續(xù)攪拌，使其充分分散在絡合物之間，在攪拌下滴加稀氨水調(diào)節(jié)PH，于60攝氏度水浴中緩慢蒸發(fā)，溶液黏度逐漸增大;將混合物洗滌和固液分離，粉末狀材料于120°C干燥，得到包覆有三氧化二鐵磁殼的濾光顏料片。
[0067]本實施例中，干涉型濾光顏料片基材的制備方法和實施例二相同，不再贅述。
[0068]在實施例二和三中，所述混合液中的各組分的總量決定了磁殼的厚度，厚度越厚磁性越強，但會影響薄膜的色飽和度;而各組分的比例，則根據(jù)實際操作和實際需要確定，可以達到實施例二和實施例三所述的各個步驟的效果即可。
[0069]如在所述磁性薄膜層和所述干涉型濾光顏料片基材的外表面之間，還設有用于加強所述基材和所述磁殼之間的結(jié)合力的預制層，則帶有預制層的可誘導式濾光顏料片的制備方法為:將所述干涉型濾光顏料片基材(即顏料碎片)的外表面均通過在真空狀態(tài)下鍍膜沉積的方法包覆預制層，然后再將其投放到所述混合液(實施例二或?qū)嵤├龅幕旌弦壕?中，采用實施例二或?qū)嵤├龅拇艢さ闹苽浞椒ㄔ诎灿蓄A制層的顏料碎片的外表面包覆磁殼。
[0070]如干涉型濾光顏料片基材的結(jié)構為Cr/Si02/Al/Si02/Cr，那么，包覆有預制層的顏料碎片的結(jié)構為:Si02/Cr/Si02/Al/Si02/Cr/Si02;其對應的功能為:預制層/吸收層/介質(zhì)層/反射層/介質(zhì)層/吸收層/預制層。
[0071]所述預制層的物理厚度最好是:50埃米到100埃米，太薄起不到鏈接磁殼的效果，太厚則會影響薄膜的色飽和度。
[0072]所述干涉型濾光顏料片基材的結(jié)構不限于以上的實施例一至四中所述，還可以是全介質(zhì)五層結(jié)構(如圖3所示):Zr02/Si02/Zr02/Si02/Zr02或金屬/介質(zhì)/金屬三層結(jié)構(如圖 4 所示):Cr/Si02/Cr。
[0073]應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種可誘導式濾光顏料片，其特征在于:其由干涉型濾光顏料片基材及均勻包覆于所述干涉型濾光顏料片基材外表面的磁性薄膜層形成的磁殼構成。2.根據(jù)權利要求1所述的顏料片，其特征在于:所述磁性薄膜層通過溶膠凝膠法包覆于所述干涉型濾光顏料片基材外表面。3.根據(jù)權利要求1或2所述的顏料片，其特征在于:所述磁性薄膜層的材質(zhì)為鐵氧性永磁材料或復合稀土永磁材料。4.根據(jù)權利要求1或2所述的顏料片，其特征在于:所述磁性薄膜層厚度60-80納米。5.根據(jù)權利要求1或2所述的顏料片，其特征在于:所述磁性薄膜層和所述干涉型濾光顏料片基材的外表面之間，還設有用于加強所述基材和所述磁殼之間的結(jié)合力的預制層，所述預制層通過在真空狀態(tài)下鍍膜沉積制備。6.根據(jù)權利要求1或2所述的顏料片，其特征在于:所述干涉型濾光顏料片基材為反射式的堆疊結(jié)構或透射式的堆疊結(jié)構。
【文檔編號】C09C1/00GK205528558SQ201521001958
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月7日
【發(fā)明人】毛科, 李學英
【申請人】李學英