可诱导式滤光颜料片的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可诱导式滤光颜料片，由干涉型滤光颜料片基材及均匀包覆于干涉型滤光颜料片基材外表面的磁性薄膜层形成的磁壳构成；磁性薄膜层通过溶胶凝胶法包覆于所述干涉型滤光颜料片基材外表面；所述磁性薄膜层的材质为铁氧性永磁材料或复合稀土永磁材料。本实用新型可使滤光颜料片形成对光的控制，根据结构参数的选择，来实现可反射或透射出不透颜色的光，并且在入射光角度变化的情况下，反射光和透射光的颜色相应的发生变化；磁壳可实现滤光颜料片的可诱导功能，使得滤光颜料片在油墨涂料或注塑件中的表现角度可控；两个功能的多个表现的随机组合就可以制备出多样的光学特殊效果，该效果从目前的技术条件看，不易被仿制，防伪性能更好。
【专利说明】
可诱导式滤光颜料片
技术领域
[0001]本实用新型涉及片状颜料技术领域，具体涉及一种可诱导式滤光颜料片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]各种片状颜料被应用于各种领域，变色颜料应用于化妆品、油墨、陶瓷制品、注塑制品、汽车涂料、防伪图案、安全文件等，磁性颜料已经被开发应用于带有图案的标识、装饰材料及防伪材料。
[0003]滤光颜料片是对外来自然光进行过滤，部分光被过滤后，原有的入射白光经过滤光颜料片，反射出的光就会呈现出颜色，滤光颜料片内部结构有法布里波罗谐振腔结构，反射出的光的颜色就是多种颜色光的积分叠加;而入射白光角度不同，法布里波罗谐振腔结构内的光学厚度发生变化，出射光的颜色积分叠加会产生相当大的差异。
[0004]滤光颜料片由包括基础层的一个结构构成，这些结构根据需要以不同的顺序堆叠，包括了一层或多层反射层，一层或多层介质层和附加性的一种反射层，堆叠结构可以有一个对称结构:
[0005]吸收层/介质层/反射层/介质层/吸收层;或者
[0006]吸收层/介质层/吸收层。
[0007]堆叠结构可以有一个非对称结构:
[0008]吸收层/介质层/反射层
[0009]美国人R.W.Phillips等人在授权专利CN1288674C中，公布了一种多层磁性颜料片和箔，可通过外部磁场对磁性颜料片和箔进行诱导，使之在安全图案中形成特殊的效果；瑞士人M.塞托在授权专利CN1229656C中，对这种磁性颜料片及其应用做了进一步的阐述和界定。
[0010]Schmid等人在欧洲公布的EP686675B1中，公布了类似的磁性颜料片，其结构式是
[0011]氧化物/吸收层/介质层/磁层/铝/磁层/介质层/吸收层/氧化物;专利中明确指出了最外层氧化物是透明层或是选择吸收层，氧化物存在目的是对光进行处理。
【实用新型内容】
[0012]本实用新型的目的是提供一种可诱导式滤光颜料片;滤光颜料片由内部的法布里波罗谐振腔结构实现对光的过滤，在该结构的外部有一个磁壳，磁壳用于实现该滤光颜料片可受到外界场的诱导。
[0013]滤光颜料片可以是反射式结构的堆叠结构:吸收层/介质层/反射层/介质层/吸收层或者通过重复增加结构“介质层/吸收层”后，结构变更为:吸收层/介质层/吸收层/介质层/反射层/介质层/吸收层/介质层/吸收层，来提高反射曲线的锐度，增加单色的饱和度；
[0014]反射式结构的可诱导式滤光颜料片制备的油墨涂料用于单面印刷，涂布在任意基材上，通过外部磁场引导形成特殊图案。
[0015]另外，滤光颜料片中的堆叠结构还可以选择对称式透射结构，透射式结构与反射式结构不同之处在于入射白光经过滤光颜料片后，一部分颜色光的积分叠加会从白光入射面反射出，另一部分于与反射面对应的另一面投射出，反射光和透射光在光谱内互为互补色光。对称式透射结构的滤光颜料片可应用于塑料钞票上透视窗的安全单元，根据涂印和注塑等方式将透射式的可诱导滤光颜料片植入透视窗，通过外部场影响，形成特殊效果的安全单元。
[0016]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0017]—种可诱导式滤光颜料片，其由干涉型滤光颜料片基材及均匀包覆于所述干涉型滤光颜料片基材外表面的磁性薄膜层形成的磁壳构成。
[0018]优选的，所述磁性薄膜层通过溶胶凝胶法包覆于所述干涉型滤光颜料片基材外表面。
[0019]优选的，所述磁性薄膜层的材质为铁氧性永磁材料，如:氧化铁、氧化钡、氧化铅、氧化锶等;或复合稀土永磁材料，如三氧化三钐，三氧化二镧，三氧化二钕等稀土氧化物。[°02°]优选的，所述磁性薄膜层厚度5-100纳米，实验时大约是60?80纳米，太厚颜色的漂移比较大。
[0021]优选的，所述磁性薄膜层和所述干涉型滤光颜料片基材的外表面之间，还设有预制层，其目的在于使所述基材和所述磁壳之间的结合力更好，其通过在真空状态下镀膜沉积制备。
[0022]所述干涉型滤光颜料片基材为反射式的堆叠结构或透射式的堆叠结构。
[0023]上述可诱导式滤光颜料片的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0024]首先制备干涉型滤光颜料片基材；
[0025]然后将所述基材置入配置好的磁性材料溶液中，使用溶胶凝胶法制备所述磁壳；
[0026]干燥处理。
[0027]所述的制备所述干涉型滤光颜料片基材的方法，包括以下步骤:
[0028]S1、真空环境在基底上顺序镀制多层薄膜；
[0029]S2、将镀制的所述多薄膜从所述基底上剥离、清洗、沉淀；
[0030]S3、将所述沉淀物使用气磨的方法处理；
[0031 ] S4、使用筛网对气磨处理后的薄膜碎片进行筛选。
[0032]所述的磁性材料溶液及磁壳的制备方法，包括以下步骤:
[0033]一、根据化学计量比称取一定量的分析复合稀土氧化物，用1:1的浓硝酸按物质的量比将稀土氧化物全部溶解，加热使多余的硝酸蒸发，取出自然冷却，形成稀土硝酸盐的晶体；
[0034]称取一定量的分析纯Fe(N03)3.9H20，用去离子水溶解后，搅拌下滴加一定浓度的柠檬酸溶液，使铁离子全部被柠檬酸络合，再将前述制备好的稀土硝酸盐晶体溶解后缓慢滴加于其中，经过一定时间的搅拌，使两者能够充分地与柠檬酸络合完全且分散均匀。依照此步骤，可以用去离子水配置不同浓度硝酸盐混合溶液。在该混合溶液中，加入已制备的三氧化二铁粉末，再加入适量的分散剂乙二醇，超声混合均匀形成混合液；
[0035]称取一定量所述干涉型滤光颜料片基材，投放到所述混合液中，实验中采取凝胶制备与湿凝胶处理连续进行。向所述混合液中慢滴氨水调节PH值逐步形成溶胶，当PH值调至IJ4-5时溶胶黏度明显增大，网状结构的凝胶开始形成，恒温70°C和用氨水稳定PH值使凝胶化完全;然后，再调节PH值到8-9，湿凝胶的网状结构被破坏，黏度降低，网状的湿凝胶转变为孤立的胶粒，开始包覆在原有薄膜碎片的表面，缓慢蒸发，溶液粘度逐渐增大，将固液混合物进行固液分离，用无水乙醇反复洗涤过滤，将胶状物于一定湿度下干燥，得到固化的粉体;然后干燥，得到有纳米复合稀土永磁磁壳的滤光颜料片。
[0036]另一种所述的磁性材料溶液及磁壳的制备方法，包括以下步骤:
[0037]选用分析纯Fe(N03)3.9H20，柠檬酸、乙二醇、氨水、无水乙醇为原料，采用络合溶胶凝胶法制备纳米磁性材料三氧化二铁;称取一定量的Fe(N03)3.9H20，用去离子水溶解完全，加入适当的柠檬酸，磁力搅拌器搅拌均匀;称取一定量的所述干涉型滤光颜料片基材投放到混合能液中，在该环境条件使柠檬酸与Fe3+完全结合，再加入适量的乙二醇继续搅拌，使其充分分散在络合物之间，在搅拌下滴加稀氨水调节PH，于60摄氏度水浴中缓慢蒸发，溶液黏度逐渐增大;将混合物洗涤和固液分离，粉末状材料于120°C干燥，得到有三氧化二铁磁壳的滤光颜料片。
[0038]相对于现有技术，本实用新型的优点在于:
[0039]本实用新型可实现:1、滤光颜料片形成对光的控制，根据结构参数的选择，来实现可反射或透射出不透颜色的光，并且在入射光角度变化的情况下，反射光和透射光的颜色相应的发生变化;2、磁壳可实现滤光颜料片的可诱导功能，使得滤光颜料片在油墨涂料或注塑件中的表现角度可控;两个功能的多个表现的随机组合就可以制备出多样的光学特殊效果，该效果从目前的技术条件看，不易被仿制，防伪性能更好。
【附图说明】
[0040]图1是实施例一的可诱导式滤光颜料片的剖面结构示意图；
[0041]图2是实施例二的可诱导式滤光颜料片的剖面结构示意图；
[0042]图3是本实用新型可诱导式滤光颜料片的另一种实施例的结构示意图；
[0043]图4是本实用新型可诱导式滤光颜料片的又一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]实施例一:
[0045]本实施例提供一种可诱导式滤光颜料片，如图1所示，其由干涉型滤光颜料片基材I及均匀包覆于所述干涉型滤光颜料片基材外表面的磁性薄膜层2形成的磁壳构成。所述磁性薄膜层2通过溶胶凝胶法包覆于所述干涉型滤光颜料片基材I外表面。所述磁性薄膜层2的材质为铁氧性永磁材料，如:氧化铁、氧化钡、氧化铅、氧化锶等;或复合稀土永磁材料，如三氧化三钐，三氧化二镧，三氧化二钕等。所述磁性薄膜层2的厚度5-100纳米，实验时大约是60-80纳米，厚度过大时颜色的漂移比较大。
[0046]所述干涉型滤光颜料片基材I可反射式的堆叠结构或透射式的堆叠结构。具体的，反射式的堆叠结构为:吸收层/介质层/反射层/介质层/吸收层堆叠，或者通过重复增加结构介质层/吸收层后，结构变更为:吸收层/介质层/吸收层/介质层/反射层/介质层/吸收层/介质层/吸收层，来提高反射曲线的锐度，增加单色的饱和度，该反射式结构的可诱导式滤光颜料片制备的油墨涂料用于单面印刷，涂布在任意基材上，通过外部磁场引导形成特殊图案;滤光颜料片基材中的堆叠结构还可以选择对称式透射结构，透射式结构与反射式结构不同之处在于入射白光经过滤光颜料片后，一部分颜色光的积分叠加会从白光入射面反射出，另一部分于与反射面对应的另一面投射出，反射光和透射光在光谱内互为互补色光。对称式透射结构的滤光颜料片可应用于塑料钞票上透视窗的安全单元，根据涂印和注塑等方式将透射式的可诱导滤光颜料片植入透视窗，通过外部场影响，形成特殊效果的安全单元。
[0047]实施例二:
[0048]本实施例与实施例一相似，其区别仅在于:如图2所示，为了使所述干涉型滤光颜料片基材I和所述磁壳之间的结合力更好，所述磁性薄膜层2和所述干涉型滤光颜料片基材I的外表面之间还可设有预制层3，其通过在真空状态下镀膜沉积制备而成，所述磁性薄膜层2均匀包覆于所述预制层3的外表面。
[0049]实施例三:
[0050]本实施例提供一种实施例一所述的可诱导式滤光颜料片的制备方法。该方法包括以下步骤:
[0051 ]首先制备所述5层结构的干涉型滤光颜料片基材I;
[0052]然后将所述基材置入配置好的磁性材料溶液中，使用溶胶凝胶法制备所述磁性薄膜层2，形成磁壳；
[0053]干燥处理。
[0054]制备所述5层结构的干涉型滤光颜料片基材，包括以下步骤:
[0055]S1、真空环境在基底上顺序镀制5层薄膜，五层顺序为:Cr/Si02/Al/Si02/Cr，其对应的物理厚度分别是:
[0056]4.5nm/ 315nm/20nm/315nm/ 4.5nm ；形成具有对称结构的反射式滤光颜料片，O角度目测颜色为绿色，45角度目测为紫红色；
[0057]S2、将镀制的所述五层薄膜从所述基底上剥离，剥离物置入去离子水清洗，然后沉淀；
[0058]S3、将所述沉淀物使用气磨的方法处理；
[0059]S4、使用筛网对气磨处理后的薄膜碎片进行筛选。
[0060]所述磁性材料溶液及磁壳的制备方法，有以下两种实施方式:
[0061]一、根据化学计量比称取一定量的分析纯三氧化二钐(或者三氧化二钕、三氧化二镧)，用1:1的浓硝酸按物质的量比将稀土氧化物全部溶解，加热使多余的硝酸蒸发，取出自然冷却，形成稀土硝酸盐的晶体；
[0062]称取一定量的分析纯Fe(N03)3.9H20，用去离子水溶解后，搅拌下滴加一定浓度的柠檬酸溶液，使铁离子全部被柠檬酸络合，再将前述制备好的稀土硝酸盐晶体溶解后缓慢滴加于其中，经过一定时间的搅拌，使两者能够充分地与柠檬酸络合完全且分散均匀。依照此步骤，可以用去离子水配置不同浓度硝酸盐混合溶液。在该混合溶液中，按比例加入已制备的三氧化二铁粉末，再加入适量的分散剂乙二醇，超声混合均匀形成混合液。
[0063]称取一定量所述干涉型滤光颜料片基材，即颜料片碎片，投放到所述混合液中，实验中采取凝胶制备与湿凝胶处理连续进行:向所述混合液中慢滴氨水调节PH值逐步形成溶胶，当PH值调到4-5时溶胶黏度明显增大，网状结构的凝胶开始形成，恒温70°C和用氨水稳定PH值使凝胶化完全;然后，再调节PH值到8-9，湿凝胶的网状结构被破坏，黏度降低，网状的湿凝胶转变为孤立的胶粒，开始包覆在原有薄膜碎片的表面，缓慢蒸发，溶液粘度逐渐增大，将固液混合物进行固液分离，用无水乙醇反复洗涤过滤，将胶状物于一定湿度下干燥，得到固化的粉体;然后干燥，得到有纳米复合稀土永磁磁壳的滤光颜料片。
[0064]实施例四:
[0065]本实施例提供另一种实施例一所述的可诱导式滤光颜料片的制备方法:
[0066]选用分析纯Fe(N03)3.9H20，柠檬酸、乙二醇、氨水、无水乙醇为原料，采用络合溶胶凝胶法制备纳米磁性材料三氧化二铁;称取一定量的Fe(N03)3.9H20，用去离子水溶解完全，加入适当的柠檬酸，磁力搅拌器搅拌均匀得到混合液;称取一定量的干涉型滤光颜料片基材投放到混合液中，在该环境条件使柠檬酸与Fe3+完全结合，再加入适量的乙二醇继续搅拌，使其充分分散在络合物之间，在搅拌下滴加稀氨水调节PH，于60摄氏度水浴中缓慢蒸发，溶液黏度逐渐增大;将混合物洗涤和固液分离，粉末状材料于120°C干燥，得到包覆有三氧化二铁磁壳的滤光颜料片。
[0067]本实施例中，干涉型滤光颜料片基材的制备方法和实施例二相同，不再赘述。
[0068]在实施例二和三中，所述混合液中的各组分的总量决定了磁壳的厚度，厚度越厚磁性越强，但会影响薄膜的色饱和度;而各组分的比例，则根据实际操作和实际需要确定，可以达到实施例二和实施例三所述的各个步骤的效果即可。
[0069]如在所述磁性薄膜层和所述干涉型滤光颜料片基材的外表面之间，还设有用于加强所述基材和所述磁壳之间的结合力的预制层，则带有预制层的可诱导式滤光颜料片的制备方法为:将所述干涉型滤光颜料片基材(即颜料碎片)的外表面均通过在真空状态下镀膜沉积的方法包覆预制层，然后再将其投放到所述混合液(实施例二或实施例三所述的混合液均可)中，采用实施例二或实施例三所述的磁壳的制备方法在包覆有预制层的颜料碎片的外表面包覆磁壳。
[0070]如干涉型滤光颜料片基材的结构为Cr/Si02/Al/Si02/Cr，那么，包覆有预制层的颜料碎片的结构为:Si02/Cr/Si02/Al/Si02/Cr/Si02;其对应的功能为:预制层/吸收层/介质层/反射层/介质层/吸收层/预制层。
[0071]所述预制层的物理厚度最好是:50埃米到100埃米，太薄起不到链接磁壳的效果，太厚则会影响薄膜的色饱和度。
[0072]所述干涉型滤光颜料片基材的结构不限于以上的实施例一至四中所述，还可以是全介质五层结构(如图3所示):Zr02/Si02/Zr02/Si02/Zr02或金属/介质/金属三层结构(如图 4 所示):Cr/Si02/Cr。
[0073]应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种可诱导式滤光颜料片，其特征在于:其由干涉型滤光颜料片基材及均匀包覆于所述干涉型滤光颜料片基材外表面的磁性薄膜层形成的磁壳构成。2.根据权利要求1所述的颜料片，其特征在于:所述磁性薄膜层通过溶胶凝胶法包覆于所述干涉型滤光颜料片基材外表面。3.根据权利要求1或2所述的颜料片，其特征在于:所述磁性薄膜层的材质为铁氧性永磁材料或复合稀土永磁材料。4.根据权利要求1或2所述的颜料片，其特征在于:所述磁性薄膜层厚度60-80纳米。5.根据权利要求1或2所述的颜料片，其特征在于:所述磁性薄膜层和所述干涉型滤光颜料片基材的外表面之间，还设有用于加强所述基材和所述磁壳之间的结合力的预制层，所述预制层通过在真空状态下镀膜沉积制备。6.根据权利要求1或2所述的颜料片，其特征在于:所述干涉型滤光颜料片基材为反射式的堆叠结构或透射式的堆叠结构。
【文档编号】C09C1/00GK205528558SQ201521001958
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年12月7日
【发明人】毛科, 李学英
【申请人】李学英