JPH11323306A - 虹彩箔粉およびそれを用いた物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色彩および光沢に優れ、高温でも使用可能な
虹彩箔粉およびそれを使用した物品を提供する。 【解決手段】 この虹彩箔粉は、低屈折率金属化合物か
らなる厚さ３００〜３０００オングストロームの低屈折
率金属化合物層２と、低屈折率金属化合物よりも高い屈
折率を有する高屈折率金属化合物からなる厚さ３００〜
３０００オングストロームの高屈折率金属化合物層４と
を交互に２層以上積層してなる層構造を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装飾性に優れた虹
彩箔粉およびそれを用いた物品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】虹彩箔粉は、例えば薄い樹脂層上に金属
酸化膜等を形成し、それを粉砕して得られるものであ
り、漆器等の装飾品の表面に塗布するなどして装飾性を
高めるために使用されている。この種の虹彩箔粉におい
ては、その光沢や色調を高めて装飾性を向上することが
重要な課題であり、現在まで様々な試みがなされてい
る。

【０００３】特開昭６１−１６９６８号公報には、樹脂
層上に虹彩層を形成した虹彩箔粉が開示されており、前
記虹彩層は、光線反射膜の片面または両面に、酸化アル
ミニウム等の金属化合物透明薄膜およびアルミニウム等
の半透明金属蒸着膜を形成したものとされている。

【０００４】実公平１−３６８９１号公報には、少なく
とも顔料着色樹脂塗膜Ａと金属薄膜Ｂとからなり、Ａ／
Ｂの順に積層されている虹彩箔粉が記載されている。

【０００５】さらに、特公平７−１０２６４５号公報に
は、透明または半透明の樹脂からなる保護層と、樹脂か
らなる着色層との間に、クロム等の金属蒸着薄膜、二酸
化珪素等の金属化合物蒸着薄膜、およびアルミニウム等
の金属蒸着薄膜を形成した虹彩箔粉が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来よ
り様々な虹彩箔粉が提案されてきたが、未だに色彩およ
び光沢の点で満足できるものは存在していない。また、
従来の虹彩箔粉はいずれも金属層の耐食性および色彩を
確保する目的で樹脂層を含むため、高温に曝される用途
には使用できず、この点で応用可能な分野が狭いという
問題を有していた。

【０００７】本発明は上記事情を鑑みてなされたもの
で、色彩および光沢に優れ、高温でも使用可能な虹彩箔
粉およびそれを使用した物品を提供することを課題とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る虹彩箔粉
は、低屈折率金属化合物からなる厚さ３００〜３０００
オングストロームの低屈折率金属化合物層と、前記低屈
折率金属化合物よりも高い屈折率を有する高屈折率金属
化合物からなる厚さ３００〜３０００オングストローム
の高屈折率金属化合物層とを交互に２層以上積層してな
る層構造を具備することを特徴とする。また、本発明に
係る第１の物品は、本発明に係る虹彩箔粉を含む釉薬を
塗布されて焼結されたものであり、第２の物品は、虹彩
箔粉を含むプラスチックまたはガラスからなるものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る虹彩箔粉の
第１実施形態を示す断面拡大図である。この虹彩箔粉
は、低屈折率金属化合物からなる透明または半透明の低
屈折率金属化合物層２と、前記低屈折率金属化合物より
も高い屈折率を有する高屈折率金属化合物からなる透明
または半透明の高屈折率金属化合物層４とを２層積層し
た薄膜を破砕したものであり、樹脂層を含まないもので
ある。

【００１０】低屈折率金属化合物は本発明では限定され
ないが、フッ化マグネシウム／屈折率１．３５、フッ化
カルシウム／屈折率１．２３、一酸化ケイ素／屈折率
１．７、二酸化ケイ素／屈折率１．４６、およびフッ化
リチウム／屈折率１．３６から選択された物質が膜形成
の容易さおよび製造コストが比較的低いことから好適で
ある。

【００１１】高屈折率金属化合物層も本発明では限定さ
れないが、酸化チタン／屈折率２．７０、硫化亜鉛／屈
折率２．３５、酸化タンタル／屈折率２．１６、セレン
化亜鉛／屈折率２．５８、および二酸化ジルコニウム／
屈折率２．１０から選択された物質が膜形成の容易さお
よび製造コストが比較的低いことから好適である。

【００１２】上述した中でも特に、工業的に好ましい材
質の組み合わせは、酸化ケイ素と酸化チタンである。こ
れらはいずれも膜厚のコントロールが容易で、干渉作用
を制御しやすいからである。

【００１３】低屈折率金属化合物層２および高屈折率金
属化合物層４の厚さは、本発明では限定されないが、い
ずれも３００〜３０００オングストロームであることが
望ましい。３００オングストローム未満では十分な色彩
および強度が得られにくく、３０００オングストローム
より大きいと色彩が低下する上、製造コストがかかる。

【００１４】また、低屈折率金属化合物層２の屈折率を
ｎＬ、厚さをｄＬオングストローム、高屈折率金属化合
物層４の屈折率をｎＨ、厚さをｄＨオングストローム、
λは高反射率化すべき中心波長とした場合に、ｎＬ・ｄ
Ｌ＝１／４λ、かつ、ｎＨ・ｄＨ＝１／４λの関係を満
たすことが好ましい。この関係を満たしたときに、中心
波長の光に対する反射率が最高となる。ただし、１／４
λを中心として±３％程度であれば無視できる。

【００１５】第１実施形態では、低屈折率金属化合物層
２および高屈折率金属化合物層４は合計２層だけ形成さ
れていたが、本発明は２層構造に限定されず、３層以上
の層構造とされていてもよい。例えば、図２に示すよう
に、低屈折率金属化合物層２、高屈折率金属化合物層
４、低屈折率金属化合物層６、および高屈折率金属化合
物層８の順で４層形成されていてもよい。この場合、低
屈折率金属化合物層２と低屈折率金属化合物層６は同じ
材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。厚
さも同じであっても異なっていてもよい。また、高屈折
率金属化合物層４と高屈折率金属化合物層８は同じ材質
であってもよいし、異なる材質であってもよい。厚さも
同じであっても異なっていてもよい。いずれの場合も、
前述した好ましい関係を満たすことが望ましい。

【００１６】本発明ではさらに、６層、８層、１０層と
いうように、６層以上の偶数層が積層されていてもよい
し、３，５，７層などの奇数層であってもよい。奇数層
である場合には、その最外層が低屈折率金属化合物層で
あっても高屈折率金属化合物層であってもよいが、最外
層は低屈折率金属化合物および高屈折率金属化合物のう
ち耐食性がより高い方の化合物で形成されていることが
好ましい。本発明において特に好ましい層数は２〜４層
である。

【００１７】虹彩箔粉１の粒径は限定されないが、一般
には０．５〜６０００μｍの範囲が好ましい。０．５μ
ｍ未満の粒子では光沢や干渉色を十分に発揮できない。
また６０００μｍより大きいと装飾面において均一に分
散しにくい。より好ましくは５〜７００μｍである。虹
彩箔粉１は粉砕によって得られるものであるから不定形
であると考えられる。よって、粒子形状は限定されな
い。

【００１８】上記構成からなる虹彩箔粉１は、以下のよ
うにして製造することができる。まず、真空蒸着機内で
基体に低屈折率金属化合物層（または高屈折率金属化合
物層）を蒸着し、さらに蒸着された金属化合物層の上
に、高屈折率金属化合物層（または低屈折率金属化合物
層）を形成する。このとき使用する基体としては、剛体
を使用することもできるが、虹彩箔粉を連続的に基体か
ら剥離させる観点からすると、エンドレスベルトとされ
たプラスチックフィルム、またはロールに巻回されたプ
ラスチックフィルムであるとよい。フィルムの材質は金
属化合物がフィルムから剥がれやすいもの、例えば、ポ
リプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートなどが
特に好適である。基体としてのプラスチックフィルムの
厚さは限定されないが、４〜２５μｍ程度が好適であ
る。

【００１９】このようなフィルムのエンドレスベルトを
利用するには、蒸着装置の内部でエンドレスベルトを回
転させながら、その表面に低屈折率金属化合物層２およ
び高屈折率金属化合物層４を順次、蒸着形成していき、
所望の層構造となったら、エンドレスベルトの一部分に
対して高い張力を加え、延び性に乏しい虹彩箔をエンド
レスベルトから剥離させる。あるいは、エンドレスベル
トの表面に形成された虹彩箔を、掻き取りブレードなど
で擦り、虹彩箔を破砕してエンドレスベルトから落とし
てもよい。落ちた虹彩箔を回収して原料とする。

【００２０】回収した原料は、適当な粘性を有する液体
中に分散し、この液体を攪拌することにより虹彩箔を所
望の粒度まで破砕する。液体の種類は限定されないが、
ポリビニルアルコール水溶液などが好適である。液体の
粘度は０．６〜５０センチポアズ程度が好ましいがこの
範囲には限定されない。攪拌手段としては、一般的なミ
キサーなどが使用できる。攪拌条件は限定されない。攪
拌された液体を、所望粒径に対応したフィルタで濾過す
ることにより、箔粉が得られるから、これを洗浄および
乾燥して虹彩箔粉を得る。

【００２１】図３および図４に示すように、本発明の虹
彩箔粉は、最外層として剥離剤層１０を具備していても
よい。この剥離剤層１０は、虹彩箔粉の製造時に基体
（例えばエンドレスベルト）から虹彩箔粉１を剥離しや
すくするためのものであって、具体的な材質としては、
ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹
脂、エポキシ樹脂、ニトロセルロース、ポリアミド、ア
セテート樹脂、アクリレート樹脂、マレイン樹脂、酢酸
ビニル樹脂、酢酸ビニル共重合体樹脂、アクリル樹脂等
から選択される１種または２種以上の樹脂などが使用で
きるがこれらに限定はされない。

【００２２】剥離剤層１０に要求される物性は、基体と
の密着性が悪いにもかかわらず、その表面に低屈折率金
属化合物層２（または高屈折率金属化合物層４）を均一
に蒸着形成することが容易なことである。剥離剤層１０
の厚さは限定されないが、一般には０．３〜１．５μｍ
が好ましく、より好ましくは０．５〜１．０μｍであ
る。０．３μｍより薄いと剥離効果が乏しくなる。ま
た、１．５μｍを越えると虹彩箔粉１の光沢等の物性に
影響を与える。剥離層は、予め剥離層形成物質を溶媒に
溶解したものを基体表面に塗布した上、溶媒を揮発させ
るなどして形成することが可能である。

【００２３】以上のような剥離層は、虹彩箔粉の最外層
に形成されているため、高熱に加熱されると分解してガ
ス化し、虹彩箔粉の本体には影響を与えない。もしも高
温に加熱する際に何らかの悪影響（例えば分解ガスの発
生によるコーティングの膨れなど）を与える可能性があ
れば、虹彩箔を破砕した後に溶媒等により溶解除去すれ
ばよい。剥離剤層１０を残しておく場合のメリットとし
ては、虹彩箔粉１の摩擦抵抗が減って分散性がよくなる
ことなどが挙げられる。

【００２４】上記構成からなる虹彩箔粉１によれば、低
屈折率金属化合物層２と高屈折率金属化合物層４とを交
互に積層した層構成を有するものであるから、光の干渉
作用により見る角度によって異なる干渉色を発生する
上、上記層構成により特定の波長を選択的に反射するた
め、層構成によって決まる特有の色彩を発し、この特有
の色彩と干渉色により高い装飾性を発揮する。また、本
発明の虹彩箔粉１は内部に金属層を有していないため、
金属層の耐食性向上のための樹脂保護層が不必要であ
り、樹脂層がない分、極めて薄いにもかかわらず、平面
度の高い粒子となっているから、個々の粒子毎に均一な
干渉色および光沢感を発揮し、装飾面にきらきらとした
質感を与えることができる。

【００２５】さらに、樹脂層を有していないため、高温
に曝されても樹脂層が分解するなどの問題が無く、高温
に加熱される分野にも適用可能である上、長期使用して
いる間にも樹脂層の黄変などが生じないため、装飾性の
経時劣化が少ないという利点も有する。

【００２６】なお、図５は、低屈折率金属化合物として
二酸化珪素（屈折率ｎＬ＝１．４６）と、高屈折率金属
化合物として二酸化チタン（ｎＨ＝２．２０）とを交互
に２層（ｎ＝１）、４層（ｎ＝２）、６層（ｎ＝３）、
および８層（ｎ＝４）に積層形成した場合の波長と反射
率の関係をコンピューターでシュミレーションしてグラ
フ化した結果である。ｎ＝０は金属化合物層を形成しな
い場合である。各低屈折率金属化合物層の厚さは９５０
オングストローム、各高屈折率金属化合物層の厚さは６
３０オングストロームとした。図５に示すように、２〜
８へ積層数が大きくなるにつれ、５５０ｎｍにおける反
射率が大きくなり、虹彩箔粉は緑色を呈する傾向を強め
ることがわかった。

【００２７】図６および図７は、反射率がもっとも高く
なる波長（ｎｍ）とそれが呈する色彩との関係を示すグ
ラフである。反射率がもっとも高くなる波長（ｎｍ）と
それが呈する色彩との関係を示すグラフである（共立出
版社「光学薄膜」の１６０−１６１頁に記載）。グラフ
の横軸及び縦軸は、それぞれ三色係数ｘ，ｙを示してい
る。

【００２８】次に、虹彩箔粉１を使用した装飾品につい
て説明する。本発明の虹彩箔粉１は以下のような多彩な
用途に使用可能であるが、これら用途に限定されるもの
ではない。 ａ．陶磁器の釉薬への添加。釉薬中へ虹彩箔粉１を分散
させることにより、陶磁器の表面に、見る角度によって
異なる深みのある色彩を加え、高級感を高めることがで
きる。本発明の虹彩箔粉は、その内部に樹脂層を有しな
いので、焼成時の高温に堪えるし、ガス発生によって釉
薬層中に気泡が生じるなどの問題も生じない。この場
合、剥離層１０を有する虹彩箔粉であれば予め剥離剤層
１０を除去しておくことが望ましい。

【００２９】ｂ．様々な材質からなる製品表面に形成さ
れる透明または半透明のコーティング中に虹彩箔粉１を
分散する。各種塗料（ニス、ペンキ、合成塗料、漆な
ど）に虹彩箔粉１を添加してこれを製品へ塗布すること
により、装飾性に優れたコーティングを形成することが
できる。虹彩箔粉１を用いて螺鈿加工に類似した効果を
得ることも可能である。漆器、ふすま、仏壇、仏具など
の伝統工芸にも使用可能である。

【００３０】ｃ．印刷インク中に虹彩箔粉１を添加す
る。透明または半透明の印刷インクに虹彩箔粉１を添加
したものを使用して印刷を行えば、装飾性の高い印刷物
を得ることができる。印刷インクが不透明の場合には、
印刷後の乾いていないインク上に虹彩箔粉１を散布して
もよい。

【００３１】ｄ．プラスチック製品の原料に添加する。
透明または不透明プラスチック原料（熱可塑性、熱硬化
性いずれも可能）中に虹彩箔粉１を添加して、これを用
いて周知のプラスチック成形を行うと、塗装を行わなく
ても装飾性の高いプラスチック製品が得られる。

【００３２】ｅ．ガラス原料に添加する。透明または不
透明ガラス原料中に虹彩箔粉１を添加して、これを用い
て周知のガラス成形を行うと、内部にきらきら光る虹彩
箔粉１を含んだ装飾性の高いガラス製品が得られる。

【００３３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の効果を実証す
る。 ［実施例］厚さ１２μｍのポリエステルフィルムに剥離
処理を施して、９５０オングストローム厚の二酸化ケイ
素層と、６３０オングストロームの二酸化チタン層を交
互に計４層蒸着形成した。次に、前記ポリエステルフィ
ルムを長さ方向に伸ばしたうえ、掻き取りブレードおよ
びブラシでフィルム上面を擦り、掻き落とした箔粉をさ
らに粉砕および分級して１５０μｍ程度の虹彩箔粉を得
た。

【００３４】［比較例］厚さ１２μｍのポリエステルフ
ィルムにアンダーコート用塗料（酢酸ビニル系塗料を染
料にて透明黄色に着色したもの）を塗布して、約０．８
μｍのアンダーコート層を形成した。次に、アンダーコ
ート層上にアルミニウムを膜厚６００オングストローム
になるように真空蒸着し、さらに前記アンダーコート用
塗料を塗布して約０．８μｍのアンダーコート層を形成
した。次に、前記ポリエステルフィルムを長さ方向に伸
ばしたうえ、掻き取りブレードおよびブラシでフィルム
上面を擦り、掻き落とした箔粉をさらに粉砕および分級
して１５０μｍ程度の箔粉を得た。

【００３５】実施例および比較例の箔粉をそれぞれ陶器
用の釉薬に３％の濃度で添加し、陶器に塗布した上、７
００℃前後の炉内で焼き込んだ。比較例の箔粉は樹脂成
分が黒変して使用不可能だったが、実施例の箔粉を配合
したものは、見る角度に応じて箔粉の色が様々に変化
し、虹彩色を有する優雅な色彩を呈した。さらに、実施
例における二酸化ケイ素層と二酸化チタン層の肉厚を以
下の表１に示すように変えたものも作成したところ、色
調が変化した。さらにまた、釉薬への配合率を変えるこ
とによっても色調が変化することを確認した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る虹彩
箔粉は、低屈折率金属化合物層と高屈折率金属化合物層
とを交互に積層した層構成を有するものであるから、光
の干渉作用により見る角度によって異なる干渉色を発生
する上、上記層構成により特定の波長を選択的に反射す
るため、層構成によって決まる特有の色彩を発し、この
特有の色彩と干渉色により高い装飾性を発揮する。ま
た、本発明の虹彩箔粉は内部に金属層を有していないた
め、金属層の保護のための樹脂保護層が不必要であり、
樹脂層がない分、極めて薄いにもかかわらず、平面度の
高い粒子となっているから、個々の粒子毎に均一な干渉
色および光沢感を発揮し、装飾面にきらきらとした質感
を与えることができる。

【００３８】さらに、樹脂層を有していないため、高温
に曝されても樹脂層が分解するなどの問題が無く、しか
も金属化合物層は化学的に安定で経時劣化が少ないた
め、高温に加熱される分野にも適用可能である上、装飾
性の経時劣化が少ないという利点も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る虹彩箔粉の一実施形態の断面概
略図である。

【図２】 本発明に係る虹彩箔粉の他の実施形態の断面
概略図である。

【図３】 本発明に係る虹彩箔粉の他の実施形態の断面
概略図である。

【図４】 本発明に係る虹彩箔粉の他の実施形態の断面
概略図である。

【図５】 本発明の実施例における層数と反射波長との
関係を示すグラフである。

【図６】 反射波長と発色の関係を示すグラフである。

【図７】 反射波長と発色の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 虹彩箔粉 ２，６ 低屈折率金属化合物層 ４，８ 高屈折率金属化合物層 １０ 剥離剤層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低屈折率金属化合物からなる厚さ３００
   〜３０００オングストロームの低屈折率金属化合物層
   と、前記低屈折率金属化合物よりも高い屈折率を有する
   高屈折率金属化合物からなる厚さ３００〜３０００オン
   グストロームの高屈折率金属化合物層とを交互に２層以
   上積層してなる層構造を具備することを特徴とする虹彩
   箔粉。
2. 【請求項２】 前記低屈折率金属化合物は、フッ化マグ
   ネシウム、フッ化カルシウム、一酸化ケイ素、二酸化ケ
   イ素、およびフッ化リチウムから選択された物質であ
   り、前記高屈折率金属化合物層は、酸化チタン、硫化亜
   鉛、酸化タンタル、セレン化亜鉛、および二酸化ジルコ
   ニウムから選択された物質であることを特徴とする請求
   項１記載の虹彩箔粉。
3. 【請求項３】 前記低屈折率金属化合物の屈折率をｎ
   Ｌ、前記低屈折率金属化合物の厚さをｄＬオングストロ
   ーム、前記高屈折率金属化合物の屈折率をｎＨ、前記高
   屈折率金属化合物の厚さをｄＨオングストローム、λは
   高反射率化すべき中心波長とした場合に、ｎＬ・ｄＬ＝
   １／４λ、かつ、ｎＨ・ｄＨ＝１／４λの関係を満たす
   ことを特徴とする請求項１または２記載の虹彩箔粉。
4. 【請求項４】 前記低屈折率金属化合物層および前記高
   屈折率金属化合物層は交互に偶数層形成されていること
   を特徴とする請求項１〜３記載のいずれかに記載の虹彩
   箔粉。
5. 【請求項５】 前記低屈折率金属化合物層および前記高
   屈折率金属化合物層は交互に奇数層形成され、その最外
   層は、前記低屈折率金属化合物および前記高屈折率金属
   化合物のうち耐食性がより高い方の化合物で形成されて
   いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   虹彩箔粉。
6. 【請求項６】 前記層構造の最外層上には剥離剤層がさ
   らに形成されていることを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれかに記載の虹彩箔粉。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載の虹彩箔
   粉を含む釉薬を塗布されて焼結された物品。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれかに記載の虹彩箔
   粉を含むプラスチックまたはガラスからなる物品。