(57)【要約】フィラメント、繊維（中空糸を含む）および撚り糸、ならびにこれらの薄い横断面および細断物などの要素を含む不正防止物品であって、そのような要素が物品内に分散されている物品。粒子散乱とルミネセントの技術を、散乱特性、電子特性、磁気特性および／または光特性に基づいて使用して、紫外線、環境光および赤外線を含む電磁スペクトルの種々の部分に対して応答して物理的に着色する化合物を提供する。着色効果は、高度に安定であることができ、または、例えば熱照射または化学線放射に関連する特有の切替効果に依存することができる。本不正防止物品により、銀行券および紙幣、株券および社債券、身分証明カード、クレジットカード、デビットカードおよびＡＴＭカード、運転免許証ならびにバーコードを含む目的物の偽造を防止するための高レベルの不正防止がもたらされる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス成分を含む不正防止物品であって、該成分中：
（Ａ）少なくとも１種の粒子散乱着色剤が分散されており；そして、
（Ｂ）少なくとも１種のルミネセント物質が分散されており、
ここで：
（１）前記少なくとも１種の粒子散乱着色剤は、半導体、金属導電体、金属酸化物、金属塩またはそれらの混合物からなる群より選択される粒子を含み；
（２）前記少なくとも１種の粒子散乱着色剤の平均断面サイズは、最小寸法において約０．２ミクロン未満であり；
（３）前記ポリマーマトリックス成分は、スペクトルの可視光線領域において実質的に非吸光性であり；
（４）前記粒子散乱着色剤は、３８０〜７５０ナノメートルにおいて透過光の強度比が最小となり、これは、約２０ミクロンを超える平均粒子サイズを有する同一の半導体、金属導電体、金属酸化物、金属塩またはそれらの混合物について得られたものと比較して、少なくとも１０ナノメートルシフトしており；そして、
（５）前記ルミネセント物質は、少なくとも１種の蛍光物質、少なくとも１種の燐光物質、少なくとも１種の蛍光物質と少なくとも１種の燐光物質との混合物からなる群より選択され、ここで前記ルミネセント物質は、約２００〜約２，０００ナノメートルの電磁スペクトル領域から選択される少なくとも１つの波長により励起されたとき、ルミネセントスペクトルの応答ピークを示す、前記不正防止物品。
【請求項２】
少なくとも１種の第１の組成物と少なくとも１種の第２の組成物とを含む不正防止物品であって：
（Ａ）前記第１の組成物は、固体第１のマトリックス成分と、その中に分散された粒子分散着色剤および少なくとも１種のルミネセント物質とを含み；
（Ｂ）前記少なくとも１種の第２の組成物は、ポリマーの第２のマトリックス成分と、その中に分散された、電子遷移着色剤、染料および顔料からなる群から選択される着色剤とを含み；
（Ｃ）前記少なくとも１種の第１組成物は；
（１）該物品の少なくとも一側面上の前記第２組成物上でかつ実質的にその外側に堆積されているか；または、
（２）前記第一組成物および前記第二組成物は、実質的に相互に浸透しているかのいずれかであり；
ここで：
（ｉ）前記第１組成物が、前記物品上に入射する光の約９０％未満を吸収するような、少なくとも１つの入射可視光波長と１つの入射光角が存在し；
（ｉｉ）前記少なくとも１種の第１組成物の吸収係数は、スペクトルの可視光線領域の波長で、前記第二組成物の吸収係数の約５０％未満であり；
（ｉｉｉ）前記粒子散乱着色剤の最大吸収ピークは、該スペクトルの可視光線領域にはなく；
（ｉｖ）前記ルミネセント物質は、少なくとも１種の蛍光物質、少なくとも１種の燐光物質、および少なくとも１種の蛍光物質と少なくとも１種の燐光物質との混合物からなる群より選択され、ここで前記ルミネセント物質は、約２００〜約２，０００ナノメートルの電磁スペクトル領域から選択される１以上の波長により励起されたとき、発光スペクトルの応答ピークを示し；そして、
（ｖ）（ａ）前記粒子散乱着色剤は、可視光線領域における波長で、前記第１マトリックス成分のものに匹敵する屈折率を有し、約２０００ミクロン未満の平均粒子サイズを有するか；または、
（ｂ）前記粒子分散着色剤の平均屈折率は、可視波長範囲において、前記第１マトリックス成分のものと少なくとも約５％異なり、最小寸法の前記粒子散乱着色剤の平均粒子サイズは約２ミクロン未満であり、そして前記粒子散乱着色剤は、実質的に異なる屈折率を有する無色の等方性液体中に分散したとき、可視波長において、有効最小吸収の少なくとも約２倍である有効最大吸収を有することを特徴とするかのいずれかである、前記物品。
【請求項３】
粒子散乱着色剤粒子は、金、白金、銅、アルミニウム、鉛、パラジウム、銀、ロジウム、オスミウム、イリジウム、およびこれらの合金からなる群から選択され、前記粒子散乱着色剤粒子は、約０．２ミクロン未満の最小寸法の平均直径を有する、請求項１記載の物品。
【請求項４】
粒子散乱着色剤粒子は、１種以上のコロイド状粒子を含む、請求項３記載の物品。
【請求項５】
透過光強度比は、可視スペクトルの波長領域において二つの最小値を有し、粒子散乱着色剤の粒子分布は、一節分布にほぼ等しい、請求項４記載の物品。
【請求項６】
少なくとも１種の第１組成物は、少なくとも１種の第２組成物が最大退色速度となる紫外線波長で、均一な放射の約５０％より多くを吸収するかまたは分散する、請求項２記載の物品。
【請求項７】
粒子散乱着色剤は、可視光線領域において実質的に非吸収性である、請求項２記載の物品。
【請求項８】
粒子散乱着色剤の屈折率は、スペクトルの可視光線領域のすべての波長で、第１マトリックス成分のものとは実質的に異なり、そして、前記粒子散乱着色剤のすべての粒子の少なくとも５０％は、約０．２５ミクロン未満の最小寸法を有する、請求項２記載の物品。
【請求項９】
粒子散乱着色剤に関して：
（ａ）平均粒子サイズは約０．００１〜約０．４ミクロンであり；
（ｂ）個々の粒子に関して最大寸法の最小寸法に対する平均比は、約４未満であり；そして、
屈折率は、スペクトルの可視光線領域のすべての波長において、マトリックスのものとは実質的に異なる、請求項２記載の物品。
【請求項１０】
（ａ）粒子散乱着色剤に関して平均粒子サイズは、約１０００ミクロン未満であり；
（ｂ）第１マトリックス成分および該粒子散乱着色剤はどちらも、実質的に光学的に等方性であり；
（ｃ）スペクトルの可視光線領域において、前記第１マトリックス成分の屈折率が前記粒子散乱着色剤のものと実質的に等しい波長が存在し；
（ｄ）前記第１マトリックス成分と前記粒子散乱着色剤の屈折率の相違は、可視範囲における波長に実質的に依存し；そして、
（ｅ）前記第１マトリックス成分は、スペクトルの可視光線領域の波長において、実質的に非吸収性である、請求項２記載の物品。
【請求項１１】
粒子散乱着色剤および第１マトリックス成分に関するｎＦ−ｎＣの相違は、絶対量で０．００１より大きく、ここでｎＦおよびｎＣは、それぞれ、該粒子散乱着色剤および該第１マトリックス成分の４８６．１ｎｍおよび６５６．３ｎｍにおける屈折率である、請求項１０記載の物品。
【請求項１２】
マトリックス成分は、ポリマー、セルロース性組成物およびガラスからなる群から選択され、ルミネセント物質は、少なくとも１種の蛍光物質および少なくとも１種の燐光物質を含む、請求項１または２に記載の物品。
【請求項１３】
燐光物質は残光特性を有する、請求項１２記載の物品。
【請求項１４】
第１および第２マトリックス成分の少なくとも一方は、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニル、アクリル樹脂、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアクリレートおよびポリスチレンのホモポリマーおよびコポリマーからなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項１または２記載の物品。
【請求項１５】
第１マトリックス成分および第１マトリックス成分は、実質的に相互に浸透しており、前記第２成分に関するαｅｖｅＶｅおよび前記第１成分に関するαｓｖｓＶｓは、可視光線領域の波長において、１０分の１未満異なり；ここで、αｅは電子遷移着色剤に関する吸収係数であり；αｓは粒子散乱着色剤に関する有効吸収係数であり；ｖｓおよびｖｅは、それぞれ、少なくとも１種の第１組成物および第２組成物の体積であり；そして、ＶｓおよびＶｅは、それぞれ、粒子散乱着色剤である前記少なくとも１種の第１組成物の体積分率および電子遷移着色剤である前記少なくとも１種の第２組成物の体積分率である、請求項２記載の物品。
【請求項１６】
少なくとも１種の第１組成物は、物品の少なくとも一側面上の第２マトリックス組成物上でかつ実質的にその外側に堆積されており；前記少なくとも１種の第２組成物は、電子遷移着色剤または顔料を含み；前記少なくとも１種の第１の組成物を通して約１０％〜約９０％の光透過が起こる可視光の波長と光入射角とが存在し；そして、αｅｔｅＶｅは、前記少なくとも１種の第２組成物に関して、０．１より大きく；ここで、αｅは、前記電子遷移着色剤または該顔料に関して最大吸収が起こる、可視光線領域の波長における吸収係数であり；ｔｅは、前記少なくとも１種の第２組成物を含む層の最大厚さであり；そして、Ｖｅは、前記電子遷移着色剤または顔料を含む前記少なくとも１種の第２組成物の体積分率である、請求項２記載の物品。
【請求項１７】
フィラメントおよび繊維からなる群から選択され、請求項１および２のいずれかに記載の複数の組成物から選択される組成物を含む物品。
【請求項１８】
少なくとも１種の第１組成物は、第２マトリックス組成物を含むフィラメントまたは繊維のコアを実質的に覆うシースを形成する、請求項１７記載の物品。
【請求項１９】
シースおよびコアが異なる断面形状を有する、請求項１８記載の物品。
【請求項２０】
シースの外面の断面の直交軸寸法の最大比がコアの対応する比の約２分の１未満である、請求項１９記載の物品。
【請求項２１】
シースおよびコアがいずれも２を超える断面での直交軸寸法の最大比を有し、前記シースおよび前記コアの断面の長軸寸法が位置合わせされない、請求項１８記載の物品。
【請求項２２】
請求項１８記載の物品を複数含む要素であって、個々の物品について空間的に依存する色調を有するか、あるいは、シースの断面またはコアの断面の変化に起因する個々の物品についての色調を有する要素。
【請求項２３】
少なくとも１種の第１組成物中の粒子散乱着色剤が無機組成物を含む、請求項２記載の物品。
【請求項２４】
無機組成物が、オキシ塩化ビスマス、二酸化チタン、三酸化アンチモン；ＢａＴｉＯ３と、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＳｎＯ３、ＣａＴｉＯ３、またはＢａＺｒＯ３との固溶体、ニオブ酸リチウムカリウム、水酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、コロイド状シリカ、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、淡紅銀鉱；酸化亜鉛、アルファ−硫化亜鉛、およびベータ−硫化亜鉛からなる群より選択される少なくとも１種の材料を含む、請求項２３記載の物品。
【請求項２５】
粒子散乱着色剤が、強誘電性材料、反強誘電性材料、または光強誘電性材料を含む、請求項１または２に記載の物品。
【請求項２６】
強誘電性材料が、リラクサー強誘電体であるセラミックスである、請求項２５記載の物品。
【請求項２７】
リラクサー強誘電体であるセラミックスが、約２５０°Ｋ〜約３５０°Ｋのキュリー遷移温度を有する、請求項２６記載の物品。
【請求項２８】
リラクサー強誘電体であるセラミックスが、Ａ（ＢＦ１／２  ＢＧ１／２）Ｏ３の形態を有する（式中、ＢＦおよびＢＧは、チタン酸鉛型の構造におけるＢサイト上の原子のタイプを表す。）か、または、別のセラミック組成物を伴う前記形態の１種以上の組成物の合金であり、ここで、ＡはＰｂであり、ＢＦ１／２およびＢＧ１／２は、独立してＳｃ１／２、Ｔａ１／２、Ｆｅ１／２、またはＮｂ１／２である、請求項２６記載の物品。
【請求項２９】
リラクサー強誘電体であるセラミックスが、Ａ（ＢＦ１／３  ＢＧ２／３）Ｏ３の形態を有する（式中、ＢＦおよびＢＧは、チタン酸鉛型の構造におけるＢサイト上の原子のタイプを表す。）か、または、別のセラミック組成物を伴う前記形態の１種以上の組成物の合金であり、ここで、ＡはＰｂであり、ＢＦ１／３はＭｇ１／３、Ｎｉ１／３、またはＺｎ１／３であり、そしてＢＧ２／３はＮｂ２／３である、請求項２６記載の物品。
【請求項３０】
リラクサー強誘電体であるセラミックスがＰｂ（Ｍｇ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３を含む、請求項２９記載の物品。
【請求項３１】
合金化されたＰｂＴｉＯ３を最高３５モルパーセントまで含む、請求項３０記載の物品。
【請求項３２】
フィルム状または平面状構造の形態であり、ここで、少なくとも１種の第１の組成物の層が、フィルム状または平面状構造である少なくとも１種の第２の組成物の１つの側面に接合しているか、または、両方の背中合わせの側面に接合している、請求項１または２記載の物品。
【請求項３３】
請求項３２記載の物品を含む視覚的ディスプレーおよび切替可能イメージからなる群より選択される物品
【請求項３４】
印加電界が、着色剤の屈折率および吸収係数からなる群より選択される特性を変化させる、請求項３３記載の物品。
【請求項３５】
物品が、強誘電性材料、反強誘電性材料、または光強誘電性材料を含む、請求項３３記載の物品。
【請求項３６】
第１のポリマーマトリックス成分と、粒子散乱着色剤または電子遷移着色剤のいずれかとの間の屈折率の違いが、温度変化、湿度変化、電界集積による熱曝露、または、光若しくは化学線のいずれかへの曝露のうちの１つ以上の結果として、可視スペクトルにおける波長での実質的な変化をうける、請求項２記載の物品。
【請求項３７】
化学薬品、圧力、温度、水分取り込み、温度制限、または時間−温度曝露のうち１つ以上に応答して、検出可能な色の変化をうける、請求項３６記載の物品。
【請求項３８】
電子遷移着色剤が、フォトクロミックなアニル、フルギド、またはスピロピランを含む、請求項３６記載の物品。
【請求項３９】
電子遷移着色剤または電子遷移着色剤を示すマトリックスポリマーを含み、ここで可視光線領域における二色性が、前記電子遷移着色剤または前記マトリックスポリマーいずれかの優先的な配向に起因する、請求項２記載の物品。
【請求項４０】
繊維が、前記繊維の中心にあり、前記繊維の全体の平均寸法より小さい平均寸法を有するキャビティを含む中空繊維であり、前記中空繊維が粒子散乱着色剤を含み、ここで：
（ａ）前記粒子散乱着色剤が前記キャビティの内部に存在し；または
（ｂ）前記粒子散乱着色剤が、前記中空繊維を囲むシースを形成する、ポリマーを含有するマトリックス中に堆積され；そして、
（ｃ）前記キャビティに近接する前記中空繊維の内表面が、スペクトルの可視光線領域において光を有意に吸収する材料で着色されている、請求項１７記載の物品。
【請求項４１】
繊維のキャビティから前記繊維の外表面に延びる複数の横穴を含み、ここで前記繊維の長さに沿って近接する穴の平均的な隔たりが約２５．４ｃｍ未満であり、平均穴寸法が、１３．８ＭＰａ未満の圧力において前記繊維中に液体を吸収できるものである、請求項４０記載の中空繊維。
【請求項４２】
電子遷移着色剤を含む、請求項４０記載の中空繊維。
【請求項４３】
粒子散乱着色剤の平均粒子サイズが約０．１ミクロン未満であり、前記粒子散乱着色剤が、実質的に異なる屈折率を有する無色の等方性液体中に分散した場合に、可視波長にて有効最小吸収の少なくとも約２倍の有効最大吸収を有することを特徴とする、請求項４０記載の中空繊維。
【請求項４４】
粒子散乱着色剤が半導体および金属導電体からなる群より選択され；ポリマーマトリックス成分がスペクトルの可視光線領域において実質的に非吸光性であり；そして粒子散乱着色剤が、３８０〜７５０ナノメートルの領域において透過光の強度比が最小となり、約２０ミクロンを超える平均粒子サイズを有する同一の半導体または金属導電体について得られるものと比較して、少なくとも１０ナノメートルはシフトしている、請求項４０記載の中空繊維。
【請求項４５】
少なくとも２種の繊維と少なくとも２種のフィラメントからなる群より選択される少なくとも１種の要素を含む、請求項１７記載の物品。
【請求項４６】
フィラメントの有効寸法が約０．０１〜３ｍｍである、請求項１７記載の物品。
【請求項４７】
少なくとも２種の繊維を含む、請求項４６記載の物品。
【請求項４８】
少なくとも１つのルミネセント応答が、電磁スペクトルの赤外線領域における波長により生成される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項４９】
少なくとも１つのルミネセント応答が、電磁スペクトルの可視光線領域における波長により生成される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項５０】
少なくとも１つのルミネセント応答が、電磁スペクトルの紫外線領域における波長により生成される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項５１】
電磁スペクトルの赤外線、可視光線、および紫外線領域からなる群の異なるメンバーから選択される少なくとも２種の励起波長が、ルミネセント応答を生成する、請求項１または２に記載の物品。
【請求項５２】
粒子散乱着色剤がガスを含む、請求項２記載の物品。
【請求項５３】
ガスが空気である、請求項５２記載の物品。
【請求項５４】
粒子散乱着色剤が、３ミクロン未満の平均粒子サイズを有しており、複数の層を含み、前記層の各々が異なる屈折率を有する、請求項１または２に記載の物品。
【請求項５５】
屈折率の差が約５％より大きい、請求項５４記載の物品。
【請求項５６】
屈折率の差が約１０％より大きい、請求項５４記載の物品。
【請求項５７】
ルミネセント物質が、少なくとも１種の蛍光物質と残光特徴を有する少なくとも１種の燐光物質を含み、フィラメントおよび繊維からなる群より選択される、請求項１または２に記載の物品。
【請求項５８】
対象の上または対象の中での使用に適合されており、フィルム、スリットフィルム、繊維、ドット、およびフィブリルからなる群より選択される、請求項５７記載の物品。
【請求項５９】
繊維、フィルム、またはスリットフィルムが、分散されるかまたは組込まれる対象の長さまたは幅の寸法と実質的に等しい平均長さを有する、請求項５８記載の物品。
【請求項６０】
フィブリルまたはドットが、分散されるかまたは組込まれる対象の長さまたは幅の寸法より実質的に小さい平均最大寸法を有する、請求項５８記載の物品。
【請求項６１】
フィブリルまたはドットが、分散されるかまたは組込まれる対象の厚さより実質的に小さい厚さを有する、請求項６０記載の物品。
【請求項６２】
対象が、フィルムおよびシートからなる群より選択される少なくとも１種の構造的要素を含む、請求項５８記載の物品。
【請求項６３】
少なくとも１つのその表面が、少なくとも１つのイメージ、タイプフェイス、および少なくとも１つのイメージとタイプフェイスの混合からなる群より選択される形態の情報を組込むのに適している、請求項６２記載の物品。
【請求項６４】
対象が、紙幣、銀行券、流通証券、パスポート、免許、身分証明証書、クレジットカード、デビットカード、およびバーコードからなる群より選択される、請求項６３記載の物品。
【請求項６５】
次のとおり記載することができる本出願の具体的態様：
１．マトリックス成分を含む不正防止物品であって、該成分中：
（Ａ）少なくとも１種の粒子散乱着色剤が分散されており；そして、
（Ｂ）少なくとも１種のルミネセント物質が分散されており、
ここで：
（１）前記少なくとも１種の粒子散乱着色剤は、半導体、金属導電体、金属酸化物、金属塩またはそれらの混合物からなる群より選択される粒子を含み；
（２）前記少なくとも１種の粒子散乱着色剤の平均断面サイズは、最小寸法において約０．２ミクロン未満であり；
（３）前記ポリマーマトリックス成分は、スペクトルの可視光線領域において実質的に非吸光性であり；
（４）前記粒子散乱着色剤は、３８０〜７５０ナノメートルにおいて透過光の強度比が最小となり、これは、約２０ミクロンを超える平均粒子サイズを有する同一の半導体、金属導電体、金属酸化物、金属塩またはそれらの混合物について得られたものと比較して、少なくとも１０ナノメートルシフトしており；そして、
（５）前記ルミネセント物質は、少なくとも１種の蛍光物質、少なくとも１種の燐光物質、少なくとも１種の蛍光物質と少なくとも１種の燐光物質との混合物からなる群より選択され、ここで前記ルミネセント物質は、約２００〜約２，０００ナノメートルの電磁スペクトル領域から選択される少なくとも１つの波長により励起されたとき、ルミネセントスペクトルの応答ピークを示し；そして、
（６）前記粒子散乱着色剤粒子が、金、白金、銅、アルミニウム、鉛、パラジウム、銀、ロジウム、オスミウム、イリジウム、ならびにそれらの合金および混合物からなる群より選択される金属導電体を含み；
（７）前記マトリックス成分が、ポリマー、セルロース性組成物、およびガラスからなる群より選択され；
ここで：
（ａ）前記ルミネセント物質が、少なくとも１種の蛍光物質と残光特徴を有する少なくとも１種の燐光物質とを含み；
（ｂ）前記少なくとも１種の燐光物質と残光特徴を有する少なくとも１種の燐光物質とが、約０．５〜約１５重量パーセントの全体濃度で前記マトリックス中に存在し；
（ｃ）前記物品が、フィラメント、繊維、フィルム、スリットフィルム、ドット、およびフィブリルからなる群より選択され、前記物品が、対象に関して使用するのに適合されており；
（ｄ）前記対象が、少なくとも１種のイメージ、タイプフェイス、および少なくとも１種のイメージとタイプフェイスとの混合からなる群より選択される情報を、少なくとも１つのその表面上に受容するように適合された少なくとも１種の構造的要素を含み；
（ｅ）前記対象が、紙幣、銀行券、流通証券、パスポート、免許、身分証明証書、クレジットカード、デビットカード、およびバーコードからなる群より選択される、前記不正防止物品。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
ポリマー組成物および物品、たとえば繊維、フィラメント、フィルム、成形物品などに、ルミネセンスを含めて着色を付与するための各種の方法が、報告されている。着色を得るために、染料、顔料あるいはルミネセント剤、たとえばドープした硫化亜鉛、金属アルミン酸塩オキシド、希土類オキシスルフィド、たとえば、元素周期律表のランタニド系列のドーパントを含む第３族の無機酸化物のような添加剤を組成物中に組み込んで所望の結果を達成してきたが、これについては、米国特許第５，６７４，４３７号および米国特許出願番号第０９／７９００４１号（出願日２００１年２月２１日）を参照されたい。別なアプローチとして、粒子散乱技術を使用して着色することも可能で、これについては、米国特許第５，９３２，３０９号；米国特許第６，０７４，７４２号；米国特許第６，１５０，０１９号；および米国特許第６，１５３，２９９号を参照されたい。上記特定された特許および特許出願のそれぞれを、許容される範囲において本明細書に組み入れる。本発明の目的においては、ルミネセンスには蛍光および燐光の両方が含まれる。
【０００２】
不正防止繊維（ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｆｉｂｅｒ）とは、本人確認、認証のため、および偽造、模造または改竄を防止するための、資料またはその他の物品に組み込んだ繊維のことを言う。「不正防止撚り糸（ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｔｈｒｅａｄ）」という用語は、同じ目的のための、撚り合わせるかまたは編み組みをした繊維やフィルムの細片を表すのに使用する。
【０００３】
独国特許第１９８０２５８８号には、不正防止を目的とするルミネセント添加剤を含むセルロース繊維が記載されている。
【０００４】
欧州特許第０６６８５４Ｂ１号には、酢酸セルロースの不正防止繊維と、それらの繊維を含む不正防止紙についての記載がある。この不正防止繊維は、ランタニドキレートを含むアセトン溶液から紡糸されている。この繊維は、通常の照明のもとでは無色であるが、紫外線（ＵＶ）で励起させたときに、可視光線または赤外線（ＩＲ）領域に狭帯域の発光を示す。異なった発光体を含む繊維を組み合わせた不正防止撚り糸が記載されていて、その不正防止撚り糸の上にコード化された情報が刷り込んである。
【０００５】
米国特許第４，６５５，７８８号および同第４，９２１，２８０号には、日光や人工光線では読み取れることができないが、ＩＲ、ＵＶまたはＸ線で励起させるとルミネセンスを示す不正防止繊維が記載されている。その不正防止繊維は、ポリエステル、ポリアミドやセルロース系繊維のような通常の織物繊維を希土類キレートで染色する方法によって調製されている。
【０００６】
独国特許第Ａ１４  ４６  ８５１号には、各種の色を用いたマイクロプリントを有する不正防止撚り糸が記載されている。
【０００７】
米国特許第４，８９７，３００号に記載されているのは、通常の光線では読み取れない、不正防止撚り糸の長さ方向に連続で重ね合わせた部分に具備したルミネセント色を有する不正防止撚り糸で、その色が励起されると裸眼でも判るだけの長さで、その重ね合わせた領域では特有の混合ルミネセンスが現れる。この不正防止撚り糸は、平面のシートの上に帯状の形に印刷し、次いでそれを切断することによって製造される。
【０００８】
米国特許第６，０６８，８９５号に記載されているのは、ポリエステルドープに約２０重量パーセントの無機蛍光物質を添加し、そのドープからフィラメントを紡糸することによって製造される、検出可能なフィラメントを組み込んだ、不正防止ラベル織物である。
【０００９】
米国特許第４，１８３，９８９号には、機械で識別可能な少なくとも２種の不正防止特性を有する不正防止紙が記載されていて、その特性の１つは磁気物質であり、その特性の第２としてルミネセント物質を使用することができる。そのルミネセント物質は、ラッカー中に分散されていて、フィルムの上にコーティングされる。そのフィルムを直径約１ｍｍのプランシェットに分割して、紙の中に組み込む。
【００１０】
韓国特許第９６１１９０６号および国際公開第９９４５２００号には、染色によってルミネセント繊維を調製する方法が記載されている。韓国特許第９６１１９０６号には、繊維を紙材料の中に組み込むことが記載されている。
【００１１】
中国特許第１０９２１１９号には、顔料、染料および蛍光材料を含む長さ１〜１０ｍｍのポリビニルアルコール繊維についての記述がある。
【００１２】
米国特許第５，８７６，０６８号、同第５，９９０，１９７号および同第６，０９９，９３０号には、ルミネセント物質を含む不正防止要素を与えるさらにその他の手段が記載されている。
【００１３】
関連する分野では、英国特許第１，５６９，２８３号には、蛍光物質でコーディングした資料の信憑性を確認するための装置が記載されている。
【００１４】
ルミネセント物質はさらに、不正防止用途とは無関係な一般的な目的、さらには目的を特定せずに、繊維の中に組み込まれていることもあった。
【００１５】
米国特許第４，７８１，６４７号には、燐光フィラメントを製造するための方法が記載されていて、燐光体、好ましくは硫化亜鉛、硫化カドミウムまたは硫化カルシウムをポリマー中にカップリング剤と共に混合し、次いでそれを押出して、繊維に紡糸して、人形の髪にしている。
【００１６】
米国特許第５，３２１，０６９号に記載されているのは、織物に使用するための、熱可塑性ポリマーの燐光性嵩高連続フィラメント（ＢＣＦ）ヤーンを溶融紡糸によって製造する方法である。その方法には、ポリマーペレットを湿潤剤、好ましくは鉱油と混合する工程、硫化亜鉛のような燐光粉体を添加して前記ペレットを実質的に均一にコーティングする工程、押出機中で加熱して溶融物を押出し、それによってフィラメント全体にわたって燐光顔料を均一に分散させる工程が含まれる。個々のフィラメントは、中実であってもあるいは中空であってもよく、また通常のどのような形状であってもよい。
【００１７】
米国特許第５，６７４，４３７号に記載されているルミネセント繊維を調製する方法には、押出機中で熱可塑性ポリマーとルミネセント金属アルミン酸塩顔料を組合せる工程、そのポリマーを加熱混合して溶融させる工程、その溶融物を押出して、繊維を形成する工程が含まれる。
【００１８】
米国特許第３，６６８，１８９号には、少なくとも３つの縮合環を含む縮合環多核芳香族炭化水素を共重合させることによって調製する繊維形成性蛍光ポリカーボンアミドが記載されている。
【００１９】
日本国特許第７３００７２２Ａ２号および特開２０００−０９６３４９Ａ２号には、ルミネセント物質を含むコアを有するシース・コア繊維が記載されている。
【００２０】
本発明の譲受人に譲渡された、米国特許出願番号第０９／７９００４１号（出願日２００１年２月２１日）には、特定の多重検証特性を有する繊維、撚り糸および繊維切片を含む不正防止物品が開示されている。具体的には、複雑な横断切片、成分および多重ルミネセント応答を有する繊維によって不正防止の目的を達している。その出願の開示を、許容される範囲において、参考として引用し本明細書に組み入れる。
【００２１】
繊維、撚り糸およびフィルムを含めた物品中で色を発生させることにおける大きな進歩が、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，９３２，３０９号に開示されているが、その特許は許容される範囲において、参考として引用し本明細書に組み入れることとする。その発明では、着色の目的を達成するために、粒子散乱効果および／または電子遷移着色剤を利用していて、それについてはその発明において定義されている通りである。それにより物品中で得られる着色は、極めて安定であるか、または、たとえば、温度、熱暴露、吸湿性および化学線照射などへの暴露のスイッチング効果に応答する。本発明の目的のため、および便宜上、この技術を一般に「粒子散乱」と呼ぶこととする。
【００２２】
これらの方法はそれぞれ、所望の着色効果が得られるというメリットを有してはいるものの、着色を得るために用いる単一のタイプの顔料または方法の性能や特性を目標とした、偽造を防止するための、さらには、特定のユーザーだけに特定の同一性証明が可能な特性を個々に作成することができる、不正防止用途において特に有用なさらなる着色効果に対するニーズは、依然として存在する。
【００２３】
発明の要旨
不正防止物品にはマトリックス成分を含むが、それらにおいては：（Ａ）少なくとも１種の粒子散乱着色剤が分散され；そして（Ｂ）少なくとも１種のルミネセント物質が分散されているが；ここで：（１）前記少なくとも１種の粒子散乱着色剤には、半導体、金属導電体、金属酸化物、金属塩またはそれらの混合物からなる群より選択される粒子を含み；（２）前記少なくとも１種の粒子散乱着色剤の平均断面径が、その最も小さいところで約０．２ミクロン未満であり；（３）前記ポリマーマトリックス成分は、スペクトルの可視光線領域内では実質的に吸光性がなく；（４）前記粒子散乱着色剤は、３８０〜７５０ナノメートルの領域において透過光の強度比が最小となり、約２０ミクロンを超える平均粒子径を有する同一の半導体、金属導電体、金属酸化物、金属塩またはそれらの混合物の場合に比較して、少なくとも１０ナノメートルはシフトしており；そして（５）前記ルミネセント物質が、少なくとも１種の蛍光物質、少なくとも１種の燐光物質、少なくとも１種の蛍光物質と少なくとも１種の燐光物質との混合物からなる群より選択され、ここで前記ルミネセント物質が、約２００〜約２，０００ナノメートルの電磁スペクトル領域から選択される少なくとも１つの波長によって励起されたときに、ルミネセントスペクトル応答ピークを示す。
【００２４】
また別の実施態様においては、少なくとも１種の第１の組成物と少なくとも１種の第２の組成物を含む不正防止物品が提供され：（Ａ）前記第１の組成物には、第１のマトリックス成分と、その中に分散させた粒子散乱着色剤および少なくとも１種のルミネセント物質とが含まれ；（Ｂ）前記少なくとも１種の第２の組成物には、ポリマーの第２のマトリックス成分と、その中に分散させた電子遷移着色剤、染料および顔料からなる群より選択される着色剤とが含まれ；（Ｃ）前記少なくとも１種の第１の組成物は；（１）物品の少なくとも１つの側面の上の前記第２の組成物の上で、実質的には外側に配置されるか；または（２）前記第１および第２の組成物が実質的に相互に貫入しているか、のいずれかであり；ここで：（ｉ）前記第１の組成物が前記物品へ入射する光の約９０％未満を吸収するような、少なくとも１つの入射可視光線波長と１つの入射光角度を有しており；（ｉｉ）前記少なくとも１種の第１の組成物の吸光係数が、スペクトルの可視光線領域における波長において、前記第２の組成物の吸光係数の約５０％未満であり；（ｉｉｉ）前記粒子散乱着色剤の最大吸光ピークがスペクトルの可視光線領域の中にはなく；（ｉｖ）前記ルミネセント物質が、少なくとも１種の蛍光物質、少なくとも１種の燐光物質、および少なくとも１種の蛍光物質と少なくとも１種の燐光物質の混合物からなる群より選択され、ここで前記ルミネセント物質が、約２００〜約２，０００ナノメートルの電磁スペクトル領域から選択される１つまたは複数の波長によって励起されたときに、ルミネセントスペクトル応答ピークを示し；そして（ｖ）次の：（ａ）前記粒子散乱着色剤が、可視光線におけるある波長で前記第１のマトリックス成分の屈折率にマッチする屈折率を有して、その平均粒子径が約２０００ミクロン未満であるか；または（ｂ）可視光線波長領域における前記粒子散乱着色剤の平均屈折率が、前記第１のマトリックス成分のそれとは少なくとも約５％は違っており、前記粒子散乱着色剤の平均粒子形が最も小さいところで約２ミクロン未満であるか、のいずれかであり、そして前記粒子散乱着色剤が、実質的に異なる屈折率を有する無色の等方性液体中に分散させたときに、可視光線の波長が有効最小吸光度の少なくとも２倍の有効最大吸光度を有することを特徴とする。
【００２５】
不正防止物品に含まれるのは、フィラメント、繊維、ドットと呼ばれることもあるフィラメントおよび繊維の薄い横断切片、撚り糸、フィブリルとも呼ばれるチョップトフィラメントおよび繊維または撚り糸、フィルム、スリットフィルム、およびフィラメント、繊維、撚り糸、ドット、フィブリル、フィルムおよびスリットフィルムを含む各種の物品である。そのような物品に含まれるのは、銀行券、ＩＤカード、クレジットカードおよびデビットカード、ＡＴＭ用キャッシュカード、その上に免許、免状およびその他の偽造を防ぐことが必要とされる資料が印刷されている紙、バーコードなどである。
【００２６】
詳細な開示
本発明は、繊維、撚り糸、繊維の薄い横断切片（「ドット」とも呼ぶ）および細断した繊維（本明細書においては便宜上「フィブリル」と呼ぶ）、さらにはフィルムやスリットフィルムを含む不正防止物品に関し、そのような不正防止物品は多重検証特性を有している。さらに、そのような物品は、フィルムよりも厚い、たとえば、１０００分の数インチというよりは、１０分の数インチ、あるいは数インチといった厚みを有する、たとえばカードやボードのような、シート状または平面状構造の形態をとることも可能である。それらの繊維は、ユニークで複写するのが困難な、成分、組成物および多重ルミネセント応答の組合せを有している。これら不正防止繊維、撚り糸、フィブリルおよびドットの検証特性のために、それらを組み込んだ物品が不正に複写されることを高度に防止できるようになり、また特定な用途および複数のユーザーに個別に特定の同一性証明特性を付与する新しい手段を提供できる。
【００２７】
本発明の目的のためには、ルミネセント応答には、電磁スペクトルの紫外線、可視光線（たとえば、白色光）および赤外線（ＩＲ）領域における励起光エネルギーに対する、燐光応答、蛍光応答および燐光応答と蛍光応答の組合せが含まれる。そのような応答は、たとえば、周辺光や日光、薄暗闇や暗闇、電磁スペクトルの紫外線や赤外線領域からの照明のもとなど、各種の条件下で観察可能とすることができる。さらにこのルミネセント効果は、励起源が存在している場合のみ、あるいは励起源が切れてから１秒未満の間だけ、観察可能な蛍光効果であってもよいし、励起後に活性化光エネルギーが終了してから、たとえば、約１〜約１０分間までの短時間の間だけ観察可能な燐光効果であってもよく、また、活性化エネルギーが終了してからも長い間観察可能な燐光効果（このような効果を本明細書では「残光」と呼ぶこととする）であってもよい。そのような残光のある期間は、約１０分から約２００分までまたはそれ以上、たとえば約１５分〜約１２０分、あるいは約１５分〜約６０分などであってよい。本発明のユニークな不正防止物品とすることができるのは、粒子散乱効果、さらには燐光や蛍光などによってもたらされる各種ルミネセント応答の順列と組合せである。互いに共存させながらそれらの効果を観察することが可能であるということが、偽造に対する抵抗性を有する不正防止物品を開発するためには特に価値がある。
【００２８】
本発明の不正防止物品には不正防止繊維が含まれ、それらは単一のフィラメント（モノフィラメント）であっても、モノフィラメントの集合体であってもよい。以下において繊維の横断切片の説明をする場合、特に断らない限り、モノフィラメントの横断切片についての説明をしていると理解されたい。本発明の繊維、撚り糸およびドットは、当業者公知の適当な方法を用いて紙、資料およびその他の物品の中に組み込むことによって、高いレベルの不正防止効果を与えることができる。
【００２９】
本発明の不正防止繊維は、たとえば溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸、ゲル紡糸その他の連続法によって、合成ポリマーから形成させるのが好ましい。合成繊維は典型的には従来法を用いて、円状の横断切片、さらには三角形、長方形、三葉状、四葉状その他公知各種形状に紡糸される。繊維の横断切片には、繊維の全長の方向に延びるたとえば円形または楕円形の穴が含まれていてもよいし、また、その長さ方向で、その断面の大きさが一定であっても、変化していてもよい。繊維の横断切片の複雑さの程度が高いほど、同一のものを製造するための紡糸口金の設計も難しくなり、そして、不正行為者がそのデザインを複製することが難しくなる。中空繊維やシース／コア繊維は、粒子散乱効果技術と組合せるには特に有用である。
【００３０】
本発明の繊維は、その成分の数、配置、組成物および物理的性質によって、変化させることが可能である。多成分繊維、たとえば２成分繊維は、よく知られているように、組成が互いに明らかに異なる２種のポリマータイプ（たとえば、ポリエステルとナイロン）からの、２つの明らかに異なる断面領域を有していて、組成や、視覚的応答、たとえば色をさらに変化させることも可能である。２成分繊維およびそれらの製造方法については、たとえば、米国特許第４，５５２，６０３号、同第４，６０１，９４９号および同第６，１５８，２０４号などに記載がある。これらの特許における開示は、許容される範囲において、参考として引用し本明細書に組み入れる。それらの成分は、サイド・バイ・サイドの関係になっていても、あるいはシース・コアの関係になっていてもよい。１つの実施態様においては、本発明の不正防止繊維の中の成分の数は少なくとも２つである。好ましい配置としては、多成分繊維の中の成分は互いに、米国特許第６，１５８，２０４号に記載されているような、サイド・バイ・サイドの関係にある。前記特許の図２〜６でＡおよびＢと名付けられた横断切片の部分が、別の成分を表している。
【００３１】
それらの成分は、別々のポリマー組成物であってよく、それには別々のポリマーまたはポリマー混合物を含み、本明細書ではマトリックスと呼ぶこともある。本発明の目的においては、マトリックスとは、その中に（単一または複数の）着色効果剤が分散されている、ポリマーまたはポリマー組成物のことを指している。それらの成分が、同一のポリマーで構成されているが、ただし異なった顔料、ルミネセント剤および／または、たとえば粒子散乱技術を用いた構造を有していて、それによって、通常の、あるいは周辺の照明条件で異なった着色応答をしたり、さらにはＵＶまたはＩＲ照射で異なったルミネセント応答したりすることを可能とするのが好ましい。本発明において有用なポリマーとしては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリル樹脂、ポリアルコール、ポリエーテル、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリスルフィド、ポリウレタン、セルロース系およびポリビニル誘導体からなる群より選択されるものが挙げられる。ポリオレフィン、ポリエステルおよびポリアミドが好ましい。最も好ましいポリマーは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ナイロン６およびナイロン６６である。
【００３２】
本発明において有用な繊維は、約０．０１ｍｍ〜約３ｍｍの有効径を有するものである。本発明の目的においては、「有効径」とは、繊維横断切片を取り巻く最小の円の直径である。本発明の１つの実施態様においては、繊維は横切りにして、厚み約０．００５ｍｍ〜約０．５ｍｍの断面薄片とする。得られた薄片は本明細書においては「ドット」と呼ぶが、これを紙またはその他の物品の中に組み込んで、裸眼によるか、ある程度の拡大や適当な照明を当てることで、横断切片、成分およびルミネセント応答が容易に識別できるようにすることができる。
【００３３】
本発明の繊維のまた別な不正防止の特徴は、使用した複数の顔料の多重ルミネセント応答である。具体的には、それらの添加剤を組み入れた結果としてのルミネセント応答には、燐光、蛍光および残光が含まれる。このルミネセント応答には、スペクトルの赤外線、可視光線および紫外光線領域における波長が含まれる。本発明の目的においては、電磁スペクトルの各種領域は次のように定義する：赤外線スペクトルは、約７００ナノメートル（ｎｍ）を超える波長に始まり、約２０００ｎｍまで；可視光線スペクトルは、約３８０から約７５０ｎｍまでの波長領域；そして紫外線スペクトルは約２００から約４００ｎｍまでの領域である。上に挙げた数値には重なりがあるが、当業者ならば、それらの領域のそれぞれがよく理解された特性を有するものであることを容易に理解するであろう。ルミネセント物質は、本発明の不正防止物品の１種または複数の成分に含まれる。単一のルミネセント物質であっても、そのルミネセントスペクトル中に多重の強度ピークがあることからわかるように、多重ルミネセント応答することが可能である。本発明の目的においては、最大ピーク強度の約５分の１よりも低い強度を有するスペクトルピークは無視する。
【００３４】
１つの実施態様において、不正防止繊維には１つの成分を含んでいて、その成分には、同一または異なった波長の照射に対して、異なったルミネセント応答を示す１種または複数のルミネセント物質が含まれる。また別の実施態様においては、不正防止繊維が多成分繊維であって、そのそれぞれに単一のルミネセント物質を含み、同一または異なった波長に対して、異なったルミネセント応答を示す。さらに別の実施態様においては、不正防止繊維が多成分繊維であるが、その内の少なくとも１つに、同一または異なった波長の照射に対して、異なったルミネセント応答を示す多重ルミネセント物質が含まれる。
【００３５】
本発明の不正防止物品のルミネセンスは、コポリマー、顔料または染料を含むルミネセント物質を紡糸の前または紡糸中に組み込んだり、あるいは、紡糸した繊維をルミネセント染料を用いて染色したり、さらには粒子散乱技術の各種物理的・構造的態様を利用したりすることによって達成される。使用する場合には、ルミネセントコポリマー、顔料または染料は、繊維紡糸またはフィルム調製工程に先立つかそれらの工程の間に、ポリマーマトリックスに混合することによって、たとえば、繊維またはフィルムなどの物品の中に一体として組み込むのが好ましい。たとえば、混合要素を有する２軸スクリュー押出機を使用してポリマーと混合することによって、ルミネセント物質を組込み、その後で、繊維の場合なら、押出し・紡糸をするのが最も好ましい。当業者には公知のことであるが、ポリマーフィルムも、混合・押出し工程を用いて同様に製造することができる。
【００３６】
光応答性添加剤を使用することによって得られる多重ルミネセント応答は、スペクトルの赤外線、可視光線および紫外線領域の１つまたは複数の中にある。不正防止物品が多重ルミネセント応答を含む場合、それらの応答のピーク強度は、波長で少なくとも約２０ｎｍ、好ましくは少なくとも約５０ｎｍ、より好ましくは少なくとも約１００ｎｍ分離されている。多重ルミネセント応答が、スペクトルの少なくとも２つの異なった領域にピーク波長を有しているのが最も好ましい。多重ルミネセント応答が、赤外線領域と可視光線領域から、およびＵＶ領域と可視光線領域から、選択されるスペクトルの領域にあるのが好ましい。本発明の不正防止物品の多重ルミネセント応答は、赤外線、可視光線および紫外線スペクトルの領域から選択される１つまたは複数の照射波長によって励起される。ルミネセント応答が、赤外線と紫外線；紫外線と可視光線；および赤外線と可視光線の中の１つまたは複数の波長によって励起されるのが好ましい。
【００３７】
ルミネセント顔料または染料は、有機、無機または有機金属物質であってよい。本発明において有用な熱的に安定な有機物質の例を挙げれば、４，４’−ビス（２−メトキシスチリル）−１，１’−ビフェニル、４，４’−ビス（ベンゾアキサゾル−２−イル）スチルベン、および２，５−チオフェンジイルビス（５−ｔｅｒｔ−ブチル−１，３−ベンズオキサゾール）などがある。例を挙げれば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・インコーポレーテッド（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．）から商品名ユービテックス（ＵＶＩＴＥＸ、登録商標）ＦＰ、ユービテックス（ＵＶＩＴＥＸ、登録商標）ＯＢ−ＯＮＥ、およびユービテックス（ＵＶＩＴＥＸ、登録商標）ＯＢとして、またハネウェル・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から商品名ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）エフェクト・ライト・ブルー・ＣＯとして市販されている化合物がある。これらの化合物は、紫外線を照射して励起させると、スペクトルの紫外線領域および可視光線領域において蛍光を発する。
【００３８】
本発明において有用な無機物質の例としては、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＳｉＯ４：Ｍｎ、およびＹＶＯ４：Ｎｄなどが挙げられる。これらの物質は、ハネウェル・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）からそれぞれ、ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）レッド・ＣＤ１６８、ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）グリーン・ＣＤ１４５およびルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）ＩＲ−ＤＣ１３９の商品名で市販されている。いずれも紫外線照射により励起される。ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）レッド・ＣＤ１６８およびルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）グリーン・ＣＤ１４５は、可視光線領域中で蛍光を発し、ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）ＩＲ−ＤＣ１３９は赤外線領域中で蛍光を発する。これらとは別の有用な物質としては、希土類オキシスルフィドがあり、ハネウェル・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から商品名ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）レッド・ＵＣ６として市販されている。この物質は赤外線により励起されて、可視光線領域に蛍光を発する。さらに、たとえば、銀、銅、アルミニウムまたはマンガンなどでドープしたいくつかの硫化亜鉛化合物もまた、ハネウェル・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されている。それらの物品のうちのいくつかは、ＵＶおよび白色光で励起されて蛍光および燐光両方の応答をしめし、さらに、長い残光を性質として持っていることを特徴とするものがある（ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）グリーン・Ｎ５、Ｎ−ＰＭおよびＮ２）；別なものはＵＶ照射で励起されて、ブルー、グリーン、レッド、イエローおよびイエロー・オレンジのような色の蛍光を発する（ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）エフェクト：ブルーＡ、グリーンＡ、レッドＡ，ブルーＣＯ、グリーンＣＯ、イエローＣＯおよびイエロー・オレンジ）；さらに他のものは、ＵＶおよび白色光によって励起され、蛍光および燐光を示し（ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）エフェクト：ブルーＳＮおよびブルーＳＮ−Ｆ；アルカリ土類シリケート；ルミンラックス（Ｌｕｍｉｎｌｕｘ、登録商標）エフェクト：グリーンＮ、グリーンＮ−Ｌ、グリーンＮ−Ｅ、グリーンＮ−Ｆ、グリーンＮ−３Ｆ、グリーンＮ−ＦＧおよびグリーンＮ−ＦＦ）；およびルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）エフェクト：レッドＮ１００、ユーロピウムおよびツリウムでドープした硫化カルシウム化合物で、このものは白色光により励起され、赤色の蛍光および燐光の応答をする。それらの物質は混合物としても使用できるし、いくつかの混合物は市販されている（ルミラックス（Ｌｕｍｉｌｕｘ、登録商標）エフェクトＳｉｐｉ：イエロー・アンド・レッド）。
【００３９】
ルミネセントコポリマーもまた有用であり、それらの物質については、米国特許第３，６６８，１８９号、同第５，２９２，８５５号および同第５，４６１，１３６号に開示されている。それらは、その中に共重合された蛍光団化合物を含む、熱的に安定なコポリアミド、コポリエステルおよびコポリエステル−アミドであると記載されている。米国特許第５，２９２，８５５号のコポリマーは、スペクトルの近赤外線領域の波長で励起され、蛍光を発する。これらの特許における開示は、許容される範囲において、参考として引用し本明細書に組み入れる。
【００４０】
典型的には、蛍光物質では、励起停止があれば、実質的に瞬時に、たとえば１秒の約１０００分の１の間に蛍光の発生が停止する。それとは対照的に、燐光物質では、励起停止の後でも、１０分の数分間、または１００分の数分間発光が継続する。米国特許第５，４２４，００６号および同第５，６７４，４３７号には、特別なタイプの燐光物質とその製法が記載されていて、それらは長い残光性を有していて、本発明の不正防止物品において使用できるが、その理由は、そのルミネセンスの減衰速度を、そのような物品の識別可能な特性の１つとして使用できるからである。これらの特許は、許容される範囲において、参考として引用し本明細書に組み入れる。米国特許第５，６７４，４３７号にはそのような物質を繊維に組み込むことが開示されている。その燐光物質は一般に、ドープした金属アルミン酸塩オキシド顔料として記載されているが、ここで金属は、たとえばカルシウム、ストロンチウム、バリウムまたはそれらの混合物であってよく、そしてドーパントは好ましくはユーロピウムおよび、元素周期律表のランタニド系列の元素、たとえばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムおよびルテチウム、およびスズおよびビスマスからなる群より選択される元素である。１つの例を挙げれば、米国特許第５，４２４，００６号に記載されているような、ＳｒＡｌ２Ｏ４：ＥｕＤｙであって、そのような顔料は、ニュージャージー州のユナイテッド・ミネラル・コーポレーション（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｍｉｎｅｒａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＮＪ）からルミノーバ（Ｌｕｍｉｎｏｖａ、登録商標）の商品名で市販されている。
【００４１】
そのようなルミネセント物質は、所望のルミネセント効果が得られるのに適した濃度で使用することができる。別の言い方をすれば、不正防止特性を所望する特定の末端用途または物品に応じて、蛍光物質と燐光物質の混合物を使用することが望ましい場合もあるし、単に蛍光物質だけあるいは単に燐光物質だけを使用するのが望ましいこともある。総合して、マトリックス中のルミネセント物質の濃度は、少なくとも約０．０５重量パーセント；より好ましくは少なくとも約０．１０重量パーセント；さらにより好ましくは約０．５０重量パーセント；たとえば約１．０重量パーセント；典型的には約２．５重量パーセントである。逆に、１種または複数のルミネセント物質の最大濃度は、用途、物品に必要とされる物理的性質、たとえば繊維強度、製造の容易さ、コスト面での配慮などから決められる。総合して、マトリックス中のルミネセント物質の濃度は、最大で約８５重量パーセント；より好ましくは最大で約５０重量パーセント；さらにより好ましくは約２５重量パーセント；たとえば約２０重量パーセント；典型的には約１５重量パーセント；たとえば最大で約１０重量パーセントである。ルミネセント物質の濃度の有用な範囲は、上記の最小値と最大値の組合せで得られる。たとえば、ルミネセント物質の有用な濃度は、約０．０５から約８５重量パーセントまで；約０．０５から約１５重量パーセントまで；約１．０から約２０重量パーセントまで；および上記の数値の順列および組合せに基づくさらなる範囲である。
【００４２】
粒子散乱効果に基づいた物理的着色を組み入れている本発明の不正防止物品は、当業界で知られている方法によって調製することができ、そして例えば、１９９９年８月３日に発行されている「着色物品および組成物並びにその製造方法（Ｃｏｌｏｒｅｄ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）」の発明の名称で広く譲渡される米国特許第５，９３２，３０９号明細書の中で考察することができる。この技術に基づいた組成物は、例えばポリマーまたはポリマー混合物マトリックスの中に非吸収性粒子散乱着色剤を分散することにより調製できる。あるいは、吸収性粒子散乱着色剤、特に現場で製造される吸収性粒子散乱着色剤、は、確認された特許の中でも開示されているように使用できる。物理的着色を発現する物質の中で、光散乱は、少なくとも部分的に光透過性であるマトリックスの内部に分散されている粒子によって行なわれる。本発明に有用な着色剤は、粒子散乱着色剤と呼ばれる。このような着色剤は、相対する平行な両面、または板状干渉着色剤と呼ばれる板状粒子の界面からの反射光の間の反射による着色を発現する着色剤と、電子遷移着色剤と呼ばれていて電子遷移による着色を発現する着色剤とに区別される。粒子散乱着色剤は、電子遷移によって或る程度の着色を発現できるが、着色が粒子のサイズによって決まり、相対する２面、または平行板の界面からの反射光の干渉から著しい着色が存在しないならば、着色剤は粒子散乱着色剤である。
【００４３】
粒子散乱着色剤は、この粒子散乱着色剤がスペクトルの可視域の光を著しく吸収するのかどうかによって、吸収性粒子散乱着色剤かまたは非吸収性粒子散乱着色剤のどちらかである。吸収は、粒度が充分に大きいとき、光の粒子散乱がさほど大きくない色の視覚認識によって証明されるほど顕著であることを特徴とすることができる。
【００４４】
第１のカテゴリーに対しては、粒子着色剤は、可視域では粒子散乱着色剤の屈折率とは大幅に異なる屈折率を有する固体マトリックスの中に粒子着色剤を分散して使用される。この第１カテゴリーに対しては、粒子散乱着色剤は、下記で定義されるようにＡ特性かＢ特性かのどちらか一方を有する物質として定義される。
【００４５】
Ａ特性またはＢ特性は、よく入手できるような採用対象粒子散乱着色剤の屈折率とは異なる屈折率を有する無色の等方性液体の中でその採用対象粒子散乱着色剤を分散することによって決められる。最も信頼できる試験は、液体と採用対象粒子散乱着色剤との屈折率差を可能な限り拡大するように選ぶことから得られる。採用対象粒子散乱着色剤と無色の等方性液体だけを含有するこの液体−固体混合物を、粒子試験混合物と呼ぶ。透過光強度対入射光強度の逆対数比（−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０））は、３８０〜７５０ｎｍの全可視スペクトル領域を包含する波長領域全体の波長の連続関数として、粒子試験混合物について測定される。このような測定は、普通のＵＶ−可視分光計を使って行なうのが便利である。得られる量（−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０））は、透過光の強度の減少に対する散乱と吸収の両方の効果を包含するので、この量は有効吸光度と呼ばれる。
【００４６】
Ａ特性は、スペクトルの可視域ではさほど吸収しない物質に対して、粒子散乱着色剤の唯一の正当な決定要素であり、このことは、吸収が粒子散乱による着色効果を圧倒するほど大きくはないことを意味している。Ａ特性試験の唯一の目的に対しては、採用対象粒子散乱着色剤の平均粒度が粒子試験混合物の中の採用対象粒子散乱着色剤の重量濃度を変化することなく約２０ミクロンを超えるまで増加するとき、可視域ではさほど吸収しない物質が約３８０〜約７５０ｎｍのスペクトル領域では、粒子試験混合物が少なくとも約２倍、そして好ましくは少なくとも約３倍減少する有効最大吸光度を有する物質として定義される。
【００４７】
吸光度の前述の比は、粒子試験混合物の中の採用対象粒子散乱着色剤の濃度に、一般に少ししか依存しないことを理解すべきである。そのような依存性は、物質が粒子散乱着色剤であるかどうかを決めるのに重要ではないほど弱いのが普通である。しかしながら、物質が限界的に粒子散乱着色剤である（または限界的に粒子散乱着色剤ではない）場合には、吸光度の前述の比は、物質の適用に対して考えられる採用対象粒子散乱着色剤の濃度で評価すべきである。また、粒子試験混合物の中の採用対象粒子散乱着色剤の濃度は、Ｉ／Ｉ０が１から大幅にずれているほど充分に大きくあるべきであるが、Ｉが極めて小さいので信頼できる測定ができないほどの高さであるべきではないことは当業者には明らかである。
【００４８】
粒子試験混合物が、約３８０〜約７５０ｎｍのスペクトル域では、同じ波長域での有効最小吸光度の少なくとも約２倍、そして好ましくは少なくとも約３倍である有効最大吸光度を有し、その物質の平均粒度が約２０ミクロン未満ならば、可視域でさほど著しい吸収をしない粒子散乱着色剤採用対象物はＡ特性を有する。
【００４９】
採用対象粒子散乱着色剤が可視域で著しく吸収するならば、別の物質がＡ特性を有し、その物質が可視域ではさほど著しく吸収せずに採用対象粒子散乱着色剤と同じ粒度分布および形状を実質的に有するならば、あるいは、前記の採用対象粒子散乱着色剤は粒子散乱着色剤であると決めることができる。
【００５０】
可視域で著しく吸収する散乱性着色剤採用対象物には、Ｂ特性も粒子状物質が粒子散乱着色剤であるかどうかを決めるのに好適である。Ｂ特性の規準が満たされるかどうかを決めることは、前記で使用される可視域での有効吸光度スペクトルの同じ測定を必要とする。採用対象粒子散乱着色剤が、透過光強度で２０ミクロンを超える平均粒度を有する同じ組成物に対して得られる透過光強度と比較して少なくとも１０ｎｍシフトする最小値を有するならば、Ｂ特性の規準は満たされる。
【００５１】
別の実施態様では、一次粒子と呼ばれる微細粒子が大きい粒子の内部に埋め込まれるとき、着色剤が形成される。この場合、採用対象物質がＡ特性規準またはＢ特性規準のどちらかを一次粒子、または一次粒子を含有する埋め込み粒子のどちらかに適用することにより粒子散乱着色剤であるかどうか決めることができる。
何が粒子散乱着色剤であるかを決めるに当たって、このような複雑さは、第２のカテゴリーの実施態様では解消され、その場合には、粒子散乱着色剤の屈折率が可視域の或る波長でのマトリックス物質の屈折率と一致する。そのような場合には、粒度が２０００ミクロン未満のいかなる物質も粒子散乱着色剤である。同様に、採用対象物が採用対象粒子散乱着色剤であるかどうかを決めることは、採用対象物が一次粒子の二次元または三次元規則型配列体を含むとき容易に明らかである。そのような粒子散乱着色剤の大きい粒子は、眼にはっきりと見えるオパール状虹色を有する。
【００５２】
粒状物が、粒子散乱着色剤であるかどうかを前記のように決めることは煩雑のように思われるかも知れないが、これを決めることは全く簡単で、適用するのに便利である。粒状物は、本発明で使用する物品を提供する固体マトリックスの中に分散させるよりも液体の中に分散させるほうが遥かに容易である。また、ＡかまたはＢのどちらか一方の特性規準を適用するために必要とされる有効吸光度の測定は、迅速で、安価な分光計を使って従来から適用されている手順によって行なうことができる。従って、このような特性規準を適用すると、本発明の実施に好適である物質（即ち、粒子散乱着色剤）の確認に当たっては時間が大幅に節約できる。
【００５３】
幾つかの実施態様では、電子遷移着色剤は、粒子散乱着色剤と一緒に使用される。電子遷移着色剤は、可視域の波長で１０−１ｃｍ−１より大きい吸収係数を有し、粒子散乱着色剤に対する規準を満たさない物質として定義される。染料および顔料も、本発明の実施態様で粒子散乱着色剤と一緒に使用される。この点に関しては、染料または顔料は、目視で認識できる着色を発現するのに充分な程度まで可視域で光を吸収する物質として定義される。粒度によっては、顔料は粒子散乱着色剤でもよいし、電子遷移着色剤でもできる。また、一般に、電子遷移着色剤であろうと、染料、顔料であろうと本発明の実施態様で互換的に使用できる。
【００５４】
使用の際には、本発明で使用される粒子散乱着色剤は、周囲のマトリックスの中に粒子として分散される。これらの粒子散乱着色剤粒子は、ランダムに配置されてもよく、ホストマトリックス内で、位置的に相互関係がある方法で配列されてもよい。どちらの場合も、これらの粒子の散乱の結果として、強力な着色効果を発現できる。粒子散乱着色剤の位置的に相互関係がある配列は、やや束の間のようであり、或る場合には異なる視角では劇的に異なる着色を発現する着色効果を得るためには好ましい。並進秩序を有する粒子の配列のそのような散乱粒子は、ブラッグの散乱と呼ばれる。非吸収性粒子散乱着色剤の場合でも強力になることがある、比較的鋭敏な着色効果を得るためには相互関係のない粒子散乱着色剤が好ましい。
【００５５】
光の視覚限度は、ほぼ３８０ｎｍと７５０ｎｍとの間にあるので、このような限度は、本発明の目的には粒子散乱着色剤の光学的特性を定義するのに好ましい。本発明の幾つかの実施態様では、好ましい粒子散乱着色剤は、３８０〜７５０ｎｍの全可視スペクトル領域にわたってホストマトリックスの屈折率とは異なる屈折率を持ち、そして粒子散乱効果は、電子遷移着色剤、染料または顔料を使って高められるのが好ましい。このような状況は、可視域の少なくとも１種の波長でホスト物質の屈折率とマトリックス物質の屈折率との一致をもたらす先行技術のクリスチャンセン・フィルター（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｅｎ  ｆｉｌｔｅｒ）の状況とは異なり、電子遷移着色剤、染料または顔料の性能は低下するのが普通である。特に指示がない限り、記載された屈折率は室温で測定された屈折率である。また、粒子散乱着色剤は、これが当てはまる偏光方向が存在する場合、マトリックス物質とは異なる屈折率、より低い屈折率、またはより高い屈折率を有すると言われる。
【００５６】
粒子散乱着色剤、またはその副成分は、光を、色彩的に、効果的に散乱するように充分少なくすべきである。散乱性粒子着色剤の屈折率およびマトリックスの屈折率が実質的に一致する可視波長が存在しないならば、このことは、そのような着色剤の平均粒度は、最小寸法で約２ミクロンより小さいのが好ましことを意味する。本発明者としては、（例えば）二乗平均平方根平均値よりもむしろありふれた算術平均を平均粒度の意味とする。可視スペクトル域全体にわたって、マトリックスの屈折率と粒子散乱着色剤の屈折率との間に大きな差が存在する結果として、色彩上の着色が起こる本発明の実施態様の場合には、粒子散乱着色剤の平均粒度は約０．０１〜約０．４ミクロンが、より好ましい。この場合、最小寸法の平均粒度は約０．２ミクロンより小さいのが最も好ましい。特に、粒子散乱着色剤が可視域で著しく光を吸収するならば、０．０１ミクロンより更に小さい平均粒度が好ましい範囲内である。また、粒子散乱着色剤粒子が優先的に配向されないならば、粒子散乱着色剤の個々の粒子の最大寸法対最小寸法の比の平均は、約４より小さいことが好ましく、粒子散乱着色剤粒子は粒度でも形状でも殆んどばらつきがないことが好ましい。他方、粒子散乱着色剤およびマトリックスの屈折率が可視域の波長で実質的に消滅する本発明の実施態様では、粒子形状は相当に不規則であり得て、好ましい平均粒度は相当大きく、好ましくは約２０００ミクロンより小さいことが可能である。粒子散乱着色剤がその内部に、より小さい粒子散乱着色剤を含有する場合、かなり大きい粒度が好ましい範囲に存在できる。本発明の別の実施態様の場合の好ましい粒度のこのような煩雑な問題は、後記のこれらの実施態様の考察の中で更に明らかにされるだろう。
【００５７】
粒度を平均粒度または最小寸法での平均粒度で表すのではなく、特定の粒子散乱着色剤の粒度を表示限度より小さい最小寸法を有する粒子の割合として表すことができる。このような表示は、粒子散乱着色剤の屈折率が可視域における全ての波長でマトリックスの屈折率とは大幅に異なる本発明の実施態様では極めて有用である。そのような実施態様では、全ての粒子の少なくとも約５０％が、約０．２ミクロンより小さい極めて小さい寸法を有することが好ましい。
【００５８】
粒子散乱着色剤が分散しているマトリックスは、可視スペクトル領域では吸収性であってもよく、非吸収性であってもよい。このような吸収特性は、キャラクタリゼーションに経路長依存性量か、または経路長非依存性量のどちらかを使って規定できる。例えば、当初の光強度Ｉ０は、光がマトリックスの厚さｔを通過した後は吸収過程によりＩｔに低下すると、透過率パーセントは１００（Ｉｔ／Ｉ０）である。対応する吸収係数は、−（１／ｔ）ｌｎ（Ｉｔ／Ｉ０）である。特に指示がなければ、説明した吸収特性は、光の最小吸収が存在する偏光方向に対する吸収特性である。幾つかの用途には、粒子散乱着色剤が可視域で実質的に非吸収性であることが好ましい。別の用途には、粒子散乱着色剤は可視域内の吸収ピークにおいて極めて高いピークを持たなくても充分である。その他の用途では、粒子散乱着色剤は可視域内にある波長で吸収係数が最高値を有することが好ましい。後者は、粒子散乱着色剤が、光を殆んど吸収しないほど充分に薄い吸収物質の上塗り層を含有する本発明の実施態様を提供する。
【００５９】
可視域での振動数依存性が強くない光散乱は、マトリックス物質の欠陥の結果として起こることが多い。このような欠陥の１つの例は、半結晶性高分子マトリックス物質の中の結晶子−非晶質の境界である。このような非色彩的散乱によって、粒子散乱着色剤を使った着色の達成が妨げられることがある。従って、粒子散乱着色剤からは起こらないマトリックスの吸収係数に対する補正をすることなく、前記の表現を使って「有効吸収係数」を定義することは有用である。
【００６０】
新規の光学的効果が望まれる、例えば、万国物品コード、不正防止標示および成形品のような各種の物品の構築に対しては前記の着色剤は有用なので、本発明の組成物に有用なマトリックス物質には、紙のようなセルロース系組成物、および有機ポリマーが挙げられる。本発明の目的に対して、ポリマーと言う用語には、ホモポリマー、コポリマー、およびそれらの種々の混合物が挙げられる。種々の無機マトリックス物質、および有機と無機の混合マトリックス物質もマトリックス物質として使用するのに好適であり、特にＳｉＯ２ガラス、および無機ポリマーと有機ポリマーとの混合物のような粒子散乱技術にも好適である。このようなマトリックス物質の選択の際の主な制約は、吸収も、波長に鈍感な光散乱もさほど優勢ではないので、粒子散乱着色剤による波長選択的散乱（即ち、色彩的散乱）が無視できることである。この制約は、このようなマトリックス物質が或る程度の透明性を有していなければならないことを意味する。前記で定義した有効吸収係数を使うと、このような透明性の要件は、粒子散乱着色剤粒子が分散されているホストマトリックスの有効吸収係数は可視スペクトルの中の或る波長には約１０−４Å−１より小さいのが好ましいことを意味する。更に好ましくは、ホストマトリックスのこの有効吸収係数は可視域の或る波長での約１０−５Å−１より小さい、そして最も好ましくは、この有効吸収係数は可視域の或る波長での約１０−６Å−１より小さい。可視域では比較的低い有効吸収係数を有する多数の市販の透明有機ポリマーは、本発明のマトリックス物質として使用するのに特に好適である。これらには、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、並びにポリエチレンおよびポリプロピレンのような炭化水素ポリマーが挙げられる。欠陥のために殆んど散乱を有しない非晶質ポリマー、例えば光学的特性ポリビニル、アクリル系、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアクリレートまたはポリスチレンが特に好ましい。
【００６１】
所望される着色の強度によるが、ホストマトリックスの中の粒子散乱着色剤の配合濃度は、広範囲にわたって変化させることができる。屈折率の大きな変動が粒子間の界面において消滅される程度に粒子散乱着色剤が凝集しない限り、着色の強度は粒子散乱着色剤の配合濃度と共に概ね増加する。しかしながら、粒子散乱着色剤の配合濃度が極めて高いと、機械的特性が劣化することがあり、密接な粒子の凝集によって界面での屈折率変化が劇的に減少し、そして散乱粒子の有効寸法が劇的に変化することがある。この理由から、ホストマトリックスの中の粒子散乱着色剤の容積配合濃度は、約７０％より低いのが好ましく、更に好ましくは約３０％より低く、そして最も好ましくは約１０％より低い。しかしながら、著しい着色効果を得るために、粒子散乱着色剤は、好ましくはマトリックス成分の少なくとも約０．０１重量パーセントを含む；更に好ましくはマトリックス成分の少なくとも約０．１重量パーセントを含む；そして最も好ましくはマトリックス成分の少なくとも約１．０重量パーセントを含む。また、粒子散乱着色剤の所要配合濃度は、非吸収性粒子散乱着色剤の場合よりも吸収性粒子散乱着色剤の場合の方を低くすることができ、そしてマトリックスと粒子散乱着色剤との屈折率差が増大するのにつれても、粒子散乱着色剤を含有するマトリックスの厚さが増大するのにつれても、本発明の幾つかの実施態様では前記の配合濃度を減少させることができる。
【００６２】
粒子構築の種々の方法は、強力な粒子散乱を得るために必要である屈折率の差を達成するために本発明の物質の中に採用できる。好ましい方法には、（１）単一粒子（ｓｉｍｐｌｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）方法、（２）表面増強型粒子（ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）方法、および（３）オニオン−スキン粒子（ｏｎｉｏｎ−ｓｋｉｎ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）方法が挙げられる。単一粒子方法では、粒子は組成物の中では実質的に均一であり、これらの粒子の屈折率はホストマトリックスの屈折率とは異なるように選ばれる。特に指示がなければ、（１）粒子の屈折率とホストマトリックスの屈折率との差に関して本明細書の中で示す見解は、単一粒子方法の粒子屈折率に関連があるか、或いは、より複雑な粒子の場合の外側粒子層に関連があるかのどちらかである。（２）表面増強型粒子方法では、粒子は、マトリックスの屈折率とは異なる屈折率を有する薬剤の保護被膜を含む。表面増強型薬剤の屈折率およびホストマトリックスの屈折率は、好ましくは少なくとも約５％の違いがあるべきである。更に好ましくは、この屈折率差は約２５％より大きい。（３）最後に、オニオン−スキン粒子方法では、散乱性粒子は異なる屈折率を有する層の多層型（オニオン−スキン状）なので、散乱は各層間の各界面から発生する。オニオン−スキン構造の中に多数の層が存在するならば、屈折率差が、より小さいのを使用できるのが有用であるけれども、この屈折率の差は約５％より大きいのが好ましい。
【００６３】
単一粒子方法の或る実施態様では、散乱性粒子の屈折率はマトリックスの屈折率より高い。別の実施態様では、マトリックスの屈折率は、散乱性粒子の屈折率よりも高い。これら両方の実施態様では、散乱中心の屈折率とマトリックスの屈折率との差は粒子散乱によって着色を増強するために最大にすべきである。従って、これらの実施態様は、高Δｎの実施態様（ｌａｒｇｅ  Δｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）と呼ばれ、更に具体的には、散乱中心が無機粒子であり、マトリックスは有機ポリマーである場合、無機粒子と有機ポリマーとの屈折率の差は最大にすべきである。この屈折率の差は偏光方向によって決めるのが一般的である。
【００６４】
別の実施態様では、粒子散乱着色剤の屈折率は、可視域の少なくとも１種の波長ではぴたりと一致する。これらの実施態様では、（１）可視スペクトル領域での粒子散乱着色剤およびマトリックスポリマーの屈折率の波長依存性に大きい差があること、（２）マトリックスポリマーおよび粒子散乱着色剤は、光学的に等方性である状態を有すること、および（３）純粋なマトリックスポリマーは可視域では極めて高度の透明性を有することが好ましい。消滅性（ｖａｎｉｓｈｉｎｇ）Δｎの実施態様と呼ばれるこのような実施態様では、クリスチャンセン・フィルターの概念を使うと着色が得られる。マトリックスの屈折率と粒子散乱着色剤の屈折率とが一致する波長の近くの波長を除いて、粒子散乱着色剤のサイズは、可視域の全ての波長が散乱されるように選ばれる。散乱効率のこの波長依存性によって物品の着色も行なわれ、その着色も増強される。
【００６５】
高Δｎの実施態様も消滅性Δｎの実施態様も、安定な着色も色彩の切換可能な着色も得るための手段を提供する。高Δｎの実施態様では、所望の方法により色彩の切換が可能である着色は、粒子散乱効果と可視域における電子遷移と関連する波長依存性吸収効果との組み合わせ効果を利用して達成するのが好ましい。消滅性Δｎの実施態様では、所望の方法により色彩の切換が可能である着色は、次の効果（光または化学線曝露、熱曝露、電界、湿度、等）によって達成できる、この効果とは、（１）Δｎが消滅する波長を可視域内部の２種の波長の間にシフトさせるか、（２）Δｎが消滅する波長を可視域内部にシフトさせるか、（３）Δｎが消滅する波長を可視域の外部にシフトさせるか、または（４）粒子の散乱の効果と、可視域において、電子遷移着色剤、染料または顔料と関連がある吸収のクロミズム（ｃｈｒｏｍｉｓｍ）の効果との組み合わせ効果によって着色のシフトを引き起こすかのどれかである。強誘電体、色彩の切換可能な反強誘電性組成物、および光強誘電性組成物は、粒子散乱着色剤を使って色彩の切換可能な着色を得るのに好ましい組成物を提供する。
【００６６】
電子遷移着色剤、染料または顔料が、電子吸収着色の色彩の切換を行なわない時でも、このような着色剤は、高Δｎの実施態様の場合に色彩の切換可能な着色を得るのに特に好ましい。この理由は、粒子が必ずしも入射可視光線の全てを散乱するとは限らないほど充分に薄い物質（例えば、高分子薄膜）を考えると理解できる。このような高Δｎの実施態様の場合、粒子散乱着色剤の屈折率とマトリックスの屈折率との差は、全可視スペクトル領域にわたって大きい（この領域全体のΔｎの波長依存性と比較して）。従って、粒子散乱着色剤とマトリックスとの間の屈折率差の変化によって、一般に（Δｎ）２にほぼ対数的に比例する散乱光の全強度は高くなるが、このような散乱光の波長分布は実質的に変化しない。他方、電子遷移着色剤、染料または顔料によって発生する入射光の量は、粒子散乱着色剤によって散乱されない光の量によって決まり得るので、電子吸収着色剤の色彩反射および吸収によって、散乱光の色彩特性の色彩の切換が可能となる、例として、粒子散乱着色剤層の散乱の効力および厚さは非常に大きいので、電子遷移着色剤を含有する層を透過する光は実質的にない状況を想像してもよい。粒子散乱着色剤の屈折率がマトリックスの屈折率に極めて近付くにように、次には粒子散乱着色剤の屈折率が切換られるならば、実質的に光を粒子散乱着色剤層から電子遷移着色剤層へ伝播できる。次に、粒子散乱着色剤の屈折率の色彩切換性によって物品の着色での色彩の切換が可能となる。この状況は消滅性Δｎの実施態様の場合とは全く違い、その実施態様で、電子吸収が存在しなくても、光を必ずしも完全に散乱するとは限らないほど充分に薄い物品によって散乱光の色彩性の切換が証明され得る。このことは、Δｎが消滅し、そしてΔｎが可視域における波長によってかなり決まる可視域の波長での色彩切換性がある限り、真実であり得る。可視域の屈折率の波長依存性は、ｎＦ−ｎＣか、或いはアッベ（Ａｂｂｅ）数（（ｎＤ−１／（ｎＦ−ｎＣ））のどちらかで規定されるのが有用であり、式中、下付文字Ｆ、ＤおよびＣは、各々、４８６．１、５８９．３および６５６．３ｎｍにおける屈折率の値を表す。消滅性Δｎの実施態様の増強型着色を得るためには粒子散乱着色剤のｎＦ−ｎＣと、この着色が分散されるマトリックスのｎＦ−ｎＣとの差は絶対量で約０．００１より大きいのが好ましい。
【００６７】
粒子散乱着色剤と電子遷移着色剤とは同じマトリックスの中で一緒に混ぜ合わせてもよく、或いは実質的に相互に浸透し合っても、または実質的に相互に浸透し合わなくても集められる別々のマトリックスの中で混合することもできる。それにより粒子散乱着色剤によって散乱される光の全強度が最適化されるので、粒子散乱着色剤と電子遷移着色剤が実質的に相互に浸透し合わない別々のマトリックスの中にある後者の場合からより好ましい実施態様が得られる。このタイプの実施態様では、粒子散乱着色剤を含有するマトリックスは、新型の物品の少なくとも片面に電子遷移着色剤を含有するマトリックスとは実質的に離れているのが好ましい。電子遷移着色剤の効果も非吸収性粒子散乱着色剤の効果も認められることができるように、この粒子散乱着色剤を含有するマトリックスの厚さは、この粒子散乱着色剤のマトリックス層を通って電子遷移着色剤マトリックス層に届くように、約１０％〜約９０％の光透過が起こる可視光の波長が存在するようにすべきである。粒子散乱着色剤含有層の下にある電子吸収着色剤を含有するマトリックス層の好ましい厚さ（ｔｅ）は、可視域において最大吸収が起こる波長（λｍ）における電子遷移着色剤の吸収係数（αｅと呼ばれる）、および電子遷移着色剤であるマトリックスの容積分率（Ｖｅ）によって決まる。好ましくは、αｅｔｅＶｅは０．１より大きく、これはλｍでの９．５％の吸収に相当する。同様に、粒子散乱着色剤と電子吸収着色剤とが同一相の中で混合される実施態様に対しては、粒子散乱着色剤には同様な量を定義することが有用であり（下付文字ｓで表される）、粒子散乱着色剤の場合にαｓである僅かな差は、物質を透過する光の量の減少に及ぼす光の吸収および光の散乱の効果を包含していて、αｓは粒度によって決まる。これらの実施態様に対して、αｅＶｅおよびαｓＶｓは、約１０倍より少ない違いが好ましく、そして約３倍より少ない違いが更に好ましい。同様に、好ましい実施態様は、実質的に相互に浸透し合う別々の相（各々、容積はｖｓおよびｖｅ）に粒子散乱着色剤および電子遷移着色剤が配置されている場合に対して表すことができる。この場合、αｅｖｅＶｅおよびαｓｖｓＶｓは、約１０倍より少ない違いが好ましく、そして約３倍より少ない違いが更に好ましい。
【００６８】
有機ポリマーの組成による屈折率のばらつきは、無機粒子の場合に対応するばらつきと比較してかなり少ない。種々の非配向有機ポリマーの場合の５８９ｎｍでの典型的平均値は、次の通りである：ポリオレフィン（１．４７−１．５２）、ポリスチレン（１．５９−１．６１）、ポリフルオロ−オレフィン（１．３５−１．４２）、非芳香族非ハロゲン化ポリビニル（１．４５−１．５２）、ポリアクリレート（１．４７−１．４８）、ポリメタクリレート（１．４６−１．５７）、ポリジエン（１．５１−１．５６）、ポリオキシド（１．４５−１．５１）、ポリアミド（１．４７−１．５８）、およびポリカーボネート（１．５７−１．６５）。ポリマーホストマトリックスとして使用するのに特に好ましいポリマーは、欠陥により可視域で殆んど光散乱を有しないポリマーであり、例えば、非晶質であるか、または可視光線の波長より遥かに小さい結晶子サイズを有するかどちらかのポリマーである。後者のポリマーは、例えば急速溶融−急冷方法によって得ることができる。
【００６９】
高Δｎの実施態様において、このような低屈折率を有するポリマーと複合材の中で組み合わせるのに好ましい散乱性粒子は：１）二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモンおよびアルミナのような金属酸化物；２）ダイヤモンド（ｎ＝約２．４２）、ロンスダレイト、およびダイヤモンド状炭素のような炭素相；３）オキシ塩化ビスマス（ＢｉＯＣｌ）、チタン酸バリウム（４２０〜６７０ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．５４３〜２．３３９、ｎｅ＝２．６４４〜２．３９２）、ニオブ酸リチウムカリウム（５３２〜１０６４ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．３２６〜２．２０８、ｎｅ＝２．１９７〜２．１１２）、ニオブ酸リチウム（４２０〜２０００ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．３０４〜２．１２４、ｎｅ＝２．４１４〜２．２０２）、タンタル酸リチウム（４５０〜１８００ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．２４２〜２．１１２、ｎｅ＝２．２４７〜２．１１７）、淡紅銀鉱（６３３〜１７０９ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．７３９〜２．５４２、ｎｅ＝３．０１９〜２．７６５）、酸化亜鉛（４５０〜１８００ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．１０６〜１．９２３、ｎｅ＝２．１２３〜１．９３７）、アルファ−硫化亜鉛（３６０〜１４００ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．７０５〜２．２８５、ｎｅ＝２．７０９〜２．２８８）、およびベータ−硫化亜鉛（４５０〜２０００ｎｍの波長に対しては、ｎ０＝２．４７１〜２．２６５）のようなその他の高屈折率無機物、のような高屈折率物質である。高屈折率有機相も低屈折率相の中に使用する場合には粒子散乱着色剤として好ましい。低屈折率有機マトリックス相（例えば、ポリフルオロオレフィン）と共に粒子散乱着色剤として使用できる高屈折率有機相の例は、ポリカーボネートまたはポリスチレンである。従来通り、屈折率の前記リストでのｎ０およびｎｅは、光学的に異方性である結晶に対して、各々、正常屈折率および異常屈折率を表す。ｎ０屈折率は、主軸に沿って伝播する光に対するものなので複屈折は存在しない、一方、ｎｅ屈折率は、主軸に沿って偏りを有する光に対するものである。
【００７０】
高屈折率マトリックスが、低屈折率散乱性粒子と一緒に必要とされる好ましい粒子散乱着色剤は、１）フッ素化線状ポリマー、フッ素化炭素細管、フッ素化黒鉛、およびフッ素化フラーレン相のような低屈折率物質、２）空気またはその他のガスで充満された気孔のような低屈折率粒子、および３）結晶性でも非晶質でもよいＭｇＦ２のような低屈折率無機物質である。ケイ酸塩ガラスのような種々の無機ガラスは、消滅性Δｎの実施態様に対する多数の有機ポリマーマトリックスの中に粒子散乱着色剤として使用するのが好ましい。このように選択する理由は、このようなガラスは安価であり、可視域での或る波長で、重要で、市販されているポリマーの屈折率と一致するように旨く配合できるからである。また、このようなガラスの屈折率の分散は、ポリマーの分散とは全く違ってもよいので、実質的な着色効果は、粒子散乱の際に明らかにすることができる。特定のガラス粒子に対する高Δｎの実施態様のために選ばれるホストマトリックスは、同じガラス粒子に対する消滅性Δｎの実施態様のために選ばれるマトリックスより遥かに高いか、または遥かに低いかどちらかの屈折率を有しなければならないことは明白であるけれども、高Δｎの実施態様で使用するには無機ガラスも好ましい。例えば、１．５９２の屈折率を有するガラスは、ポリスチレンが、ほぼこの屈折率を有するので、消滅性Δｎの実施態様では、ポリスチレンには好適な粒子散乱着色剤であろう。他方、１．３６７の屈折率を有するポリ（アクリル酸ヘプタフルオロブチル）は、高Δｎの実施態様では同じガラス粒子と一緒に使用され得るだろう。これらの着色剤系の構築に関連して、光学機器で使用される通常のガラスの屈折率は、約１．４６〜１．９６の範囲にあることに注目されたい。例えば、通常のクラウン、ホウケイ酸クラウン、バリウムフリント、および軽バリウムフリントの屈折率は１．５１７１〜１．５７４１の範囲であり、そして重フリントガラスの屈折率は、約１．９６２６にまで達する。１．５１７１〜１．５７４１の屈折率を持つこれらのガラスのｎＦ−ｎｅの値は、０．００８２〜０．０１０１の範囲である。アッベ（Ａｂｂｅ）数に対応する範囲は４８．８〜５９．６である。広く使用される光学ガラスの前記の範囲の下端部での屈折率は溶融石英の場合に得られ、この物質も好ましい粒子散乱着色剤である。溶融石英の屈折率は５０９ｎｍでの１．４６１９から６５６ｎｍでの１．４５６４までの範囲に及ぶ。
【００７１】
強誘電性セラミックス（例えば、前記のチタン酸バリウム、およびＢａＴｉＯ３と、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＢａＳｎＯ３、ＣａＴｉＯ３、またはＢａＺｒＯ３のうちのどれかとの固溶体）は、本発明の組成物の粒子散乱着色剤相には好ましい組成物である。このような選択の理由は２つの要素から成っている。第１は、このような多数の組成物では、極めて高い屈折率を得ることができる。高Δｎの実施態様の場合、これらの高屈折率は、マトリックス相の屈折率と比較して屈折率の大きい差のために散乱の増大によって着色を劇的に増強できる。第２に、マトリックス相とホスト相が、印加電界の存在なしに特定の波長における屈折率で一致するならば（消滅性Δｎの実施態様について言えば）、印加電界は、この一致が起こる波長を変えることができる−−それによって色の状態の色彩の切換が可能になる。あるいは、有機ポリマーである強誘電相をホスト相として選択できる。特定の波長で未極性化（ｕｎｐｏｌｅｄ）強誘電体の屈折率と一致させるために粒子相が再び選ばれるならば、この極性化（ｐｏｌｉｎｇ）プロセスによって着色の電気的切換変更を導入できる。ホスト相の屈折率と粒子散乱着色剤の屈折率のこのような一致は、偏光の特定方向にのみ存在する一致であり得る。しかしながら、マトリックス物質および粒子散乱着色剤は、殆んど光学的異方性を持たないことが極めて好ましいので、屈折率の一致は偏光方向と殆んど関係がない。
【００７２】
リラクサー強誘電体であるセラミックスは、粒子散乱着色剤相として使用するのに好ましい強誘電体である。これらのリラクサー強誘電体は、強誘電体状態と常誘電体状態との間で高度の拡散転移を行なう。この転移は、温度Ｔｍによって特徴付けられるが、このＴｍは誘電定数の振動数依存性ピークの温度である。従来通り、たとえこのような強誘電体が純粋な強誘電体状態から純粋な常誘電体状態への単一転移温度を有しないとしても、本発明者等は、本明細書の中ではＴｍをリラクサー強誘電体のキュリー（Ｃｕｒｉｅ）温度（Ｔｃ）と呼ぶ。そのような組成物は、屈折率が極めて大きい電界誘導型変化を発現できるので、リラクサー強誘電体は着色の際に電界誘導型色彩切換えが望まれるとき、粒子散乱着色剤として使用するのに好ましい強誘電体である。これらの電界誘導型屈折率変化は、粒径が小さくなるにつれて概ね減少するので、粒子寸法は、得る予定の所望の着色状態に適合するような大きさで選択すべきである。
【００７３】
本発明で使用するのに好ましいリラクサー強誘電体は、チタン酸鉛型の構造（ＰｂＴｉＯ３）を有し、Ｐｂ型のサイト（Ａサイトと呼ばれる）でも、Ｔｉ型のサイト（Ｂサイトと呼ばれる）でも無秩序である。このようなＢサイトの組成的無秩序を有するリラクサー強誘電体の例は、Ｐｂ（Ｍｇ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３（ＰＭＮと呼ばれる）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３（ＰＺＮと呼ばれる）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３（ＰＮＮと呼ばれる）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２  Ｔａ１／２）Ｏ３、Ｐｂ（Ｓｃ１／２  Ｎｂ１／２）Ｏ３（ＰＳＮと呼ばれる）、Ｐｂ（Ｆｅ１／２  Ｎｂ１／２）Ｏ３（ＰＦＮと呼ばれる）、およびＰｂ（Ｆｅ１／２  Ｔａ１／２）Ｏ３である。これらは、Ａ（ＢＦ１／３  ＢＧ２／３）Ｏ３およびＡ（ＢＦ１／２  ＢＧ１／２）Ｏ３の形態を持ち、式中、ＢＦおよびＢＧはＢサイト上の原子のタイプを表す。Ｂサイトが無秩序であるリラクサー  強誘電体の更なる例は、前記組成の固溶体、例えば（１−ｘ）Ｐｂ（Ｍｇ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３および（１−ｘ）Ｐｂ（Ｚｎ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３−ｘＰｂＴｉＯ３である。本発明で使用するのに好ましい別の、更に複雑なリラクサー強誘電体は、Ｐｂ１−ｘ２＋Ｌａｘ３＋（ＺｒｙＴｉｚ）１−ｘ／４Ｏ３であり、ＰＬＺＴと呼ばれる。ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛、ＰｂＺｒ１−ｘＴｉｘＯ３）は粒子散乱着色剤として使用するのに特に好ましい強誘電性セラミックである。ＰＭＮ（ニオブ酸マグネシウム鉛、Ｐｂ（Ｍｇ１／３  Ｎｂ２／３）Ｏ３）はもう１種の特に好ましい物質であり、室温より低いと強誘電性となる。ＰＴをＰＭＮに加えると、特性（例えば、キュリー（Ｃｕｒｉｅ）転移温度を高めることおよび屈折率を変化させること）を変化させる方法が得られ、そして加えられた（即ち、合金化された）ＰＴの最高３５モルパーセントを使用するとリラクサー強誘電体状態を得ることが可能なので、最高３５モルパーセントのＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）をＰＭＮに加えることによって得られるセラミックス組成物も粒子散乱着色剤として使用するのに特に好ましい。
【００７４】
反強誘電体状態から強誘電体状態へ電界誘導型相転移を行なうセラミック組成物も、着色の電界誘導型の色彩切換えを行なう複合材を得るのに好ましい。１つの好ましい系統群は、０．０２７ＭＶ／ｃｍほどの低い電界において、反強誘電体に強誘電性転移を行なうために、ブルックス（Ｂｒｏｏｋｓ）等（ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、１９９４年、第７５巻、ｐ．１６９９−１７０４、によって発見されたＰｂ０．９７Ｌａ０．０２（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｎ）Ｏ３系統群である。このような組成物のもう１つの系統群は、オー（Ｏｈ）等の「ジルコン酸鉛系反強誘電体の電界誘導型強誘電体相における圧電気（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｉｅｌｄ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｈａｓｅ  ｏｆ  Ｌｅａｄ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ−Ｂａｓｅｄ  Ａｎｔｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ」、ジャーナル・オブ・アメリカン・セラミックス・ソサエティー（Ｊ．Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、１９９２年、第７５巻、ｐ．７９５−７９９、およびフルタ（Ｆｕｒｕｔａ）等の「形状記憶セラミックスおよびその鎖錠継電器への応用（Ｓｈａｐｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｌａｔｃｈｉｎｇ  Ｒｅｌａｙｓ）」、センサー・アンド・マテリアルズ（Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ），  １９９２年、第３巻、第４号、ｐ．２０５−２１５によって記載されているジルコン酸鉛系反強誘電体である。ＰＮＺＳＴ系統群と言われるこのタイプの既知の組成物の例は、一般式Ｐｂ０．９９Ｎｂ０．０２［（Ｚｒ０．６  Ｓｎ０．４）１−ｙＴｉｙ］０．９８Ｏ３である。この系統群内に包含される組成物は、極性化電界が取り除かれた後でも維持されている電界誘導型強誘電体挙動を示す。このような挙動は、タイプＩの物質（ｙ＝０．０６０）では観察されず、その場合、電界が取り除かれるときにこの強誘電体状態は反強誘電体状態に戻る。しかしながら、タイプＩＩの物質（ｙ＝０．６３）は、小さい逆電界が印加されるまで強誘電性状態を維持し、タイプＩＩＩの物質（ｙ＝０．６５）は５０℃を超えて熱的にアニーリングされるまで反強誘電体状態には戻らない。これらの特性の差を反映して、タイプＩの物質は、電界が印加されるとき着色が変化し、この電界が取り除かれるとき当初の色状態に戻る物品に使用できる。他方、タイプＩＩの物質およびタイプＩＩＩの物質を使うと、逆方向に電界が印加されるか、或いは物質が熱的にアニーリングされるまで、電界−色彩切換型（ｅｌｅｃｔｒｉｃ−ｆｉｅｌｄ−ｓｗｉｔｃｈｅｄ）色状態が安定である物質を得ることができる。
【００７５】
強誘電性ポリマー組成物は、或る色状態から別の色状態へ電気的に切換え可能である複合材に粒子散乱着色剤でもマトリックス物質でもどちらも提供するのに好適である。本明細書で使用される強誘電性ポリマーと言う用語は、ホモポリマーも、ランダムコポリマーおよび種々のタイプのブロックコポリマーのような全てのカテゴリーのコポリマーも包含する。この用語は、ポリマーの種々の物理的および化学的混合物も包含する。ポリ（フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン）、即ちＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）、のようなポリ（フッ化ビニリデン）コポリマーは好ましい強誘電性ポリマー組成物である。本発明の組成物に有用なフッ化ビニリデンの更なるコポリマーは、マクロモレキュラー・シンポジウム（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ）、１９９４年、第８２号、ｐ．９９−１０９の中にトウナット（Ｔｏｕｒｎｕｔ）によって記載されている。その他の好ましい強誘電性ポリマー組成物は、シアン化ビニリデンと酢酸ビニルとのコポリマー（特に、等モル比のコポリマー）、および奇数値ナイロン、例えばナイロン１１、ナイロン９、ナイロン７、ナイロン５、ナイロン３およびこれらのコポリマーである。
【００７６】
その他の粒子散乱着色剤には、吸収性粒子散乱着色剤である着色剤が挙げられる。このような吸収性粒子散乱着色剤の１つの好ましい系統群は、金属のコロイド粒子である（例えば、金、銀、白金、パラジウム、鉛、銅、スズ、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、鉄、ロジウム、オスミウム、イリジウム、および合金、酸化銅のような金属酸化物、および金属塩）である。好ましくは粒子は平均寸法で約０．５ミクロンより小さい。更に好ましくは粒子は平均寸法で約０．１ミクロンより小さい。特別な着色効果を得るために、平均寸法で約０．０２ミクロンより小さい粒子が最も好ましい。コロイド溶液が形成できようができまいが、コロイド寸法を有する粒子を本明細書ではコロイド粒子と呼ぶ。約０．０２ミクロン未満の粒度は、このような微細な粒度によって決まる粒子の屈折率および吸収係数の最大値を示すので、吸収性粒子散乱着色剤の或る組成物から広範囲の着色効果を得るのに特に有用である。波長依存型屈折率および吸収係数のこのような寸法によるばらつきは、量子ドットと呼ばれることもある粒子では極めて高められる。このような量子ドット粒子は、狭い粒度分布、および約０．００２〜約０．０１０ミクロンの平均粒度を持つのが好ましい。
【００７７】
コロイド粒子を形成する便利な方法には、当業界で周知の種々の方法、例えば溶液の中での金属塩の反応、または密閉された空間で、例えば固体マトリックスまたはベシクルのような物質の結晶化、が挙げられる。同様に、気体または真空の中で分散されているコロイドサイズの液体または固体粒子が、反応されるか、またはそうでなければ、例えば結晶化によって変態されて所望の組成の固体粒子にされる、コロイド粒子の周知の製造方法を利用できる。本発明に有用であるコロイド粒子を溶液反応法によって形成する例として、キュー、イタイ（Ｑ，Ｙｉｔａｉ）等が（マテリアルズ・リサーチ・ブレテン（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ），１９９５年、第３０巻、ｐ．６０１−６０５の中で）硫化ナトリウムと酢酸亜鉛の混合溶液を水熱処理することにより極めて狭い粒子分布を有する直径０．００６ミクロンの硫化亜鉛粒子を製造することを記載していることに注目されたい。また、ディ、ダイチュアン（Ｄ．Ｄａｉｃｈｕａｎ）等が（マテリアルズ・リサーチ・ブレテン（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ），１９９５年、第３０巻、ｐ．５３７−５４１の中で）尿素の存在でマイクロ波加熱を使い、鉄（ＩＩＩ）塩を加水分解することによってベータ−ＦｅＯ（ＯＨ）の均一な寸法のコロイド粒子を製造することを報告している。これらの粒子は棒状形状で、且つ狭いサイズ分布であった。同様な方法（マテリアルズ・リサーチ・ブレテン（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ），１９９５年、第３０巻、ｐ．５３１−５３５に記載されている方法）を使い、これらの著者は、四角形から球状に近い（約０．０７５ミクロンの平均粒径を持つ）範囲に及ぶことがある均一な形状（および寸法）を有するアルファ−ＦｅＯのコロイド粒子を製造した。ティ、スミス（Ｔ．Ｓｍｉｔｈ）等は、共同譲渡された米国特許第５，９３２，３０９号明細書の中でコロイド粒子の製造を報告していて、この特許では、塩化金（ＩＩＩのような金属塩を、ナイロン６のようなポリマーに加えてブレンドしたのち、この混合物を押出すことによりコロイド粒子が現場調製される。更に、この特許は、塩化金（ＩＩＩ）のような金属塩を使いクエン酸三ナトリウムのような還元剤の存在で、溶液中で固体状態でコロイドを生成させることを開示している。少なくとも二次元でコロイド状サイズを有する繊維状粒子散乱着色剤も、特に異方性着色効果が望まれる幾つかの発明の実施態様には好まれる。粒子散乱着色剤として使用できる極めて微細な繊維を形成するための或るユニークな方法は、ナノスケールの中空繊維の閉じ込め空間の内部に物質を堆積することによる。次いで、粒子散乱着色剤は、充填されたナノスケールの直径の繊維を含むこともでき、または最初の中空繊維によって発生するシースを取り除くことにより（物理的手段でも化学的手段でもどちらでもよい）得られるフィラー繊維を含むこともできる。ナノサイズの中空繊維の充填によってこのような繊維を製造する一般的方法は、例えば，ブイ、ブイ、ポボルチー（Ｖ．Ｖ．Ｐｏｂｏｒｃｈｉｉ）等のスーパーラティシーズ・アンド・マイクロストラクチャーズ（Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ），１９９４年、第１６巻、第２号、ｐ．１３３−１３５に教示されている。これらの研究者達は、クリソタイル石綿の繊維の中に存在している２〜１０ｎｍのチャンネルの内部の溶融ヒ化ガリウムを射出し、引き続いて結晶化することによって、直径約６ｎｍのナノ−繊維を得ることができることを発表した。繊維状であろうがなかろうが、そのような微細な寸法の粒子の利点は、量子力学効果によって、粒度に強く左右される屈折率および電子遷移エネルギーが得られることである。従って、粒度を変えることによって粒子散乱着色剤に対する種々の異なる着色効果を得ることができる。また、金属および半導体のコロイド状繊維では可視域での高度の二色性を得ることでき、このような高度の二色性によって粒子散乱着色剤としてこのような繊維を組み入れる物品で新規の外観を得ることができる。
【００７８】
可視域の中で吸収する外層を含む、比較的大きい寸法を有する粒子散乱着色剤ばかりでなくコロイド粒子散乱着色剤も、高Δｎの実施態様で使用するのに好ましい粒子散乱着色剤の中にある。このような高Δｎの実施態様では、可視域波長領域で粒子散乱着色剤とマトリックスとの間に屈折率で大きい差が存在する。この選択の理由は、無色の粒子散乱着色剤の外側にある可視光吸収性着色剤の極めて薄い層は、粒子−マトリックス界面で劇的に散乱を増加できるが、光の吸収を実質的に増加できないことである。このような粒子散乱着色剤の構成の利点を達成するためには、（１）粒子散乱着色剤の表面にある可視光吸収性着色剤の被膜は、平均して粒子の全容積の５０％より少ない粒子散乱着色剤を含むこと、（２）粒子散乱着色剤の平均粒度は２ミクロンより小さいこと、および（３）粒子散乱着色剤の被膜の屈折率は、粒子散乱性粒子が分散されているマトリックスの屈折率とは可視波長で少なくとも１０％違うこと、が好ましい。更に好ましくは、（１）粒子散乱着色剤の表面にある可視光吸収性着色剤の被膜は、平均して粒子の全容積の２０％より少ない未満粒子散乱着色剤を含むこと、（２）粒子散乱着色剤の平均粒度は０．２ミクロンより小さいことである。被覆物、ポリマー繊維、ポリマーフィルム、およびポリマー成形品に対してこのような表面増強型粒子散乱着色剤の適用は好ましい。無色支持体粒子の表面に可視光吸収性着色剤を含有するコロイド粒子を作製する方法は、エル、エム、ガン（Ｌ．Ｍ．Ｇａｎ）等により、マテリアルズ・アンド・ケミストリー・アンド・フィジックス（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、１９９５年、第４０巻、ｐ．９４−９８に記載されている。これらの著者は、逆ミクロエマルション法を使って導電性ポリアニリンで被覆された硫酸バリウム粒子を合成した。この複合材粒子のサイズ（約０．０１〜約０．０２ミクロン）は、本発明の高Δｎの実施態様を実施するのに便利である。
【００７９】
コロイド粒子は、コロイド形状でマトリックスに加えられることもでき、或いはコロイド粒子は、マトリックスに加えられた後に形成されることもできる。同様に、コロイドの形成および分散のこれらのプロセスは、マトリックス用の前駆体に対しても行なうことができ、次いでこの前駆体は重合のような化学プロセスによってマトリックス組成物に転化される。例えば、マトリックスがナイロンのような有機ポリマーの場合、金属コロイドは、液体中で形成され、粉砕ポリマーと混合され、そしてポリマーの融点より高温に加熱されて、粒子散乱着色剤で着色されたナイロンが製造され得る。他方、コロイド状金属粒子であろうとなかろうと、その前駆体もポリマーのモノマーに加えることができ、モノマーの中でコロイド粒子を形成でき、次いでこのモノマーを重合できる。金属コロイド用の前駆体も、ポリマーマトリックスに加えることができ、次いで後続の工程でコロイド粒子を形成できる。コロイド粒子の形成を組み入れるこのようなプロセスは、コロイドの組み入れ、コロイドの形成、またはコロイドを形成して組み入れる過程で、ポリマー（またはその前駆体）の溶融、溶解、ゲル、または溶媒−膨潤の状態を利用することにより推進できる。あるいは、ポリマー（またはその前駆体）の固体状態を含む高エネルギー機械混合は、コロイドの組み入れ、コロイド形成またはコロイドを形成して組み入れを行なうのに利用できる。
【００８０】
ゲル状態のポリマー中のコロイドサイズの粒子散乱着色剤を前記ゲル状態の形成前にポリマー繊維に組み込むことで、追加の好ましい実施形態が提供される。この方法では、粒子散乱着色剤は、可視波長での屈折率が好ましくは前記繊維の固体ポリマーマトリックスのそれと少なくとも１０％異なる必要がある。粒子散乱着色剤の平均粒径は好ましくは約０．２ミクロン未満、より好ましくは約０．０８ミクロン未満、および最も好ましくは約０．０２ミクロン未満である。約０．０２ミクロン未満の粒径の場合、粒子散乱着色剤は好ましくは可視において非常に吸収する。粒子散乱着色剤が可視において実質的に非吸収性である場合、ポリマー繊維は好ましくはゲル状態の粒子散乱着色剤と混合された電子遷移着色剤を含む。好ましくは、前記電子遷移着色剤は実質的にカーボンブラックのようなブラックカーボンの形態であり、粒子散乱着色剤は無機成分を含む。繊維強度を妨害しないよう、これらの繊維に使用される粒子散乱着色剤および光学的電子遷移着色剤はいずれもきわめて小さい寸法、好ましくは約０．０２ミクロン未満であるべきである。このような実施形態は、鉱油ゲルから紡がれる高分子量ポリウレタンのような、ゲル状態で紡がれる高強度繊維に生じる長年の問題を解決する。この問題とは、従来の有機染料または顔料がゲル状態からの高品質物品の形成を妨害することである。ゲル状態から紡がれる高強度繊維物品の重要な例は、ハネウェル・インターナショナル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）（元アライドシグナル（ＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ）が製造するスペクトラ（Ｓｐｅｃｔｒａ）（登録商標）である。これらの繊維は、高温で処理されるゲルであり、釣り糸、漁網、帆、ロープ、ハーネスに広く使用されている。
【００８１】
粒子散乱着色剤としての使用に好適な超微小金属粒子は、それ自体が粒子散乱着色剤である、はるかに大きな粒子の表面上に位置することができる。この形態の粒子散乱着色剤の組合せも、本発明での使用に好適である。こうした粒子散乱着色剤は、金属粒子がはるかに大きなポリマー上に付着しており、その調製方法は、タマイ（Ｈ．  Ｔａｍａｉ）らによって応用物理学誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、５６、４４１〜４４９頁（１９９５年）に与えられている。別の代替法として、コロイド状粒子散乱着色剤を、その寸法および可視における屈折率（マトリックスに対する）に応じて付加的に粒子散乱着色を提供できる、より大きな粒子内に配置することができる。いかなる場合も、包含される粒子が粒子散乱着色剤である限り、より大きな粒子が粒子散乱着色剤と呼ばれる。好ましい事例においては、コロイド状粒子はガラスマトリックス中の金属または金属合金粒子である。ＳｉＯ２を含むガラスに分散されたコロイド状の銅を得る方法は、非結晶固体誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ）１２０、１９９〜２０６頁（１９９０年）に記載されており、金および銀を包含する種々の金属のコロイド状粒子を含有するシリケートガラスを得る方法は、米国特許第２，５１５，９３６号、２，５１５，９４３号、および２，６５１，１４５号に記載されており、これらを本願に引用し援用する。これらのコロイド状粒子散乱着色剤を含有するガラスは、粉砕または溶融処理などによって粒子に変換され、粒子散乱着色剤として使用できる。このような実施形態において、粒子散乱着色剤は、好ましくはポリマーマトリックス中に分散され、それによって、得られるポリマーコンポジットから成る物品への粒子散乱着色を提供する。
【００８２】
この粒子内コロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ−ｗｉｔｈｉｎ−ｐａｒｔｉｃｌｅ）設計の粒子散乱着色剤の長所は、ガラス粒子が、酸化のような劣化工程に関してコロイド粒子を安定化できることである。第２の長所は、ガラス中でのコロイド形成に高温法を使用できることで、これは有機ポリマーマトリックスでの直接的なコロイド状粒子の分散には使用できなかった。粒子内コロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ−ｗｉｔｈｉｎ−ｐａｒｔｉｃｌｅ）法の第３の長所は、コロイド形成および分散の工程が最終的なポリマーマトリックスでの粒子散乱着色剤の分散工程と分かれていることで、これは工程の経済性を改善することができる。第４の長所は、適切な場が適用された時に色が変更され、実質的に減少され、または変更および実質的減少の両方を起こすことができるよう、粒子マトリックスを電気／導電性、磁気、および／または光特性に反応して調整できることである。粒子内コロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ−ｗｉｔｈｉｎ−ｐａｒｔｉｃｌｅ）の粒子散乱着色剤の溶融合成の代替法として、こうした着色剤を、ナノ構造材料（Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）５、１５５〜１６９頁（１９９５年）に記載されているＫ．Ｊ．ブルハム（Ｂｕｒｈａｍ）らが用いた方法によって合成できる。この著者らは、シリケートの固体−ゲル合成に使用されるシランに金属塩をドープすることによって、シリカにコロイド状粒子を組み込んだ。こうした手段によって、彼らはシリカ中に分散したＡｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｃｏ３Ｃ、Ｆｅ３Ｐ、Ｎｉ２Ｐ、またはＧｅを得た。本発明の目的のため、シリカ中に分散されたコロイド状粒子を粒子散乱着色剤として使用するために適した粒径に粉砕することができる。
【００８３】
コロイド状粒子を含有する粒子は、無機ガラスでなく、ポリマーとすることができる。ポリ（ビニルアルコール）、ポリビニルピロリドン、およびポリ（メチルビニルエーテル）のような極性基を持つビニルポリマーの存在下で種々の金属のコロイド分散のフィルムを作製することは、当該技術分野において既知である。本発明の実施形態に好適な粒子散乱着色剤は、コロイド分散の溶媒蒸発によって形成されたポリマーフィルムを切断または粉砕（好ましくは低温で）することによって得ることができる。より好ましくは、このような粒子散乱着色剤は、ポリマー含有溶媒中に分散されたコロイド状粒子を含むエーロゾルから溶媒を除去することによって形成できる。半導体または金属導体のいずれかである粒子散乱着色剤は、ポリマー繊維での使用に好ましい主な成分である。このような粒子散乱着色剤は、一般に、可視波長で大きな吸収を与える。このような場合、粒子散乱着色剤の最小寸法での平均直径が約２ミクロン未満であり、ニートのポリマーマトリックスが実質的に可視において非吸収性であり、粒子散乱着色剤の透過可視光強度の最小値が粒子散乱着色剤の有限の粒径の結果、少なくとも約１０ｎｍ移動することが好ましい。より好ましくは、この移動は、選択された粒子散乱着色剤の粒径および選択されたマトリックス物質について、少なくとも約２０ｎｍである。粒径が透過光強度の最小値に及ぼす影響を評価するため、約２０ミクロンを超える粒径ｆが無限の粒径限度の良好な近似を与える。
【００８４】
粒径が大きい時に可視領域内で吸収係数の単一の最大値を与える粒子散乱着色剤組成物については、標準透過光強度比を別に適用することで、好ましい粒子散乱着色剤の識別が可能になる。この方法は、可視波長領域内で発生する透過光強度比が少なくとも２つの最小値を有する粒子散乱着色剤を識別する。このような２つの最小値は、ひょっとすると他の最小値に加えて、粒径の双峰分布か、または粒径の単峰分布については吸収工程および散乱工程の結果生じる最小値の差によって生じうる。粒子散乱着色剤が、着色状態の切替可能性が要求される用途向けに必要とされる場合、これらの２つの最小値が粒径の単峰分布で生じることが好ましい。この好ましさの理由は、マトリックスと粒子散乱着色剤との間の屈折率の差における切替可能性は、粒子散乱効果が支配的である場合に切替可能な着色を与えることができることにある。したがって、この技術の別の実施形態においては、屈折率の変化による切替可能な着色は、粒子の凝集による着色の変化または損失と組み合わされる。単峰または双峰の粒子分布（上述参照）は、それぞれ１つまたは２つの頂点を持つ重量分画の粒子分布を表す。
【００８５】
温度変化に対応する可逆的な色変化が望ましい用途には、可逆的な電子相変化を生じる特定のセラミックが好ましい粒子散乱着色剤である。温度上昇と同時に高い導電状態への可逆的な遷移を経験するような組成物は、ＶＯ２、Ｖ２、Ｏ３、ＮｉＳ、ＮｂＯ２、ＦｅＳｉ２、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｂＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ５Ｏ９、およびＶ１−ＸＭＸＯ２であり、式中Ｍは遷移温度をＶＯ２（Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、またはＮｂなど）のそれから低下させるドーパントであり、ｘは１よりはるかに小さい。ＶＯ２は、特に簡便な温度（約６８℃）で屈折率の実際と仮想の両方の成分で劇的な変化を示すことから、特に好ましい色変化粒子添加剤である。これらの無機相の合成および電子的特性は、スペック（Ｓｐｅｃｋ）らによる固体薄膜（Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍ）１６５、３１７〜３２２（１９８８年）およびジョーゲンソン（Ｊｏｒｇｅｎｓｏｎ）とリー（Ｌｅｅ）による太陽エネルギー材料（Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）１４、２０５〜２１４（１９８６年）に記載されている。
【００８６】
安定性と広帯域での光吸収能力から、種々の形態の芳香族炭素が、粒子散乱着色剤の着色効果増強への使用に好ましい電子遷移着色剤である。こうした好ましい組成物としては、チャネルブラック、ファーネスブラック、骨炭、およびランプブラックのような種々のカーボンブラックが挙げられる。粒子散乱着色剤と電子的着色剤の組合せの効果から所望される着色効果に応じて、顔料および染料産業で従来使用されるその他の無機および有機着色剤も有用である。こうした無機顔料の例には、酸化鉄、酸化クロム、クロム酸鉛、フェロシアン化鉄アンモニウム、クロムグリーン、群青、およびカドミウム顔料がある。好適な有機顔料の例は、アゾ顔料、フタロシアニンブルーおよびグリーン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、イソインドリノン顔料、およびバット顔料がある。
【００８７】
二色性または二色性マトリックス組成物である電子遷移着色剤の使用は、新規の外観を与えるのに使用できる。このような新規の外観は、例えば、粒子散乱着色剤の散乱が偏光の程度を表示できることから生じる。二色性軸の優先的配向が好ましく、好ましくは繊維については繊維軸に水平または垂直であり、またはフィルムについてはフィルム面内にあり、および偏光子の製作に使用される機械製図などの従来採用されている方法によって簡便に達成できる。二色性挙動は、粒子散乱着色剤がその中に分散されている同じマトリックス成分中または異なるマトリックス成分中で有用に展開できる。大きなΔｎの実施形態のための二色性ポリマーマトリックスを提供する１つの好ましい方法は、ポリマーに染料分子を組み込んだ後、該染料分子を含有するマトリックスを一軸延伸することである。このような染料分子は二色性電子吸収着色剤として機能する。機械的延伸工程の効果は、染料分子の光学的繊維軸をポリマーの延伸軸に関して優先的に配向することである。ポリマーホストマトリックスの機械的延伸による偏光フィルムの作製は、Ｙ．ダイレックス（Ｄｉｒｅｘ）らによって、マクロモレキュール（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ）２８、４８６〜４９１頁（１９９５年）に記載されている。これらの著者によって与えられた例では、染料がスダンレッドであり、ホストマトリックスがポリエチレンであった。ただし、種々のその他の染料分子とポリマーマトリックスの組合せも、本発明の実施形態の粒子散乱着色剤組成物に有用に採用できる偏光効果の達成に好適である。
【００８８】
屈折率または吸収係数の切替可能性を提供できる種々の化学組成物が、ホストマトリックス、粒子散乱着色剤、または粒子着色剤の散乱の効果を増強する電子遷移着色剤に有用である。異方性の新規着色効果を達成するため、異方性であるこれらの切替可能化学組成物のすべてが、優先的に配向された形で二次加工された物品に任意に組み込まれることができる。熱曝露、光曝露、または湿度変化の関数として発生する屈折率および電子遷移の変化を提供することによって、このような物質（優先的配向がありまたはなしのいずれかで）は、切替可能な着色状態を提供する。本発明への使用に好適な種々の変色化学物質、例えば、「有機フォトクローム」（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｅｓ）と題された文章（Ａ．Ｖ．エルトソフ（Ｅｌ’ｔｓｏｖ）（コンサルタントビューロー、ニューヨーク、１９９０年））に記載されているような、藍、フルギド、スピロピランおよびその他のフォトクロミック有機物が既知である。こうした変色化学物質は、ポリマーコンポジット中の粒子散乱着色剤の視覚効果を変更する電子遷移着色剤として採用される。また、温度、光曝露、または湿度に反応する変色を、別の方法として、これらの影響に反応して屈折率が変化し、可視光波長で吸収係数の大きな変化がない物質を用いて生み出すことができる。このような物質は、マトリックス物質または変色コンポジットの粒子散乱着色剤のいずれかとして使用できる。
【００８９】
光重合可能モノマー、光ドープ可能ポリマー、光分解性ポリマー、および光架橋性ポリマーも、切替可能な粒子散乱着色を有する物品の構築を可能にする切替可能な屈折率および切替可能な電子吸収特性の提供に利用できる。この用途に適した物質は、例えば、Ｊ．Ｅ．ライ（Ｌａｉ）によって「電子分野用ポリマー」（Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、第１章、１〜３２頁、Ｊ．Ｅ．ライ（Ｌａｉ）編（ＣＲＣプレス（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ）、米フロリダ州ボカラトン，１９８９）に記載されている。改良された物質が、Ｇ．Ｍ．ウォウルラフ（Ｗａｌｌｒａｆｆ）らによって、ケムテック（ＣＨＥＭＴＥＣＨ）、２２〜３０頁、１９９３年４月に記載されており、さらに新型の組成物が、Ｍ．Ｓ．Ａ．アブドウ（Ａｂｄｏｕ）らによって化学材料（Ｃｈｅｍ．  Ｍａｔｅｒ．）３、１００３〜１００６頁（１９９１年）に記載されている。光重合可能モノマーおよびオリゴマーの例は、２つまたはそれ以上の共役ジアセチレン基（固体状態で重合可能である）、ビニルエーテル末端エステル、ビニルエーテル末端ウレタン、ビニルエーテル末端エーテル、ビニルエーテル末端官能性シロキサン、種々のジオレフィン、種々のエポキシ、種々のアクリレート、およびこれらの混合物を含む混成系を含有するものである。トリアリールホニウム塩のような、種々の光開始剤もこのような系に有用である。
【００９０】
ポリマー着色された物品は、充填剤、加工助剤、帯電防止剤、酸化防止剤、オゾン化防止剤、安定剤、潤滑剤、離型剤、くもり防止剤、可塑剤、およびその他の当該技術分野で標準的な添加剤も含有できる。こうした添加剤が粒子散乱着色剤または電子遷移着色剤として所望の目的に追加的に機能しない限り、こうした添加剤は好ましくは粒子散乱着色剤を含有するポリマーに均一に溶解するか、またはこうした添加剤がある程度の透明性およびマトリックスポリマーに近い屈折率を持つべきである。界面活性剤のような分散剤は、粒子散乱着色剤粒子の分散に特に有用である。多数の好適な分散剤およびその他のポリマー添加剤が当該技術分野において周知であり、「プラスチック添加剤」（Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ｆｏｒ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、第１版、Ｊ．シュエン（Ｔｈｕｅｎ）およびＮ．メルベルグ（Ｍｅｈｌｂｅｒｇ）編（Ｄ．Ａ．Ｔ．Ａ社（Ｄ．Ａ．Ｔ．Ａ．，  Ｉｎｃ．）、１９８７年）などの書物に記載されている。粒子散乱粒子とホストマトリックスを結合するカップリング剤は、粒子−マトリックス界面での亀裂形成または低い濡れを排除できることから、Δｎ消失の実施形態に特に重要な添加剤である。ガラスまたはセラミックのいずれかが粒子散乱着色剤であり、ホストマトリックスが有機ポリマーである場合、好ましいカップリング剤は、市販されている、無機相と有機相の両方が関与するコンポジットでの結合を改良するよう設計された種々のシランである。この種の粒子散乱着色剤コンポジットに好適なカップリング剤の例は、ダウ・コーニング社（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）の７１６９−４５ＢおよびＸ１−６１２４である。
【００９１】
コンポジットの配合および二次加工には種々の方法を採用できる。例えば、粒子散乱着色剤を（１）溶融相分散、（２）溶液相分散、（３）コロイド状ポリマー懸濁液での分散、または（４）ポリマーのプレポリマーまたはモノマーのいずれかでの分散によってポリマーマトリックス物質と配合することができる。コンポジットのフィルムは、溶媒蒸発によって、または分散されたセラミック粉末および溶解したポリマーを含有する溶液に非溶媒を添加した後、試料ろ過、乾燥、およびホットプレスを行うことによって形成できる。方法（４）においては、セラミック粒子を、後に熱重合されるかまたは紫外線、電子線、若しくはγ線照射のような化学線照射を用いて重合されるモノマーまたはプレポリマー中に分散することができる。粒子散乱着色剤は、ゼログラフィー、粉体コーティング、プラズマ蒸着等の当該技術分野で周知の方法によっても、マトリックスと組み合わせることができる。例えば、粒子散乱着色剤を、「ゼログラフィーを用いた織物捺染」（Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｆａｂｒｉｃｓ  ｗｉｔｈ  Ｘｅｒｏｇｒａｐｈｙ）（Ｗ．Ｗ．カー（Ｃａｒｒ）、Ｆ．Ｌ．クック（Ｃｏｏｋ）、Ｗ．Ｒ．ラニガン（Ｌａｎｉｇａｎ）、Ｍ．Ｅ．シコルスキ（Ｓｉｋｏｒｓｋｉ）およびＷ．Ｃ．ティンチェ（Ｔｉｎｃｈｅ）、繊維化学者・色彩技術者（Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｒｉｓｔ）、第２３巻、第５号、１９９１年）に記載されているゼログラフィー技術を用いることによって、布地またはカーペットに添加できる。着色を得るための可融性ポリマーマトリックス中に粒子散乱着色剤の入った織物、カーペット繊維、および壁紙物品のコーティングは、頻繁な様式および色の変化並びに個々の消費者の嗜好に対応する迅速な物品の納入が商業的に重要であることから、特に重要な実施形態である。このような蒸着は、粒子散乱着色剤の効果を増強するために電子遷移着色剤を別に蒸着することによって任意に先行することができる。
【００９２】
ホストポリマー中でセラミックを均一に混合するため、低粘度のコンポジット前駆体状態の場合には超音波ミキサーを使用でき、溶融混合工程にはスタティックミキサーおよびより一般的なミキサーを使用できる。スタティックミキサーは、溶融混合工程に特に有用であり、米マサチューセッツ州デンバーのケニックス・コーポレーション（Ｋｅｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されており、チェン（Ｃｈｅｎ）およびマクドナルド（ＭａｃＤｏｎａｌｄ）によって化学工学（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、３月１９日号、１９７３年、１０５〜１１０頁に記載されている。溶融相配合および溶融相二次加工は、本発明で有用な組成物に好ましい。有用な溶融相二次加工方法の例は、熱間圧延、押出、フラットプレス、および射出成形である。より複雑な形状の二次加工には、射出成形と押出が特に好ましい。
【００９３】
場合によっては、着色効果に異方性を得るため、粒子散乱着色剤のある程度制御された凝集を得ることが望ましい。着色に異方性を生じるためのこうした凝集は、好ましくは一次元または二次元のいずれかであり、その際異なる粒子凝集についてこうした凝集の方向が相関する。このような凝集の相関は、粒子散乱着色剤が重度に装荷されたマトリックスの塑性機械的変形によって最も簡便に達成される。例えば、このような機械的変形は、繊維については繊維方向、フィルムについてはフィルム面の２つの直交方向の１つまたは両方に起こりうる。着色に異方性を得るために粒子凝集を用いる代替法として、粒子形状の異方性を用いて類似の効果を得ることができる。例えば、加工中のフィルムおよび繊維の機械的変形によって、一般に、プレート様粒子はフィルム面に直交するプレート面に優先的に配向し、繊維様粒子はコンポジットの繊維軸に平行な粒子繊維軸に優先的に配向する。
【００９４】
特殊な種類の粒子散乱着色剤配向効果は、Δｎ消失の実施形態に特に有用である。このような実施形態では、粒子散乱着色剤およびマトリックス物質が光学的特性において等方性であることが通常好ましい。しかし、新規の角度依存性の着色効果を得るため、ポリマーフィルム中の異方性粒子散乱着色剤のプレート様粒子を優先的に配向し、その結果粒子の光学軸をフィルム面に直角にすることができる。このような粒子およびポリマーマトリックスは、粒子の常光線屈折率（ｎｏ）が可視波長でマトリックスのそれと等しくなるように選択される。したがって、フィルム物品は、フィルム面に垂直な光がフィルムを透過した時に高度に着色して見えると考えられる。ただし、フィルム面に向かって傾斜している類似の外観の光は、すべての波長で散乱されることから、物品は無色またはやや弱い着色のいずれかに見える。このような実施形態において、粒子散乱着色剤は、粒子プレート面に垂直な光軸を持つように選択され、これは、六角、三角、または四角対称のいずれかの多数の物質に当てはまる。フィルム面に平行なプレート様粒子の平面の優先的配向は、フィルム圧延法、溶液析出法、および二軸延伸法など、種々の従来工程によって得ることができる。このようなプレート様粒子散乱着色剤は先行技術のプレート干渉着色剤とはまったく異なることに注意されたい。これらの先行技術の着色剤については、マトリックスと粒子の屈折率の一致は必要とされず、事実、可視全体での粒子とマトリックスとの屈折率の大きな差が着色効果を大きくしうる。
【００９５】
本発明で有用な繊維は、従来の紡糸技術によって、またはフィルムの溶融加工に続いて該フィルムを連続繊維またはステープルに切断することによって形成できる。電子遷移着色剤は、コンポジットフィルム組成物に任意に含むことができる。別の方法として、粒子散乱着色剤を含有するポリマーフィルムを、電子遷移着色剤を含有するポリマーフィルムの片側または両側に接着結合することができる。これらのポリマーフィルム層間の接着接合層は、一般的にフィルム積層に使用されるもののいずれとすることもできる。ただし、結合されたフィルムと同じマトリックスポリマーを採用することおよびこのマトリックスポリマーとほぼ同じ屈折率を持つ接合層を選択することが好ましい。別の方法として、電子遷移着色剤を含有する中央フィルム層および粒子散乱着色剤を含有する外側のフィルム層を、周知のポリマーフィルム共押出技術を用いて一段階で共押出することもできる。所望の最終物品がポリマー繊維である場合、これらの多層フィルムアセンブリを後で繊維形態に切断することができる。マイクロスリッターおよび巻取り装置は、伊藤製作所（Ｉｔｏ  Ｓｅｉｓａｋｕｓｈｏ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ）（日本）より入手でき、こうしたフィルム材料の連続繊維への変換に適している。これらの繊維が、片側の粒子散乱着色剤を含有するポリマーフィルム層および反対側の電子遷移着色剤を含有するポリマーフィルム層から成る二層フィルムから切断された場合、特に興味深い視覚効果が得られる。異なる視角で異なる外観を与えるような繊維は、拠り合わせて、カーペットおよび織物のような種々の用途で、着色が異なる交互セグメントの一つの視角での外観による空間的に着色された物質を生み出す。最も近くに見える繊維側が粒子散乱着色剤フィルム層の場合に一つの着色効果が得られ、最も近くに見える側が電子遷移着色フィルム層である場合に別の着色効果が得られる。切断フィルム繊維のこのような特殊な着色効果は、切断フィルム繊維の帯の幅対厚さ比が少なくとも５であるときに、最も視覚的に顕著である。さらに、こうした繊維を織物およびカーペット用途で従来のポリマー繊維と混ぜ合わせるための寸法適合性は、切断フィルム繊維のデニールが２００未満である場合に増大する。スリットフィルム法の代替法として、これらの特性を持つ二層または多層のいずれかの繊維を、利用可能な紡糸口金技術を用いて設計された紡糸口金を用いて直接溶融紡糸することができる。
【００９６】
本発明での使用に好適なシース・コア繊維は、第一組成物のシースと第二組成物のコアを具備する繊維である。シースまたはコアのいずれも、他方の成分の組成物にかかわらず、無機、有機、または無機と有機の混合であることができる。好ましくは、このような繊維のシースおよびコアはいずれも有機ポリマー組成物を含有する。さらに、粒子散乱着色剤は好ましくはシース内に配置され、電子遷移着色剤は好ましくはコア内に配置される。円柱対称でないシースまたはコアの断面形状を選択することで、異なる側方方向で見た時に異なる着色を与えることが可能である。例えば、外部シース形状を円柱とし、コアを高アスペクト比の楕円とすることができる。楕円の長軸方向に沿って繊維方向に直角に見た時、電子遷移着色剤の効果が支配的な着色となる。他方、楕円の短軸に沿った対応する眺めは、電子遷移着色剤による影響がより少ない視覚効果を与える。より一般的には、このような角度依存性の視覚効果を達成するには、シースの外面の断面の直交軸寸法の最大比が好ましくはコアの対応する比の２分の１未満である。あるいは、シースおよびコアは好ましくはいずれも断面での直交軸寸法の最大比が２を超え、シースおよびコアの断面の長軸寸法は好ましくは位置合わせされない。異なる視覚で異なる視的外観を与えるこのような繊維は、拠り合わせて、カーペットおよび織物のような種々の用途で、着色が異なる交互セグメントの一つの視角での外観による空間的に着色された物質を生み出すことができる。
【００９７】
シースおよびコアの相対的横断面積を変更してシース・コア繊維の色調を変化する可能性は、ヤーン中の各種繊維の色調変更にもとづき興味深い視覚効果を示すヤーンの通常の製造に役立つ。このような変更は、例えば、シースおよびコアの相対的または絶対的サイズ、相対的形状、およびシースおよびコアの横断面の相対的配位を変更することによって達成できる。これらの事例のうちの任意の事例について、上記変更は、各繊維の長さに沿ってまたはヤーンの各種繊維について行うことができる。これらの態様の場合、粒子散乱着色剤は繊維シース内にあり、電子遷移着色剤は繊維コア内にあれば好ましい。即ち、このような繊維からなるヤーンは、多孔スピナレットから紡績した直後に、統合するのが好ましい。スピナレットの個々の孔構造の変更によってまたは各種の繊維紡績孔についてシースおよびコアのフィード圧力の変更によって、シース横断面、コア横断面または双方の横断面において繊維間関係を所望の如く変更できる。あるいは、通常の手段によって、繊維の長さに沿う個々の繊維の色調を変更できる。上記手段は、紡績時間に依存して、（１）シースポリマー・フィード圧力またはコアポリマー・フィード圧力を変更でき、あるいは、（２）スピナレットにおけるシースポリマーおよびコアポリマーの相対温度を変更できる。これらの方法のうち、個々の繊維の長さに沿う色調変更が、好ましく、このような変更は、シース繊維成分およびコア繊維成分の相対的フィード圧力の変更によって達成するのが好ましい。このような圧力変更は、各種繊維の製造に使用されるスピナレット孔について同時に行うのが好ましく、各種繊維のためのこのようなスピナレット孔は、実質的に同一であれば好ましい。ヤーンは、紡績点の近傍において繊維から形成するのが好ましく、かくして、各種繊維について同一色調の位置の関連性が、消失することはない。このような好ましい態様の結果として、個々の繊維の色調変化は、繊維間で空間的に関連し、かくして、これらの色調変化は、ヤーンにおいて極めて明確である。
【００９８】
粒子散乱着色剤がシース内にあり且つ電子遷移着色剤がコア内にある場合に繊維色調がシース／コア比および機械的延伸プロセスに依存すると云う事実は、重要なセンサ用途を提供する。これらのセンサ用途の場合、繊維の摩耗および他の繊維損傷プロセスに起因する色調変化を利用する。上記の繊維損傷プロセスの例として、シースおよびコアの横断面の変形による色調を与える繊維破砕、繊維シースの横断面を変化することになる摩耗または繊維溶解および（シースおよびコアの横断面を変化し、粒子散乱着色剤の凝集、ポリマー鎖の配位および繊維結晶度を増大することになる）繊維のストレッチを挙げる。何れの場合も、これらの色調変化の基礎は、一般的に、粒子散乱着色剤および電子遷移着色剤から着色物品への相対的寄与の変化である。このようなセンサは、重大な欠陥が生じた場合にこのような欠陥および不安定性が頻繁な物品交換を誘起することになるような場合に、物品（例えば、ロープ、つり索およびタイヤコード）の損傷の有効な指示を与えることができる。これらのシース／コア繊維は、このような物品において少数のまたは多数の色調指示物品として使用できる。
【００９９】
中空形状に紡績した繊維について粒子誘導色調を得るため、他の方法を使用できる。散乱を介して色調を与える粒子は、適切な液体中に分散させることができ、その結果、液体は、中空繊維に充填される。着色効果の増強のため、上記液体中に、任意の電子遷移着色剤を導入できる。この手法は、ステープル（即ち、端部開放の短い切断長）である前駆繊維を使用することによって、あるいは、中空繊維コアが表面まで破断する場合には、場合によっては微小孔を含む中空繊維を使用することによって容易となる。これらの微小孔の存在によって、繊維の迅速な充填が可能となる。繊維の迅速な充填を容易化するため、好ましくは２０００ｐｓｉよりも低い中程度の圧力を使用できる。低粘度のキャリヤ流体は、充填プロセス後に光重合させ得るまたは加熱重合させ得る流体として選択するのが好ましい。この手法の代替法として、中空繊維を溶融紡績するための溶融ポリマーに、粒子散乱着色剤を導入できる。この場合、紡績後の中空繊維内に引出された重合可能な流体は、粒子散乱着色剤の着色効果を増強するため電子遷移着色剤を含むことができる。これらの方法の多様なバリエーションを使用できる。例えば、溶融紡績繊維は、中空繊維内に引出された流体と同様、粒子散乱着色剤および電子遷移着色剤の多様な組合せを含むことができる。これらの方法の他のバリエーションとして、粒子散乱着色剤を含む溶融体から紡績した中空繊維の内壁に、粒子散乱着色剤によって散乱されない光の一部を吸収する材料を被覆できる。例えば、このような被覆は、導電性ポリマーのための酸化剤含有モノマー溶液、即ち、導電性ポリマーを重合する溶液を中空繊維の内壁に塗布し、次いで、重合に使用した溶液を中空繊維から除去することによって達成できる。中空繊維の内壁に、熱的硬化を必要とする溶液着色剤プロセスを使用して電子遷移着色剤を被覆するのが好ましい。例えば、適切な圧力を加えることによって、着色剤溶液を中空繊維内に吸引でき、繊維の外表面の若干の着色剤溶液を洗い落とすことができ、熱処理によって着色剤の色調を固定でき、繊維内に含まれた着色剤溶液を（例えば、水溶液の気化によって）除去できる。熱的硬化の代わりに、放射線（例えば、電子ビーム、紫外線または赤外線）の光化学的効果あるいは熱的効果によって、中空繊維の内表面上の着色剤硬化を実施できる。着色剤のこのような熱的または光関連の硬化は、パターン化態様で実施でき、かくして、カーペットおよびテキスタイルの用途について求められるタイプの空間的色調効果を示す繊維が得られる。
【０１００】
中空繊維の内壁着色の達成のために上述した同一の方法は、中空繊維内の粒子散乱着色剤の堆積による新規の光学的効果の達成のために使用できる。これらの粒子着色剤は、粒子散乱着色剤を含むコロイド溶液を中空繊維内に吸引し、次いで、コロイド粒子の担体である流体を気化させることによって、堆積させるのが好ましい。コロイド粒子を分散させた液体は、任意に、流体成分の除去後にコロイド粒子の固体マトリックスを形成する材料を含むことができる。次いで、内壁に正常な層としてまたはマトリックス中の分散体として堆積したこのようなコロイド状粒子分散着色剤に、任意に、粒子散乱着色剤を被覆してない中空繊維の内壁の被覆のため上記方法によって電子遷移着色剤を被覆できる。ここで注意するが、中空繊維の内壁上のコロイド粒子の上記堆積は、粒子散乱着色剤から電子遷移着色剤への移行が起きる程度に上記粒子の凝集を結果することになる。所望の着色効果に依存して、凝集は、望ましい場合もあり、望ましくない場合もある。凝集は、電気的性質／導電的性質、磁気的性質および／または光学的性質に応答する粒子を選択することによって増強でき、かくして、色調を変更でき、実質的に減少でき、適切な界を印加すれば、変更および実質的減少の双方を実現できる。
【０１０１】
以下の態様の場合、粒子散乱着色剤は、フォトクロミズムの形成のため、中空繊維に使用する。このようなフォトクロミズムは、光強誘電体である粒子散乱着色剤の使用によって達成できる。この使用のための好ましい光強誘電体は、例えば、ＢａＴｉＯ３，ＳｂＮｂＯ４，ＫＮｂＯ３，ＬｉＮｂＯ３および任意のドープ剤（例えば、鉄）を含むような組成物である。これらの組成物および関連の組成物は、Ｆｒｉｄｋｉｎによる“Ｐｈｏｔｏｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ”（スプリンガー出版，ベルリン、１９７９），第６章（ｐ８５−１１４）に記載されている。光強誘電体について、１０３−１０５ボルトのオーダの光電圧を発生できる。但し、上記光電圧は、分極方向への粒径の減少とともに、減少することを認識しなければならない。光起因で発生する対応する電界は、低導電性液体中で中空繊維のキャビティ内部に分散された光強誘電性粒子の凝集（即ち、粒子連鎖）を可逆的に形成するのに使用できる。これらの光強誘電性粒子が、適切に、小さい寸法を有する場合、凝集・分解プロセスは、繊維の外観および色調の光誘導的変化を生ずる。流体の導電性は、露光の終了後、初期状態への色調のもどり率を決定できる。なぜならば、この導電性は、光誘導界を生ずる光誘導電荷分離を補償できるからである。上記の方法は、中空繊維に光強誘電体含有液体を充填するのに使用でき、多様なプロセスによって（例えば、機械的変形を利用する中空パイプの周期的閉鎖によって）繊維内にこのような液体を封入できる。これらのフォトクロミック繊維からなる物品は、多様な用途に（例えば、露光時に色調が自動的に変化する衣類として）使用できる。
【０１０２】
他の態様の場合、粒子散乱着色剤は、（光強誘電体が露光されてない場合に）あるいは露光された後にあるいは双方の場合に）或る可視波長において光強誘電体と同一の屈折率を有する固体マトリックス中に分散された光強誘電体である。この態様は、屈折率整合が起きる（またはこのような屈折率整合を誘起するか排除する）波長をシフトし、かくして、光に応答して色調変化を誘起する光強誘電体の露光時に起きる大きい屈折率変化を利用する。
【０１０３】
（シース・コア繊維、３層フィルム、２層フィルム、誘導されたカット・フィルム繊維および中空ポリマー繊維のための）検討した先行の態様の場合、電子遷移着色剤を含む層の外側にある層に粒子散乱着色剤を使用することが記載されている。記載の１つの利点は、達成された新規の着色効果である。このような構成の他の利点は、特に注目に値する。即ち、特に、青の色調を与える粒子散乱着色剤は、一般に、スペクトルの紫外領域において、多くの電子遷移着色剤のフェージングを誘起する有意の散乱を生ずる。従って、この紫外散乱は、下方の電子遷移着色剤の紫外光露光起因のフェージングを防止する。
【０１０４】
好ましい態様は、紫外光に敏感な繊維物品およびフィルム物品の紫外光保護に役立つ粒子散乱着色剤の使用の利点を起因とする。実質的に電子遷移着色剤を含む第２マトリックス成分の外側にある第１マトリックス材料に粒子散乱着色剤を分散させた物品（例えば、上記の中空繊維、シース・コア繊維、３層フィルムおよび誘導されたカットフィルム繊維）について、（１）第１マトリックス成分およびここに含まれた材料が、少なくとも１つの可能な視角から入射する全可視光の約９０％未満を吸収し、（２）第１マトリックス成分およびここに含まれた材料の吸収係数が、可視波長において、第２マトリックス成分およびここに含まれた材料の吸収係数の約５０％よりも小さく、（３）且つ、粒子散乱着色剤が、可視域において、実質的に非吸収性であるのが好ましい。更に、第１マトリックス成分およびここに含まれた材料が、電子ドープ剤を含む第２マトリックス成分が最大の色調フェージング率を受ける紫外波長において、均一な放射線の約５０％以上を吸収あるいは散乱すれば好ましい。語句「均一な放射線」は、試料周辺のすべての球面角について同一強度を有する放射線を意味する。物品のすべての可能な視角について同一の放射線強度が存在する場合、均一放射線条件が存在する。波長λ０においてマトリックスを介する光の透過を減少するのに最も有効な平均粒径は、一般に、λ０／１０よりも大きく、λ０／２よりも小さい。従って、λ０において最も急速にフェージングする電子遷移着色剤の最大の保護のために、粒子散乱着色剤の平均粒径が、約λ０／２〜約λ０／１０の範囲にあれば好ましい。更に、このために、粒子散乱着色剤が、概ね、（各粒子の最大寸法と最小寸法との比の平均値が４よりも小さい）球形であれば好ましく、この場合、各種粒子のサイズの分散は、小さくなければならない。電子遷移顔料の紫外光保護のために使用した粒子散乱着色剤の平均粒径が、約０．０３−約０．１ミクロンの範囲にあれば最も好ましい。電子遷移着色剤の紫外光保護を与えるのに特に好ましい粒子散乱着色剤は、二酸化チタンおよび酸化亜鉛である。
【０１０５】
現行技術に好適な材料は、有機コーティングの任意の組合せ、無機コーティングの任意の組合せまたは有機コーティング・無機コーティング混合物を有する無機材料または有機材料を含む。このようなコーティング材料に対する唯一の基本的制約は、物品の全表面にこのようなコーティング材料を被覆した場合に、コーティング材料が可視スペクトル範囲において透明度を与えると云う点にある。フィルム、繊維または注形品表面に使用するための好ましいコーティング材料は、外面の反射を最小化するので反射防止コーティング材料と呼ばれる周知の材料である。このような反射防止コーティングは、多色に反射される光の量を減少して粒子散乱着色剤の視覚効果を増強できる。コーティングの屈折率が物品表面の屈折率の平方根の近傍にあり且つコーティングの厚さがλ／４（ここで、λは、最も問題である光の近似波長である）の近傍にあるよう、物品表面にコーティングを行うことによって、反射防止コーティングを得ることができる。例えば、反射防止コーティングは、ポリマーについて周知の手段によって、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレンおよびポリ（メタクリル酸メチル）について表面フッ素化によって、表面上のフルオルカーボンポリマーのプラズマ沈積によって、溶液からのフルオルポリマーの表面コーティングによってまたは表面に含浸させたフルオルモノマーのin situ重合によって、得られる。反射防止ポリマー層の屈折率が、物品表面の屈折率の平方根に近似しない場合、光は、表面に斜めに入射し、光の波長は、実質的にλとは異なり、現行の用途に適切な反射防止性質は、このような単一層の使用によって得られる。更に、公知の広帯域技術の場合、改善された機能を有する反射防止コーティングを得るため、多重層反射防止コーティングを使用できる。従って、粒子散乱着色剤の視覚効果と干渉する恐れのある多色表面反射を減少する反射防止コーティングを本質的に任意の基板（例えば、ポリマーフィルム）のために供給できる。
【０１０６】
光散乱粒子をパターン化態様で配列する機能は、多くの物品（例えば、ポリマー繊維）について望ましい空間的着色の達成に重要である。このような空間的着色の達成には、一群のプロセスを使用できる。１つの方法の場合、磁気コロイド流体の規則化に磁界効果を利用する。このような流体は、熱的または光化学的硬化によって固体材料に転換できる。このような熱的硬化は、ガラス転移温度または融点以下への温度低下または熱的重合によるが好ましい。このような光化学的硬化は、ガラス状態への光重合によるのが好ましい。他の有用な硬化プロセスは、コロイドサスペンジョンからの溶媒気化である。このような硬化は、実質的に、磁気材料が磁界規則化状態にある間に実施するのが好ましく、かくして、規則化磁気材料の散乱、吸収効果によって、新規の光学的性質が物品に与えられる。新規の着色効果を得るために使用できる磁気コロイドサスペンジョンの例は、ナノスケールの磁気酸化物の水ベースまたは有機溶媒ベースのサスペンジョンである。このようなサスペンジョンは、フェロ流体と呼ばれ、Ｆｅｒｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ  Ｃｏ．（在Ｎａｓｈｕａ，Ｎ．Ｈ．）から市販されており、Ｊｏｕｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．８５，ｐ２３３−２４５（１９９０）にＲａｊおよびＭｏｓｋｏｗｉｔｚによって記載されている。磁気粒子を空間的に異なる経路で沈積できる方法の１つの例は、中空繊維の上例にもどることによって示される。このような中空繊維には、重合可能な流体中の磁気粒子の分散体を充填できる。磁気粒子は、磁界を使用して、中空繊維の長さに沿って所望のパターンに空間的に分布させることができる。更に、構造固定のため、熱的にまたは化学線露光によって流体を重合または架橋できる。ポリウレタンの熱効果によって、この用途に好ましいタイプの熱的に硬化された流体が得られる。
【０１０７】
繊維およびフィルムの空間的に異なる着色は、繊維またはフィルムの長さに沿って変化する機械的延伸プロセスによって全く簡単に達成できる。延伸度を変更すれば、ポリマーマトリックスの屈折率および延伸で誘導される結晶化度を変更できる。上記の変化によって、粒子散乱着色剤に起因する色調の空間的に依存する変化が生ずる。視覚的に知覚される色調のこのような空間的に依存する変化について、異なる光学的性質を有する範囲の間の分離が回折格子またはホログラフィー類似の効果を与えるのに十分に短くない場合、主要な色調変化は、２００ミクロンの間隔よりも小さい頻度で起きなければならない。
【０１０８】
光の波長の尺度で空間的に変化するパターンとして粒子散乱着色剤を沈積させることによって、特に興味深く魅力的な視覚効果を達成できる。このようなパターン化の結果は、ホログラフィー類似の効果の創成である。本態様において有用な好ましい粒子散乱着色剤は、可視域のすべての波長について、Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｅｎフィルタの事例と対照をなす同一波長においてホストマトリックスの屈折率とは異なる屈折率を有する。実際、ホログラフィー効果を与えるようパターン化された粒子散乱着色剤は、可視域にわたって少なくとも約１０％だけ、マトリックスの効果と異なれば好ましい。粒子散乱着色剤およびマトリックスの屈折率のこの差が、スペクトルの可視域にわたって、少なくとも約２０％であれば最も好ましい。
【０１０９】
上述の本発明の粒子散乱着色剤の有用な態様は、並進周期性を有するアレーとしての各粒子の配列を必ずしも必要としない。このような配列は、ある場合には、望ましい。なぜならば、新規の視覚的外観、特に、イリデセンス色調が得られるからである。問題は、経済性によって主導されるポリマー加工要件と調和するタイムスケールで所望の二次元または三次元のこのような周期的配列を達成することが極めて重要であると云う点にある。この態様の粒子散乱着色剤は、ｍ次元（ここで、ｍは２または３である）の並進的周期態様で配列された１次粒子からなる。粒子散乱着色剤の少なくとも１つの並進周期性が、可視スペクトルの光の波長と類似していれば好ましい。更に詳細に云えば、この好ましい並進周期性は、約５０〜約２０００ｎｍの範囲にある。この並進周期性が、約１００〜約１０００ｎｍの範囲にあればより好ましい。このような並進周期性を得るため、粒子散乱着色剤を少なくともｍ次元において実質的に均一なサイズを有する１次粒子から構成するのが望ましい。粒子散乱着色剤は、任意に、他の１次粒子を含むことができる。この場合、但し、これらの他の１次粒子は、上記の１次粒子に比して小さいか、あるいは、このような他の１次粒子は、少なくとも上記ｍ次元において比較的均一なサイズを有していなければならないという制約がある。最小寸法の１次粒子の平均サイズが、約５００ｎｍよりも小さければ好ましい。
【０１１０】
プロセスの第１工程は、１次粒子の並進的に配列された集合体の調製である。この第１工程は、ポリマー物品（例えば、繊維、フィルムまたは他の部材）の製造ラインにおいて必ずしも行われないので、このような製造ラインの生産性が、並進的周期性の１次粒子からなる粒子散乱着色剤の形成に必要な時間によって低下されることはない。プロセスの第２工程において、粒子散乱着色剤をポリマーホストマトリックスまたはその前駆体と混合する。次いで、１つのまたは複数の第３工程として、必要な任意の重合反応または架橋反応を遂行でき、粒子散乱着色剤の粒子を含むマトリックスポリマーから物品を形成できる。所望の視覚効果を最適化するため、このような第２，第３工程が、粒子散乱着色剤内の１次粒子の並進周期的配列を完全に擾乱しないことが、極めて重要である。これは、一群の方法で保証できる。第１に、粒子散乱着色剤の最小寸法の粒子の平均サイズは、好ましくは、ポリマー粒子の最小寸法の約１／３よりも小さくすべきである。さもないと、物品製造中の機械的応力が、粒子散乱着色剤中の１次粒子の周期性を擾乱することになる。ここで参照した粒子散乱着色剤の寸法は、ポリマー物品の成形されたポリマーマトリックス中の粒子散乱着色剤の寸法である。しかしながら、更に、ポリマー物品の形成されたポリマーマトリックス中の粒子散乱着色剤の粒径が、１次粒子アレーの集合中に最初に形成された粒径である。ポイントは、機械的工程（例えば、機械的粉砕）が、例えば、粒子散乱着色剤内の亀裂または粒界の生成によって、粒子散乱着色剤内の並進周期性を潜在的に擾乱する場合には、これらの工程をできる限り回避しなければならないという点にある。
【０１１１】
並進周期性の１次粒子を含む粒子散乱着色剤の粒子を形成する第１工程のために多様の方法を使用できる。１つの有用な方法は、Ｊｏｕｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８，ｐ１３７１−１３７３（１９８９）に、Ｐｈｉｌｉｐｓｅによって記載されている。この論文には、約１３５ｎｍの実質的に均一の寸法を有するシリコン球の集合によって（強い赤色および緑色の散乱色調を有する）オパール類似の外観を有する粒子を調製することが記載されている。この論文は、更に、シリカ球の三次元周期性配列を有するこのような粒子散乱着色剤の機械的堅牢性を、シリカ球集合体の（６００℃における数時間の）高温処理によって増大できると云うことを教示する。このような処理は、粒子散乱着色剤の光学的有効性を低下する。なぜならば、粒子が不透明になるからである。しかしながら、Ｐｈｉｌｉｐｓｅは、粒子集合体は、数日間にわたってシリコーン油に含浸すれば、その元来のイリデセント外観を回復することを教示している。更に、（好ましくは、印加圧力、高い温度または低粘度流体を加速して使用する）このような処理は、本発明に有用な粒子散乱着色剤の製造に使用できる。しかしながら、（１）以降で重合させ得る流体から球形の１次粒子の並進周期性集合体を形成することによって、（２）形成されたままの並進周期性粒子集合体の内部に流体を吸引または気化させ、次いで、流体を重合することによって，あるいは、（３）（Ｐｈｉｌｉｐｓｅが行った如く）並進周期性粒子集合体を徐冷することによって、あるいは、この粒子集合体の内部に流体を吸引または気化させ、次いで、流体を重合することによって、機械的堅牢性を達成すればより好ましい。代替法として、気相の物理的または化学的沈積（例えば、気相から重合）によって１次粒子の周期的アレー内部に材料を分散させることができる。当業者に明らかなこのような方法および関連の方法は、本態様に有用な粒子散乱着色剤を形成するのに使用できる。例えば、１次粒子は、有機質、無機質または有機・無機混成質であってよい。同様に、粒子散乱着色剤の１次粒子アレー内部に分散されている任意の材料は、有機質、無機質または有機・無機混成質であってよい。１次粒子間の中空スペースにガスのみを充填した場合に、粒子散乱着色剤が視覚的な着色効果を最適化するのには過度に不透明である場合には、このようなスペースに液体材料または固体材料を使用するのが有益である。液体材料または固体材料は、１次粒子の周期的充填性を中断する亀裂および粒界に起因する望ましくない散乱を最小化できる。このような場合、このような液体または固体が、１次粒子の５％以内の可視域屈折率を有していれば好ましい。
【０１１２】
有用な粒子散乱着色剤を提供する他の方法は、結合剤として役立つポリマーホスト内に規則的アレーを形成するポリマー１次粒子を使用する。このような粒子散乱着色剤の調製に適するフィルムは、Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６３，ｐ２０７−２１０（１９９４）に記載の研究の部分としてＫａｍｅｎｅｔｚｋｙらによって製造された。これらの執筆者は、このような球の規則的アレーを含むアクリルアミドメチレンビスアクリルアミド・ゲルの紫外線誘導硬化によってコロイド性ポリスチレン球の規則的な三次元配列のフィルムを形成した。ポリマー球のサイズは、約０，１ミクロンであり、球の最近接分離線は、可視光の波長と同等である。ポリマー１次粒子の三次元的に規則的なアレーからなるフィルムを結合剤ポリマーを使用せずに製造する方法は、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２５，１８７０−１８７５（１９９２）にＭａおよびＦｕｋｕｔｏｍｉによって記載されている。これらのフィルムは、ジハロブタンまたはｐ−（クロロメチル）スチレンを使用する架橋反応によって機械的に安定化した。本態様における使用に適する粒子散乱着色剤は、所望の寸法の粒子を得るため上記フィルムタイプを切断することによって作製できる。好ましい１つの切断法は、金属化フィルムからキラキラ光る粒子を作製するためニュージャシーのＭｅａｄｏｗｂｒｏｏｋ  Ｉｎｖｅｎｔｉｏｎｓにおいて使用されたプロセスである。同一の目的のため、各種の機械的粉砕プロセスを使用できる。この場合、もっとも、このような粉砕プロセスを可能とする脆さを与えるため低温を有効に使用できると云うことを認識すべきである。粒子散乱着色剤としての使用のため、切断プロセスまたは粉砕プロセスで、ポリマーであれば好ましいホストマトリックスの実質的損傷なく、導入に適切な寸法の粒子を作製するのが好ましい。
【０１１３】
この態様の粒子散乱着色剤は、１次粒子の集合中に所要のサイズに形成するのが好ましい。形成後に粒径減少のために使用する任意の方法は、１次粒子の所望の周期性を妨げないよう、十分に穏やかでなければならない。同様に、ポリマーマトリックス（あるいはその前駆体）に粒子散乱着色剤を混合する間の処理条件および最終粒子の形成に至る他の工程の間の処理条件が、１次粒子の周期的集合体の光学的効果を実質的に劣化してはならない。機械的に堅牢に設計されてない粒子散乱着色剤について、粒子散乱着色剤およびマトリックスポリマー（またはその前駆体）の混合のための好ましいプロセスは、モノマー、プレポリマーまたはマトリックスに使用するポリマーの溶液における如く低粘度流体の状態にある。機械的に堅牢に設計されてないようなポリマーについて、溶液沈積法を使用するフィルム製造および物品コーティングは、成形したマトリックスポリマーに分散させた粒子散乱着色剤を得るのに好ましい。同様に、このような堅牢ではない粒子散乱着色剤について、粒子散乱着色剤含有液体の反応によって、例えば、熱的重合、光重合または他の化学線を使用する重合によって、成形型においてポリマーマトリックスを形成するのが好ましい。反応注形は、機械的に堅牢ではない粒子散乱着色剤を含む成形部材を得るのに特に好ましい。
【０１１４】
他の態様の場合、粒子散乱着色剤は、三次元よりも寧ろ二次元の並進周期性を示す１次粒子からなる。繊維の軸線方向に対して直角なほぼ均一な横断面を有する繊維状１次粒子は、かくして、適切な液体中に分散させた場合、集合傾向を示す。同様に、球形１次粒子は、平坦な表面に沈積した際に、二次元周期性を有するアレーとして集合する傾向を示す。例えば、このような粒子は、二次元アレーに球形粒子を接着結合するポリマー結合剤中で液体（または回転ドラム）の表面上に形成できる。これらのアレーシートは、粒子散乱着色剤に望ましい粒径に切断または粉砕できる。
【０１１５】
並進周期性１次粒子からなる粒子散乱着色剤の上記態様の各々について、粒子散乱着色剤の占有容積がマトリックスポリマーおよび粒子散乱着色剤の約７５％または全容積よりも小さければ好ましい。この好ましいことの理由は、粒子散乱着色剤の低チャージレベルの使用によって、高チャージレベルで得られた複合材に比して複合材の機械的性質が改善されるということにある。周期的に配列された１次粒子の集合体ではない粒子散乱着色剤について上述した如く、１次粒子の規則的アレーからなる粒子散乱着色剤の視覚効果は、電子遷移着色剤の使用によって増強される。このような増強手段および適切な色調変更効果を達成する方法は、他のタイプの粒子散乱着色剤についてここに記載したものと同様である。
【０１１６】
ポリマーリサイクルの間に容易に除去できるポリマー粒子について着色効果を達成する観点から、並進的に規則的な１次粒子アレーからなる粒子散乱着色剤は、特に、１次粒子が、実質的に、可視域で吸収を行わず、ポリマー粒子が、電子遷移着色剤を含んでいない場合、特殊な利点を与える。理由は、このようなアレーを分離する処理工程が、着色効果を大きく減少することになることにある。ポリマーリサイクルのこの観点から、熱的工程、機械的工程あるいは化学的工程によって好適に分離される粒子散乱着色剤を使用するのが有益である。
【０１１７】
本発明の不正防止物品は、フィルム、スリットフィルム、シートおよび繊維に依拠できる。繊維は、通常の繊維プロセス（例えば、ツィスティング、ケーブリング、ブレーディング、テクスチャード加工および熱硬化）によって不正防止撚り糸に成形できる。同一のまたは異種の不正防止繊維を不正防止撚り糸に組込むことができる。不正防止物品は、フィルム、スリットフィルム、繊維または不正防止撚り糸であってよく、且つまた、少なくとも１つの繊維または撚り糸を分散させた対象またはフィルム、スリットフィルム、少なくとも１つの繊維または撚り糸などを、例えば、積層によって、組込んだ対象であってよい。物品内にまたは物品上にフィルム、スリットフィルム、繊維、撚り糸などを組込んだ構造の場合、組込まれる材料の長さは、実質的に、材料を組込んだ対象の長さまたは幅寸法に実質的に等しくてよい。例えば、その平均サイズは、対象にほぼ等しくてよい。あるいは、この平均サイズは、対象のサイズの約２５〜約１００％の範囲または約３０〜約９０％の範囲であってよい。製造および使用の考え方が、典型的に、このような特徴を決定する。フィブリルおよび／またはドットを含む物品について、後者の材料の平均寸法は、典型的に、このような物品の典型的厚さを含めて物品の平均寸法よりも実質的に小さい。有用な不正防止物品および対象は、パスポート、積層された身分証明カード、通貨および銀行券、流通証券、株券および保証書、運転免許証を含む免許、免状、クレジットカードおよびデビットカード、不正防止証明カード、自動金銭出納機（ＡＴＭ）またはバンキングのアクセスカードなどの証明記録および本発明の不正防止特徴を含む不正防止撚り糸、ドット、フィブリルおよび／またはスリットプラスチックフィルムを分散または被覆した他の重要な記録を含む。更に、不正防止特徴を含むプラスチックフィルムは、上述のタイプおよび他のタイプの不正防止物品を作製するのに直接に使用できる。更に、繊維品または衣類中に同じく不正防止特徴を組込むルミネセントロゴの作製に撚り糸を使用できる。本発明の不正防止物品は、更に、各種の証明および不正防止用途に使用するためのバーコードを作製するのに使用できる。例えば、バーコードの各バーは、上述の同一のまたは異種の不正防止技術を包含する繊維、撚り糸またはフィブリルを含むことができる。ケーブル撚りの不正防止撚り糸は、色調、ルミネセント応答および粒子散乱技術の組合せによって特殊な最終目的に適合させることができる。
【０１１８】
更に、不正防止物品が少なくとも１つのルミネセント物質および少なくとも１つの粒子散乱着色剤を含むとの条件で、一方には１つのルミネセントタイプの物質が存在し、他方には他のルミネセント物質が存在する、あるいは、一方には１つの粒子散乱着色物質と１つのルミネセント物質との組合せが存在し、他方にはルミネセント物質が存在する、不正防止寄与成分（例えば、切断したフィラメントまたは繊維、フィブリル、ドット、フィラメントおよび繊維）の混合物を組込むことは、本発明の範囲内にある。かくして、不正防止物品の偽造効果を有意に無効化できる不正防止効果を達成できる。例えば、フィブリルをプラスチックマトリックスまたはセルロースマトリックスに加えることができ、この場合、マトリックス中で、フィブリルは、混合着色効果を示す。例えば、フィブリルの一部は、蛍光と組合せた粒子散乱色調を示し、他の部分は、燐光のみを示す。あるいは、ドットは、燐光と組合せて粒子散乱色調を示すフィラメントと組合せて、蛍光を示す。あるいは、ドットおよびフィブリルは、それぞれ、粒子散乱色調および蛍光を示す。更に、他の作用も考えられる。ここに記載の明確な技術の使用によって着色効果を組合せて保持できることによって、以前には利用不可能な各種物品および用途について不正防止レベルが得られる。
【０１１９】
従って、本発明の不正防止物品は、ポリマーマトリックス成分、セルロースマトリックス成分またはガラスマトリックス成分を含み、多様な組合せで、上述のルミネセント技術および粒子散乱技術に依拠する着色剤を含む。ポリマーマトリックス成分は、更に、ホモポリマーまたはコポリマーの混合物を含むことができ、ポリマー組成物中に典型的に存在する他の添加物は、組成物の処理態様を簡単化し、酸化防止性、オゾン安定性または色調安定性を改善し、あるいは、特殊用途における１つまたは複数の物理的特徴または機能特徴を達成するために使用できる。特に、不正防止物品は、少なくとも１つの粒子散乱着色剤および少なくとも１つのルミネセント物質を含む。不正防止記録（例えば、免状、ライセンスおよび銀行券または通貨）の印刷に適切な紙を含む製紙組成物中のドットおよび／またはフィブリルの分散体は、偽造を防ぐ不正防止特徴を含む紙を製造するのに使用できる。同様に、クレジットカード、借用カード、自動金銭出納機アクセスカードなどの製造に使用される用紙に本発明の不正防止物品を組込めば、同様に、偽造カードまたは変造カードの意図する使用を防止できる。このような用紙およびカードは、語句および画像を含むプリントのために使用できる。
【０１２０】
以下の実施例において、ＡＳＴＭ−Ｄ７８９−９７に記載の方法を使用して、ナイロン６のギ酸濃度（ＦＡＶ）を測定した。但し、上記規格に規定の校正ずみのピペットタイプ粘度計の代わりに、Ｃａｎｎｏｎ−Ｆｅｓｋｅ粘度計（改良したオスワルド粘度計とも呼ばれる）を使用し、更に、規定された量である９０％ギ酸１００ｍＬ当り１１，００ｇの代わりに、９０％ギ酸５０，０ｍＬ当り５，５０ｇを使用した。
【０１２１】
若干の族に属する元素または金属に関するここに記載のすべての参照符号は、Ｈａｗｌｅｙ´ｓ  Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，１３判に記載の如き元素の周期表に関する。即ち、１つまたは複数の族に関する任意の参照符号は、族のナンバーリングのための「新表記」系を使用する元素の上記周期表に示された１つまたは複数の族に関する。
【０１２２】
以下の実施例は、本発明の特定の説明として示したものである。しかしながら、本発明は、実施例に記載の特定の詳細に限定されないことを理解すべきである。実施例および残余の詳細な説明のすべての部および％は、別に規定してない限り、重量に関する。
【０１２３】
更に、性質の特殊な組、測定ユニット、測定ユニット、条件、物理的状態または％を表す如き発明の多様な側面を以下に記載または請求する詳細な説明または章に引用の任意の数値範囲は、このように引用した任意の範囲内に包含される数値または範囲の任意の部分組を含むこのような範囲内に入る任意の数値を参照符号などによって、ここに明示の如く、文字通り組込むことを意図するものである。変数のためのまたは変数と組合せた限定語として使用した語句「約」は、ここに開示の数値および範囲がフレキシブルであり、温度、濃度、量、含量、炭素数、範囲外にあるまたは単一数値とは異なる性質を使用する当業者による本発明の実施において、所望の結果、即ち、組成物、上記組成物から調製され電磁スペクトルの多様な範囲に応答する着色物品およびその調製法を達成することを意図するものである。
【０１２４】
実施例
下表に示した組成物の各々は、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．のナイロン６（等級：ＭＢＭ，５５ＦＡＶ）を使用した。対照例は除いて、各混合物は、２シェル形乾式混合機において、約２時間、反転混合した。対照試料および混合物を含む成分を、真空炉中で１２０℃において一晩、別個に乾燥した。Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓによって、ＬＵＭＩＬＵＸ（登録商標）顔料，ＬＵＭＩＬＵＸ（登録商標）Ｒｅｄ  ＣＤ  ７４０を製造した。燐光残光顔料（ＮＹＡと呼ばれる）は、ナイロン６（Ｎｅｍｏｔｏ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，東京、日本）中のグリーンのＬｕｍｉｎｏｖａ（登録商標）顔料のマスタ−バッチ濃縮物３０重量％であった。
【０１２５】
【表１】
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【０１２６】
混合した混合物を、径１８ｍｍおよびＬ／Ｄ比４０：１のＬｅｉｓｔｒｉｔｚブランドのツインスクリュ押出機に供給した。押出機スクリューは、混合混練部材およびコンベヤ部材を有する。押出機バレルゾーンの温度は、２５０−２５５℃に設定した。ポリマー溶融体をＺｅｎｉｔｈブランドの歯車ポンプに送り、次いで、２０メッシュから３２５メッシュ（開口４４μｍ）までの範囲の１７のスクリーンからなる段階的スクリーンパックを通過させた。スクリーンパックの通過後、ポリマー溶融体を、０．０２４インチの毛管径および０．７２インチの深さを有する１４ホール形スピネレットから引出して、円形のフィラメント横断面を形成した。約１９．５℃において並流急冷空気流によって、引出した溶融フィラメントを固化させた。押出速度は、４４．６ｇ／ｍｉｎであり、初期繊維取出速度は、５７９ｍ／ｍｉｎであった。繊維を、インラインで、３．３：１の比で延伸紡糸した。最終の繊維寸法性質および引張性質（ＡＳＴＭ−Ｄ２２５６で測定）を下表に示す。
【０１２７】
【表２】
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【０１２８】
この実施例のフィラメントは、図１に示した如く、複雑な横断面（複雑係数７）を有し、１つの成分は、水銀ＵＶ灯で照明した場合、６２２ｎｍ（赤）および８８０ｎｍおよび１０６０ｎｍ（赤外）にピークを有する多重蛍光応答を示す。通常の照明下で、ＡｇＮＯ３含有フィラメントは、ベージュ色に着色され、ＡｕＣｌ３含有フィラメントは、銀色に着色された。ドットとして使用するために、フィラメントの細い横断面を切断し、フィラメント切片を調製した。不正防止物品の調製のため、フィラメント、ドットおよびフィラメント切片をセルロースマトリックス、フィルムおよびプラスチックカード内に分散させた。物品は、適切な照明下で、色調特性およびルミネセント特性を示した。
【０１２９】
本発明の原理、好ましい実施例および操作態様は、先行の詳細な説明に記載してある。しかしながら、ここで保護を意図する発明は、開示の特殊な形態に制限されると解釈されるものではない。なぜならば、これらは、制約としてよりも寧ろ説明として考えるべきであるからである。当業者は、本発明の精神から逸脱することなく、変更および変化を行うことができる。
【国際調査報告】
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