(57)【要約】【課題】  可視光領域に複数の反射ピークおよび反射率を有し、鮮やかな所望の色を再現し、かつ耐候性を有する光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体を提供する。【解決手段】  屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体において、所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法において、
所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、
該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項２】
前記の所望する色のＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定し、
使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【数１】
2005120148.tif 000031
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【数２】
2005120148.tif 000032
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、
下記式（３）
【数３】
2005120148.tif 000033
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【数４】
2005120148.tif 000034
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項３】
前記式（４）で表される色相が０．９〜１．１の範囲になるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項２記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項４】
前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が１００以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項２記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項５】
前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が５０以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項４記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項６】
コンピュータによるシュミレーションで行うことを特徴とする請求項２記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項７】
前記光干渉性多層膜被覆粉体が、可視光領域に反射ピークを３以上有することを特徴とする請求項１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項８】
前記光干渉性多層膜被覆粉体が、光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域に反射ピークを有することを特徴とする請求項７記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項９】
光源がＤ光源であることを特徴とする請求項１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【請求項１０】
屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法において、
所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、
該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求め、
上記の求めた被膜構造となるように、上記で選択した基体粒子上に、多層膜を被覆することを特徴とする光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１１】
前記の所望する色のＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定し、
使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【数５】
2005120148.tif 000035
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【数６】
2005120148.tif 000036
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、
下記式（３）
【数７】
2005120148.tif 000037
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【数８】
2005120148.tif 000038
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項１０記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１２】
前記式（４）で表される色相が０．９〜１．１の範囲になるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項１１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１３】
前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が１００以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項１１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１４】
前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が５０以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項１１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１５】
コンピュータによるシュミレーションで、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項１１記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１６】
前記光干渉性多層膜被覆粉体が、可視光領域に反射ピークを３以上有することを特徴とする請求項１０記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１７】
前記光干渉性多層膜被覆粉体が、光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域に反射ピークを有することを特徴とする請求項１６記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１８】
光源がＤ光源であることを特徴とする請求項１０記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【請求項１９】
屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体において、
所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、
該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求め、
上記の求めた被膜構造となるように、上記で選択した基体粒子上に、多層膜を被覆したことを特徴とする光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２０】
前記の所望する色のＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定し、
使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【数９】
2005120148.tif 000039
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【数１０】
2005120148.tif 000040
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、
下記式（３）
【数１１】
2005120148.tif 000041
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【数１２】
2005120148.tif 000042
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする請求項１９記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２１】
前記式（４）で表される色相が０．９〜１．１の範囲になるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする請求項２０記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２２】
前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が１００以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする請求項２０記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２３】
前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が５０以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする請求項２０記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２４】
コンピュータによるシュミレーションで、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする請求項２０記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２５】
可視光領域に反射ピークを３以上有することを特徴とする請求項１９記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２６】
光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域に反射ピークを有することを特徴とする請求項２５記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【請求項２７】
光源がＤ光源であることを特徴とする請求項２０記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体に関し、詳細には、鮮やかな所望の色を可視光域にある複数の反射ピークの組合せと透過ボトムの組合せで再現し、かつ耐候性を有する光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体の表面を他の物質の膜で被覆することにより、その粉体の性質を改善することや、その性質に多様性を与えることが知られ、特異な性質を備えた粉体を求める要望が増大している。特に金属粉体または金属化合物粉体だけが備える性質の他に別の性質を合わせ持ち、複合した機能を有する粉体が求められている。これらの粉体を製造するには、基体粒子の上に均一な厚さの金属酸化物膜等を複数層設けることが考えられた。
【０００３】
本発明者らは、先に基体粒子上に金属膜を形成し、その膜の反射効果により、粉体を白色化する方法（特開平３−２７１３７６号公報、特開平３−２７４２７８号公報）、金属アルコキシド溶液中に基体粒子を分散し、金属アルコキシドを加水分解することにより、基体粒子の表面に均一な０．０１〜２０μｍの厚みの金属酸化物膜を形成し、前記基体を構成する金属とは異種の金属を成分とする金属酸化物膜を有する粉体を生成させる方法を発明した（特開平６−２２８６０４号公報）。
【０００４】
特に、上記に挙げた金属酸化物膜や金属膜を複数層設けた粉体は、各層の膜厚を調整することにより特別の機能を付与することができるものであって、例えば基体粒子の表面に、屈折率の異なる被覆膜を入射光の４分の１波長に相当する厚さずつ設けるようにすると、入射光を全て反射する粉体が得られる。これを磁性体を基体粒子とするものに適用すると、光を反射して白色のトナー用粉体を製造することができ、更にこの粉体の表面の前記光干渉性多層膜を構成する各単位被覆層が特定の同一波長の干渉反射ピークを有するように、多層薄膜の膜数、および各膜の屈折率、膜厚等を設定すると、染料や顔料を用いずとも、単色の粉体にすることができることを示した。
更に、上記技術の改良により、加法性顔料として使用できる、光の３原色のそれぞれの領域で高い反射率を有する、単色の色のレッド、グリーン、ブルーをはじめとする各色の着色粉体を得る技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
多層薄膜の被覆制御は、各層被覆後毎の分光反射曲線の実測値を設計値にフィッティングすることにより行われる。この制御は、特に基材が平板の場合であれば、Ｍａｘｗｅｌｌの電磁方程式の平面波解を設計値として精密に行うことができる。一般に、入射光波長λの光が全部でN層の多層膜積層部に入射角ΦN+1をもって入射する場合、ｎj、ｄjを下から第ｊ番目の層（以下、第ｊ層ともいう）の屈折率、膜厚とし、Φjを第ｊ層への光の入射角として、平面波についてＭａｘｗｅｌｌの式を展開すると、第ｊ層からその直上の第ｊ＋１層への振幅反射強度をＲj+1,jとして
【０００６】
【数１】
2005120148.tif 000002
【０００７】
なる漸化式が得られる。ここに式中ｒj+1,jは第ｊ＋１層、第ｊ層間界面のフレネル反射係数であり、ｐ偏光（電場が入射面に平行な成分）については、
【０００８】
【数２】
2005120148.tif 000003
【０００９】
ｓ偏光（電場が入射面に垂直な成分）については
【００１０】
【数３】
2005120148.tif 000004
【００１１】
で与えられる。これらを解くことから、Ｎ層積層部からの振幅反射率Ｒflat(λ,θ)が得られる。
【００１２】
しかし、基材が粉体の場合においては、各被覆膜を、分光光度計にて測定される最大または最小反射波長が基材が平板体であるときに勘案される所望の値になるように製膜すると、最終的に得られる多層膜被覆粉体が所望の波長で所望の反射強度とならないという問題も生じた。
【００１３】
この問題に対しては、多層被覆平板体からの光反射を与える式に、特定の補正を行うことによって、特定波長光の反射強度が最大または最小になる各被覆膜の膜厚設計が適切になされる技術が開示された（例えば、特許文献２参照。）。
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−６０３０４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７１００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上記特許文献２に記載の技術は、分光光度波形の反射ピークまたはボトムが、所望の色に相当する波長領域に位置し、かつその反射率が最大または最小になることのみを目的としたものである。よって、上記特許文献２に記載の技術で設計された被膜構造の粉体の分光光度波形は、所望する色の分光光度波形とは、必ずしも一致しなかった。そのため、他の顔料等を用いて、所望する色に近くなるように、色合わせ・調色を行うことが必要になることもあった。
また、上記特許文献１に記載の光の３原色のそれぞれの領域で高い反射率を有する、単色の色のレッド、グリーン、ブルーをはじめとする各色の着色粉体を混合して用いた場合も、所望する色の十分な呈色再現が得られないことがあった。
【００１６】
即ち、単一波長の干渉反射ピークを有する光干渉性多層膜被覆粉体では色の再現に限界があり、これを波形変形によってより鮮やかな目標とする色の多層膜被覆粉体に改善することが必要である。
従って、本発明の目的は、従来の技術の欠点を克服し、より鮮やかな所望の色を再現し、かつ耐候性を有する光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、目標とする色を出すために、フレネル干渉の原理を応用し、多層膜被覆粉体の色が最も目標に近づくよう、目標色との色差を最小となる可視光領域に複数の反射波形および反射率を求め、それを再現することにより課題を解決することができた。
即ち本発明は以下の通りである。
【００１８】
（１）屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法において、
所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、
該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【００１９】
（２）前記の所望する色のＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定し、
使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【００２０】
【数４】
2005120148.tif 000005
【００２１】
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【００２２】
【数５】
2005120148.tif 000006
【００２３】
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、
下記式（３）
【００２４】
【数６】
2005120148.tif 000007
【００２５】
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【００２６】
【数７】
2005120148.tif 000008
【００２７】
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【００２８】
（３）前記式（４）で表される色相が０．９〜１．１の範囲になるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（２）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
（４）前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が１００以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有
する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（２）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
（５）前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が５０以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有す
る光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（４）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
（６）コンピュータによるシュミレーションで行うことを特徴とする前記（２）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
（７）前記光干渉性多層膜被覆粉体が、可視光領域に反射ピークを３以上有することを特徴とする前記（１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
（８）前記光干渉性多層膜被覆粉体が、光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域に反射ピークを有することを特徴とする前記（７）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
（９）光源がＤ光源であることを特徴とする前記（１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法。
【００２９】
（１０）屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法において、
所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、
該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求め、
上記の求めた被膜構造となるように、上記で選択した基体粒子上に、多層膜を被覆することを特徴とする光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【００３０】
（１１）前記の所望する色のＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定し、
使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【００３１】
【数８】
2005120148.tif 000009
【００３２】
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【００３３】
【数９】
2005120148.tif 000010
【００３４】
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、
下記式（３）
【００３５】
【数１０】
2005120148.tif 000011
【００３６】
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【００３７】
【数１１】
2005120148.tif 000012
【００３８】
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（１０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【００３９】
（１２）前記式（４）で表される色相が０．９〜１．１の範囲になるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（１１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
（１３）前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が１００以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を
有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（１１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
（１４）前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が５０以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有
する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（１１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
（１５）コンピュータによるシュミレーションで、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（１１）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【００４０】
（１６）前記光干渉性多層膜被覆粉体が、可視光領域に反射ピークを３以上有することを特徴とする前記（１０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
（１７）前記光干渉性多層膜被覆粉体が、光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域に反射ピークを有することを特徴とする前記（１６）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
（１８）光源がＤ光源であることを特徴とする前記（１０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体の製造方法。
【００４１】
（１９）屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体において、
所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、
該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求め、
上記の求めた被膜構造となるように、上記で選択した基体粒子上に、多層膜を被覆したことを特徴とする光干渉性多層膜被覆粉体。
【００４２】
（２０）前記の所望する色のＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定し、
使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【００４３】
【数１２】
2005120148.tif 000013
【００４４】
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【００４５】
【数１３】
2005120148.tif 000014
【００４６】
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、
下記式（３）
【００４７】
【数１４】
2005120148.tif 000015
【００４８】
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【００４９】
【数１５】
2005120148.tif 000016
【００５０】
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする前記（１９）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【００５１】
（２１）前記式（４）で表される色相が０．９〜１．１の範囲になるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする前記（２０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
（２２）前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が１００以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を
有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする前記（２０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
（２３）前記式（３）で表される色差（ΔＺ*）が５０以下となるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有
する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする前記（２０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
（２４）コンピュータによるシュミレーションで、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めたことを特徴とする前記（２０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
（２５）可視光領域に反射ピークを３以上有することを特徴とする前記（１９）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
（２６）光の３原色のＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域に反射ピークを有することを特徴とする前記（２５）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
（２７）光源がＤ光源であることを特徴とする前記（２０）記載の光干渉性多層膜被覆粉体。
【発明の効果】
【００５２】
本発明の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法により、所望の色を可視光域にある複数の反射ピークの組合せと透過ボトムの組合せによる可視光各波長での反射率変化で再現し、従来の単一の反射ピークを有するものより、反射率が上がり、明るさ（Ｌ*値）が高い鮮やかな所望の色を呈し、かつ耐候性を有する光干渉性多層膜被覆粉体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下に本発明の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体について詳細に説明する。
本発明の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法および光干渉性多層膜被覆粉体は、屈折率の異なる少なくとも２層の被覆層を基体粒子上に有し、かつ可視光領域に複数の反射ピークと透過ボトムを有することにより、特定の光源下で特定の色を呈する光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法において、所望の機能をもたらす基体粒子の物質、光源および所望する色を選択し、該複数の反射ピーク位置（波長）および高さ（反射率）が、得られる多層膜被覆粉体が該所望する色を呈する、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求めることを特徴とする。
【００５４】
従来、反射色を決めるために、１本あるいは２本のピークで発色させることが多かった。反射ピークは特定の波長の光、すなわち、色の光束である。本発明においては、複数の光速の組み合わせ、すなわち、色を数多く組み合わせること、またそれぞれの反射ピークの反射率の比率を変えることによって、目標とする色の粉体とした。言い換えれば、複数、好ましくは３本以上のスペクトルを組み合わせることによって、より微妙な色を造りだし、目標とする色を干渉反射波形で創り出すことができる。
本発明の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法、製造方法の概要を説明する。
先ず目標とする色の分光反射曲線及びＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を分光光度計あるいは色差計などで測定して決定し、これを再現するために、光源を決め、選択した基体粒子とその屈折率、交互に被覆する膜数、選択した所望する照射したときの色の複数の光束の組み合わせからなる分光反射曲線及びＬ*0、ａ*0、ｂ*0および使用し得る被覆層物質とその屈折率とをコンピュータに入力し、光源を照射したときの色が所望の色となるように、コンピュータによるシュミレーションを行い、各被膜の物質、膜厚および製膜順序等を求める。
【００５５】
コンピュータによるシュミレーションにおいて、初期値は、この場合、膜数を２から始め、それぞれ各層の膜厚を次ぎのように最適化する。
得られる値が光干渉性多層膜被覆粉体のＬ*1、ａ*1、ｂ*1の数値の内、色の度合いを示す色相の比率(a*l／b*l)と(a*0／b*0)の比が０．９〜１．１の範囲になるよう求め、同時にΔＺ*＝  ｜(L*0−L*l)2＋(a*0−a*l)2＋(b*0−b*l)2｜1/2が
最小になるように計算を行う。
これらの値が範囲に入らない場合は膜数を1層ずつ増やし、範囲内に入ったところで終了する。
このとき製膜する物質の順序は次のようにきめる。まず基体粒子（粉体核粒子）自体の屈折率が高いときには第1層目が基体よりも屈折率が低い膜、逆の関係の場合には第1層目が基体よりも屈折率が高い膜とする。
【００５６】
こうして得られた各被膜の物質、膜厚および製膜順序になるよう基体粒子の表面に形成する屈折率の異なる交互被覆膜の厚さを、液相法等により、調整する。
再現方法は各被膜の物質の原料の組成により決めることにより、光干渉性多層膜被覆粉体を製造する。
この様に再現することにより、最も目標のＬ*0、ａ*0、ｂ*0に近い色Ｌ*1、ａ*1、ｂ*1の粉体の膜設計情報が得られる。
【００５７】
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の方法によって、光干渉性多層膜被覆粉体を設計する際には、第１に、所望の機能をもたらす基体粒子の物質を選択する。例えば、色材粉体用として光干渉性多層膜被覆粉体を設計、製造する際には、基体粒子として、マグネタイト粉や鉄粉等の磁性体のものを選択すればよい。
基体粒子の物質が特定されると、必然的に、その屈折率も特定される。
【００５８】
第２に、光源を選択する。即ち、本発明の設計、製造方法で得られる光干渉性多層膜被覆粉体を使用する際の光源を選択する。例えば、本発明の設計、製造方法で得られる光干渉性多層膜被覆粉体を、自然光下で使用するならば、Ｄ光源を選択する。
【００５９】
第３に、所望する色を選択する。例えば、カラー磁性インキ用として光干渉性多層膜被覆粉体を設計、製造する際には、目標とする色材の色を選択する。目標とする粉体が実在するのであれば、その色を直接測定するのが良い。目標とする色の粉が無い場合には、例えば、各国の塗料工業会や色材協会が発行している塗料用標準色見本帳等より選択するのが好ましい。
【００６０】
第４に、選択した所望する色の分光反射曲線及びＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定する。例えば、各国の塗料工業会や色材協会が発行している塗料用標準色見本帳等の実存する色サンプルの分光反射曲線及びＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定する。
【００６１】
第５に、使用し得る被覆層物質とその屈折率とをファクターに含め、
基体粒子が平板状の場合、下記漸化式（１）
【００６２】
【数１６】
2005120148.tif 000017
【００６３】
（式中、Ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
ｊ：１以上の整数（ｊ−１＝０は基体を示す）、
ｉ：虚数単位、
ｒj+1,j：下から第ｊ番目の層とその直上の層との間の界面のフレネル反射係数、
Ｒj,j-1：下から第ｊ−１番目の層とその直上の層との間の振幅反射強度、
２δj：下から第ｊ番目の層における位相差、
λ：所望の反射光波長、
ｎj：下から第ｊ番目の層の屈折率、
ｄj：下から第ｊ番目の層の膜厚、
φδj：下から第ｊ番目の層への光の入射角。）
に基づき、
基体粒子の形状を補正する式としては、上記漸化式（１）に代入して得られたＲflat値をさらに下記式（２）
【００６４】
【数１７】
2005120148.tif 000018
【００６５】
（式中、θ：最外層への入射角を示す）
に適用することにより得られる可視光反射波形に基づき、、
下記式（３）
【００６６】
【数１８】
2005120148.tif 000019
【００６７】
で表される色差（ΔＺ*）が最小になり、下記式（４）
【００６８】
【数１９】
2005120148.tif 000020
【００６９】
で表される色相の比が１に近くなるＬ*1、ａ*1、ｂ*1を有する光干渉性多層膜被覆粉体となる、各被膜の物質、膜厚および製膜順序を求める。
このとき、色差と色相では、色相を優先して適合させるようにするのが好ましい。始めに色相の比が１に近くなるようなおおよその被膜条件を導き出し、次いで、色差が最小になるように前記の導き出されたおおよその被膜条件を更に補正する。色差が最小になるように被膜条件を前記の通り補正した後、更に、色相の比がより１に近くなるように被膜条件を更に補正する。そしてまた、色差がより最小になるように被膜条件を再度補正する。この被膜条件の補正する作業は、色差が最小になり、色相の比が最も１に近くなるまで行なわれる。なおこの補正作業は、前記漸化式（１）とそれにより得られる解析解をＪＩＳ  Ｚ  ８７２９の付表を用いて換算することによって行なわれる。
【００７０】
上記の作業において、色相の比は１に近くなるようにすればよいが、具体的には０．９〜１．１の範囲になるようにするのが好ましい。
また、色差が最小になるようすればよいが、具体的には１００以下となるようにするのが好ましく、５０以下となるようにするのがより好ましく、３０以下となるようにするのが更に好ましい。最も好ましくは１０以下である。
また、上記の作業は、コンピュータに予め準備したプログラムによるシュミレーションで行うことが好ましい。
コンピュータに予め準備したプログラムによるシュミレーションで行う際には、光源を決め、選択した基体粒子とその屈折率、交互に被覆する膜数、選択した所望する照射したときの色の複数の光束の組み合わせからなる分光反射曲線及びＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0および使用し得る被覆層物質とその屈折率とをコンピュータに入力し、上記漸化式（１）及び基体粒子の形状を補正する（球近似を行う）ための式（２）に基づいて作製されたプログラムにより解析解を求める。
【００７１】
ついで、上記のように求められた、各被膜の物質、膜厚および製膜順序になるよう基体粒子上に各被覆膜を設け、光干渉性多層膜被覆粉体を製造する。
また、製膜を行う場合は、得られる膜の膜厚が、原料組成あるいは反応時間（堆積時間）および粉体の比表面積等との関係をあらかじめ求めておくことが好ましい。
特に液相での製膜の場合には、原料量および比表面積と膜厚の関係をあらかじめ明らかにしておくことが好ましい。気相での製膜の場合には、原料供給量（蒸発量）と比表面積の関係から堆積速度を求めておくことが好ましい。
【００７２】
これら製膜条件と膜厚の関係を利用すると、目標とする膜厚に対して精度の高い膜厚制御が可能になり、目標とする色のL*、a*、b*をL*0、a*0、b*0 、設計した多層膜被覆粉体の色をL*1、a*1、b*1とし、実際に製膜して得られる多層膜被覆粉体の色をL*s、a*s、b*sとすると、目標とする色と設計上の多層膜被覆粉体の色との色差、ΔZ*と下記
式（３）で表わされるΔZ*sがほぼ等しくなり、
【００７３】
【数２０】
2005120148.tif 000021
【００７４】
同時に、下記式（４）（５）で表わされる色差の比がほぼ１に近い同じ値になる。
【００７５】
【数２１】
2005120148.tif 000022
【００７６】
したがって、目標色および設計値とほぼ同じ色の多層膜被覆粉体を再現することができる。
【００７７】
本発明の光干渉性多層膜被覆粉体に用いられる基体粒子としては、予めその材質、を選定するのであれば、特に限定されず、金属を含む無機物でも、有機物でもよく磁性体、誘電体、導電体および絶縁体等でもよい。基体が金属の場合、鉄、ニッケル、クロム、チタン、アルミニウム等、どのような金属でもよいが、その磁性を利用するものにおいては、鉄等磁性を帯びるものが好ましい。これらの金属は合金でも良く、前記の磁性を有するものであるときには、強磁性合金を使用することが好ましい。また、その粉体の基体が金属化合物の場合には、その代表的なものとして前記した金属の酸化物が挙げられるが、例えば、鉄、ニッケル、クロム、チタン、アルミニウム、ケイ素等の他、カルシウム、マグネシウム、バリウム等の酸化物、あるいはこれらの複合酸化物でも良い。さらに、金属酸化物以外の金属化合物としては、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、金属フッ化物、金属炭酸塩、金属燐酸塩などを挙げることができる。
【００７８】
さらに、基体粒子として、金属以外では、半金属、非金属の化合物、特に酸化物、炭化物、窒化物であり、シリカ、ガラスビーズ等を使用することができる。その他の無機物としてはシラスバルーン（中空ケイ酸粒子）などの無機中空粒子、微小炭素中空球（クレカスフェアー）、電融アルミナバブル、アエロジル、ホワイトカーボン、シリカ微小中空球、炭酸カルシウム微小中空球、炭酸カルシウム、パーライト、タルク、ベントナイト、合成雲母、白雲母、など雲母類、カオリン等を用いることができる。
【００７９】
有機物としては、樹脂粒子が好ましい。樹脂粒子の具体例としては、セルロースパウダー、酢酸セルロースパウダー、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリエステル、メラミン樹脂、ポリウレタン、酢酸ビニル樹脂、ケイ素樹脂、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、スチレン、エチレン、プロピレン及びこれらの誘導体の重合または共重合により得られる球状または破砕の粒子などが挙げられる。特に好ましい樹脂粒子はアクリル酸またはメタアクリル酸エステルの重合により得られる球状のアクリル樹脂粒子である。但し、樹脂粒子を基体とする場合、乾燥における加熱温度は樹脂の融点以下でなければならない。
【００８０】
基体の形状としては、球体、亜球状体、正多面体等の等方体、直方体、回転楕円体、菱面体、板状体、針状体（円柱、角柱）などの多面体、さらに粉砕物のような全く不定形な粉体も使用可能である。これらの基体は、粒径については特に限定するものでないが、０．０１μｍ〜数ｍｍの範囲のものが好ましい。
【００８１】
また、基体粒子の比重としては、０．１〜１０．５の範囲のものが用いられるが、得られた粉体を液体等に分散させて使用する場合には、流動性、浮遊性の面から０．１〜５．５が好ましく、より好ましくは０．１〜２．８、更に、好ましくは０．５〜１．８の範囲である。得られた粉体を液体等に分散させて使用する場合、基体の比重が０．１未満では液体中の浮力が大きすぎ、膜を多層あるいは非常に厚くする必要があり、不経済である。一方、１０．５を超えると、浮遊させるための膜が厚くなり、同様に不経済である。
【００８２】
上記の基体粒子上に、求められた、被覆膜物質、膜厚および製膜順序になるように各被覆膜を製膜する。製膜する被覆膜としては、求められた被覆膜物質、被覆数、被覆順序、とする以外は、特に限定されないが、金属化合物、有機物等からなるものが挙げられる。
【００８３】
前記金属化合物としては、金属酸化物や金属硫化物、金属セレン化物、金属テルル化物、金属フッ化物を挙げることができる。より具体的には、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化カドミウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ケイ素、酸化アンチモン、酸化ネオジウム、酸化ランタン、酸化ビスマス、酸化セリウム、酸化錫、酸化マグネシウム、酸化リチウム、酸化鉛、硫化カドミウム、硫化亜鉛、硫化アンチモン、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、フッ化アルミニウム３ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム等を好適に使用できる。
【００８４】
以下に、前記金属化合物膜の製膜方法について説明する。製膜方法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法あるいはスプレードライ法等の気相蒸着法により、基体粒子の表面に直接、蒸着する方法が可能である。しかしながら、本発明者らが先に提案した特開平６−２２８６０４号公報、特開平７−９０３１０号公報、国際公開ＷＯ９６／２８２６９号公報に記載されている有機溶媒中での金属アルコキシドの加水分解による固相析出法（金属アルコキシド法）や、特開平１１−１３１１０２号公報に記載の水溶液中での金属塩からの反応による固相析出法（水系法）等が好ましい。
【００８５】
なお、上記製膜方法において、金属アルコキシド法は原料として高価な金属アルコキシドや、反応溶媒として比較的高価で危険性のある有機溶媒を必要とする。このため、製造装置または設備等も防爆仕様にしなければならず、更に、コストパーフォマンスが悪くなる。この点からも金属アルコキシド法に比べ水系法が好ましい。
【００８６】
前記有機物としては、特に限定されるものではないが、好ましくは樹脂である。樹脂の具体例としては、セルロース、酢酸セルロース、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリエステル、メラミン樹脂、ポリウレタン、酢酸ビニル樹脂、ケイ素樹脂、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、スチレン、エチレン、プロピレン及びこれらの誘導体の重合体または共重合体などが挙げられる。
有機物膜（樹脂膜）を形成する場合、ａ．液相中、基体粒子を分散させて乳化重合させることにより、その粒子の上に樹脂膜を形成させる方法（液相中での重合法）や、ｂ．気相中での製膜法（ＣＶＤ）（ＰＶＤ）等が採られる。
【実施例】
【００８７】
以下に本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、勿論本発明の範囲は、これらによって限定されるものではない。
〔実施例１〕
１．初期条件の決定
（１）機能にあわせて基体粒子を決めた。磁性を持たせるため、カーボニル鉄粉（平均粒径１０μｍ）を選んだ。
（２）目標とする色を決めた。目標とした色は、鮮やかなマゼンタ色、すなわち（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「マゼンタ色（Ｓ３２−９４３）」を目標とした。
（３）目標とするＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定した。
ＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0は下記の表１のとおりであった。
【００８８】
【表１】
2005120148.tif 000023
【００８９】
（４）前記基体粒子の表面に、２層以上の多層膜を被覆した多層膜被覆粉体のＬ*l、ａ*l、ｂ*lが下記の条件を満たすものを探す。
【００９０】
波形算出には、薄膜多重干渉の漸化式（１）と形状補正の式（２）に基づいて、各被膜層について解くことにより各層膜厚を決定した。最適膜厚はプログラムを作っておき、数値解として、コンピュータを用いて解いた。多層膜の膜厚最適化の方法はシンプレックス法にて行なった。
【００９１】
２．目標膜厚算出
目標とする膜厚、膜構成の数値解を得るための限定条件を次のようにして数値解を求めた。
ａ．製膜可能な膜物質についてあらかじめ用意した光学常数（測定済）を用いた。
ｂ．色差が最小になるもの（１００以下、好ましくは５０以下であるもの）を探索した。
【００９２】
ΔＺ*＝  ｜(L*0−L*l)2＋(a*0−a*l)2＋(b*0−b*l)2｜1/2
ΔＺ*≦１００
【００９３】
ｃ．Ｌ*l、ａ*l、ｂ*lの数値の内、色の度合い（色相）が一致するよう以下の条件も付けた。
【００９４】
０．９≦(a*0／b*0)／(a*l／b*l)≦１．１
【００９５】
（色相の比が１の場合色が同じになる。但し明るさは違う。）
も満たすものを探した。
【００９６】
ｄ．膜数は２層から始め、解が見つかるまで最大６０層までを限度とした。
【００９７】
最適化された２層で、目標色に近い色となる多層被覆粉体の、理論上の分光反射曲線が求められた。その理論上の分光反射曲線を図１に破線で示す。またこの分光光度曲線から、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２９の付表を用いて換算することによって得られる設計上のＣＩＥＬＡＢ表色系の値Ｌ*1、ａ*1、ｂ*1は以下の表の通りであった。
【００９８】
【表２】
2005120148.tif 000024
【００９９】
また、目標色（（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「マゼンタ色」（Ｓ３２−９４３）との色差、色相は以下の通りであった。
【０１００】
ΔＺ*＝１．２５
(a*0／b*0)／(a*l／b*l)＝１．０１７
【０１０１】
また、設計作業により得られた膜構成条件（膜数、膜物質種類、膜順序、各膜厚）は、以下の通りであった。
【０１０２】
【表３】
2005120148.tif 000025
【０１０３】
３．各被覆層製膜
上記の膜構造条件を製膜時の目標とした。
設計に従い、所定の膜数、膜物質を所定の膜厚どおり被覆するために次の操作を行った。
基体粒子の表面に形成するそれぞれの膜物質の原料添加量と膜厚の関係を決めておいた。
粒子表面に目標の膜厚の膜を製膜した。この際、最適化された各膜について、膜被覆粉体が設計値どおりに製膜されているか波形により確認しながら行なった。
【０１０４】
（１）１層目酸化ケイ素の製膜
ＢＡＳＦ製、カーボニル鉄粉（平均粒径１０μｍ）に対し、金属アルコキシドの加水分解法により、第１層目シリカ膜（酸化ケイ素）を製膜し、シリカ被覆鉄粉ＡSを調製した。製膜後、窒素雰囲気で６００℃で３０分間熱処理を行った。その結果、第１層目シリカ膜の膜厚は３４３ｎｍであった。
【０１０５】
（２）２層目酸化チタンの製膜
シリカ被覆鉄粉ＡSを用いて、これに、金属アルコキシドの加水分解法により、第２層目チタニア膜（酸化チタン）を製膜し、チタニア被覆鉄粉ＡSTを調製した。製膜後、窒素雰囲気で６００℃で３０分間熱処理を行った。その結果、第２層目チタニア膜の膜厚は１７２ｎｍであった。
【０１０６】
（３）調製物評価
得られた粉体ＡSTの分光反射曲線、及び、ＣＩＥＬＡＢ表色系の値Ｌ*S、ａ*S、ｂ*Sを測定した。
得られた粉体ＡSTの分光反射曲線は、図１に実線で示す通りであり、ＣＩＥＬＡＢ表色系の値値Ｌ*S、ａ*S、ｂ*Sは下記の表４のとおりであった。
【０１０７】
【表４】
2005120148.tif 000026
【０１０８】
また、目標色（（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「マゼンタ色」（Ｓ３２−９４３）との色差、色相は以下の通りであった。
【０１０９】
ΔＺ*＝１．２２９
(a*0／b*0)／(a*S／b*S)＝０．９８９であった。
【０１１０】
実際に得られた粉体ＡSTの色は、目視では目標色（（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「マゼンタ色」（Ｓ３２−９４３）と同じであった。すなわち上記の手順により、多層膜被覆粉体を設計、製造することにより、所望の色を有する粉体が得ることができた。
【０１１１】
〔実施例２〕
１．初期条件の決定
（１）機能にあわせて基体粒子を決めた。磁性を持たせるため、カーボニル鉄粉（平均粒径１０μｍ）を選んだ。
（２）目標とする色を決めた。目標とした色は、鮮やかな黄緑色、すなわち（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「青緑色」（Ｓ３２−０４７）を目標とした。
（３）ＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0を測定した。
ＣＩＥＬＡＢ表色系の値のＬ*0、ａ*0、ｂ*0は下記の表５のとおりであった。
【０１１２】
【表５】
2005120148.tif 000027
【０１１３】
（４）前記基体粒子の表面に、２層以上の多層膜を被覆した多層膜被覆粉体のＬ*l、ａ*l、ｂ*lが下記の条件を満たすものを探す。
【０１１４】
波形算出には、薄膜多重干渉の漸化式（１）と形状補正の式（２）に基づいて、各被膜層について解くことにより各層膜厚を決定した。最適膜厚はプログラムを作っておき、数値解として、コンピュータを用いて解いた。多層膜の膜厚最適化の方法はシンプレックス法にて行なった。
【０１１５】
２．目標膜厚算出
目標とする膜厚、膜構成の数値解を得るための限定条件を次のようにして数値解を求めた。
ａ．製膜可能な膜物質についてあらかじめ用意した光学常数（測定済）を用いた。
ｂ．色差が最小になるもの（１００以下、好ましくは５０以下、さらに好ましくは３０以下であり、最も好ましいのは１０以下であるように）を探索した。
【０１１６】
ΔＺ*＝  ｜(L*0−L*l)2＋(a*0−a*l)2＋(b*0−b*l)2｜1/2
ΔＺ*≦１００
【０１１７】
ｃ．Ｌ*l、ａ*l、ｂ*lの数値の内、色の度合い（色相）が一致するよう以下の条件も付けた。
【０１１８】
０．９≦(a*0／b*0)／(a*l／b*l)≦１．１
【０１１９】
（色相の比が１の場合色が同じになる。但し明るさは違う。）
も満たすものを探した。
【０１２０】
ｄ．膜数は２層から始め、解が見つかるまで最大６０層までを限度とした。
【０１２１】
最適化された２層で、目標色に近い色となる多層被覆粉体の、理論上の分光反射曲線が求められた。その理論上の分光反射曲線を図２に破線で示す。またこの分光光度曲線から、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２９の付表を用いて換算することによって得られる設計上のＣＩＥＬＡＢ表色系の値Ｌ*1、ａ*1、ｂ*1は以下の表６の通りであった。
【０１２２】
【表６】
2005120148.tif 000028
【０１２３】
また、目標色（（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「青緑色Ｓ３２−０４７」との色差、色相は以下の通りであった。
【０１２４】
ΔＺ*＝０．３１８
(a*0／b*0)／(a*l／b*l)＝０．９７５
【０１２５】
また、設計作業により得られた膜構成条件（膜数、膜物質種類、膜順序、各膜厚）は、以下の通りであった。
【０１２６】
【表７】
2005120148.tif 000029
【０１２７】
３．各被覆層製膜
上記の膜構造条件を製膜時の目標とした。
設計に従い、所定の膜数、膜物質を所定の膜厚どおり被覆するために次の操作を行った。
基体粒子の表面に形成するそれぞれの膜物質の原料添加量と膜厚の関係を決めておいた。
粒子表面に目標の膜厚の膜を製膜した。この際、最適化された各膜について、膜被覆粉体が設計値どおりに製膜されているか波形により確認しながら行なった。
【０１２８】
（１）１層目酸化ケイ素の製膜
ＢＡＳＦ製、カーボニル鉄粉（平均粒径１０μｍ）に対し、水溶液中での金属塩の反応法により、第１層目シリカ膜（酸化ケイ素）および、第２層目チタニア膜（酸化チタン）、を製膜した。詳細を以下に記す。
（緩衝溶液の調整）
１リットルの水に対し、０．４ｍｏｌの塩化カリウム試薬と０．４ｍｏｌのほう酸を溶解し、緩衝溶液１とした。１リットルの水に対し、０．４ｍｏｌの水酸化ナトリウムを溶解し、緩衝溶液２とした。上記緩衝溶液１を２５０ｍｌと上記緩衝溶液２を１１５ｍｌとを、前記容積比で混合均一化したものを、緩衝溶液３とした。
（製膜）
ＢＡＳＦ製カーボニル鉄粉（平均粒径１０μｍ）を、緩衝溶液３に分散した。分散液を入れた容器に、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ2換算で１０％）を滴下することにより、第１層目シリカ膜を製膜し、シリカ被覆粉ＢSを調製した。製膜後、窒素雰囲気で６００℃で３０分間熱処理を行った。その結果、第１層目シリカ膜の膜厚は４５３ｎｍであった。
【０１２９】
（２）２層目酸化チタンの製膜
チタニア被膜はペルオキソチタンを用いて被膜した。
緩衝溶液３中に前記シリカ被覆鉄粉BSを分散し、攪拌しながらペルオキソチタン溶液を滴下した。製膜後傾斜洗浄を行い、第２層目チタニア膜（酸化チタン）を製膜したチタニア被覆鉄粉ＢSTを調製した。製膜後、120℃で8時間乾燥後、窒素雰囲気で600℃で30分熱処理した。その結果、第２層目チタニア膜の膜厚は１８７ｎｍであった。
【０１３０】
（３）調製物評価
得られた粉体ＢSTの分光反射曲線、及び、ＣＩＥＬＡＢ表色系の値Ｌ*S、ａ*S、ｂ*Sを測定した。
得られた粉体ＢSTの分光反射曲線は、図２に実線で示す通りであり、ＣＩＥＬＡＢ表色系の値Ｌ*S、ａ*S、ｂ*Sは下記の表８のとおりであった。
【０１３１】
【表８】
2005120148.tif 000030
【０１３２】
また、目標色（（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「青緑色Ｓ３２−０４７」との色差、色相は以下の通りであった。
【０１３３】
ΔＺ*＝０．３８
(a*0／b*0)／(a*S／b*S)＝０．９７８であった。
【０１３４】
実際に得られた粉体ＢSTの色は、目視では目標色（（社）日本塗料工業会の塗料用標準色見本帳の「青緑色Ｓ３２−０４７」)と同じであった。すなわち上記の手順により、多層膜被覆粉体を設計、製造することにより、所望の色を有する粉体が得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明の光干渉性多層膜被覆粉体の設計方法により、耐候性および鮮やかな所望の色を有する光干渉性多層膜被覆粉体を得ることができる。このようにして得られた光干渉性多層膜被覆粉体は、工業の多くの分野で、例えば自動車被覆、装飾被覆、プラスチック顔料着色、塗料、印刷インキ等において有用なものである。
また、このようにして得られた光干渉性多層膜被覆粉体は、偽造防止秘密文書、例えば紙幣、小切手、小切手カード、クレジットカード、収入印紙、切手、鉄道及び航空券、テレホンカード、宝くじ券、ギフト券、渡航及び身分証明書の作成のためにも有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】実施例１における、設計粉体と実際に作製した粉体の分光光度曲線を示す図である。
【図２】実施例２における、設計粉体と実際に作製した粉体の分光光度曲線を示す図である。
【図１】
2005120148.tif 000043
【図２】
2005120148.tif 000044