干涉颜料是光学上最复杂的颜料之一。与吸收部分入射光的彩色颜料和反射入射光的金属颜料不同，干涉颜料涉及由于反射和折射而移位在一起的叠加光波，从而导致产生的光波增强或减弱。各种因素，如颜料的布局，它的应用和照明，使最佳条件。
用湿化学法制造的颜料通常具有天然云母、二氧化硅或氧化铝的载体血小板。高折射率金属氧化物，如二氧化钛或氧化铁，应用于这种载体血小板。由于二氧化钛的层厚不同，这些颜料的颜色从白色、黄色、红色或蓝色变成绿色。这种不寻常的颜色变化是由于最大值和最小值移动到更长的波长。对于黄色，最小值从紫外线范围转移到可见区域，由此白色变成黄色。随着二氧化钛层厚度的增加，这个最小值进一步转移到更长的波长，这就导致了红色。在紫外范围内，最小值之后的最大值迁移到可见范围内，而长波范围内的最大值迁移到不可见的红外范围内。随着图层厚度的增加，蓝色最大值转移到绿色范围。因此，这些颜料组的颜色序列在化学上是相同的，仅在层厚度上有所不同(图1)。
自80年代中期以来，干涉颜料就被用于汽车涂料中。从那时起，人们对量化它们的颜色和效果越来越感兴趣。它们被涂在所谓的底漆上，然后用透明涂层密封。这些底漆层厚度为10-15微米;干涉颜料的长度范围为5-100 μ m，厚度约为0.05 μ m。由于这种尺寸，颜料在油漆中只能以血小板的形式存在。这种取向是由在底漆干燥过程中添加的添加剂所支持的。因此，基于测量角度的颜料取向的理论计算必须受到质疑。在电子显微镜下观察的图案显示出相对平坦的方向;在光学显微镜下，光照角度的变化表明，观察到的颜色几乎总是来自相同的颜料，而不是来自不同取向的颜料。
大多数干涉颜料都是透明的，这就是为什么背景或环境的颜色也起作用。由于入射光分为反射率色和互补透光色，在白色背景下可以很好地观察到这种变化。当测量值接近光泽度时，可以检测到反射率颜色，而透光率颜色则远离光泽度。这种透光色是在颜料的反面产生的，由白色基底反射。如果从45°照明角的光泽度角测量角度差异，则可以检测到该范围内高达20°左右的反射率颜色。在20°和30°之间的光泽角有一个所谓的过渡范围。用大的差角，测量从白色背景反射的互补透过率颜色。黑色背景吸收了透光色。彩色背景以及彩色颜料的混合物显示类似的模式(图2-4)。
干涉颜料的性能研究
光学定律描述了可应用于干涉颜料的三种性质。一方面，当光照较平时，最大反射向较短的波长移动。这对于干涉颜料的表征和鉴定是一个至关重要的性质。这种光学特性可以在技术上测量，照明角度从一个陡峭的角度改变为一个平坦的角度，其中微分角度保持恒定为每个各自的光泽角。这就形成了各自颜料的典型干涉线。15°的光柱角在这里被证明特别有用。在接近光泽度的角度测量时，通常会有测量不正确的风险，特别是当涉及到透明涂层的样品时(图5和图6)。
第二个性质在反射率曲线的过程中得到了证明。它们不仅转移到更短的波长，而且它们的最大值随着更平坦的照射而显著上升。由于这一特性，a*b*图中的干涉线总是在平坦照明的逆时针方向运行。因此，红色干涉色素的颜色从蓝红色变为黄红色，绿色从黄绿色变为蓝色(图6)。
第三个性质与恒定光照下的测量有关。通常记录45°的恒定照明角度，但也可以记录65°等其他角度。由于所有接近光泽度的干涉颜料都显示其反射率颜色，反射率颜色也可以测量，因此即使在与有色颜料的不寻常混合物中也可以观察和测量。因此，即使相应的颜料与绿色或红色颜料混合，蓝色反射颜色也被保留。基本上，效果来自于颜色和/或亮度根据几何形状而变化的事实。而用干涉颜料，反射率颜色总是检测到接近光泽。颜料混合物的整体颜色外观受其所含颜料的不同影响。这适用于彩色颜料、铝颜料和干涉颜料。彩色颜料影响所有几何图形的整体色彩印象，铝色颜料接近光泽度，干涉色颜料主要离光泽度25°左右。因此，干涉颜料的颜色受到着色颜料的影响，也反映接近光泽(图7)。
但是，在恒定的照明角度和每个光泽度角度的不同角度差异下的测量并不局限于45°的照明角度。原则上，45°照明已成为最适合的表征。这些测量结果的组合就是所谓的“光柱线”，测量值在一个恒定的微分角上的组合被称为“干涉线”。同样，由于可能会有多条连接线，因此有必要指出视差角。在光谱角等于或大于30°时，用白色背景上的透明干涉颜料测量透射色。
除了已知的通过湿化学或高真空制备的干涉颜料外，还有一些特殊类型的干涉颜料。它们的光学响应与网格上的反射相对应。众所周知，入射光的光谱是碎片化的，从蓝紫色到蓝色、绿色、黄色到红色。不同于“普通”干涉颜料，根据照明角度显示颜色梯度，完整的彩虹在多色颜料中总是很明显(图8)。它的颜色可以单独测量——眼睛比测量仪器有更大的观察和探测范围，看到完整的彩虹。彩虹的范围在20到30度的角度范围内，这取决于照明的角度:在平坦的65°照明下，彩虹从光泽角开始大约45°，延伸到大约75°。在45°的更陡的照明，范围从35°到65°。这些是一阶颜色的极限。二阶的颜色在这个范围内;是可测量的，但几乎看不见。
从反射率曲线可以清楚地看出，随着光泽角和光光角的增加，反射光及其极大值从紫外范围转移到可见光范围。随着光谱角的进一步增加，它们离开了红外区域的可见光谱范围，而二阶的极大值从UV移动到可见范围(图9-11)。
干涉定律——在较平的光照下反射到较短波长的位移——也适用于这些颜料。假设光象几何-例如，55°-如果不同照明角度的反射具有恒定的微分角，可以清楚地看到极大值向较短波长和较平照明角度的移动。因此，在这些颜料中，光学反射定律适用于网格和干涉(图12)。
与彩色颜料和干涉颜料的组合
干涉颜料具有典型的反射颜色，具有或大或小的颜色梯度。它们与颜色和铝颜料结合在许多汽车颜色中。例如，为了产生蓝色效果，可以将白色干涉颜料与蓝色颜料混合。也可以用蓝色或绿色来代替白色干涉颜料。这里的组合可能性几乎是无限的。
在多色颜料的情况下，组合的方式略有不同;颜色和铝颜料的混合物会影响多色彩虹效果。
多色颜料本质上是银白色到银灰色。彩虹效应在这些中性颜料中表现得最为明显。颜料的混合部分或甚至完全抑制了彩虹，因此原则上有必要进行一些初步的考虑:
- 完整的彩虹只存在于多色颜料或少量的掺入物中。要获得彩虹，组合的可能性非常有限。黑色的混合物是理想的，因为在这种情况下，彩虹的颜色不会受到影响。由于对比度更大，彩虹效果也更强烈。当使用这样的颜料时，彩虹总是呈现出来;没有一种颜料只能显示彩虹的一半或四分之一。在这种情况下，必须用其他颜料的掺合物来控制效果(图13)。
- 彩虹开始于35°-45°的光晕;干涉颜料显示-取决于类型-他们的反射颜色高达约25°的光晕。在这方面，通过混合两种类型的颜料，可以使用两种颜色范围。从上面看多色颜料的喷射，人们可以发现观察角度两侧的两条彩虹之间的“缝隙”。可以这么说，可以加入干涉颜料来填补这个“空白”。这样的混合物可以以各种方式产生，因此所选干涉颜料的颜色也可能影响彩虹(图14-17)。
- 在整个照明和观察范围内，颜色颜料的混合物会影响颜色印象。根据色素的颜色，彩虹会受到影响，不再完整地被识别出来。就像干涉色素的颜色一样，彩虹只有在一个狭窄的角度范围内才显得强烈。尽管其相对较低的强度接近光泽，彩色颜料产生更强的整体色彩印象。因此，它们通常对彩虹有很强的影响，只有与深色颜料结合才能表现出强烈的存在感(图18-19)。
MultiFlect与蓝色颜料和蓝色干涉颜料混合的实例显示了在几何区域各自的影响。在15°光晕附近的光泽-在这种情况下，照度为45°- MultiFlect颜料在绿色范围内反射出轻微的山谷;从光泽度角度-在这种情况下在50°光晕-可以看到彩虹的绿色。
通过添加蓝色颜料，as45°反射率曲线移到更高的值，尤其是在蓝色光谱范围内;接近光泽的as15°反射率曲线略有增加，在蓝色和红色范围内。与蓝干涉颜料混合后的差异更明显。它们在光泽度附近的反射影响所产生的反射率曲线，在距离光泽度15°处有一个强烈的最大值。这种色素的反射变化，可以说，在MultiFlect色素的彩虹反射之间。这种光学行为也可以通过视觉观察到;左边和右边的光泽，我们可以看到彩虹和蓝色之间的干涉颜色。其他颜色的干涉颜料也有同样的效果，它们的反射色与彩虹形成或多或少的强烈对比。
绘制a*b*值显示了添加蓝色颜料后彩虹圈进入蓝色区域的偏移。蓝色干涉颜料的加入导致蓝色区域的圆圈展开。不同颜色颜料和干涉颜料的实验显示出相似的显色反应。
结论
与所有效果颜料一样，如果要产生有用和有趣的色彩创作，多色颜料的使用需要对照明和观察几何图形进行深入检查。虽然这些颜料“只”呈现出彩虹，但特别是掺入干涉颜料可以创造出利用这两种颜料的光学特性的效果。此外，可以使用对所有几何图形的整体颜色有关键影响的颜色颜料。从多色颜料开始，可以实现不同的色彩创作方法。当然，这种类型的颜料在汽车领域的使用特别有限，但它可以用于特殊系列的有吸引力的概念。这需要对颜色的几何约束有详细的了解。发展这一知识的困难源于这样一个事实，即彩虹的几何形状只能被大多数分光光度计的测量几何形状部分记录下来。
本文曾发表在2016年4月号的欧洲涂料杂志，由Vincentz Network出版。
