银色干涉颜料制造技术

本发明专利技术涉及一种基于透明、低折射率薄片状基质的银颜料，其具有由层厚为５－３００ｎｍ的ＴｉＯ↓［２］组成的高折射率涂层，以及任选的外部保护层，并且涉及所述颜料在油漆、涂料、印刷油墨、防伪印刷油墨、塑料、按钮粘贴、陶瓷材料、玻璃中的用途、用于晶种着色、作为塑料和纸张的激光标记的掺杂剂、在食品和医药领域中作为着色添加剂、用于化妆品制剂、以及用于制备颜料组合物和干制剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于薄片状、透明、低折射率基质的银干涉颜料，并涉及所述颜料在油漆、涂料、印刷油墨、塑料中的应用，以及作为塑料和纸张的激光标记的掺杂剂、在食品和医药领域和化妆品制剂中作为添加剂的应用。在工业的许多领域中，具体为汽车罩面漆、装饰性涂料、塑料、油漆、印刷油墨和化妆品制剂中均应用光泽或效果颜料。由于其颜色作用，汽车罩面漆和有价值的防伪文件对光泽颜料特别感兴趣，这种颜料在许多干涉颜色间显示出依角而变的颜色。矿物基珠光颜料是特别重要的。珠光颜料用高折射率的通常为氧化层的层涂覆无机、薄片状载体而制备。这些颜料的颜色由在介质/氧化物或氧化物/基质界面上的波长-选择性部分反射和反射或透射光的干涉而产生。这些颜料的干涉颜色由氧化层的厚度确定。银颜料的色彩由(在光学感观内)单个高折射率层产生，而所述高折射率层的光学厚度在可见波长范围内在约500nm处产生最大反射(一级反射)。这一波长作为绿颜色被人眼接收。然而，这一最大值在其波长轴上的强度曲线是如此之宽，以致使大部分光在整个可见光区域内均被反射，人眼接收到非常亮的但无色的印象。按照已知的薄层光学规则-具体为光学部件涂层的光学规则，与单层相比，高和低折射率交替排布的多层的反射光强度明显增强。因此，与TiO2单层系统相比，向云母颗粒施涂TiO2-SiO2-TiO2层系统使反射光强度提高了约60％。相应地，由干涉而反射的光的图线明显更加显著，从而对于这类多层系统来说，可以预期得到强烈且明亮的反射颜色。这类颜料在DE 196 18 569 A1中有述。现有技术公开了基于云母片的银颜料，其具有非常宽的层厚分布，并因此针对干涉颜色来说具有中性行为。珠光颜料具有云母的单个高折射率涂层，因此其代表单层光学系统，即其干涉颜色由高折射率金属氧化物层的层厚单独确定。因此云母/金属氧化物银颜料的用色设计范围是非常有限的。另外，由于云母颗粒的层状结构，其表面具有能产生散射的不规则性，并因此降低了产品的透明性和颜色质量。再者，云母或多或少显示出非常明显的灰棕主体颜色。这种特性进一步降低了透明性并以不希望的方式影响涂用介质的吸收颜色。另外，产生银色印象的多层颜料是已知的，如在EP 1213330A1中所述。在这些颜料中，强烈的颜色可以被施涂非常薄(约50nm)的TiO2-SiO2-TiO2层序列的SiO2层所抑制。与单层云母基银颜料类似，这些颜料在用色特性设计中只提供非常小的范围，并且具有云母作基质的上述缺点。因此本专利技术的目的是提供一种银色干涉颜料，这种颜料是出色的，具体具有高透明性、纯白主体颜色和超越了单独的银效果的用色设计可能性。令人惊奇地，现在已经发现一种特定的透明、低折射率薄片，例如用薄TiO2层涂覆的SiO2薄片，能产生银色印象。通过用厚度与薄片厚度精确匹配的TiO2层涂覆薄片可以实现这一点。与EP 1213330A1的单层涂覆的云母基银颜料和干涉颜料相比，本专利技术的颜料显示出如下特性-在施涂介质中非常好的透明性-纯白的主体颜色-非常明亮的银干涉颜色。除了这些特征外，本专利技术的颜料在以下特性方面不同于已知干涉颜料-强的闪光效果-可调节的色调-依角而变的色调通过调节TiO2层的厚度并通过选择各种厚度的透明薄片如SiO2薄片，上述色调可以在很宽范围内变化而不损失干涉颜料的印象。因此本专利技术涉及基于薄片状、透明、低折射率基质的银干涉颜料，其具有由层厚为5-300nm的TiO2组成的高折射率涂层，以及任选的外部保护层。本专利技术进一步涉及本专利技术的银颜料的用途，其用于油漆、涂料、印刷油墨、塑料、按钮粘贴、陶瓷材料、玻璃中、用于种子包覆、作为塑料和纸张的激光标记的掺杂剂、在食品和医药领域特别是化妆品制剂中作为着色添加剂。本专利技术的颜料另外还适合于制备颜料组合物和制备干制剂，如颗粒、片、小球、团等。干制剂对印刷油墨和化妆品制剂来说是特别适合的。对本专利技术的干涉颜料来说合适的基础基质为折射率＜1.9的基质，例如在WO 93/08237中所描述的薄片状SiO2薄片。另外，除了所述的SiO2薄片外，本领域熟练技术人员已知的任何薄片状透明基质都是合适的，例如Al2O3薄片、玻璃薄片和薄片状塑料颗粒。特别优选的基质为SiO2薄片。其具体的特性，如可调节的色调和依角而变的色调是由针对窄的厚度分布所定义的平均密度而特别支持的。因此基于其平均层厚，基质薄片的厚度标准偏差应该为≤20％，优选为≤10％，特别优选为≤5％。基础基质的尺寸本身并不关键，并且可以与具体的应用相匹配。薄片状透明基质通常具有0.02-10μm的平均厚度，优选为0.03-5μm，具体为0.05-3μm。其它两维尺寸通常为1-450μm，优选为2-200μm，具体为5-100μm。为了实现有层理的、依角而变色调的纯银效果，很重要的是各薄片的平均厚度在标准偏差≤20％的范围内。基质的纵横比(直径/厚度比)优选为1-1000，具体为3-500，特别优选为5-200。TiO2层和基质如SiO2基质的厚度对颜料的光学特性来说是很关键的。所述层的厚度必须精确设定并与基质薄片的平均厚度相匹配。TiO2层的厚度优选为5-300nm，优选为10-200nm，具体为30-150nm。通过形成高折射率的TiO2干涉层可以相对容易地制备本专利技术的颜料，其中所述的TiO2干涉层具有精确定义的厚度并且在细碎的薄片状基质上具有光滑的表面。TiO2可以为金红石型或锐钛矿型。TiO2优选为金红石改性型。特别优选的是用金红石层涂覆的SiO2薄片。合适的基质可以为所有的无机和有机透明材料，而这些材料均可以制成具有窄厚度分布的细碎的薄片状。合适的有机基质为聚合物等，例如聚酯(例如PET)、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚甲基丙烯酸酯。特别优选的是基于SiO2、Al2O3、带有薄片外观的所有单晶、以及用薄的二氧化钛层涂覆的玻璃薄片的干涉颜料。优选通过湿化学法施涂金属氧化物层，有可能应用针对制备珠光颜料开发的湿式化学涂覆法。这类方法在如下文献中有述DE 14 67468、DE 19 59 988、DE 20 09 566、DE 22 14 545、DE 22 15 191、DE22 44 298、DE 23 13 331、DE 25 22 572、DE 31 37 808、DE 31 37 809、DE 31 51 343、DE 31 51 354、DE 31 51 355、DE 32 11 602、DE 32 35017、以及对本领域的熟练技术人员来说已知的其它专利文献和公开发表物。在湿法涂覆中，基质颗粒悬浮在水中，并且在适于水解的pH值下加入一种或多种可水解的钛盐，以一定方式选择所述钛盐从而金属氧化物或金属氧化物水合物在不发生明显的二次沉积的情况下直接沉积到薄片上。通常通过同时计量加入碱和/或酸而保持pH值基本恒定。随后分离出颜料、洗涤并在50-150℃下干燥，并且如果需要，煅烧0.5-3小时，其中在每种情况下可以针对所存在的涂层优化煅烧温度。所述煅烧温度通常为250-1000℃，优选为350-950℃。另外涂覆也可以在流化床反应器中通过气相涂覆进行，例如相应地有可能应用在EP 0 045 851A1和EP 0 106 235A1中所提出的制备珠光颜料的方法。通过选择不同的覆盖量或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于低折射率的、透明的、薄片状基质的银颜料，特征在于它们具有由层厚为５－３００ｎｍ的ＴｉＯ↓［２］组成的高折射率涂层，以及任选的外部保护层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C施米特，T德尔普，J迪茨，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]