高电导率的光学可变颜料制造技术

本发明专利技术涉及高电导率的光学可变颜料，其包含基本上由二氧化硅和／或氧化硅水合物组成的薄片状基材，以及包裹着基材的导电层，及其制备方法，和这类颜料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高电导率的光学可变颜料，其包含基本上由二氧化硅和/或氧化硅水 合物组成的薄片状基材，以及包裹基材的导电层，及其制备方法，和这类颜料的用途。
技术介绍
传统上，为进行工业应用中的着色，如油墨、特别是印刷油墨，涂料，塑料，陶瓷材 料等，经常采用珠光颜料，其除了所期望的颜色效果之外，可以特别地产生高光泽效果、细 微的闪烁和微弱的依据角度而变的着色性。由于它们因为其高透明性而特别良好地可与其 它有机或无机着色剂混溶，因此基于这些混合物的许多不同的工业应用是常见的。特别是近些年，对于许多应用途径而言，具有依据视角而变化的颜色性能(随角 异色性，光学可变行为)的颜料进入人们感兴趣的视野。如果基材和位于其上的层满足严 格的质量要求，特别是关于所施加层的光滑度和均勻性、涂层的低孔隙率和层的高透明度， 与此同时各个层厚度彼此之间完美协调，则采用上述颜料类型可获得这些性能。另外公知的是导电的且特别是在工业应用中可适用的功能颜料。这些颜料由导电 材料组成，或是在载体材料上的涂层中包含导电材料。在此，载体材料可以多种尺寸形式。例如，基于透明薄片状基材的导电颜料是已知的，如涂布(SbSn)O2的云母或者具 有单层或多层介电涂层且在其上具有(SbSn)O2外层的云母。这些颜料相对于传统用作导电 颜料的材料(如炭黑或石墨)具有的优点是，它们具有浅色到略带白色或者浅灰色且由此 不会过分损害应用介质的光学印象。这些颜料可以引入各种应用介质中，有助于形成导电 涂层，例如在塑料制品、地面覆层等中，并且可商购获得(例如以商品名Minatec 31CM或 Minatec 30CM从Merck KGaA公司获得)。它们描述于例如专利DE 38 42 330,DE 42 37 990、EP 0 139 557、EP 0 359 569 和 EP0743654 中。由于它们实质上是非常透明的，如果应用介质应具有光学上有吸引力的彩色颜 色，则它们也能良好地与颗粒状或溶解的着色剂、特别是与有色颜料混溶。但是，期望的彩 色度越大，则必须选择的着色颜料的比例越大，导致应用介质中导电颜料的比例降低。由此 阻碍了传导路径的形成或者经常将其阻断，从而使得应用介质中电导能力受损害。即使仅 添加少量的着色颜料，对于总是存在最高的介质中颜料携带量的情况而言，介质的电导率 由此可以完全瓦解。如果通过传导颜料份额不成比例地增加而对此加以抵抗，则相反地必 须要考虑到介质的浑浊、着色性能的稀释、可能的涂覆溶液的高粘度以及可能地甚至涂料 在各个基底层上的差粘合力。因此，对于许多应用领域，期望存在同时具有彩色色彩以及高电导率的可获得的 颜料。EP 310 340已提出了用于这种目的的颜料，其在氧化铁颗粒构成的核上具有硅和/ 或钛的氧化物的层以及导电层。这些颜料的电阻率小于5X IO6 Ω cm，且颜色范围从黄色经 过橙色到红色，其对应于基材的固有颜色。但是，限于基材的选择，这些颜料的颜色调节仅 可以在有限范围内变化，这并非是描述了光学可变的颜色印象，且可获得的电导率也值得 改进。但是，正是对于诸如防伪产品或电子制品的应用领域，值得期望的是提供具有足 够高电导率且同时具有光学可变着色性的导电颜料。专利技术描述由此，本专利技术的目的是开发出高电导率的光学可变颜料，其具有尽可能简单的组 成，可以覆盖宽的颜色范围，可以非常良好地结合到各种应用介质中，且对于大量应用而言 可以简单且廉价地生产。本专利技术的另一目的在于提供制备这种颜料的简单方法。另外，本专利技术的另一目的在于指出上述颜料的用途。本专利技术的目的通过高电导率的光学可变颜料得以实现，其包含薄片状基材以及包 裹该基材的导电层，该薄片状基材具有至少80nm的厚度且基于基材的总重计至少80重量％由二氧化硅和/或二氧化硅水合物组成。另外，本专利技术的目的通过一种制备高电导率的光学可变颜料的方法得以实现，该 方法包括如下步骤a)任选地用至少一个由折射率η彡1. 8的介电层和折射率η < 1. 8的介电层构成 的层组件(Schichtpaket)涂布薄片状基材，该薄片状基材具有至少SOnm的厚度且基于基 材的总重计有至少80重量％由二氧化硅和/或氧化硅水合物组成，其中将折射率η > 1. 8 的层直接施加到基材上，以及任选额外地施加到折射率η < 1. 8的层之上，前提是每种情形 下折射率η < 1.8的层直接地施加到导电层之下，该过程中获得载体薄片，b)将步骤a)中获得的载体薄片用导电层来包裹涂覆。另外，本专利技术的目的通过所述颜料在油漆、涂料、印刷油墨、塑料、防伪应用、地面 覆层、膜、配制剂、陶瓷材料、玻璃、纸张、激光标记、热防护、干燥制剂和颜料制剂中的用途 得以实现。依据本专利技术的颜料是光学可变的且包含薄片状基材以及包裹该基材的导电层，该 薄片状基材有基于基材的总重计至少80重量％由二氧化硅和/或氧化硅水合物组成，且具 有最小80nm的厚度。光学可变颜料是在不同的照射和/或观察角度下留下视觉上可察觉的不同颜色 印象和/或亮度印象的颜料。在不同的颜色印象的情形下，这些性能也称为随角异色性。依 据本专利技术的光学可变颜料优选地在至少两个不同的照射和/或观察角度下具有至少两个 且至多四个光学上清楚可区分的离散颜色，但是优选地在两个不同的照射和/或观察角度 下具有两个或者在三个不同的照射和/或观察角度下具有三个光学上清楚可区分的离散 颜色。优选地，每种情形下仅仅存在离散色调且无中间色调，即在不同视角下可辨识出一种 颜色到另一种颜色的清晰变化。但是，在改变视角时显示出颜色渐变(Farbverlauf)的实 施方式也是适宜的。在本专利技术的范畴内，认为薄片状是一种平面结构，其上下侧具有两个几乎彼此平 行的表面且其长度和宽度上的尺寸是颜料的最大尺寸。所述表面之间的距离(其表示薄片 的厚度)则相反地具有较小尺寸。用于依据本专利技术颜料的基材在长度和宽度上的尺寸为2 250 μ m,优选为2 100 μ m且特别地为5 60 μ m。它们也是经常称作基材粒径的数值。这点本身并非关键， 但是优选窄的基材粒径分布。基材厚度为至少80nm到高达5 μ m,优选为0. 1 4. 5 μ m，且特别优选为0. 2 1 μ m。基材的长径比(长度与厚度的比例)为至少2，优选为至少10且特别优选为至少 50。基材有基于基材的总重计至少80重量％由二氧化硅和/或氧化硅水合物组成。另外，其可以包含高达20重量％的颗粒状和/或溶解的着色剂，基于基材的总重计。优选地， 基材有95到接近于100重量％由氧化硅和/或氧化硅水合物组成，其中仅仅可以存在痕量 或者极少百分比含量的杂离子。这种基材也称为SiO2薄片，即使它们包含一定比例的水合的氧化硅。它们是高度 透明的，且如果不包含着色剂时是无色的。它们具有平坦且非常光滑的表面以及均勻的层 厚。由于如下所述SiO2薄片的优选制备方法所致，它们在侧面上具有锋利的断裂边缘，其 可以具有尖锐、锯齿状翻边(AusstUlpimgen)。特别优选具有窄粒径分布的物质，特别是其 中细颗粒比例最小化的那些。如果基材基本上、亦即透射至少90%的可见光时，认为它们是透明的。另外，依据本专利技术的颜料包含导电层，其包裹上述基材。适合于导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
颜料，其包含薄片状基材以及包裹该基材的导电层，该薄片状基材具有至少８０ｎｍ的厚度且基于基材的总重计至少８０重量％由二氧化硅和／或氧化硅水合物组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B克里奇，M昆茨，R卢尔格，
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]