包含片状基材和磁赤铁矿层的磁性颜料制造技术

本发明专利技术涉及包含具有两个平行的主表面的透明片状均匀组成的基材和包含磁赤铁矿的涂层的磁性颜料、生产所述颜料的方法以及它们的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含片状基材和磁赤铁矿层的磁性颜料本专利技术涉及包含具有两个平行的主表面的透明片状均匀组成的基材和包含磁赤铁矿的涂层的磁性颜料、生产所述颜料的方法以及它们的用途。本专利技术的磁性颜料尤其可用于装饰性和安全应用，其中颜料的磁性，特别是其在磁场中取向的性能以及它们显著的色彩特征可合理地结合，但也可用于其中颜料的磁性或色彩性质可能是令人感兴趣的其他领域。除了优选用于磁记录介质的针状磁性颜料外，片状磁性颜料本身对于各种应用而言也公知已久。US 3，926，659公开了任选涂有TiO2或ZrO2或其水合物的云母颜料，其在上面具 有均匀的含铁层，该含铁层可以是Y铁氧化物(磁赤铁矿)。在后面的情况下，据描述该颜料在用于生产家用磁铁或存储磁铁(磁记录介质)的合成树脂中是有用的。这些颜料的颜色性质主要是由于通过TiO2或ZrO2层产生的干涉色，其通过在上面施用Y铁氧化物层而略微转变。取决于Y铁氧化物层的层厚度，它们的体色从肉色到棕褐色。这类颜料不显示出吸引人的色彩性质也不显示出足够好的磁性以可用于安全应用，在安全应用中在颜色和磁性方面的显著效果对于产生出色的安全特性是必不可少的。在DE 100 65 761 Al中描述了片状磁性颗粒，其为多层的且包含含有Al2O3或Al2O2和SiO2的混合相的核、无定形SiO2的中间层和含铁的壳，后者特别可以是磁赤铁矿。这些颗粒涂有能与用于其在水溶液中隔离的核酸或蛋白质反应的无机或有机偶联剂。因为这些颜料由铝粉通过悬浮在水中并加入水可溶的硅酸盐(silicatic)化合物而制得，其核不是均匀的组合物，而是铝和反而是硅的混合氧化物，任选地剩下的为铝金属。此外，因为核材料至少部分分解，颗粒的板状形状及其光滑表面不能保持在产生的颜料中。此外，由于铝粉在水中的反应本身是高度放热的且与铁化合物随后的反应也是危险的(铝热法)，生产过程的控制是困难的。这些颜料的颜色性质未描述，其在安全应用中的用途也未描述。在EP 341 002 BI中，公开了具有视觉上可变性质的膜结构，其包含基材和在上面的多层薄膜金属-介电干涉涂层，其中金属-介电干涉涂层包含为具有磁性以及反射性质的材料的反射金属层，如镍钴合金。类似类型的颜料，即视觉上可变的磁性颜料也描述在EP 686 675 BI中。这些颜料具有薄层状非铁磁性金属基材，其涂有第一铁磁性层，氧化硅、氧化铝或其水合物的第二层，金属或黑色金属氧化物的第三层以及任选地无色或有色的金属氧化物的第四层。描述在后两篇文件中的颜料可用于安全应用，当在不同的方向上磁性地取向时导致三维效果并取决于观察的角度而显示出不同的颜色(视觉可变)。由于在其中结合的金属层，它们显示出强的隐藏(hiding)性质。尽管大部分已知的安全性应用，特别是用于钞票、身份证等的，要求如上所述的性质，但也有着对于更智能的效果的需求，容许如果需要时更多的透明性并显示出有价值的色彩，而没有显著的视觉可变的性质。特别是，在大多数文化中深金色总是被看成是重要的且在有价值物品如钞票等中是高度合乎需要的。这样的金色与强的磁效应的结合及其优点如仅采用单一颜料的明显可见的三维效应，在本领域中将是高度推崇的。因此，本专利技术的目标是提供显示出足够强磁性的颜料以在磁场中易于取向而导致三维效应，该颜料显示出类似于纯金的金色干涉色以及也显示出在一面上的一定程度的透明性与另一面适宜的隐藏(hiding)力的结合、用于生产这些颜料的经济的方法以及其用途。本专利技术的目标由包含具有两个平行的主表面的透明片状均匀组成的基材和包含磁赤铁矿的涂层的磁性颜料来实现。此外，本专利技术的目标通过生产这样的磁性颜料的方法实现，其包括以下步骤(a)将由任选用至少一种介电层涂覆的具有两个平行的主表面的透明片状均匀组成的基材构成的颗粒分散在水中， (b)调节pH值在2和4之间并保持pH值恒定，(c)加入水溶性铁化合物，同时仍保持pH值恒定，(d)提高pH至5. 5和7. 5之间的值，(e)任选地加入碱土化合物的水溶液，同时保持pH值恒定，(f)任选地洗涤并过滤产生的产物以及(g)在100°C和250°C之间的温度干燥I到10小时的时间，或者替代地，(h)在350°C和450V之间的温度下煅烧5到30分钟的时间。此外，本专利技术的目标也通过将所述颜料用于着色油墨、涂料、清漆、涂层组合物、塑料、箔片、纸、陶瓷、玻璃、化妆品和药物配制剂、用于激光标记和用于各种溶剂内容物的颜料配制剂的着色而实现。本专利技术的第一目标通过提供磁性颜料而实现，该磁性颜料包含为均匀组成并具有两个彼此平行的主表面的透明片状基材，在所述主表面上具有包含磁赤铁矿的涂层。在本专利技术意义上的片状基材为具有顶面和底面的颗粒基材，该顶面和底面两者构成颗粒基材的主表面且彼此平行。在本专利技术意义上的“平行”不仅仅指几何意义上的严格平行，也指如下意义上的基本上平行即在于主表面是光滑和平坦的以及在于与几何平行表面相比偏差角不大于15°。主表面长度和宽度上的延伸构成了片状颗粒的最大维度(粒径)。主表面之间的长度差构成了片状基材的厚度。通常，本专利技术的片状基材的厚度比其粒径小得多。通常，每个单个片状基材的粒径和厚度之间的比例(长宽比)为至少2以及优选彡20，也可以为1000或者甚至更大，例如直至20,000。本专利技术意义上的“透明”是指如果它们能基本上透射可见光，即透射至少90%的入射的可见光的片状基材。根据本专利技术的磁性颜料的基材在其组成上是均匀的，即它们在基材内的每个位置上由相同的材料(或者是由单种化合物或化合物的混合物或混合氧化物)构成。特别是，在单个基材颗粒内没有不同材料的梯度或特定区域。通过使用普通的天然基材颗粒如云母、滑石或其他的层状硅酸盐通常不可获得如上所述类型的片状基材颗粒。后述的材料由若干层组成，这些以使得材料的外表面不平坦和光滑的方式而彼此叠置地层叠的，但是在层组(layer package)内部显示出阶梯。因此，平坦和极为光滑的表面以这些材料不可能达到。相比之下，合成生产的基材材料如A1203、SiO2、玻璃或不同的硼硅酸盐的基材可通过精确地控制颗粒的厚度以及外表面的光滑度以及最好还通过控制颗粒的厚度变化和最后粒径偏差而生产得到。因此，合成生产的透明材料的基材在本专利技术中是优选的。根据本专利技术的颜料的基材优选是Al2O3、基于基材的重量包含至多5wt% TiO2的A1203、SiO2、基于基材重量包含至多20wt%氢氧化硅的SiO2、玻璃或硼硅酸盐的。特别优选的是Al2O3或包含至多5wt% TiO2的Al2O3的基材，二者在下文中都称为铝二氧化物(aluminum dioxide)薄片。SiO2或包含至多20%的氢氧化娃的SiO2的片状基材颗粒在下文中被称为二氧化硅薄片。用于本专利技术的颜料的基材具有在100和IOOOnm之间，优选在150和500nm之间以及最优选在200和400nm之间的平均厚度。基材颗粒的厚度偏差优选不大于10%并可通过 相应的基材颗粒的生产过程而控制。对应于基材最大维度的基材颗粒的平均直径，即粒径通常在5和200 U m之间，特别是5和150 u m之间以及最优选在10和100 u m之间。窄的粒径分布特别有利。粒径分布可通过粉碎法或分级方法或者同时采用二者来控制。当与在例如云母基材上呈现磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：清水海万，野口民生，佐佐木富美子，渡边幸隆，矢泽昌彦，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：