磁性颜料制造技术

本发明专利技术涉及磁性颜料、所述颜料的制备方法以及它们的应用，其中所述磁性颜料包含具有两个平行主表面的透明薄片状均匀组成的基材和含由赤铁矿和磁铁矿层组成的层状结构的涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁性颜料，所述颜料的制备方法以及它们的应用，其中所述磁性颜料包含具有两个平行主表面的透明薄片状均匀组成的基材和含由赤铁矿层和磁铁矿层组成的层状结构的涂层。本专利技术的磁性颜料尤其可用于装饰性和安全性应用，其中颜料的磁性性能，特别是其在磁场中取向的能力以及它们显著的色彩特性，可合理地结合，但也可用于其中颜料的磁性性能或色彩性能可能是令人感兴趣的其它领域。除了优选用于磁记录介质的针状磁性颜料外，薄片状磁性颜料本身对于各种应用而言也公知已久。
技术介绍
US3, 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a氧化铁(赤铁矿，Fe2O3)或磁铁矿(Fe3O4)15这些颜料的色彩性能多数是由于通过TiO2或ZrO2层产生的干涉色，其通过在上面施加a氧化铁层而略微偏移。取决于a氧化铁层的层厚度，它们的体色是暖红棕色色调。如果在TiO2或ZrO2层的上面制备磁铁矿层，则由底层产生的干涉色通过薄的黑色磁铁矿层增强或通过厚的黑色磁铁矿层叠加。具有厚的磁铁矿层的颜料损失它们的光泽，因为磁铁矿层据说由于它们的结晶构型(小晶体)而是粗糙的。这种类型的颜料既不显示出吸引人的色彩性能(包括好的遮盖力以及鲜明的干涉色)，也不显示出足够好的磁性性能，以可用于安全性应用，其中在颜色和磁性方面的优异效果对于产生醒目的安全特征是必不可少的。·在DE10065761A1中描述了薄片状磁性颗粒，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，后者尤其可以含有磁铁矿或赤铁矿。这些颗粒涂有能与用于其在水溶液中离析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添加水溶性硅酸盐类(Silicatic)化合物而制得，其核不具有均匀组成，而是作为替代由铝和硅的混合氧化物构成，任选地其余为铝金属。另夕卜，因为核材料至少部分地分解，所以颗粒的板状形状及其光滑表面不可能保持在所得的颜料中。另外，制备方法的控制是困难的，因为铝粉在水中的反应本身是高度放热的并因为与铁化合物的随后反应也是危险的(铝热剂法)。没有描述这些颜料的色彩性能，也没有描述它们的磁力以及它们在装饰性或安全性应用中的使用。光学可变的磁性颜料描述在EP686675B1中。这些颜料具有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的无色或有色金属氧化物的第四层。可以将这些颜料与硅酸盐类小板混合，该硅酸盐类小板涂有内部金属氧化物层和在其上的铁磁性层，该铁磁性层尤其可以由磁铁矿和任选的在其上的另外的金属氧化物层构成。所述硅酸盐类颜料的色彩性能，尤其是磁性性能，没有对于纯颜料描述，而是仅对于混合物进行了描述。描述在后一文献中的颜料或颜料混合物可用于安全性应用，当在不同方向上磁性地取向时导致三维效果并取决于观察角度而显示出不同的颜色(光学可变)。由于在其中弓I入的金属层，它们显示出强的遮盖性能。W02009/126437公开了包含基材和在其上的层的颜料，其中所述层具有Y-Fe2O3区域和a -Fe2O3区域。这些颜料由于铁氧化物的固有吸收色而显示青铜、铜和栗色珍珠颜色。在中间生产阶段中，所述颜料包含在氧化铁层上侧上的Fe3O4组分，其在随后的生产步骤中转化成Y _Fe203。虽然如此，中间产物中的Fe3O4的含量比a -Fe2O3的含量少得多，并且所得的中间产物仍然显示青铜色色调。这种类型的颜料尤其可用于汽车应用。如果使用颜料，例如用于印刷的安全特征中，则大多数已知的安全性应用，特别是用于钞票、身份证等，要求鲜明的干涉色和醒目的光学可变性能，以及在一些应用中要求磁性。如上所述，满足所有这些要求的颜料至今仅仅作为金属类型的颜料已知，即包含至少一种金属层和/或金属基材的颜料。这些颜料仅可以通过成本高且复杂的蒸发方法制备并且它们的制备经常要求爆炸保护设施。仍需要可以通过没有金属层的颜料达到的相似效果，这不束缚于当使用黄色氧化铁时可以达到的黄色、棕色或栗色范围，并且这可以按通用且较简单的方法制备。特别地，鲜明的银色在大多数文化中总是视为有价值并且是除金色之外的在有价值物品例如钞票等中使高度合乎 需要的。还合乎需要的是例如有或者没有光学可变行为的正蓝色，绿色，绿松石色，紫色或洋红色色调，甚至有光泽(lustreous)的黑色颜料。此种鲜明颜色与强磁性效果的结合和其优点例如仅仅使用一种单一颜料的清楚可见的三维效果在本领域中将会是高度察觉到的，尤其是出于安全性或装饰性目的。
技术实现思路
因此，本专利技术目标是提供颜料，该颜料显示足够强的磁性性能以便容易在磁场中取向而导致三维效果，显示宽范围的强且有光泽的干涉色并且任选地还显示光学可变行为，结合好的遮盖力，它们不含有金属层并且可以按没有涉及任何还原步骤的简单的湿法涂覆方法制备，提供制备这些颜料的经济方法，以及它们的应用。本专利技术的目的通过磁性颜料达到，该磁性颜料包含具有两个平行主表面的透明薄片状均匀组成的基材和至少在所述基材的两个主表面上的涂层，该涂层按顺序包括由第一层和第二层组成的层状结构，该第一层由赤铁矿和/或针铁矿组成，该第二层由磁铁矿组成，其中所述由磁铁矿组成的层的厚度大于所述由赤铁矿和/或针铁矿组成的层的厚度。另外，本专利技术的目的通过此类磁性颜料的制备方法达到，该方法包括以下步骤:(a)将由任选用至少一个介电涂层涂覆的具有两个平行主表面的透明薄片状均匀组成的基材构成的颗粒分散在水中，(b)在2-4的pH值下添加水溶性的铁(III)化合物并保持该pH值恒定，从而使由赤铁矿和/或针铁矿组成的层至少沉淀到所述基材的所述两个主表面上，(c)将pH值提高到5.5-7.5的值并添加水溶性的铁(II)化合物和水溶性的铁(III)化合物，并任选地还添加铝化合物的水溶液，同时保持pH值恒定，从而使任选掺杂有铝化合物的磁铁矿层直接地沉淀到步骤(b)中预先涂覆的基材颗粒的表面上，(d)任选地洗涤并过滤所得的产物，和(e)在>100°C至<180°C的温度下干燥。另外，本专利技术的目的还通过所述颜料用于将油墨、油漆、清漆、涂料组合物、塑料、膜片、纸张、陶瓷、玻璃、化妆品和药物制剂着色，用于激光标记和用于将具有各种溶剂内容物的颜料制剂着色的用途达到。本专利技术的第一目的通过提供磁性颜料达到，该磁性颜料包含具有均匀组成并具有两个彼此平行的主表面的透明薄片状基材，该基材在基材表面上具有按顺序包括由第一层和第二层组成的层状结构的涂层，该第一层由赤铁矿和/或针铁矿组成，该第二层由磁铁矿组成。“薄片状基材”在本专利技术意义上是具有上表面和下表面的粒状基材，该上表面和下表面都构成粒状基材的所述主表面且彼此平行。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:即所述主表面是光滑和平坦的以及与几何平行的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薄片状颗粒的最大尺寸(粒度)。主表面之间的长度差构成了薄片状基材的厚度。一般而言，本专利技术的薄片状基材的厚度比其粒度小得多。通常，薄片状基材的粒度和厚度之间的比例(长径比)为至少2，优选> 20，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，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：
国别省市：