[发明专利]颜料

说明书

本发明涉及光泽和遮盖力或透光性均高的片晶状颜料。

就片晶状颜料而言，其遮盖力和光泽往往难以同时达到满意的程度。例如涂有一层或多层金属氧化物薄层的云母片晶，其特征在于干涉色和高光泽，但由于基体透明，它还同时具有高透光性，因此遮盖力较低。无疑，采用由例如氧化铬或氧化铁组成的带色金属氧化物层可以改善遮盖力，但即使这样，这类颜料的遮盖力常常并不能满足所有的要求。如果存在粗糙的基体表面或沉积较粗糙的金属氧化物层，还可提高遮盖力：散射中心数目的增加使遮盖力提高但降低了光泽。

金属氧化层的厚度一般在50-250毫微米(nm)之间，具体视所用金属氧化物的折光指数和所要求的干涉色而定。由于不同折光指数材料的相界面存在反射作用，沿平行于片晶状颜料反射光方向观察到干涉效应，该效应取决于观察的角度和金属氧化物层的光密度；用非吸收材料在透过光中可观察到相应的互补色。

存在这类干涉效应的一个条件是基体表面平滑。

迄今为止，诸如云母之类天然材料已主要被用作制造干涉颜料的片晶状基体。由于这是一种天然存在的材料，这类基体的表面不是完美平滑的，而是具有诸如阶跃之类的不规则性，其结果是限制了所得干涉颜料的质量。

天然材料如云母的另一个缺点是被外来离子带有的颜色沾染，例如铁离子，它们对最终产品的颜色纯度有不利的影响。

另外，已建议用片晶状金属基体代替透明的云母，这导致颜料具有很高的遮盖力。另一方面，这同时产生很强的金属光泽，从审美上看，该结果往往不完全满意。而且，由于投射光被金属表面立即反射，金属颜料并不具有纵深的作用。

借助辊轧玻璃熔体然后研磨所得的薄玻璃片已被建议用作合成材料。无疑，以这种材料为基础的干涉颜料所显示的颜色效果优于传统的以云母为基础的颜料。但是，它们的缺点是，这种玻璃片具有约10-15um的很高的平均厚度和很宽的厚度分布(一般为4-20um)，而干涉颜料的厚度一般不超过3um。EP0,384,596介绍了一种方法，其中水合碱金属硅酸盐在480-500℃用喷射空气流处理，生成壁厚小的玻泡；然后磨碎这种玻泡，得到厚度小于3um的片晶状碱金属硅酸盐基体。不过，该方法工艺复杂，而且片晶厚度的分布较宽。

EP0,240952提出了一种制备各种片晶状材料也包括二氧化硅的连续传送带方法。按照这种方法，通过一种辊涂系统在平滑的传送带上涂以一定厚度片晶状材料前体的薄的液膜；使液膜干燥，从传送带上剥离，由此形成片晶状颗粒。需要的话再将该颗粒灼烧，并根据需要加以研磨，接着分粒。所用的前体材料是有机金属化合物(烷氧化合物)，诸如四乙基原硅酸酯。薄膜经干燥使其聚合，用刮刀从传送带上刮下来，得到小的片晶；再将这些片晶在500℃灼烧以转化成相应的金属氧化物。将一种金属氧化物溶胶任选分散在甲醇中并按照类似方法涂成薄膜，干燥和灼烧，所得材料也可用作上述前体。

不过，其缺点是采用了很贵的前体材料，尤其提高了在使用有机金属化合物时所需要的工作场所安全要求。为了实现前体完全化学转化成所要求的膜材料，通常必须猛烈加热该膜和传送带材料。其结果，除了对传送带材料产生很大的热应力以外，所消耗的大量能量以及过程速率的限制也对该方法的经济性产生十分不利的影响。

采用EP0,236,952所述的含水氧化物或氢氧化物溶胶也是成问题的，因为形成的膜不均匀而且是由尺寸不均匀的颗粒组成。这要求在很高温度下处理，以使材料获得必需的均匀性，形状精度以及强度。

U.S3,138,475说明了一种制备片晶状或叶片状金属氧化物或水合氧化物的连续传送带方法，所述金属来自周期表IV，V族和铁族。按照这种方法，根据需要，先将如由有机硅烷涂料组成的防粘层涂在连续的传送带上，以便后面易于剥离金属氧化物膜。然后涂布一种液膜，该膜由要转化成所需氧化物的金属水解性化合物溶液组成，使液膜干燥，然后用摇动装置剥离。无疑，该专利公开提到了也可以通过这个方法制备SiO₂片晶，但文中仅很一般地介绍了这个方法而且没有给出具体的实施例。

JP64-9803说明了在连续的传送带上制备含第二种高折光指数金属氧化物分散细颗粒的片晶状金属氧化物。所得产品可用作化妆品防晒霜，它的组成例如是分散有二氧化钛细粒的二氧化硅基体。不过，该产品没有显示出干涉色，因为起散射中心作用的二氧化钛颗粒不均匀地分布在平滑的表面上。