多色光亮珠光颜料的制作方法
【专利说明】多色光亮珠光颜料
[0001] 本申请为申请日为2008年5月20日、申请号为200880103438. 5的中国专利申请 (对应的国际申请号为PCT/US2008/064243)的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉参考
[0003] 本申请在此要求在2007年10月31日提交的部分继续专利申请序号11/931534、 11/931415、11/931473、11/931658以及在2007年6月20日提交的非临时专利申请序号 11/765614的权益，它们的公开内容通过引用以其全部内容并入本文。
【背景技术】
[0004] 本发明一般涉及多色光亮珠光颜料。
[0005] 与宝石（如钻石、红宝石、翡翠、黄玉、蛋白石、玉石）和贵金属（如金、银、钼）一 起，珍珠在黄金时代人类最珍贵的财产（或奢侈品）之列。除了其天然的美丽、明亮的颜色 和光泽外，它们通常与社会地位和幸福水平联系在一起。因此，并且毫不惊讶地，化妆品的 趋势是用不太昂贵的材料如干涉颜料（如金属氧化物涂布的云母）模仿或再造珍珠、宝石 和贵金属的这些"天然的"且"美感的"外观。最常见的珠光颜料类型是微粉化的二氧化钛、 金属氧化物涂布的云母、金属氧化物涂布的氧化铝、金属氧化物涂布的二氧化硅、碱性碳酸 铅、氯氧化秘和天然的鱼银（fish silver)。
[0006] 金属氧化物涂布的云母颜料特征在于优良的光学、化学、机械、毒物学和环境特 性。天然或合成的云母以及可选的载体，如薄铝片或3102片，可单独使用，或者作为二氧化 钛、氧化铁（Fe 2O3或Fe3O4)、亚铁氰化铁（铁蓝或普鲁士蓝）、氧化锡和氧化铬的载体。这 些涂布的云母基颜料所限定的色空间是基于所用的涂料类型（如金属氧化物、着色剂等）、 层厚和涂层的数目。
[0007] 在天然珍珠中，最昂贵的是黑珍珠，其伴随着各种底色和侧视色（color flop)。在 化妆品中准确地模仿这种美感的光学效果是化妆用颜料制造者和配方设计师所面临的最 高挑战之一。这些颜料的传统方法是将纯黑色无机颜料（如炭黑）与白色片状珠光颜料 (如TiO 2涂布的云母、TiO 2涂布的硼硅酸盐、TiO 2涂布的氧化铝）混合。片状干涉颜料提 供光泽、亮度（反射）、透明度和视野深度。纯色颜料（一种或多种）提供黑色的底色和表 面覆盖。然而，相比天然珍珠，这种混合物通常看起来更"脏"、"缺少光泽"以及"缺少透明 度"。主要原因是白色珠光颜料的光滑表面被纯色颜料颗粒弄脏，这导致光散射以及光干涉 的扰乱。
[0008] 金属氧化物涂布的片状颜料可具有磁性或者呈现磁化性。当置入液体涂料中时， 涂布颜料的区域可以通过外部施加的磁场排列并且产生角色差或者取决于角度的光学效 果。这种效果可被用于产生两维或三维图象的印象。在颜料排列后，涂料可被固化以稳固 光学效果。颜料的实例和将它们排列的方法在US 6589331、US 6902807、US5223360、US 6759097和US 7258900中讨论。然而，就色空间而言，磁性颜料非常有限。可得到的典型颜 色是金属黑色、灰色调或重铬色调，其特征在于黑或红棕吸收色结合淡干涉色。
[0009] 需要采用允许对颜色和不透明度进行光学控制的处理方法将金属氧化物涂布的 颜料的现存色空间扩大至更鲜明、光亮的色泽以及仿古黑色珠光色泽。此外，需要更富色彩 的磁性颜料，其在排列的和未排列的颜料之间具有较大的色差。
【发明内容】
[0010] 本发明克服了现有技术的上述和其它缺陷，这是通过提供包括基底和第一层的珠 光颜料实现的，其中第一层包括氧化铁，其中氧化铁中的铁包括大约10%至大约20%的 Fe(II)以及大约80%至大约90%的Fe (III)。
[0011] 本发明的另一方面是珠光颜料，其中该颜料是无机材料并且在白色背景上测量时 该颜料均匀涂层的颜色选自=CIELAB色相角，hab，从大约50至大约80度，其中L*不大于大 约85,并且色度值大于22 ;CIELAB色相角，hab，从大约80至大约275度，其中L*不大于大 约80,并且色度值大于大约10 ;和CIELAB色相角，hab，从不小于大约275至不大于大约50 度，其中L*不大于大约85,并且色度值大于大约9。
[0012] 本发明的另一方面是珠光颜料，其中珠光颜料是无机材料并且在白色背景上测量 时该颜料均匀涂层的颜色具有大约30或更少的CIELAB L*值和大约3或更少的色度值。
[0013] 本发明的另一方面是珠光颜料，其中颜料是通过用金属氧化物涂布基底形成第一 层并且还原第一层的金属氧化物而制备的，其中还原了仅仅大约10%至大约20%的金属。
[0014] 本发明的另一方面是珠光颜料，其中均匀的珠光颜料是无机材料并且在白色背景 上测量时磁性排列和未排列颜料之间的Λ E*不小于20。
[0015] 本发明的另一方面是在贵金属催化剂的存在下用氢源还原金属氧化物涂布的基 底的方法。
[0016] 本发明的另一方面是制备珠光颜料的方法，其包括用氢源还原氧化铁涂布的基 底，其中还原了仅仅大约1 %至大约30%的铁。
[0017] 本发明的另一方面是高活性的催化剂，其包括聚乙烯吡咯烷酮（PVP)聚合物或其 它聚合物中的纳米颗粒贵金属。
[0018] 本发明的另一方面是包含珠光颜料的化妆用制剂，该珠光颜料包括基底和第一 层，其中第一层包括氧化铁，其中氧化铁中的铁包括大约10%至大约20%的Fe(II)以及大 约80%至大约90%的Fe(III)。
[0019] 本发明的另一方面是包含珠光颜料的化妆用组合物，该珠光颜料包括基底和第一 层，其中第一层包括氧化铁，其中氧化铁中的铁具有大约1 %至大约30%的Fe(II)以及大 约70%至大约99%的Fe(III)。
[0020] 本发明的另一方面是包含珠光颜料的油漆或油墨组合物，该珠光颜料包括基底和 第一层，其中第一层包括氧化铁，其中氧化铁中的铁具有大约1 %至大约30%的Fe(II)以 及大约70%至大约99%的Fe(III)。
[0021] 本发明的另一方面是包含珠光颜料的塑料组合物，该珠光颜料包括基底和第一 层，其中第一层包括氧化铁，其中氧化铁中的铁具有大约1 %至大约30%的Fe(II)以及大 约70%至大约99%的Fe(III)。
[0022] 本发明的这些和其它目标和优点从附图和其说明中应当变得显而易见。
【附图说明】
[0023] 图1是实施例14-16相对于黑色背景所测量的CIELAB a*和b*颜色坐标的图。
[0024] 图2是分析耐酸性的每种红色珠光颜料的滤液的吸光度测量的图，具体地显示在 实施例18中检测的颜料滤液的可见光谱。
【具体实施方式】
[0025] 本发明涉及具有受控的不透明度的光亮珠光颜料，其包括基底和第一层，其中第 一层包括氧化铁，其中氧化铁中的铁具有大约1 %至大约30%的Fe (II)以及大约70 %至大 约 99%的 Fe(III)。
[0026] 氧化铁涂布的基底呈现出具有高光泽的色彩强烈的珠光颜料。改变基底、氧化铁 层厚度以及该层中Fe (II)和Fe (III)的量将改变该颜料的颜色、发光度和透明度。第一层 的平均厚度可以是大约Inm至大约350nm，大约IOnm至大约350nm或者大约IOnm至大约 250nm。
[0027] 在一种实施方式，该颜料可包括位于基底和第一层之间的第二层，其中第二层具 有大于约1. 6或小于约1. 4的折射率。第二层可具有等于或大于约1. 8的折射率。可被用 作第二层的化合物的实例是：Ti02、Fe203、Zr0 2、Sn02、Cr203、BiOCl和ZnO。第二层可包括一 种或多种材料。第二层可以是TiO 2。第二层可以是氧化铁，如Fe203、Fe304、FeOOH、FeO和 ?0(〇!1) 3。第二层的平均厚度可以是大约5〇111]1至大约8〇〇11111，或者大约1〇〇111]1至大约6〇〇111]1。
[0028] 在另一实施方式中，氧化钛涂布的云母颜料呈现出反射和光干涉引起的珠光效 果。干涉颜色和光泽取决于110 2表层的厚度以及其相应的表面粗糙度。在涂布第一层之 前，该颜料的初始干涉色当相对于黑色背景观察时是明显的。出乎意料地发现，FeOOH沉淀 之后还原导致干涉色推进以及110 2涂布的片状颜料的不透明度明显增加。该方法将透明 的、TiO2涂布的云母转变成不透明度增加的亮色珠光颜料。沉淀的FeOOH层的厚度控制颜 色推进的程度和不透明度。对于相对厚的FeOOH层，干涉色推进到下一色调并且颜料接近 于完全不透明。
[0029] 为了提高亮度、防水性、耐候性、质感和分散能力，使最终的颜料经受表面处理 通常是可取的，这取决于应用领域。表面处理的实例是甲基硅油（聚甲基聚硅氧烷）、金 属皂、脂肪酸、氢化卵磷脂、二甲基硅油（聚二甲基硅氧烷）、氟化化合物、氨基酸、N-酰 基氨基酸、松脂酸甘油酯、硅烷和组合物。许多方法被描述在美国专利号6, 790, 452 ; 美国专利号5, 368, 639 ;美国专利号5, 326, 392 ;美国专利号5, 486, 631 ;美国专利号 4, 606, 914 ;美国专利号 4, 622, 074 ;德国专利 2215191 ;DE-A 3151354 ;DE-A 3235017 ; DE-A 3334598 ;DE 4030727 Al ;EP0649886 A2 ;W0 97/29059 ;W0 99/57204 ;美国专利 号 5, 759, 255 ;EP0090259 ;EP 0634459 ;W0 99/57204 ;TO 96/32446 ;W0 99/57204 ;美 国专利号5, 759, 255 ;美国专利号5, 571，851 ;TO 01/92425 ;美国专利号5, 472, 491 ; J.J. Ponjee，Philips Technical Review, Vol. 44, No. 3, 81 ff;和 P. H.Harding J. C. Berg, J. Adhesion Sci. Technol. Vol. I I No. 4, ρρ· 471-493 中。这种后涂布可进一步 增加该颜料的化学稳定性或者简化该颜料的处理，尤其是结合到各种介质中。为了提高与 使用者介质的润湿性、分散性和/或相容性，Al 2O3或ZrO 2或其混合物的功能涂层可被施加 到颜料表面。
[0030] 在一种实施方式中，偶联剂可被用于形成珠光颜料上的外层。合适的偶联剂被公 开在EP 632 109中。实例包括硅烷、铝酸锆、锆酸盐和钛酸盐。硅烷可具有结构Y-(CH2) n-SiX3，其中η是2-8, Y是有机官能团，如氨基、甲基丙烯酸基、乙烯基、烷基、芳基、卤素和 /或环氧基，并且X是硅官能团，在其水解后与无机基底的活性位反应或者通过