TW508366B - Multilayer pearl lustre pigment - Google Patents

Description

508366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（]) 本發明係關於.一種具有顯著顏色變化的多層珍珠光澤 顏料，其係以一種折射率高於1 . 8之材料之板形基質爲 主+。 多層顏料其呈現一種依角色而變化於兩種或多種已知 的強烈干擾色彩之間的色彩變化。 例如，U S 4，4 3 4，0 1 0敘述一種由反射材 料（鋁）中心層及位於中心鋁層之任何一側含有高及低折 射率兩種透明、介電材料之交錯層構成之多層千擾顏料， 舉例來說二氧化鈦及二氧化矽。在另一個該顏料之體現中 ’隨著中心鋁層形成氟化鎂及鉻各層。此顏料呈現從綠至 紫紅之強烈顏色變化。 E P 0 7 5 3 5 4 5敘述以透明、非金屬性、 板形基質爲主之角度著色光澤顏料，其具有至少一層含有 折射率n^l · 8無色塗層之堆疊層以及一層反射的、選擇 性或非選擇性吸收層其對可見光至少係部.份透明的，而且 其還含有，如果需要的話，另外一層外加保護層.。 這些顏料具有的缺點在於其係藉由技術上非常複雜及 昂貴的程序製成，舉例藉由化學蒸氣沉積（C VD )或物 理蒸氣沉積（P V D )技術。另外的缺點在再現需求產品 之顏料品質係經常碰到的困難，以及彼之缺乏耐候穩定性 〇 本發明之目的在於提供一種含有強烈干擾色彩基本上 透明的干擾顏料以及/或一種以及/或高度角度依數於干 擾色彩以及具有優良應用性特徵者，同時其係易於製造者 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -4-

、，此目的係根據本發明藉著以含有折射率高於丄.8之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 材料之板形基質爲主之多層珍珠光澤顏料而達成，其包含 至少 ⑴-層初始層，其含有一種介於丄.3㈤.8之間 的低折射率材料， (U)第二層，其任意地含有一種具有折射率大於丄· 8之 材料， (111) 一種半透明金屬層其係應用於該基質或應甩於層（土 )或（1 1 )，以及 (】V)如果需要的話，一種後塗層。 、τ 如果半透明金屬層形成了顏料之外層，也可能接著高 及低折射率之各層。在金屬層應用之前，初始及第二層也 可能重覆。 此目的又進一步達成，根據本發明，藉著製造本發明 之顏料之方法 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -將一種該基質材料之前驅物當作一片薄膜應用於 一條連續帶， -藉由乾燥以固化該液體薄膜並且，以此方式，藉 由化學反應自前驅物生長金屬氧化物， -卸下該乾燥膜， · -淸洗最終的基質微粒並且在塗佈溶液中再懸浮之 -利用兩層或多層金屬氧化物或金屬塗佈該基質微 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0'乂297公釐） -5 - 508366 A7 五、發明説明（3 ) 粒，並且 -後塗佈該最終顏料。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同樣地，該層系統可以藉由PVD技術或藉由濕化學 技術及/或C V D及/或p v D技術之結合製造。 本發明另外提供本發明之顏料在塗料、淸漆、印刷油 墨、塑膠、陶瓷材料、玻璃以及化粧品配方方面之用途。 對於這些目的彼也許還可以用作市面上依客戶指定顏料之 k 口物，貝施例係有機及無機吸收顏料、金屬效果之顏料 以及L· C P顏料。 除了純粹的者色用途之外，本發明之顏料也可考慮用 於機能性的應用。這些之實施例像是保密用顏料，例如有 ί貝及保街項目之印列，像是具有特定I R反射之顏料，例 如玻璃屋用薄膜’以及像是塑膠雷射標記用顏料。 本發明之顏料係以具有折射率高於1 . 8之板形基質 爲主。這些基質可能由二氧化鈦、二氧化錆、α 一氧化鐵（ ί I I )、二氧化錫或氧化鋅或其他透明並且安定可以加 入可溶或不可溶著色劑之材料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用於製造該基質之前驅物係金屬鈦、鉻、鐵、錫、鋅 或彼之混合物之有機或無機化合物溶液。較佳·的前驅物係 四氯化鈦。 該板形基質微粒具有介於〇 · 〇 5μΐΏ及5μιη間的厚 度’尤其，介於〇 · 〇 5及2 μ m之閭。其他二維之限度係 介於2及2 〇 〇 μ m間，尤其，介於5及5 0 μ m之間。 對於具有1 · 3 5至1 · 8之折射率之層（i )之適 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Κ)Χ297公釐) " -6- 508366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 合層材料包括所有.低折射率材料其係熟於此藝之士所知並 且可以永久使用並且以膜狀物用於基質微粒。特別適合者 係金屬氧化物或金屬氧化物混合物，例如s i 〇 2、 A 1 2〇3、A 1〇（〇H) 、B2〇3或該金屬氧化物之混 合物，或M g F 2。同樣地，利用之低折射率材料可能包含 聚合物，例如丙烯酸。使用的單體具有分子量從2 〇 0至 1 0 0 0並且係可以是一、三或三丙烯酸。以官能基來看 ’其可以係碳氫化合物、多元醇、聚醚、矽酮或氟化鐵氟 隆類之單體。這些單體可以電子束或U V光聚合。獲得之 各層具有高達2 5 0 °C之溫度穩定性。丙烯酸層之折射指 標介於1 · 3 5至1 · 6 0之間。更詳細的內容可以參考 David G. Shaw 及 Marc G. Langlois:1 995 年在舊金山的 M R S硏討會，一種新的高速蒸氣沉積丙烯酸製程用於製 成新穎的多層結構；1 9 9 5年在伊利諾州芝加哥市之真 空塗佈器學會硏討會，一種用於產生塗層應用之新的高速 蒸氣丨几積氟的及砂醒丙嫌酸。 該層（1)之厚度係1 0 — 1 OOOnm，以20 — 8〇〇nm爲宜，尤其30 — 600nm。 ^寸於具有折射率大於1 · 8之層（i i )之適合層材 料係金屬氧化物或金屬氧化物混合物，例如T 1〇2、 F e2〇3、Z r〇2、Zn〇、Sn〇2，或者高折射率化 合物’例如鈦酸鐵、氧化鐵水合物、低氧化鈦、氧.化鉻、 釩酸鉍、鋁酸鈷，還有該化合物與另一種或與其他金屬氧 化物之混合物及/或混合相。金屬硫化物、金屬氮化物及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 508366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 金屬氧氮化物也是.適合的。該層（i 1)之厚度係10-55〇nm，以 15 — 4〇0rim 爲宜，尤其，20 — 3 5 〇 n m。 聚合物層之層厚度係設定於介於2 0至7 0 0 nm之 間的値，宜介於6 0及5 0 0 n m之間。 金屬層（1 1 1 )由金屬，例如鋁、鉻、鎳、鉻鎳合 i或銀構成。在此宜用鉻及鋁，因爲其係易於沉積。金屬 層之層厚度係設定於5至2 0 n m之間以獲得半.透明狀。 同樣地’材料例如石墨或氮化鈦可以當作半透明反射層使 用。 本發明之顏料還包括另外的著色劑於金屬氧化物塗層 中。如果，舉例來說，碳黑之微粒係使用，那麼粒微從5 至200nm，尤其，從1〇至l〇〇nm係使用。這種 類型的顏料，在二氧化鈦、氧化鐵、氧化錫、氧化鉻及氧 化鋅各層中宜含有碳墨微粒，係敘述於 E P 〇 4 9 9 864。 另外’本發明之顏料還可能含有二氧化鈦、氧化鋁、 二氧化矽、二氧化錫、氧化鎂、氧化鋅、二氧化鈽、氧化 鎢、氧化鉬、氧化锆，或其他混合氧化物，例如 C r 2 F e〇4、C 〇 A 1 2〇4或N i A 1 2〇4之微粒於 金屬氧化物塗層中。 . 隨著無機顏料微粒取而代之的也可能係有機顏料微粒 出現於金屬氧化物層中，在該例中較佳之微粒係認爲溫度 安定型有機顏料。使用之有機顏料微粒宜爲酞花青染料、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） 、\〆'口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8 - 508366 A7 B7_ 五、發明説明（6 ) 以異原子多元酸使.鹼性染料溶解之產物，以及蒽醌、吩嗪 、吩噁嗪、二酮吡咯並吡咯或茈。原則上，所有顏料其已 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經說明用於摻入該基質中者也可以加入本發明之顏料之塗 層中。摻入平均大小從1 0至4 0 nm之金屬氧化物或有 機顏料微粒至金屬氧化物塗層之縫隙中將可顯著地提升遮 蔽力及光澤，與共沉澱得到之顏料比起來結合了塗層之高 度同質性。遮蔽力以及，在著色顏料微粒之例子中，本發 明之顏料觀察到角度依數吸收色彩會隨著摻雜顔料之濃度 而變化於一個寬廣的範圍內。摻雜顏料微粒之質量比例， 以塗層爲基準，介於0·5及30%之間，尤其，介於2 及2 〇 %之間。關於顏料更詳細之內容其在塗層中包含顏 料微粒者可參考DE 41 40 295。 顏料成品係施以後塗佈或後處理（i v )，其將提升 更多的光安定性、耐候安定性及化學安定性，或者其將促 進顏料之利用’尤其彼之摻入不同介質中。適合之後塗佈 或後處理係，舉例來說，D E - C 2 2 15 191 、DE- A 3 1 5 1 354、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 D E ~ A 32 3 5 0 17 或 D E - A 3 3 3 4 598中說明之方法。 額外應用之基質估計只要大約整個顏料之〇 · 1至5 %重’宜從大約0·5至3%重。 ‘ 層數及厚度視想要的效果並且視使用之基質而定。層 數支到顏料經濟因素所限制。如果使用之基質係Τ 1〇2板 形物，其與W〇9 7 / 4 3 3 4 6中說明之方法一樣於 —--------- 本紙張尺標準（CNS) Α4規格（21Gx297公董） —- 508366 A7 B7 五、發明説明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

連續皮帶上製造，.可能獲得特別明顯的干擾效應，因此 T 1 02板形物具有均勻的層厚度。這種顏料之反射光譜或 芽透光譜比起相對關顏料其係以寬廣之厚度分布之基質’ 例如雲母，舉例來說，爲基礎者之光譜具有更細及更精確 之均勻結構之特徵。 根據W〇 9 7 / 4 3 3 4 6該板形物係藉由四氯化 鈦溶液之固化及水解在連續皮帶上製造而成。 該金屬氧化物層宜藉由濕式化學方法來加以應用’其 可能利用硏發用於製造珍珠光澤顏料製造用濕式化學塗佈 技術；這種技術係說明，舉例來說，於 DE 14 67 468、DE 19 59 988 、DE 2 0 09 566、 DE 22 14 545、DE 22 15 19 1 、DE 22 44 298、 D E 2 3 1 3 3 3 1、 、DE 31 37 8 0 8 DE 31 D 7 809、 、D E 3 1 5 1 3 5 4、 DE 31 51 355 、DE

D E

D E (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 3 3 2 2 2 5 7 2 4 1 6 0 2 2 5 0 1 7或其他未來的專利文件及其 、D E 他刊物中。 、 爲了塗佈，該基質微粒係懸浮於水中並且該懸浮物係 與一種或多種可水解金屬鹽類在適於水解之P Η下摻合， 此ρ Η係選定使金屬氧化物及/或金屬氧化物水合物直接 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -10- 508366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（8) 沉積於微粒上而不會發生第二次沉澱。一般該P Η係藉由 驗之同步計量添加來保持固定。之後，該顏料係分離，淸 洗並且乾燥並且’如果需要的話，鍛燒，關於該特別塗層 之出現可以充分利用鍛燒溫度。如果需要的話，鍛燒跟著 各別塗層之應用後，在再懸浮之前藉由沉澱施以其他層。 另外，塗層也可以在流體化床反應器中藉由氣相塗佈 產生，同樣地，其可以利用Ε Ρ 0 0 4 5 8 5 1及 Ερ 〇 106 235中建議用於製造珍珠光澤顏料 之技術。 關於二氧化鈦層之應用，較佳者可由 u s 3 ，5 5 3 ，〇〇1中說明之技術得到。 一種鈦鹽水溶液係緩慢加至懸浮液，加熱被塗佈之材 料至大約5 0 — 1 〇 〇 °c，特別是7 0 — 8 0 °C，大抵固 定大約0 · 5 — 5之ρ Η，特別大約在1 . 5 — 2 · 5， 係藉由鹼之同步計量添加來保持，，例如.氨水溶液或鹼金 屬氫氧化物水溶液，舉例來說。只要想要的Τ 1. 0 2沉澱之 層厚度達到了’鈦鹽溶液及鹼之添加便停止。 it匕技術’其也可指的是滴定技術，對防止欽鹽過量係 著名的。此係藉著每單位時間供應至水解液來達成，唯有 該量之鈦鹽溶液其需以水合τ 1〇2以達均勻塗佈而且每單 位時間可以爲容許表面積時接受。 . 對於該二氧化矽層之應用，以.下之技術可以利用：一 種鈉的水玻璃溶液係計量加入被塗佈材料之懸浮液，加熱 至大約5〇一 1〇〇 t：，尤其7 0 — 8〇t： 。ρ Η係固定 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇χ：297公釐） -11 - 508366 A7 B7 五、發明説明（9 ) 於4至10，宜從6 · 5至8 · 5，藉著10%氫氯酸之 同步添加。接著水玻璃溶液之添加，持續攪拌3 0分鐘。 各層也可以根據已知的技術藉著濺射金屬，例如鋁或 鉻，或合金，例如C r 一 N i合金，也可以用金屬氧化物 ，舉例來說氧化鈦、氧化矽，或氧化銦錫，或藉著金屬、 金屬氧化物或丙烯酸之熱蒸發來製造。較佳者可得到如 D E 197 07 805 中及 D E 197 07 806中說明用於製造干擾顏料之 真空帶塗佈。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -12-

Claims (1)

1. 508366 „一^一一-------------- 一 A8 B8 C8 D8 丨 ----------------、 1 r?： ί ^ ί ---ZuTJi.一1 —一,ιιιι_ , - J 、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 附件一：第89 1 00427號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 0年1 1月修正 1 · 一種以板形基質爲主之多層珍珠光澤顏料，其含 有一種折射率高於1 . 8之材料，其至少包含 (i) 一種介於1 · 3 5至1 · 8之低折射率材料之初始層 (ii) 第二層，其任意地含有一種折射率高於1 . 8之材料 (in) —種半透明金屬層其係應用於該基質或應用於層（1 )或（1 1 )，以及 (i v)如果需要的話，一'種後塗層。 2 ·如申請專利範圍第1項之珍珠光澤顔料，其特徵爲 該基質係板形之二氧化鈦、二氧化I告、α -氧化鐵（ I II)、二氧化錫或氧化鋅。 3 ·如申請專利範圍第1項之珍珠光澤顔料，其.特徵爲 該具有低折射率之材料係S i〇2、A 1 2〇3、 A 10 (OH) 、B 2〇3、M g F 2或一種丙烯酸。 4 ·如申請專利範圍第1項之珍珠光澤顔料，其特徵爲 該具有I荀折射率之材料係T i〇2、Z r〇2、F e 2〇3、 F e 3 0 4、C r 2 0 3或Ζ η〇或這些氧化物之混合物或鈦 酸鐵、氧化鐵水合物、低氧化鈦或這些化合物之混合相^ 5 . —種用於製造本發明之顔料之方法，其係藉著 ••將一種該基質材料之前驅物當作一片薄膜應用於一條 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公疫） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) JH ......... Ik— I— m -11 —1-i-i 1.....1--- t 裝I. 、1T 508366 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 連續帶， -藉由乾燥以固化該液體薄膜並且，以此方式，藉由化 學反應自前驅物生長金屬氧化物， -卸下該乾燥膜， -淸洗最終的基質微粒並且在塗佈溶液中再懸浮之， -利用兩層或多層金屬氧化物或金屬塗佈該基質微粒， 並且 -後塗佈該最終顏料。 6 .如申請專利範圍第5項之方法，其特徵爲利用之前 驅物係金屬金屬鈦、鉻、鐵、錫、鋅或彼之混合物之有機 或無機化合物溶液。 7 ·如申請專利範圍第5項之方法，其特徵爲該前驅物 係四氯化鈦。 8 ·如申請專利範圍第5至7項中任一項之方法，其特 徵爲接著被塗佈材料之乾燥後該層係藉著C V D及/或P V D應用於流體化床反應器中。 9 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之珍珠光澤顏 料，其係用於著色塗料、印刷油墨、塑膠、化粧品、陶瓷 用釉料，以及玻璃。 1 〇 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之珍珠光澤 顏料’其係用於保密部門，尤其是用於有價及保密項目之 印列’用於農藝用薄膜以及用於塑膠之雷射標記。 1 1 _如申請專利範圍第1至4項中任一項之珍珠光澤 顏料’其係用於將塗料、印刷油墨、塑膠、化粧品、陶瓷 本紙張尺瓦適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210父297公釐) ΓΤΙ ：--- r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   508366 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍、玻璃及聚合物薄膜著色。1 2 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之珍珠光 澤顏料，其係用於可雷射標識之塑膠中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -3 -