ПИГМЕНТЫ С ЭФФЕКТОМ МЕТАЛЛА ЦВЕТА ШАМПАНЬ Российский патент 2022 года по МПК C09C1/00 C09D11/37 C09D11/30 C09D7/62 A61K8/26 

Настоящее изобретение относится к пигментам с эффектом металла с высокой кроющей способностью и тонким покрытием из оксида железа для придания цвета шампань.

Пока еще неизвестны сопоставимые пигменты с эффектом металла или жемчужным блеском с высокой кроющей способностью, желтовато-бежевым цветом с углом цветового тона (h_uv), лежащим в диапазоне от 50 до 65 (цвет шампань), и насыщенностью тона (S_uv), лежащей в диапазоне от 0,2 до 0,3 (при ΔЕ45°≤3). Присутствующие на рынке в настоящее время пигменты со сходными цветами, такие как, например, ALOXAL® производства компании Eckart GmbH или Iriodin 9602 производства компании Merck, проявляют не вполне удовлетворительную кроющую способность или явно отличающиеся цветовые тоны и значения насыщенности тона.

В публикации ЕР 2 999 752 В1 раскрыты пигменты с эффектом металла на основе тонких Al (алюминиевых) пластинок субстрата, полученных способом вакуумной металлизации (VMP; от англ.: vacuum metallized pigments), с высокой кроющей способностью и Fe₂O₃ в качестве покрытия, придающего цвет. В публикации WO 2013/175339 раскрыты пигменты с эффектом металла на основе алюминия с по меньшей мере одним слоем оксида металла. В публикации ЕР 2 303 969 В1 раскрыто получение смесей эффект-пигментов на основе железа и алюминия. В публикации WO 2015/040537 А1 раскрыты немагнитные эффект-пигменты, состоящие из центральной части, состоящей из алюминия или алюминиевого сплава, одного или более пассивирующих слоев и покрытия из оксида железа, легированного алюминием. В публикации WO 2007/093334 А1 раскрыты способ получения цветных эффект-пигментов и их применение в косметике. Цветные эффект-пигменты при этом состоят из содержащей алюминий центральной части, которая окружена придающим цвет покрытием, которое получают посредством окисления способом «мокрой» химии алюминиевой центральной части, и/или эффект-пигмент содержит по меньшей мере один слой оксида металла, который содержит по меньшей мере один цветной пигмент. В публикации СА 2496126 раскрыты эффект-пигменты на основе металлов (серебра, золота, меди, алюминия, цинка, титана и их сплавов) для применения в косметике, которые в способе «мокрой» химии посредством золь-гель процесса покрывают дополнительным слоем оксида металла. В публикации US 7828890 В2 раскрыты эффект-пигменты с центральной частью, состоящей из алюминия или алюминиевого сплава, и окружающим центральную часть, состоящую из алюминия или алюминиевого сплава, слоем, содержащим оксид алюминия или оксид/гидроксид алюминия, который получают посредством окисления способом «мокрой» химии пластинчатых пигментов на основе алюминия или алюминиевого сплава, причем содержание металлического алюминия в центральной части, состоящей из алюминия или алюминиевого сплава, составляет не более 90 масс. % от общей массы пигмента, причем окисленные пигменты на основе алюминия или алюминиевого сплава содержат по меньшей мере один высокопреломляющий слой халькогенида металла с показателем преломления более 1,95, и между высокопреломляющим слоем халькогенида металла и окружающим слоем, содержащим оксид алюминия или оксид/гидроксид алюминия, расположен смешанный слой. В публикации ЕР 0 950 693 А1 раскрыты многослойные пигменты с жемчужным блеском на основе неметаллического субстрата. В публикации WO 2011/085780 А1 раскрыты многослойные эффект-пигменты на основе неметаллического субстрата. В публикации WO 96/22336 А1 раскрыты цветные пигменты на основе пластинчатых алюминиевых субстратов, покрытых слоем оксида металла, которые содержат цветные пигменты в слое оксида металла. В справочнике «Metalleffekt-Pigmente» (2. Uberarb. Aufl., Peter Wissling et al., Vincentz-Verlag) в части III «Специальные алюминиевые пигменты» в главе 2 «Цветные алюминиевые пигменты» (с. 70-76) описаны получение окисленных алюминиевых пигментов с оптическими свойствами «цвета шампанского» (торговое наименование ALOXAL®) и их применение в комбинации с цветными пигментами. Аналогично, в публикации DE 195 20 312 В4 раскрыто получение цветных эффект-пигментов посредством окисления способом «мокрой» химии алюминиевых пластинок.

В публикациях ЕР 3 345 974 А1 и ЕР 3 081 601 А1 хотя и описаны пигменты с эффектом металла или жемчужным блеском, но не пигменты с желтовато-бежевым цветом с углом цветового тона (h_uv), лежащим в диапазоне от 50 до 65 (цвет шампань), и насыщенностью тона (S_uv), лежащей в диапазоне от 0,2 до 0,3 (при ΔЕ45°≤3).

Поэтому задачей настоящего изобретения является получение пигментов с эффектом металла с высокой кроющей способностью, желтовато-бежевым цветом с углом цветового тона (h_uv), лежащим в диапазоне от 50 до 65 (цвет шампань), и насыщенностью тона (S_uv), лежащей в диапазоне от 0,2 до 0,3 (при ΔЕ45°≤3).

Эта задача решена за счет вариантов осуществления настоящего изобретения, указанных в формуле изобретения.

В частности, получен пигмент с эффектом металла на основе алюминиевых пластинок субстрата с покрытием, причем алюминиевые пластинки субстрата имеют толщину, лежащую в диапазоне от 5 нм до 35 нм, предпочтительно - от 15 нм до 25 нм, имеют монолитное строение и окружены «нативным», то есть образующимся в процессе производства, но не нанесенным во время отдельной стадии процесса, пассивирующим слоем из Al₂O₃, имеющим толщину менее 10 нм, в характерном случае - от 2 нм до 5 нм, как правило - от 2 нм до 3 нм, причем эти алюминиевые пластинки субстрата окружены по меньшей мере одним покрытием А, состоящим из SiO₂ и имеющим толщину, лежащую в диапазоне от 10 нм до 100 нм, предпочтительно - от 20 нм до 80 нм, на которое нанесено следующее покрытие В, окружающее пластинки субстрата с покрытием А, состоящим из SiO₂, которое состоит из Fe₂O₃ и имеет толщину, лежащую в диапазоне от 5 нм до 45 нм, предпочтительно - от 10 нм до 45 нм, более предпочтительно - от 20 нм до 45 нм, в частности - от 20 нм до 40 нм, и который отличается значением ΔЕ45°≤3 при содержании пигмента не более 7%, в частности - значением ΔЕ45°≤1 при содержании пигмента менее 7%, значением насыщенности тона (S_uv), лежащим в диапазоне от 0,2 до 0,3, значением угла цветового тона (h_uv), лежащим в диапазоне от 50 до 65, значением индекса флоп-эффекта Альмана более 26 и значением G_diff (зернистость/гранулярность) не более 6.

В некоторых случаях может быть также предусмотрен дополнительный наружный слой С, который в свою очередь полностью окружает покрытие В, например - слой SiO₂ с толщиной, лежащей в диапазоне от 1 нм до 30 нм, который в некоторых случаях может проникать в нижний слой Fe₂O₃. Кроме того, на слой В или на такой слой С, если он существует, может быть нанесен органический или органо-неорганический поверхностный модифицирующий слой.

Слой А, состоящий из SiO₂, который можно рассматривать как истинный пассивирующий слой, при этом наносят способом «мокрой» химии с использованием золь-гель процесса. Слой В состоит из Fe₂O₃, нанесенного способом «мокрой» химии посредством реакции осаждения, с толщиной слоя, лежащей в диапазоне от 5 нм до 45 нм, предпочтительно - от 10 нм до 45 нм, более предпочтительно - от 20 нм до 45 нм, в частности - от 20 нм до 40 нм. Кроме того, слой оксида железа может быть смешанным слоем, который содержит оксид металла или оба оксида металла, выбранные из Al₂O₃ или TiO₂, с суммарным содержанием, лежащим в диапазоне от более чем 0 масс. % до 20 масс. % от массы слоя В.

Алюминиевые пластинки субстрата являются поликристаллическими и имеют среднюю толщину, лежащую в диапазоне от 5 нм до 35 нм, предпочтительно - от 15 нм до 25 нм. Предпочтительно каждая пластинка субстрата имеет максимально равномерную толщину. Однако в зависимости от способа производства могут возникать колебания толщины в пределах одной пластинки. Они предпочтительно должны составлять не более ±25% от средней толщины рассматриваемой пластинки, особо предпочтительно - не более ±10%. Под средней толщиной здесь следует понимать среднее арифметическое из максимальной и минимальной толщины. Определение минимальной и максимальной толщины слоя осуществляют путем измерений на снимках пластинок субстрата с покрытием, полученных посредством трансмиссионной и растровой электронной микроскопии (ТЕМ; от англ.: transmission electron microscopy; и REM; от англ.: raster electron microscopy).

В качестве алюминиевых пластинок предпочтительно используют так называемые вакуумно-металлизированные пигменты (VMP, сокр. от vacuum metallized pigments). VMP можно получить посредством отделения алюминия от металлизированной фольги. Они отличаются особенно малой толщиной пластинок субстрата и особенно гладкой поверхностью с повышенной отражательной способностью. Под пластинками или хлопьями в рамках настоящего изобретения следует понимать такие пластинки или хлопья, которые имеют отношение толщины к длине, равное по меньшей мере 1:100, предпочтительно - большее отношение.

Если в данной публикации идет речь о «толщине» покрытия или алюминиевой пластинки субстрата, то при этом имеют в виду среднюю толщину, если в соответствующем месте публикации в явном виде не указано иное.

Алюминиевые пластинки субстрата имеют монолитное строение. Термин «монолитный» в этой связи означает состоящий из единственного замкнутого элемента без повреждений, расслоений или включений, хотя внутри пластинок субстрата могут встречаться изменения структуры. Алюминиевые пластинки субстрата предпочтительно имеют гомогенное строение, то есть внутри пластинок не существует градиента концентрации. В частности, алюминиевые пластинки субстрата не имеют слоистого строения («нативный», то есть обусловленный процессом производства, но не нанесенный во время отдельной стадии процесса пассивирующий слой, состоящий из Al₂O₃, при этом не учитывается) и не содержат распределенных внутри них частиц или корпускул. В частности, они не обладают структурой типа «сердцевина-оболочка», в которой оболочка состоит, например, из материала, подходящего для пластинок субстрата, а сердцевина состоит из другого материала, например - из оксида кремния. В противоположном случае сложное, немонолитное строение пластинок субстрата требует затрудненного, требующего много времени и больших затрат производственного процесса.

Данные о процентном содержании в последующих разделах следует понимать как приведенные в масс. %, если в явном виде не указано иное.

Пигменты с эффектом металла по настоящему изобретению демонстрируют для (кроющих) покрытий, нанесенных ракелем, с ΔЕ45°^≤1 значения насыщенности тона (S_uv), лежащие в диапазоне от 0,2 до 0,3, значениями угла цветового тона (h_uv), лежащие в диапазоне от 50 до 65, значения индекса флоп-эффекта Альмана более 26 и значения G_diff (зернистость/гранулярность) не более 6. Очень хорошая кроющая способность пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению проявляется в том, что для кроющих покрытий, нанесенных ракелем, которые в данной публикации определены как имеющие ΔЕ45°≤1, необходимы содержания пигмента не более 7%. В частности, при содержании пигмента, равном 7%, значения ΔЕ45° составляют менее 3,0. Такой цвет с соответствующей кроющей способностью и флоп-эффектом невозможно получить посредством смешивания пигментов с эффектом металла с органическими и/или неорганическими пигментами. Кроме того, смеси пигментов менее точно воспроизводят заданный цветовой тон.

Пигменты с эффектом металла по настоящему изобретению, в отличие от смесей пигментов, основанных на алюминиевых пигментах, являются негорючими и поэтому не относятся к опасным грузам, например, при транспортировке.

Напротив, например, не являющийся примером осуществления настоящего изобретения коммерчески доступный пигмент Iriodin 9602 производства компании Merck не достигает указанных значений кроющей способности ΔЕ45° даже при высоком содержании пигмента. Кроющую способность с значением ΔЕ45°<3 невозможно получить даже при очень высоком содержании пигмента, равном 20% (при этом значение ΔЕ45° равно 5,1). Согласно расчетам можно ожидать кроющего покрытия с ΔЕ45°≤1 только при содержании пигмента более 30%.

Если коммерчески доступный пигмент Iriodin 9602 с содержанием пигмента, равным 20%, смешивают с желтым пигментом Helio Beit UN210 (4,5%; взвешенное количество желтого пигмента относится к сухой массе использованного пигмента, если в явном виде не указано иное) в попытке получить цвет шампань, то значение кроющей способности ΔЕ45° этой смеси лежит в верхней части диапазона, достигнутого в случае пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению, однако здесь необходимо учитывать заметно более высокое содержание пигментов. Значение насыщенности цветового тона смеси лежит в достигнутом в случае пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению диапазоне от 0,2 до 0,3, однако в случае такой смеси невозможно получить достигнутый в случае пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению угол цветового тона (h_uv) и заданное значение флоп-эффекта (в этом случае добавление желтой пасты повышает кроющую способность по сравнению с чистым пигментом, но за счет этого добавления ухудшается индекс флоп-эффекта Альмана).

Для получения цвета в диапазоне пигментов по настоящему изобретению можно также смешать пигмент с морфологией Silver Dollar, коммерчески доступный из компании Schlenk Metallic Pigments GmbH под торговым наименованием «Alustar 10200», с 4%-ным содержанием пигмента с 4,5% (взвешенное количество желтого пигмента относится к сухой массе использованного пигмента, если в явном виде не указано иное) желтого пигмента (Helio Beit UN120), коммерчески доступного из компании Helio Beit Pigmentpasten GmbH. Кроющая способность ΔЕ45° полученной таким образом смеси лежит в диапазоне, достигнутом в случае пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению. Флоп-эффект и G_diff смеси также лежат в диапазоне, достигнутом в случае пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению. Однако диапазонов пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению невозможно достичь в случае значения насыщенности цветового тона (S_uv), равного примерно 0,5, и значения угла цветового тона (h_uv), равного примерно 70.

Если в указанной выше смеси повысить долю желтого пигмента с 4,5% до 10%, то хотя удается достичь диапазона угла цветового тона (h_uv), характерного для пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению, но этого приводит к более высокому значению насыщенности цветового тона, которое явно лежит за пределами диапазона, характерного для пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению.

Желтовато-бежевый цвет шампань с углом цветового тона (h_uv), лежащим в диапазоне от 50 до 65, при очень высокой кроющей способности и насыщенности цветового тона (S_uv), лежащей в диапазоне от 0,2 до 0,3, в этой комбинации невозможно получить за счет смешивания пигментов с жемчужным блеском и/или пигментов с эффектом металла или за счет добавления углеродной сажи или красящих веществ. При близком цветовом тоне возникают различия во флоп-эффекте. Для повышения кроющей способности часто приходится добавлять углеродную сажу.

Следующие недостатки смесей серебряных пигментов, например - на основе морфологии Silver Dollar, с органическими красителями, например - с органическим желтым пигментом, являются следующими: ниже стабильность к воздействию ультрафиолетового излучения и температурная стабильность, необходим дополнительный процесс перемешивания, при определенных условиях необходимы добавки стабилизаторов или эмульгаторов. Тонирование Al-пигментов стабильными к воздействию УФ-излучения неорганическими (желтыми) пигментами не позволяет получить соответствующий блеск Al-пигментов с соответствующим слоем оксида железа (литература по фотохимическому разложению органических пигментов: Lisa Ghelardi, llaria Degano, Maria Perla Colombini, Joy Mazurek, Michael Schilling, Herant Khanjian, Tom Learner, A multi-analytical study on the photochemical degradation of synthetic organic pigments, Dyes and Pigments, Volume 123, 2015, Pages 396-403).

Кроме того, не удается получить желаемый цвет с насыщенностью цветового тона (S_uv), лежащей в диапазоне от 0,2 до 0,3, посредством смешивания золотистого алюминиевого пигмента (например, пигмента 21YY (Zenexo Goldenshine 21 YY производства компании Schlenk Metallic Pigments GmbH), который имеет следующую структуру пигмента: субстрат=Decomet (VMP алюминиевые пластинки) с толщиной слоя, примерно равной 25 нм, на который нанесен слой SiO₂ с толщиной, примерно равной 60 нм, а затем слой Fe₂O₃ с толщиной, примерно равной 100 нм, с последующим покрытием из SiO₂ с толщиной, примерно равной 10 нм) с сажей, TiO₂ или пигментом с жемчужным блеском (здесь, например, Iriodin 119 Polar White производства компании Merck). Эти композиции хотя и проявляют хорошую кроющую способность и хороший флоп-эффект, но указанного выше значения насыщенности цветового тона (S_uv) у соответствующих смесей достичь не удается.

Определение кроющей способности осуществляют посредством вариации содержания пигментов в исходном составе лака и определения необходимого содержания пигментов для получения кроющего покрытия при заданной толщине влажной пленки. Содержание пигмента (в %) при этом относится к доле массы чистого пигмента в общей массе исходного состава лака в нитроцеллюлозном/полициклогексаноновом/полиакриловом лаке на основе растворителя (FK ~ 10%). Для этого лак с по меньшей мере четырьмя различными содержаниями пигментов наносили на черно-белый картон производства компании TQC при толщине влажной пленки, равной 38 мкм, с помощью прибора для нанесения лакокрасочных материалов производства компании Zehntner, просушивали и затем измеряли ΔЕ45° с помощью спектроколориметра Byk-mac I производства компании Byk. По полученным значениям ΔЕ45° строили кривую и определяли значение содержания пигмента для ΔЕ45°=1. Кроющим признавали покрытие, которое имело значение ΔЕ45°≤1 при заданной толщине влажной пленки, равной 38 мкм. Чем меньшее содержание пигмента необходимо для достижения этого значения, тем выше кроющая способность.

Как правило, пластинки имеют средний большой диаметр, лежащий в диапазоне от примерно 2 мкм до примерно 200 мкм, в частности - от примерно 5 мкм до примерно 100 мкм. Значение d₅₀ пигментов по настоящему изобретению (Al-субстрат+SiO₂+слой Fe₂O₃), как правило, лежит в диапазоне от 15 мкм до 30 мкм. В данной публикации, если в явном виде не указано иное, значение d₅₀ было определено прибором типа Sympatec Helos с модулем мокрого диспергирования Quixel.

Обычно для получения глянцевого пигмента достаточно нанести покрытие на часть поверхности пластинок субстрата с покрытием. Так, например, можно нанести покрытие только на верхние и/или нижние стороны пластинок, при этом боковая поверхность (или боковые поверхности) остается без покрытия. Однако по настоящему изобретению вся поверхность при определенных условиях пассивированных пластинок субстрата, включая боковые поверхности, покрыта покрытиями А и В. Таким образом, пластинки субстрата полностью окружены покрытиями А и В. Это улучшает оптические свойства пигментов по настоящему изобретению и повышает механическую и химическую устойчивость пластинок субстрата с покрытием.

Способ получения пигментов с металлическим блеском по настоящему изобретению включает стадии изготовления, как правило - пассивированных, алюминиевых пластинок субстрата, нанесения слоя А, состоящего из SiO₂, способом «мокрой» химии посредством золь-гель процесса на такую предварительно изготовленную алюминиевую пластинку субстрата и последующего нанесения слоя В, состоящего из Fe₂O₃, посредством осаждения способом «мокрой» химии одной или более солей железа(III) и последующего кальцинирования.

Для получения покрытия А органические соединения кремния, в которых органические радикалы через атом кислорода связаны с металлом, предпочтительно гидролизуют в присутствии пластинок субстрата. Предпочтительным примером органических соединений кремния является тетраэтоксисилан (тетраэтилортосиликат, TEOS; от англ.: tetraethyl orthosilicate). Гидролиз предпочтительно проводят в присутствии щелочи, например - KOH, NaOH, Са(ОН)₂ или NH₃, или кислоты, например - фосфорной кислоты и органических кислот, таких как уксусная кислота, в качестве катализатора. Вода должна присутствовать по меньшей мере в количестве, стехиометрически необходимом для гидролиза, однако предпочтительным является от 2 до 100 раз большее количество, в частности - от 5 до 20 раз большее. В пересчете на используемое количество воды, как правило, добавляют от 1 об.% до 40 об.%, предпочтительно - от 1 об.% до 10 об.%, водного раствора щелочи с концентрацией, равной 25 масс. %, например - KOH, NaOH, Са(ОН)₂ или NH₃. Что касается температурного режима, то оказалось предпочтительным подогревать реакционную смесь в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 1 часа до 12 часов, предпочтительно - от 2 часов до 8 часов, до температуры, лежащей в диапазоне от 40°С до 80°С, предпочтительно - от 50°С до 70°С.

Технологически нанесение покрытия А на пластинки субстрата осуществляют следующим образом:

Алюминиевые пластинки субстрата, органический растворитель, воду и катализатор смешивают, после чего к предварительно нагретой реакционной смеси добавляют соединение кремния, подлежащее гидролизу, в форме чистого вещества или раствора, например - в форме раствора с концентрацией, лежащей в диапазоне от 30 об.% до 70 об.%, предпочтительно - от 40 об.% до 60 об.%, в органическом растворителе. Соединение кремния можно также непрерывно добавлять при повышенной температуре, при этом воду и водный раствор щелочи можно добавить заранее или также добавлять непрерывно. После завершения нанесения покрытия реакционную смесь опять охлаждают до комнатной температуры.

Для предотвращения агломерации во время процесса нанесения покрытия можно подвергнуть суспензию сильной механической нагрузке, такой как перекачивание, интенсивное перемешивание или обработка ультразвуком.

В некоторых случаях стадию нанесения покрытия можно повторить один или несколько раз. Если маточный раствор выглядит как молочно-мутный, рекомендуется заменить его перед следующим нанесением покрытия.

Выделение алюминиевых пластинок субстрата, окруженных покрытием А, можно осуществить посредством простой фильтрации, промывки органическим растворителем, предпочтительно - спиртами, которые обычно используют в качестве растворителя, и последующего просушивания (обычно в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 2 ч до 24 ч, при температуре, лежащей в диапазоне от 20°С до 200°С).

Нанесение слоя В можно осуществить посредством гидролитического разложения солей железа(III), таких как хлорид железа(III) и сульфат железа(III), и последующего преобразования образовавшегося слоя, содержащего гидроксид, в слой оксида посредством кальцинирования. Обжиг предпочтительно проводят при температуре, лежащей в диапазоне от 250°С до 550°С, в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 5 минут до 360 минут, предпочтительно - при температуре, лежащей в диапазоне от 300°С до 450°С, в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 30 минут до 120 минут.

Если слой оксида железа предусмотрен в форме смешанного слоя, который содержит один или оба оксида металла, выбранные из Al₂O₃ или TiO₂, в (совокупной) доле, лежащей в диапазоне от 0 масс. % до 20 масс. % в пересчете на массу слоя В, то, кроме соли железа(III), можно использовать, например, AlCl₃ или TiOCl₂ в качестве соединений-предшественников для Al₂O₃ или TiO₂.

Способом получения по настоящему изобретению можно простым способом в больших количествах воспроизводимо производить пластинки субстрата с покрытием. Получают полностью окруженные покрытием частицы пигмента с высоким качеством отдельных покрытий (однородные, пленочные).

Пигменты с эффектом металла по настоящему изобретению можно применять для тонирования лаков, печатных красок, чернил, полимерных материалов, стекол, керамических изделий и композиций декоративной косметики. Предпочтительно пигменты с эффектом металла по настоящему изобретению можно использовать в области косметики, поскольку они являются токсикологически/микробиологически безопасными. Здесь возможен широкий спектр применений: преимущественно - лак для ногтей, блеск для губ, тени для век, губная помада. Другими возможностями применения являются, например, шампуни и пудры.

Для усиления эффекта пигмент по настоящему изобретению можно смешать с органическими или неорганическими красителями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг. 1 демонстрирует общую слоистую структуру пигментов с эффектом металла по настоящему изобретению (без соблюдения масштаба).

Фиг. 2 демонстрирует REM-снимок разреза пигмента с эффектом металла по настоящему изобретению, а именно - пигмента по настоящему изобретению (структура этого пигмента: субстрат = Decomet (VMP алюминиевые пластинки) с толщиной слоя ~ 25 нм, на который нанесен слой SiO₂ толщиной ~ 60 нм и затем нанесен слой Fe₂O₃ толщиной ~ 45 нм, без последующего покрытия, например - без последующего покрытия из SiO₂, и без модификации поверхности).

Приведенные ниже примеры служат для дополнительного разъяснения настоящего изобретения и не ограничивают его.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пигмент по настоящему изобретению = Decomet (VMP алюминий) в качестве субстрата, слой А=SiO₂ с толщиной слоя, лежащей в диапазоне по настоящему изобретению, слой В=Fe₂O₃ с толщиной слоя, лежащей в диапазоне по настоящему изобретению.

Примеры осуществления настоящего изобретения

(1) Пигмент по настоящему изобретению + примерно 1,6% Al₂O₃

(2) Пигмент по настоящему изобретению

(3) Пигмент по настоящему изобретению с примерно 6% TiO₂

_{(4) Пигмент по настоящему изобретению с примерно 1,6% Al2O3+SiO2 (слой С, расчетная толщина 16,5 нм)}

(5) Пигмент по настоящему изобретению с примерно 1,6% Al₂O₃+SiO₂ (слой С, расчетная толщина 26,5 нм)

Примеры, не соответствующие настоящему изобретению

(6) Merck Iriodin 9602 с 4,5% желтого пигмента Helio Beit UN 210

(7) Merck Iriodin 9602

(8) Alustar 10200 с 4% желтого пигмента Helio Beit UN 210

(9) Alustar 10200 с 10% желтого пигмента Helio Beit UN 210

(10) Пигмент 21 YY (Zenexo GoldenShine, Schlenk Metallic Pigments GmbH)

(11) Пигмент 21 YY с 1% Helio Beit Carbon Black (дисперсия сажи)

(12) Пигмент 21 YY с 10% Iriodin 119

(13) Пигмент 21 YY c 20% Iriodin 119

(14) Пигмент 21 YY c 50% Iriodin 119

(15) Пигмент 21 YY c 1,5% TiO₂

Получение примеров осуществления настоящего изобретения

Вначале Al-пластинки посредством золь-гель способа с использованием тетраэтилортосиликата (TEOS) покрыли SiO₂ (см., например, публикацию WO 2015/014484 А1).

Затем в химический стакан объемом 2 л загрузили количество суспензии, соответствовавшее содержанию алюминия, равному 15 г. Стакан заполнили водопроводной водой до 900 г. Для начала синтеза смесь слегка подкислили. Затем начали добавление раствора FeCl₃, значение рН поддерживали постоянным посредством добавления щелочного раствора, например - KOH, NaOH, Са(ОН)₂ или NH₃. В конце синтеза повысили значение рН при перемешивании. Затем после осаждения отделили полученный пигмент посредством фильтрации, высушили и затем кальцинировали.

В приведенной ниже таблице указаны толщины слоев и колористические данные для примеров осуществления настоящего изобретения и примеров, не соответствующих настоящему изобретению.

REM-снимки во всех случаях были получены с использованием растрового электронного микроскопа Zeiss Auriga 40.

Колористические данные были получены при измерении пленок пигментов (если не указано иное, то с содержанием пигмента, равным 7%, в нитроцеллюлозном/полициклогексаноновом/полиакриловом лаке на основе растворителя, доля FK~10%), полученных на соответствующем DIN А5 черно-белом картоне производства компании TQC с использованием спирального ракеля 38 мкм на автоматическом приборе для нанесения лакокрасочных материалов производства компании Zehntner.

Измерение колористических данных выполнили с использованием спектроколориметра Byk-mac I производства компании Byk.

Изобретение может быть использовано для тонирования печатных красок, чернил, полимерных материалов, стекол, керамических изделий и композиций декоративной косметики. Пигмент с эффектом металла состоит из алюминиевых пластинок субстрата с покрытием. Алюминиевые пластинки субстрата окружены покрытием из SiO_2, на которое нанесено следующее покрытие из Fe₂O₃. Пигмент имеет значение кроющей способности ΔЕ45°≤3 при содержании пигмента не более 7%, значение насыщенности цветового тона (S_uv) в диапазоне от 0,2 до 0,3, значение угла цветового тона (h_uv) в диапазоне от 50 до 65, значение индекса флоп-эффекта Альмана более 26 и значение G_diff (зернистость/гранулярность) не более 6. Предложены также способ получения пигмента с эффектом металла и его применение. Технический результат заключается в улучшении колористических характеристик и кроющей способности пигмента. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл, 15 пр.

1. Пигмент с эффектом металла на основе алюминиевых пластинок субстрата с покрытием, причем алюминиевые пластинки субстрата имеют толщину от 5 нм до 35 нм, монолитное строение и окружены нативным пассивирующим слоем из Al₂O₃, имеющим толщину менее 10 нм, причем эти алюминиевые пластинки субстрата окружены по меньшей мере одним покрытием А, состоящим из SiO₂ и имеющим толщину от 10 нм до 100 нм, на которое нанесено следующее покрытие В, окружающее пластинки субстрата с покрытием А, состоящим из SiO₂, которое состоит из Fe₂O₃ и имеет толщину от 5 нм до 45 нм, и который отличается значением кроющей способности ΔЕ45°≤3 при содержании пигмента не более 7%, значением насыщенности цветового тона (S_uv) в диапазоне от 0,2 до 0,3, значением угла цветового тона (h_uv) в диапазоне от 50 до 65, значением индекса флоп-эффекта Альмана более 26 и значением G_diff (зернистость/гранулярность) не более 6.

2. Пигмент с эффектом металла по п. 1, отличающийся значением кроющей способности ΔЕ45°≤1 при содержании пигмента менее 7%.

3. Пигмент с эффектом металла по п. 1 или 2, отличающийся тем, что алюминиевые пластинки субстрата имеют толщину от 15 нм до 25 нм.

4. Пигмент с эффектом металла по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что покрытие А, состоящее из SiO₂, имеет толщину от 20 нм до 80 нм.

5. Пигмент с эффектом металла по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что покрытие В, состоящее из Fe₂O₃, имеет толщину от 10 нм до 45 нм.

6. Пигмент с эффектом металла по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что слой оксида железа является смешанным слоем, который содержит один или оба оксида металла, выбранных из Al₂O₃ или TiO₂, в количестве от более чем 0 масс.% до 20 масс.% в пересчете на массу слоя В.

7. Пигмент с эффектом металла по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наружный слой С, полностью окружающий покрытие В, в частности - слой SiO₂ с толщиной от 1 нм до 30 нм, который необязательно может проникать в нижний слой Fe₂O₃.

8. Пигмент с эффектом металла по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что на слой В или на слой С, если он существует, нанесен органический или органо-неорганический поверхностный модифицирующий слой.

9. Способ получения пигмента с эффектом металла по любому из пп. 1-6, включающий нанесение слоя А, состоящего из SiO₂, способом «мокрой» химии посредством золь-гель процесса на предварительно полученную алюминиевую пластинку субстрата и последующее нанесение слоя В, состоящего из Fe₂O₃, посредством осаждения способом «мокрой» химии одной или более солей железа(III) и последующего кальцинирования.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что он дополнительно включает нанесение дополнительного наружного слоя С, окружающего покрытие В, в частности - слоя SiO₂ с толщиной от 1 нм до 30 нм, который необязательно может проникать в нижний слой Fe₂O₃.

11. Способ по п. 9 или 10, отличающийся тем, что он дополнительно включает нанесение на слой В или на слой С, если он существует, органического или органо-неорганического поверхностного модифицирующего слоя.

12. Применение пигментов с эффектом металла по любому из пп. 1-8 отдельно или в форме смесей с органическими и/или неорганическими пигментами для тонирования лаков, печатных красок, чернил, полимерных материалов, стекол, керамических изделий и композиций декоративной косметики.

13. Применение по п. 12, отличающееся тем, что композиции декоративной косметики выбраны из лаков для ногтей, блеска для губ, теней для век, губной помады, шампуней или пудр.