Результат интеллектуальной деятельности: ЧЕШУЙКИ ПЕРЛИТА С ПОКРЫТИЕМ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к эффектным пигментам, которые представляют собой чешуйки перлита с покрытием, содержащие чешуйки перлита со слоем оксида олова, затем слоем диоксида титана, а затем слоем оксида железа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Эффектные пигменты основаны на применении слоистого субстрата, такого как чешуйки слюды или перлита, которые были покрыты слоем(ями) оксида металла. Эти пигменты могут демонстрировать жемчужный блеск в результате отражения и преломления света в зависимости от толщины слоя оксида металла, они также могут демонстрировать эффекты интерференционной окраски.

DEI02005025609 раскрывает неметаллические пигментные смеси с высокой яркостью металла, применяемые, например, в косметических средствах, лаках и красках, содержащих интерферированные пигменты золотого цвета и дополнительные серебристо-белые, серебристо-серые пигменты, а также черно-серые интерферированные пигменты.

ЕР 1469042 раскрывает пигмент, содержащий компонент смеси А, имеющий в своем составе стеклянные чешуйки, основанные на эффектном(ых) пигменте(ах), и компонент В, содержащий органические и/или неорганические чешуйчатообразные, игольчатые, сферические или кристаллические красители и/или наполнители. Примесь одного или более красителей в стеклянных чешуйках с покрытием обеспечивает эффект радуги, который передается системам приложения, увеличивает цветовой эффект и достигает новых цветовых эффектов.

WO2006110359 относится к эффектному пигменту, содержащему синтетическую пластинку с покрытием из полупрозрачной пленки оксида металла, указанной синтетической пластинки, имеющей распределение по размерам, характеризующейся как D₁₀ в по меньшей мере 9,5 микрон, D₅₀ между около 20 и менее чем 40 микрон и D₉₀ от более чем 35 до менее чем 85 микрон. Пленка оксида металла может содержать диоксид титана или оксид железа. Синтетическая пластинка выбрана из оксида алюминия, диоксида кремния, оксихлорида висмута, нитрида бора и стекла. WO2006110359 описывает то, как изменить распределение частиц пигмента по размерам, для того, чтобы оптимизировать эффект блеска.

Способы, в настоящее время известные в данной области техники, для того, чтобы создать чешуйки перлита с покрытием из оксида железа, и стандартные способы покрытия слюдяных и стеклянных чешуек оксидом железа, не являются эффективными, поскольку слой оксида железа легко удаляют с подложки, как результат нежелательного продукта.

Соответственно в данной области техники все еще существует потребность в эффектных пигментах с высоким эффектом блеска (т.е. без облущивания оксида железа с подложки), которые являются все еще экономичными в производстве.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание эффектного пигмента, который имеет улучшенную цветность и блеск. Еще одной целью по данному изобретению является разработка эффектных пигментов на основе натурального субстрата (т.е. чешуйки перлита), которые демонстрируют преимущества, такие как хорошие свойства применения в различных композициях, совместимость с окружающими условиями и простую обработку в сочетании с реализацией превосходных оптических эффектов, т.е. высокого эффекта блеска.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному варианту реализации по данному изобретению предлагаемое в данном документе представляет собой способ создания чешуек перлита с покрытием, включающий: (i) обеспечение чешуек перлита; (ii) нанесение слоя оксида олова на чешуйки перлита для получения чешуек перлита с покрытием из оксида олова; (iii) нанесение слоя диоксида титана на чешуйки перлита с покрытием из оксида олова, полученных на этапе (ii), для получения чешуек перлита с покрытием из диоксида титана и оксида олова; и (iv) нанесение слоя оксида железа на чешуйки перлита с покрытием из диоксида титана и оксида олова для получения чешуек перлита с покрытием.

Согласно другому варианту реализации изобретения по данному изобретению предлагаемое в данном документе представляет собой чешуйки перлита с покрытием, содержащие: чешуйки перлита со слоем оксида олова, затем слоем диоксида титана, а затем слоем оксида железа.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения по данному изобретению предлагаемое в данном документе представляет собой способ создания чешуек перлита с покрытием, включающий: (i) получение суспензии воды и чешуек перлита, имеющей D₅₀ в диапазоне от 10 мкм до 50 мкм; (ii) нагрев суспензии, полученной на этапе (i), до температуры от около 70°С до около 100°С и доведение рН суспензии до около 1-3; (iii) добавление после этапа (ii) раствора соли олова к суспензии при поддержании рН в диапазоне около 1-4; (iv) перемешивание после этапа (iii) суспензии в течение по меньшей мере 30 минут; (v) добавление после этапа (iv) раствора соли титана к суспензии, при поддержании рН в диапазоне около 1-4; (vi) добавление после этапа (v) раствора соли железа к суспензии, при поддержании рН в диапазоне около 1-4; и (vii) фильтрование после этапа (vi), затем промывание, а затем прокаливание суспензии при от около 500°С до около 1000°С для получения чешуек перлита с покрытием.

Эти и другие цели и преимущества данного изобретения должны стать очевидными из прилагаемых графических материалов и их описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

ФИГУРА 1 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее хорошо покрытые чешуйки перлита из Примера 1.

ФИГУРА 2 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее хорошо покрытые чешуйки перлита из Примера 2.

ФИГУРА 3 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее хорошо покрытые чешуйки перлита из Примера 3.

ФИГУРА 4 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее плохо покрытые чешуйки перлита из Сравнительного примера 4.

ФИГУРА 5 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее плохо покрытые чешуйки перлита из Сравнительного примера 5.

ФИГУРА 6 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее чешуйки перлита без применения слоя TiO₂, в результате растрескивания и отшелушивания покрытия из Сравнительного примера 6.

ФИГУРА 7 представляет собой микроизображение в оптическом микроскопе, иллюстрирующее хорошо покрытые чешуйки перлита из Примера 8.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В прошлом блеск эффектных пигментов описывали в описательной форме, в значительной степени полагаясь на субъективность. Субъективная классификация "блеска" эффектных пигментов не была ясной вследствие количественного описания эффектов блеска. Чтобы решить эту проблему, в течение последних нескольких лет были разработаны измерительные устройства для измерения фактического "блеска" эффектных пигментов. Одним из примеров такого измерительного устройства является Byk-mac от Byk-Gardner GmbH (Lausitzer Straβe 8, 82538 Geretsried, Германия). Это устройство позволяет измерять характеристики блеска и зернистости чешуек. Степень блеска (С_Б) представляет собой функцию следующих двух параметров: Область блеска (О_Б) соответствует числу отражений света в пределах данного измерения; и Интенсивность блеска (И_Б) соответствует интенсивности отражений света.

Наиболее распространенные блестящие эффектные пигменты сделаны на основе слюды или синтетической слюды с покрытием из оксида металла со средним размером частиц более 40 мкм, а также стеклянных чешуек с покрытием из оксида металла или чешуек из оксида алюминия с покрытием из оксида металла. Подобные эффектные пигменты, как правило, обеспечивают желаемый эффект блеска.

Чешуйки перлита, как применяют в данном документе, представляют собой гидратированные чешуйки из натурального стекла, содержащие, как правило, около 72-75% SiO₂, 12-14% Al₂O₃, 0,5-2% Fe₂O₃, 3-5% Na₂O, 4-5% K₂O, 0,4-1,5% СаО (по массе) и небольшие концентрации других металлических элементов. Чешуйки перлита отличаются от других природных стекол более высоким содержанием (2-10% по массе) химически связанной воды, наличием стекловидного, жемчужного блеска и характеристическими концентрическими или дугообразными луковичными (т.е. перлитовыми) изломами. Чешуйки перлита могут быть получены с помощью способов, раскрытых в WO 02/11882, которые могут включать помол, просеивание и тепловое расширение. Предпочтительными являются чешуйки перлита с регулируемым распределением частиц по размерам, низким содержанием плавающих частичек и высокой яркостью в синей части спектра.

Чешуйки перлита, имеющие средний диаметр частицы менее чем около 50 микрон, являются предпочтительными. Чешуйки перлита, имеющие средний диаметр частицы от около 15 до около 50 микрон, являются предпочтительными, а чешуйки перлита, имеющие средний диаметр частицы от около 20 до около 40 микрон, являются наиболее предпочтительными.

Чешуйки перлита, применимые по данному изобретению, не имеют единой формы. Тем не менее, в целях краткости чешуйки перлита будут называть как имеющие "диаметр". Чешуйки перлита имеют среднюю толщину < около 2 мкм, в особенности от около 200 до около 1000 нм, в особенности от около 200 до около 600 нм. В настоящее время предпочтительно, чтобы диаметр (средний диаметр частицы (d₅₀)) чешуек находился в предпочтительном диапазоне около 15-50 мкм, с более предпочтительным диапазоном около 20-40 мкм.

Чешуйки перлита имеют содержание плавающих частичек менее чем 10 процентов по массе; в особенности содержание плавающих частичек менее чем 5 процентов по массе; более особенно содержание плавающих частичек менее чем 2 процента по массе. Чешуйки перлита имеют яркость в синей части спектра более чем 80; особенно более чем 82; более особенно более чем 85.

Предпочтительный перлит представляет собой OPTIMAT™ 2550 (матирующее средство от World Minerals). Перлиты, такие как OPTIMAT™ 1735 (матирующее средство от World Minerals), также могут быть применены при условии, если частицы, имеющие размер частиц меньше 10 мкм, удаляют, например, с помощью осаждения или центрифугирования.

В данном документе предлагают способ создания чешуек перлита с покрытием. Способ, включающий следующие этапы: (i) обеспечения чешуек перлита; (ii) нанесения слоя оксида олова на чешуйки перлита для получения чешуек перлита с покрытием из оксида олова; (iii) нанесения слоя диоксида титана на чешуйки перлита с покрытием из оксида олова, полученных на этапе (ii), для получения чешуек перлита с покрытием из диоксида титана и оксида олова; и (iv) нанесения слоя оксида железа на чешуйки перлита с покрытием из диоксида титана и оксида олова для получения чешуек перлита с покрытием.

Этап (i) обеспечения чешуек перлита по способу выше включает: отбор чешуек перлита со средним диаметром частиц D₅₀ в диапазоне от около 1 мкм до около 1000 мкм, предпочтительно от около 10 мкм до около 500 мкм, более предпочтительно от около 10 мкм до около 100 мкм, еще более предпочтительно от около 15 мкм до около 50 мкм и наиболее предпочтительно от около 20 мкм до около 40 мкм.

Количество оксида олова, применяемого на этапе (ii), составляет от около 0,5% масс. до около 5% масс. относительно общей массы чешуек перлита с покрытием. Количество диоксида титана, применяемого на этапе (iii), составляет от около 0,5% масс. до около 50% масс, относительно общей массы чешуек перлита с покрытием. Количество оксида железа, применяемого на этапе (iv), составляет от около 0,5% масс. до около 50% масс. относительно общей массы чешуек перлита с покрытием.

Толщина слоя оксида олова, применяемого на этапе (ii), составляет от около 1 нм до около 10 нм. Толщина слоя диоксида титана, применяемого на этапе (iii), составляет от около 1 нм до около 150 нм. Толщина слоя оксида железа, применяемого на этапе (iv), составляет от около 1 нм до около 150 нм.

В данном документе предлагают чешуйки перлита с покрытием. Чешуйки перлита с покрытием содержат чешуйки перлита со слоем оксида олова, затем слоем диоксида титана, а затем слоем оксида железа.

Чешуйки перлита с покрытием, описываемые в данном документе, могут быть применены в (i) красках, (ii) чернилах для струйной печати, (iii) в случае окрашивания продуктов текстильной промышленности, (iv) в случае окрашивающих покрытий, (v) чернилах для печати, (vi) пластиках, (vii) косметических средствах или (viii) глазурях для керамики и стекла.

Чешуйки перлита с покрытием, описываемые в данном документе, имеют Степень блеска (С_Б) по меньшей мере около 3,9, более предпочтительно между около 3,9 и около 10 и наиболее предпочтительно между около 3,9 и около 7, как измеряли с помощью BYK-mac.

Желательный эффект блеска для целей по данному изобретению представляет собой Степень блеска (С_Б) по меньшей мере около 3,9, как измеряли с помощью BYK-mac.

Перлит, применяемый в данном документе, является коммерчески доступным, как, например, OPTIMAT™ 2550 (матирующее средство от World Minerals). Чешуйки перлита затем классифицируют по оптимальному размеру частиц для желаемого эффекта блеска, а затем покрывают оксидом олова, диоксида титана и оксида железа. Указанная классификация чешуек перлита включает отбор чешуек перлита со средним диаметром частиц D₅₀ в диапазоне от около 1 мкм до около 1000 мкм, предпочтительно от около 10 мкм до около 500 мкм, более предпочтительно от около 10 мкм до около 100 мкм, еще более предпочтительно от около 15 мкм до около 50 мкм и наиболее предпочтительно от около 20 мкм до около 40 мкм. Классификацию проводят с помощью гравитационного разделения в водной суспензии. В лабораторных условиях классификация может быть проведена с помощью отстаивания, а на производственных мощностях классификация может быть проведена с помощью центрифуги. Также могут быть применены другие способы классификации, такие как просеивание и воздушная классификация.

В одном варианте реализации изобретения чешуйки перлита с покрытием получают с помощью следующего способа. Суспензию чешуек перлита, имеющую средний размер частиц около 10-50 микрон (предпочтительно около 30 микрон), смешанную с водой, нагревают до температуры от около 70°С до около 100°С (предпочтительно от около 80°С до около 85°С) и доводят рН до около 1,5 с помощью кислоты, такой как HCl. Раствор соли олова (например, SnCl₄) затем добавляют с основанием, таким как NaOH, для того, чтобы поддерживать рН. После перемешивания в течение около 60 минут раствор соли титана (например, TiCl₄) добавляют с основанием, таким как NaOH, для того, чтобы поддерживать рН. Основание, такое как NaOH, затем применяют для того, чтобы поднять рН до около 3,0 перед тем, как добавляют раствор соли железа (например, FeCl₃) с основанием, таким как NaOH, для того, чтобы поддерживать рН. После добавления соли железа (например, FeCl₃) суспензию отфильтровывают, промывают и прокаливают при от около 500°С до около 1000°С, более предпочтительно от около 700°С до около 900°С и наиболее предпочтительно около 850°С для получения чешуек перлита с покрытием по данному изобретению.

Стандартные способы нанесения оксида железа непосредственно на слюду не могут быть применены в случае перлита, поскольку оксид железа не осаждается на поверхности перлита.

Неожиданно было обнаружено, что слой оксида олова помогает в осаждении оксида железа на перлите. Кроме того, было обнаружено, что покрытие оксида железа легко удаляется с чешуек перлита. Считается, что покрытие оксида железа подвержено облущиванию ввиду слабых связей, образованных между оксидом железа и поверхностного чешуек перлита. Эти слабые связи помещают под тепловой стресс при температуре обжига в процессе изготовления, что удаляет оксид железа из чешуек перлита. Было обнаружено, что при изменении условий обработки, включающих в применение более низких температур обжига, достигают минимальное разрешение проблемы облущивания. Тем не менее было обнаружено, что проблема облущивания была решена тем, что на чешуйки перлита были нанесены оксид олова, затем диоксид титана, а затем оксид железа.

В зависимости от применяемого количества диоксида титана и оксида железа может быть получен ряд цветов, от золотого до бронзового, медного и красновато-коричневого (смотри Примеры).

Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению с металлическим цветом и эффектом блеска могут быть применены в декоративных покрытиях для того, чтобы получить покрытия с эффектом старения. Металлические цвета означают, что пигменты обеспечивают цветовой эффект, который выглядит как металл, например золото, бронза и медь.

В некоторых вариантах реализации изобретения слои оксида металла могут быть применены с помощью ХПО (химическое осаждение из паровой фазы) или с помощью мокрого химического покрытия. Слои оксида металла могут быть получены с помощью разложения карбонилов металлов в присутствии паров воды (относительно низкомолекулярных оксидов металлов, таких как магнетит) или в присутствии кислорода и, где это уместно, водяного пара (например, оксида никеля и оксида кобальта). Слои оксида металла, в особенности, наносятся с помощью окислительного газофазного разложения карбонилов металлов (например, пентакарбонила железа, гексакарбонила хрома; ЕР-А-45851), с помощью гидролитической газовой фазы разложения алкоголятов металлов (например, тетра-н- и -изо-пропанолята титана и циркония; DE-A-4140900) или галогенидов металлов (например, тетрахлорида титана; ЕР-А-338428), посредством окислительного разложения органических соединений олова (особенно алкильных соединений олова, таких как тетрабутинил и тетраметилолово; DE-A-4403678) или с помощью газовой фазы гидролиза органических соединений кремния (особенно ди-трет-бутоксиацетоксисилана), описанного в ЕР-А-668329, причем операции нанесения покрытия, чтобы проводить в реакторе со псевдоожиженным слоем (ЕР-А-045851 и ЕР-А-106235). Слои Al₂O₃ (В) могут быть преимущественно получены путем контролируемого окисления при охлаждении покрытых алюминием пигментов, которое, иным образом, осуществляют в атмосфере инертного газа (DE-А-19516181).

Слои оксидов титана, железа и олова предпочтительно применяют осаждением с помощью способа применения жидких реактивов, причем, когда это целесообразно, оксиды металлов должны быть восстановлены. В случае покрытия с помощью жидких реактивов могут быть применены способы покрытия с помощью жидких реактивов, разработанные для производства перламутровых пигментов; они описаны, например, в DE-A-1467468, DE-A-1959988, DE-A-2009566, DE-A-2214545, DE-A-2215191, DE-A-2244298, DE-A-2313331, DE-A-2522572, DE-A-3137808, DE-A-3137809, DE-A-3151343, DE-A-3151354, DE-A-3151355, DE-A-3211 602 и DE-A-3235017, DE 1959988, WO 93/08237, WO 98/53001 и WO 03/6558.

Слои ТiО₂ могут находиться в рутиловой или анатазной модификации, причем рутиловая модификация является предпочтительной. Слои TiO₂ также могут быть восстановлены с помощью известных средств, например аммиака, водорода, паров углеводорода или их смесей, или металлических порошков, как описано в ЕР-А-735,114, DE-A-3433657, DE-A-4125134, ЕР-А-332071, ЕР-А-707050, WO 93/19131 или WO 06/131472.

Для целей покрытия частицы субстрата (т.е. чешуйки перлита) суспендируют в воде и добавляют одну или более гидролизуемых солей металлов при рН, подходящем для гидролиза, который выбирают так, чтобы оксиды металлов или гидраты оксидов металла осаждаются непосредственно на частицы без осуществления дополнительного осаждения. рН обычно поддерживают постоянным с помощью одновременного дозирования в основание. Пигменты (т.е. чешуйки перлита с покрытием) затем отделяют, промывают, высушивают и, где это уместно, прокаливают, причем можно оптимизировать температуру прокаливания по отношению к покрытию, о котором идет речь. При желании после того, как были применены индивидуальные покрытия, пигменты могут быть отделены, высушены и, где это уместно, прокаливаются, и потом снова ресуспендируются в целях дополнительного осаждения слоев.

Слои оксида металла также могут быть получены, например, по аналогии со способом, описанным в DE-A-19501307, с помощью получения слоя оксида металла путем контролируемого гидролиза одного или более сложных эфиров кислот металлов, где это уместно, в присутствии органического растворителя и основного катализатора, с помощью золь-гель способа. Подходящие основные катализаторы представляют собой, например, амины, такие как триэтиламин, этилендиамин, трибутиламин, диметилэтаноламин и метоксипропиламин. Органический растворитель представляет собой смешиваемый с водой органический растворитель, такой как С_1-4спирт, особенно изопропанол.

Подходящие сложные эфиры кислот металлов выбирают из алкил и арил алкоголятов, карбоксилатов и карбоксил-радикал или алкил-радикал- или алкил-радикал-замещенных алкоголятов или карбоксилатов титана, железа и олова. Предпочтительным является применение триизопропилалюмината, тетраизопропилтитаната, тетраизопропилцирконата, тетраэтилортосиликата и триэтилбората. Кроме того, могут быть применены ацетилацетонаты и ацетоацетилацетонаты вышеупомянутых металлов. Предпочтительные примеры этого типа сложного эфира кислоты металла представляют собой ацетилацетонат титана и диизобутилолеил ацетоацетилалюминат или диизопропилолеилацетоацетилацетонат и смеси эфиров кислот металлов.

Слои оксида на чешуйках перлита необязательно могут быть уменьшены с помощью стандартных процедур: US-B-4948631 (NH₃, 750-850°С), WO 93/19131 (Н₂, >900°С) или DE-А-19843014 (твердое восстанавливающее средство, такое как, например, кремний, >600°С).

Кроме того, цвет порошка пигмента возможно изменить с помощью нанесения дополнительных слоев, таких как, например, цветные оксиды металлов или берлинская лазурь, соединения переходных металлов, например Fe, Cu, Ni, Со, Cr или органические соединения, такие как красители или цветные лаки.

Для повышения устойчивости при любых условиях и против выцветания (мультислойные) чешуйки перлита могут быть в зависимости от области применения подвергнуты поверхностной обработке. Применимые средства обработки поверхности, например, описаны в DE-A-2215191, DE-A-3151354, DE-A-3235017, DE-A-3334598, DE-A-4030727, ЕРА-649886, WO 97/29059, WO 99/57204 и US-A-5759255. Обработка поверхности может облегчить обработку пигмента, особенно его включение в различные композиции для различных применений.

В зависимости от способа кондиционирования или предполагаемого применения может быть выгодно, чтобы добавляли определенное количество улучшающих текстуру средств к эффектному пигменту перед или после способа кондиционирования, при условии, что это не имеет никакого негативного влияния на применении эффектных пигментов для окрашивания различных композиций для различных применений. Подходящие средства представляют собой, особенно, жирные кислоты, содержащие по меньшей мере 18 атомов углерода, например стеариновая или бегеновая кислота, или амиды или соли металлов, особенно магниевые соли, а также пластификаторы, воски, смоляные кислоты, такие как абиетиновая кислота, канифольное мыло, алкилфенолы или алифатические спирты, такие как стеариловый спирт, или алифатические 1,2-дигидроксисоединения, содержащие от 8 до 22 атомов углерода, такие как 1,2-додекандиол, а также модифицированные канифольные смолы на основе малеата или канифольные смолы на основе фумаровой кислоты. Улучшающие текстуру средства добавляют в количествах предпочтительно от 0,1 до 30% по массе, особенно от 2 до 15% по массе, на основе конечного продукта.

Эффектные пигменты (т.е. чешуйки перлита с покрытием) могут быть добавлены в любом количестве, эффективном для окрашивания, по отношению к веществу, которое подвергают окрашиванию пигментом. Композиция пигментированного вещества может содержать от 0,01 до 80% по массе или предпочтительно от 0,1 до 30% по массе эффектных пигментов в расчете на общую массу композиции окрашенного пигментом вещества. Высокие концентрации, например те, которые выше 30% по массе, как правило, в виде концентратов ("суперконцентратов"), которые могут быть применены в качестве красителей для получения пигментированных материалов, имеющих относительно низкое содержание пигмента, пигментов согласно изобретению, имеющих чрезвычайно низкую вязкость в обычных композициях, так что они все еще могут быть обработаны таким образом.

В зависимости от применения любые желательные количества других придающих цвет компонентов, таких как белые, цветные, черные или эффектные пигменты, могут быть добавлены в дополнение к эффектным пигментам согласно изобретению с целью достижения различных оттенков и цветовых эффектов. При условии, что красящие пигменты применяют в смеси с эффектными пигментами согласно изобретению, общее количество составляет предпочтительно от 0,1 до 10% по массе, в расчете на общую массу композиции, которую подвергают пигментированию. В особенности высокий гониохромизм обеспечивают с помощью предпочтительной комбинации эффектного пигмента согласно изобретению с красящим пигментом другого цвета, особенно комплементарного цвета, с окрасками, созданными с применением эффектного пигмента, и красками, созданными с применением цветного пигмента, имеющего при угле измерения в 10 градусов различие в оттенке (ΔΗ*) от около 20 до около 340, особенно от около 150 до около 210.

Предпочтительно эффектные пигменты согласно изобретению объединяют с прозрачными красящими пигментами, причем прозрачные красящие пигменты присутствуют либо в той же самой среде в качестве эффектных пигментов согласно изобретению, либо в соседней среде. Пример расположения, в котором эффектный пигмент и красящий пигмент преимущественно присутствует в соседней среде, представляет собой покрытие с мультислойным эффектом.

Окрашивание композиции с эффектными пигментами согласно изобретению осуществляют, например, путем смешивания подобного пигмента, где это уместно, в виде суперконцентрата, с применением вальцовых мельниц или аппаратов для смешивания и размола. Окрашенный материал затем вводят в желаемой конечной форме с применением известных способов per se, таких как каландрирование, прямое прессование, экструзия, нанесение покрытия, заливки или литье под давлением. Любые добавки, обычно применяемые в производстве пластмасс, такие как пластификаторы, наполнители или стабилизаторы, могут быть добавлены к полимеру в обычных количествах перед или после введения пигмента.

Для окрашивания композиций, таких как покрытия и чернила для печати, эффектные пигменты согласно изобретению, где это уместно, вместе с обычными добавками, такими как, например, наполнители, другие пигменты, сиккативы или пластификаторы, тонко диспергируют или растворяют в одном органическом растворителе или смеси растворителей, причем отдельные компоненты растворяют или диспергируют отдельно или несколько компонентов растворяют или диспергируют вместе, и только после этого компоненты объединяют.

Диспергирование эффектного пигмента согласно изобретению в композиции, которую окрашивают, и обработку композиции пигмента согласно изобретению предпочтительно осуществляют с соблюдением условий, при которых наблюдают только относительно слабые поперечные силы, так что эффектный пигмент не распадается на более мелкие части.

Пластмассы содержат пигмент согласно изобретению в количествах 0,1-50% по массе, в частности 0,5-7% по массе. В сектора покрытия пигменты согласно изобретению применяют в количествах 0,1-10% по массе. В пигментации связующих систем, например в красках и чернилах для печати, для глубокой печати, офсетной или трафаретной печати, пигмент включен в чернила для печати в количествах 0,1-50% по массе, предпочтительно 5-30% по массе и, в частности, 8-15% по массе.

Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению могут быть применены в любом приложении, где эффектные пигменты применялись до сих пор. Таким образом, продукты по данному изобретению имеют неограниченное применение во всех типах автомобильных и промышленных применениях краски, в особенности в области покрытия органическим красителем и чернилами для печати, в которых требуется глубокая интенсивность цвета. Например, эти пигменты могут быть применены в цветовом тоне или в качестве средств оформления для распыления краски на все типы автомобильной и неавтомобильной техники. Аналогичным образом, чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению могут быть применены на всех глиняных/пластмассовых/деревянных/стеклянных/металлических/эмалированных/керамических и непористых или пористых поверхностях.

Если композиция, которую подвергают пигментированию с помощью чешуек перлита с покрытием по данному изобретению, представляет собой покрытие, это является, в особенности, специализированным покрытием, более особенно отделкой поверхности автомобиля.

Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению также могут быть применены в порошковых композициях для покрытия. Они могут быть включены в пластмассовые изделия, ориентированные на игрушечную промышленность или дом. Указанные эффектные пигменты могут быть импрегнированы в волокна для придания новой и эстетической окраски одежде и ковровому покрытию. Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению могут быть применены для улучшения внешнего вида обуви, резинового и винилового/мраморного напольного покрытия, винилового сайдинг и иных виниловых продуктов.

Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению могут быть применены в различных композициях, таких как чернила для печати, лаки для ногтей, лаки, термопластичные и термореактивные материалы, природные смолы и синтетические смолы. Некоторые не ограничивающие примеры включают полистирол и его смешанные полимеры, полиолефины, в частности полиэтилен и полипропилен, полиакриловые соединения, поливиниловые соединения, например поливинилхлорид и поливинилацетат, сложные полиэфиры и смолы, а также волокна, созданные из вискозных и простых эфиров целлюлозы, сложных эфиров целлюлозы, полиамидов, полиуретанов, полиэфиров, например полигликолевых терефталатов и полиакрилонитрила.

Для довольно всестороннего обсуждения о различных применениях пигментов смотри Temple С. Patton, editor, The Pigment Handbook, volume II, Applications and Markets, John Wiley and Sons, New York (1973). Кроме того, смотри, например, касаемо чернил для печати: R.Н. Leach, editor, The Printing Ink Manual, Fourth Edition, Van Nostrand Reinhold (International) Co. Ltd., London (1988), в частности, страницы 282-591; касаемо красок: С.Н. Hare, Protective Coatings, Technology Publishing Co., Pittsburgh (1994), в частности, страницы 63-288. Предшествующие ссылки приведены в данном документе посредством ссылки с целью описаний чернил для печати, краски и пластиковых композиций, композиций и транспортных средств, в которых могут быть применены композиции по данному изобретению, в том чисел количества красителей. Например, чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению могут быть применены на уровне от 10 до 15% в офсетных литографических чернилах, а остальная часть представляет собой носитель, содержащий загущенные и незагущенные углеводородные смолы, алкидные смолы, восковые соединения и алифатический растворитель. Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению также могут быть применены, например, на уровне от 1 до 10% в составе автомобильной краски вместе с другими пигментами, которые могут содержать диоксид титана, акриловые решетки, коалесцирующие средства, воду или растворители. Чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению также могут быть применены, например, на уровне от 20 до 30% в концентрате красителя пластика в полиэтилене.

Эффектные пигменты согласно изобретению также пригодны для накрашивания губ или кожи и для окрашивания волос или ногтей. Таким образом, изобретение также относится к косметическому продукту или композиции, содержащей от 0,0001 до 90% по массе пигмента, в особенности эффектного пигмента согласно изобретению, и от 10 до 99,9999% косметически приемлемого материала-носителя, на основе общей массы косметического продукта или состава. Подобные косметические препараты или составы, например помады, румяна, тональные крема, лаки для ногтей и шампуни для волос. Пигменты в косметических препаратах или составах могут быть применены по отдельности или в виде смесей. Кроме того, возможно применить пигменты согласно изобретению вместе с другими пигментами и/или красителями, например, в комбинации, как описано в данном документе ранее или, как известно, в случае косметических препаратов. Косметические препараты и составы согласно изобретению предпочтительно содержат пигмент согласно изобретению в количестве от 0,005 до 50% по массе на основе общей массы препарата. Подходящие материалы носителей для косметических препаратов и составов согласно изобретению включают обычные материалы, применяемые в подобных композициях.

Косметические препараты и составы согласно изобретению могут быть в форме, например, карандашей, мазей, кремов, эмульсий, суспензий, дисперсий, порошков или растворов. Они представляют собой, например, помады, препараты туши, румяна, тени для глаз, тональные крема, карандаши для глаз, пудра или лаки для ногтей. При условии, что препараты имеют форму карандашей, например губной помады, теней для глаз, румян или тональных кремов, препараты содержат значительную часть жирных компонентов, которые могут состоять из одного или более восков, например озокерита, ланолина, спиртов ланолина, гидрированного ланолина, ацетилированного ланолина, воска ланолина, пчелиного воска, канделильского воска, микрокристаллического воска, карнаубского воска, цетилового спирта, стеарилового спирта, масла какао, ланолиновых жирных кислот, вазелина, вазелинового масла, моно-, ди- или триглицеридов или их сложных эфиров жирных кислот, которые являются твердыми при 25°С, силиконовых восков, таких как метилоктадекан-оксиполиксилоксан и поли(диметилсилокси)стеароксисилоксан, моноэтаноламин стеариновой кислоты, коллофан и их производные, такие как гликольабиетаты и глицеринабиетаты, гидрогенизированные масла, которые являются твердыми при 25°С, глицериды сахара и олеаты, миристаты, ланоляты, стеараты и дигидроксистеараты кальция, магния, циркония и алюминия. Жировой компонент может также состоять из смеси по меньшей мере одного воска и по меньшей мере одного масла, в этом случае являются пригодными следующие масла, например: жидкий парафин, пурцеллиновое масло, пергидросквален, масло сладкого миндаля, масло авокадо, масло калофилла, касторовое масло, кунжутное масло, масло жожоба, минеральные масла, имеющие температуру кипения от около 310°С до около 410°С, силиконовые масла, такие как диметилполисилоксан, линолеиловый спирт, линолениловый спирт, олеиловый спирт, масла зерновых культур, такие как масло зародышей пшеницы, изопропилланолят, изопропилпальмитат, изопропилмиристат, бутилмиристат, цетилмиристат, гексадецилстеарат, бутилстеарат, децилолеаты, ацетилглицериды, октаноаты и деканоаты спиртов и многоатомных спиртов, например гликоля и глицерина, рицинолеаты спиртов и многоатомных спиртов, например, цетилового спирта, изостеарилового спирта, изоцетилланолята, изопропилового эфира адипиновой кислоты, гексиллаурата и октилдодеканола. Жирные компоненты в таких препаратах в виде карандашей обычно могут составлять до 99,91% по массе от общей массы препарата.

Косметические препараты и составы согласно изобретению могут дополнительно содержать следующие компоненты, такие как, например, гликоли, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, моноалканоламиды, безцветные полимерные, неорганические или органические наполнители, консерванты, УФ-фильтры или другие адъюванты и обычные добавки в косметических средствах, например природный, синтетический или частично синтетический ди- или триглицерид, минеральное масло, силиконовое масло, воск, жирный спирт, спирт Гербе или его сложный эфир, липофильный функциональный косметический активный ингредиент, в том числе солнцезащитные фильтры или смесь подобных веществ. Липофильный функциональный косметический активный ингредиент, подходящий для косметических средств для кожи, композиция активного ингредиента или экстракт активного ингредиента представляют собой ингредиент или смесь ингредиентов, которая разрешена для кожного или местного применения.

Следующее может приводиться в качестве примера:

- активные ингредиенты, имеющие очищающее действие на поверхности кожи и волос; они содержат все вещества, которые служат для очищения кожи, такие как масла, мыла, синтетические моющие средства и твердые вещества;

- активные ингредиенты, имеющие дезодорирующее и ингибирующее пот действие: они содержат антиперспиранты, основанные на алюминиевых солях или солях цинка, дезодоранты, содержащие бактерицидные или бактериостатические дезодорирующие вещества, например триклозан, гексахлорофен, спирты и катионные вещества, такие как, например, четвертичные аммониевые соли и поглотители запахов, например Grillocin® (сочетание рицинолеата цинка и различных добавок) или триэтилцитрат (необязательно, в комбинации с антиоксидантом, таким как, например, бутилгидрокситолуол), или ионообменные смолы;

- активные ингредиенты, которые обеспечивают защиту от солнечных лучей (УФ-фильтры): подходящие активные ингредиенты представляют собой фильтрующие вещества (солнцезащитные), которые способны поглощать УФ-излучение солнечных лучей и конвертировать его в тепло; в зависимости от желаемого действия, следующие светонепроницаемые средства являются предпочтительными: светонепроницаемые средства, которые избирательно поглощают вызывающее загар УФ-излучение высокой энергии в диапазоне около от 280 до 315 нм (поглотители УФ-В) и передает более длинный диапазон длин волн, например от 315 до 400 нм (диапазон УФ-А), а также светонепроницаемые средства, которые поглощают только более длинноволновое излучение диапазона УФ-А от 315 до 400 нм (поглотители УФ-А);

- подходящие светонепроницаемые средства представляют собой, например, органические поглотители УФ из класса производных кислот n-аминобензойной кислоты, производных салициловой кислоты, производных бензофенона, производных дибензоилметана, производных дифенилакрилата, производных бензофурана, полимерных УФ-абсорберов, содержащих один или более кремнийорганических радикалов, производных коричной кислоты, производных камфоры, производных трианилино-s-триазина, фенилбензимидазолсульфоновой кислоты и ее солей, метилантранилатов, производных бензотриазола и/или неорганического микропигмента, выбранного из TiO₂, оксида цинка или слюды, покрытых оксидом алюминия или оксидом кремния;

- активные ингредиенты против насекомых (репелленты) представляют собой средства, которые предназначены для предотвращения соприкосновения насекомых с кожей и становятся активными там; они отпугивают насекомых и медленно испаряются, наиболее часто применяемый репеллент представляет собой диэтилтолуамид (ДЭТА); другие стандартные репелленты будут найдены, например, в "Pflegekosmetik" (W. Raab и U. Kindl, Gustav-Fischer-Verlag Stuttgart/New York, 1991) на странице 161;

- активные ингредиенты для защиты от химических и механических воздействий: они включают все вещества, которые образуют барьер между кожей и внешними вредными веществами, такими как, например, парафиновые масла, силиконовые масла, растительные масла, продукты ПКЛ и ланолин для защиты от водных растворов, пленкообразующие вещества, такие как альгинат натрия, триэтаноламинальгинат, полиакрилаты, поливиниловый спирт или простые эфиры целлюлозы для защиты от влияния органических растворителей или вещества на основе минеральных масел, растительных масел или силиконовых масел, таких как "смазки" для защиты от сильных механических повреждений на коже;

- увлажняющие вещества: следующие вещества, например, применяют в качестве контролирующих влагу средств (увлажнители): лактат натрия, мочевина, спирты, сорбит, глицерин, пропиленгликоль, коллаген, эластин и гиалуроновая кислота;

- активные ингредиенты, имеющие кератопластический эффект: перекись бензоила, ретиноевая кислота, коллоидная сера и резорцин;

- антимикробные средства, такие как, например, триклозан или четвертичные аммониевые соединения;

- жирные или жирорастворимые витамины или производные витаминов, которые могут быть применены дермально: например, витамин А (ретинол в форме свободной кислоты или ее производные), пантенол, пантотеновая кислота, фолиевая кислота и их комбинации, витамин Ε (токоферол), витамин F, незаменимые жирные кислоты; или ниацинамид (амид никотиновой кислоты);

- экстракты плаценты на основе витамина: композиции активных веществ, содержащие витамины, в особенности А, С, Е, В₁, В₂, В₆, В₁₂, фолиевую кислоту и биотин, аминокислоты и ферменты, а также соединения микроэлементов магния, кремния, фосфора, кальция, марганца, меди или железа;

- комплексы восстановления биологических функций кожи: получаемые из инактивированных и размельченных культур бактерий бифидогруппы;

- растения и растительные экстракты: например, арники, алоэ, мха, свисающего с деревьев, плюща, крапивы, женьшеня, ромашки, хны, ноготка, розмарина, шалфея, хвоща или тимьяна;

- экстракты животного происхождения: например, маточное молочко, прополис, белки или экстракты тимуса;

- косметические масла, которые могут быть применены дермально: нейтральные масла типа Miglyol 812, масло из косточек абрикоса, масло авокадо, масло бабассу, хлопковое масло, масло огуречника, масло расторопши, арахисовое масло, гамма-оризанол, масло шиповника, конопляное масло, масло лесного ореха, масло семян черной смородины, масло жожоба, масло вишневых косточек, лососевый жир, льняное масло, кукурузное масло, масло ореха макадамии, миндальное масло, масло примулы вечерней, норковый жир, оливковое масло, масло ореха пекан, масло из косточек персика, масло из ядер фисташек, рапсовое масло, масло из семян риса, касторовое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, соевое масло, подсолнечное масло, масло чайного дерева, масло из виноградных косточек или масло из зародышей пшеницы.

Препараты в форме карандаша являются предпочтительно безводными, но в некоторых случаях могут содержать некоторое количество воды, которое, однако, в общем не превышает 40% по массе, в расчете на общую массу косметического препарата. Если косметические препараты и составы согласно изобретению имеют вид полутвердых продуктов, то есть в виде мазей или кремов, они могут быть также безводными или водными. Такие препараты и составы представляют собой, например, тушь для ресниц, карандаши для глаз, тональные крема, румяна, тени для глаз или композиции для лечения колец под глазами. Если, с другой стороны, такие мази или кремы являются водными, они представляют собой, в особенности, эмульсии водно-жирового типа или типа масляной эмульсии, которые содержат, кроме пигмента, от 1 до 98,8% по массе жировой фазы, от 1 до 98,8% по массе водной фазы и от 0,2 до 30% по массе эмульгатора. Такие мази и кремы могут содержать дополнительные обычные добавки, такие как, например, отдушки, антиокислители, консерванты, гелеобразующие средства, УФ-фильтры, красители, пигменты, перламутровые средства, неокрашенные полимеры, а также неорганические или органические наполнители. Если препараты имеют вид порошка, они состоят в основном из минерального или неорганического или органического наполнителя, такого как, например, тальк, каолин, крахмал, порошок полиэтилена или порошок полиамида, а также адъюванты, такие как связующие вещества, красители и т.д. Такие препараты могут также содержать различные добавки, обычно применимые в косметических средствах, таких как ароматизаторы, антиоксиданты, консерванты и т.д. Если косметические препараты и составы согласно изобретению представляют собой лаки для ногтей, они состоят в основном из нитроцеллюлозы и природного или синтетического полимера в виде раствора в системе растворителей, причем раствор может содержать иные вспомогательные вещества, например перламутровые средства. В этом варианте реализации изобретения цветной полимер присутствует в количестве от около 0,1 до от 5% по массе. Косметические препараты и составы согласно изобретению также могут быть применены для окрашивания волос, в этом случае они применяются в виде шампуней, кремов или гелей, которые состоят из основных веществ, обычно применяемых в косметической промышленности и пигменте согласно изобретению. Косметические препараты и составы согласно изобретению получают обычным способом, например, с помощью смешивания или перемешивания компонентов друг с другом, необязательно с нагреванием, таким образом, что смеси плавятся.

Различные особенности и аспекты по данному изобретению проиллюстрированы дополнительно в примерах, которые приведены далее. В то время как эти примеры представлены для того, чтобы показать специалисту в данной области техники, каким образом действовать в пределах объема данного изобретения, они не служат ограничением объема данного изобретения, в котором подобный объем определен только в формуле изобретения. Если не указано иное, в следующих примерах и в других местах в данном описании и формуле изобретения, все части и процентные содержания представлены по массе, температуры приведены в градусах Цельсия, а давление является атмосферным или близким к нему.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Суспензию 215 г перлита (средний размер частиц 30 микрон) в 1785 мл дистиллированной воды нагревали до 83°С и доводили рН до 1,4 с помощью HCl. Затем добавляли 50 г 20% раствора SnCl₄ при 3,2 г/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. После перемешивания в течение 60 минут добавляли 36 г 40% раствора TiCl₄ при 3 г/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. Затем применяли NaOH для того, чтобы поднять рН до 3,0 перед тем, как добавляли 39% раствор FeCl₃ при 1,2 г/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. После добавления 320 г FeCl₃ суспензию отфильтровывали, промывали и прокаливали при 850°С. Полученный продукт имел бронзовую окраску, проиллюстрированную на ФИГУРЕ 1.

Пример 2

Данный пример осуществляли таким же образом, как Пример 1, за исключением того, что добавляли 335 г FeCl₃. Полученный продукт имел медную интерференционную окраску, проиллюстрированную на ФИГУРЕ 2.

Пример 3

Данный пример осуществляли таким же образом, как Пример 1, за исключением того, что добавляли 360 г FeCl₃. Полученный продукт имел красноватую интерференционную окраску, проиллюстрированную на ФИГУРЕ 3.

Сравнительный пример 4

Суспензию 125 г перлита (средний размер частиц 30 микрон) в 2606 мл дистиллированной воды нагревали до 80°С и доводили рН до 3,0 с помощью HCl. Добавляли 206 г 39% раствора FeCl₃ при 1,6 мл/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. Суспензию отфильтровывали, промывали и прокаливали при 650°С. Полученный продукт имел бронзовую окраску, но Fe₂O₃ осаждали, в основном, рядом с чешуйками перлита, а не в виде покрытия на перлит. Это проиллюстрировано на ФИГУРЕ 4.

Сравнительный пример 5

Данный пример осуществляли таким же образом, как Пример 4, но с добавлением 240 г 39% FeCl₃. Полученный продукт имел красноватую окраску, но Fe₂O₃ осаждали, в основном, рядом с чешуйками перлита, а не в виде покрытия на перлит. Это проиллюстрировано на ФИГУРЕ 5.

Сравнительный пример 6

Суспензию 183 г перлита (средний размер частиц 30 микрон) в 1817 мл дистиллированной воды нагревали до 74°С и доводили рН до 1,5 с помощью HCl. Затем добавляли 51 г 20% раствора SnCl₄ при 0,8 г/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. После перемешивания в течение 30 минут применяли NaOH для того, чтобы поднять рН до 3,2, перед тем, как добавляли раствор 39% FeCl₃ при 0,56 г/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. После добавления 466 г FeCl₃ суспензию отфильтровывали, промывали и прокаливали при 850°С. Полученный продукт имел красноватую окраску. При составлении в декоративное покрытие большая часть покрытия Fe₂O₃ растрескивалась и отшелушивалась в виде хлопьев с поверхности перлита. Это проиллюстрировано на ФИГУРЕ 6.

Пример 7

Суспензию 125 г перлита (средний размер частиц 30 микрон) в 1250 мл дистиллированной воды нагревали до 80°С и доводили рН до 1,4 с помощью HCl. Затем добавляли 58,75 г 20% раствора SnCl₄ при 1,77 мл/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. После перемешивания в течение 30 минут добавляли 209 г 40% раствора TiCl₄ при 1,6 мл/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. Затем применяли NaOH для того, чтобы поднять рН до 3,2 перед добавлением 10 г 39% раствора FeCl₃ при 1,0 г/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. Небольшой образец суспензии отфильтровывали, промывали и прокаливали при 850°С. Добавление 10 г и отбор проб повторяли более 7 раз. Был создан ряд продуктов с окрасками от светло-песочной окраски, вплоть до золотисто-оранжевой.

Пример 8

Суспензию 180 г перлита (средний размер частиц 30 микрон) в 1820 мл дистиллированной воды нагревали до 80°С и доводили рН до 1,4 с помощью HCl. Затем добавляли 40 г 20% раствора SnCl₄ при 2,57 мл/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. После перемешивания в течение 30 минут, добавляли 300 г 40% раствора TiCl₄ при 2,44 мл/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. Затем применяли NaOH для того, чтобы поднять рН до 3,2 перед добавлением 55 г 39% раствора FeCl₃ при 1,28 мл/мин с NaOH, применяемым для поддержания рН. Суспензию отфильтровывали, промывали и прокаливали при 850°С. Полученный продукт имел золотую окраску, проиллюстрированную на ФИГУРЕ 7.

Результаты

Для данных об окраске:

L* - светлота;

С* - насыщенность;

Н°- цветовой тон;

С_Б - степень блеска.

Все измеряли с помощью BYK-mac, измеряли при 15 градусах.

Величины L*, C*, Н° и С_Б для всех примеров, описываемых в данном документе выше, приведены в Таблице 1 ниже.

Цветовые данные в случае последовательностей выборок в Примере 7 предлагают ниже в Таблице 2.

Как показано в данном документе выше, чешуйки перлита с покрытием по данному изобретению (смотри Примеры 1-3, 7 и 8) предлагают весьма желательные величины L, С, Н и С_Б по сравнению с тем, что известно в данной области техники (смотри Сравнительные примеры 4-6). В частности, величины С_Б в случае желательных чешуек перлита с покрытием по данному изобретению составляют по меньшей мере 3,9.