CN104559329A - 多色光亮珠光颜料 - Google Patents
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Abstract
珠光颜料,其中所述颜料是无机材料并且在白色背景上测量的所述颜料的均匀涂层的颜色选自:CIELAB?L*值,大约30或更小,以及色度值,大约3或更小;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。该颜料可用于各种应用中,包括化妆品、塑料、汽车或建筑涂料。
Description
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。
相关申请的交叉参考
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
本发明一般涉及多色光亮珠光颜料。
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、铂)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、氯氧化铋和天然的鱼银(fish silver)。
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SiO2片,可单独使用,或者作为二氧化钛、氧化铁(Fe2O3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。
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TiO2涂布的云母、TiO2涂布的硼硅酸盐、TiO2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。
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。
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
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)。
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。
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。
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。
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△E*不小于20。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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)。
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)。
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
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。
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
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)。
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1nm至大约350nm,大约10nm至大约350nm或者大约10nm至大约250nm。
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:TiO2、Fe2O3、ZrO2、SnO2、Cr2O3、BiOCl和ZnO。第二层可包括一种或多种材料。第二层可以是TiO2。第二层可以是氧化铁,如Fe2O3、Fe3O4、FeOOH、FeO和Fe(OH)3。第二层的平均厚度可以是大约50nm至大约800nm,或者大约100nm至大约600nm。
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TiO2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TiO2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。
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;WO 97/29059;WO 99/57204;美国专利号5,759,255;EP0090259;EP 0634459;WO 99/57204;WO 96/32446;WO 99/57204;美国专利号5,759,255;美国专利号5,571,851;WO 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.l 1 No.4,pp.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,Al2O3或ZrO2或其混合物的功能涂层可被施加到颜料表面。
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n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与其它硅化合物缩合而反应。该基团Y可包括例如羟基、卤基或烷氧基。
除了这些基本亲水性偶联剂外,使用亲水性硅烷也是可能的,尤其是芳基-、烷基-和氟代烷基-取代的二甲氧基硅烷和三甲氧基硅烷。这些包括例如苯乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷和(3,3,3-三氟丙基)甲基二甲氧基硅烷。偶联剂的浓度相对于基础颜料按重量计可为0.2-1.2%。
在一种实施方式中,基底是片状的并且可具有大约0.05至大约1.5μm的平均厚度和大约1至大约750μm的平均宽度。基底的平均宽度 可为大约10至大约60μm,大约5至大约25μm,大约10至大约100μm,大约40至大约250μm,或者大约95至大约730μm。
作为实例,当闪光蓝色TiO2涂布的薄层基底(如SunChemical的SunPearl Iridescent Blue)上相对薄的FeOOH涂层通过氢化还原时,产生了半透明闪光蓝绿或绿松色珠光颜料(参见实施例26)。然而,使用这种相同的闪光蓝色基底,当采用相似的氢化条件还原时,更厚的FeOOH涂层将导致不透明度增加的闪光绿色或橄榄色珠光色调(参见实施例27)。这种颜色推进趋势可适用于TiO2涂布的薄层基底的许多色调。因此,较不透明的蓝色珠光色调可通过还原包含厚FeOOH涂层的闪光紫色TiO2涂布的基底(如SunChemical的SunPearl Iridescent Violet)而产生(参见实施例23)。同样地,不透明度较小的绿色色调可通过还原具有相对薄的FeOOH表层的闪光绿色TiO2涂布的基底(如SunChemical的SunPearl Iridescent Green)而产生(参见实施例8)。
具体的有色珠光颜料的合成开始于选择合适的基底材料。该基底可包括天然云母、合成云母、玻璃片、Al2O3片、SiO2片、BiOCl、硼硅酸盐、合成氧化铝和氮化硼。这样的基底可以是多层材料,即包括不同折射指数的材料。基底可包括云母。珠光颜料可包括不同基底的混合物。此外,基底可由颗粒尺寸不同的相同或不同薄片制成。
形成有色珠光颜料的第一步是用一层非退火的FeOOH涂布该基底或金属氧化物涂布的基底,其颜色通常是淡黄色。由于减小的结晶度和较高的表面积(多孔微观结构),相比于更结晶的Fe2O3,非退火的FeOOH可在更温和的反应条件下还原成氧化铁(FeO、FeO-Fe2O3、Fe3O4)。FeOOH或Fe(OH)3沉积(或沉淀)到基底上的方法在文献中是已知的,例如在Dyes and Pigments,58(2003),239-244;US3926659中以及在许多尤其是Merck、Engelhard和BASF的科技论文和专利中所示。从预涂布的基底开始并且用金属氧化物涂布基底是可能的。可选地,该方法可始于基底本身并且单一涂层可被用于达到正确量的氧 化铁。除了FeOOH外的金属氧化物可被用于涂布该基底或金属氧化物涂布的基底。
沉积的基本原理如下:Fe3+前体如氯化铁、硫酸铁或两者溶解在包含该基底的酸性介质中。随着pH通过加入碱如KOH、NaOH、LiOH和氨水增加,Fe3+离子根据pH控制曲线、温度和浓度以及在一些情况下电场的存在而作为胶状FeOOH颗粒或致密的聚集体沉淀出来。在与FeOOH具有亲和性的基底存在下,胶状颗粒可在基底上迅速形成均匀的薄膜。沉积层和基底之间的键合通常是金属氧化物共价键和氢键的组合。例如,在制成仿古深红色珠光颜料的情况下,该基底是赤铁矿(红色的煅烧Fe2O3)涂布的云母,其具有与FeOOH极好的亲和性。
利用KOH和NaOH的传统沉淀方法被称为多相水解方法。然而,最近,被称为均相水解的更新方法利用脲作为原位产生的碱。该方法据说产生如Dyes and Pigments 58(2003)239-244和Materials Research Bulletin(1999),vol.34,no.6,905-914中所示的更滑且更透明的金属氧化物膜。硫酸铁的使用可产生较粗糙的颗粒以及比氯化铁更弱的光泽。计算机程序化速率控制加热器可被用于较好地控制脲的分解速率,其又控制氨水(碱)的产生速率。当碱生成速率是零级(即恒定的)时,FeOOH胶体将成核并且以恒定速度生长,并且也以恒定速度沉淀到基底上。因此,可产生高度均匀的膜。在80℃-90℃,脲水解几乎是零级。该温度范围可被用作该方法的平台(保持)温度。为了使留在溶液中的游离Fe3+前体的量最小化,所用脲的量仅仅足以将最终水解溶液pH保持在6和8之间。已知Fe3+在pH 8左右处于其最低的溶解度。
通过Fe(III)-脲均相水解沉积FeOOH可在二氧化钛涂布的云母基底表面上产生均匀的FeOOH层,其导致目前商业上不可得到的氖色调的珠光颜料(氖绿金色、氖粉红色、氖银金色等)。
在薄层FeOOH沉积到有色基底上后,颜料通过过滤从溶液中回 收。颜料用去离子水洗涤多次以去除残余的脲,接着通过干燥以去除残余的湿气。充分干燥后,干颜料准备还原。氢化可被用于还原FeOOH层。所得氧化铁(FeO、FeO-Fe2O3、Fe3O4)层通常颜色较黑,这取决于还原程度、层厚和任何其它的层。一般来讲,氢化条件越猛烈或者该层越厚,最终的颜料越深。然而,过厚的氧化铁(FeO、FeO-Fe2O3、Fe3O4)层将导致损失一些透明度和光泽。进行还原以便氧化铁的铁通常包括大约1%至大约30%的Fe(II)和大约70%至大约99%的Fe(III)。可进行还原以便氧化铁的铁包括大约12%至大约18%的Fe(II)以及大约82%至大约88%的Fe(III)。可进行还原以便氧化铁的铁包括大约14%至大约16%的Fe(II)以及大约84%至大约86%的Fe(III)。在一种实施方式中,氧化铁中铁的量为珠光颜料重量的大约1%至大约15%。
其它金属氧化物可通过该过程而还原。可进行还原以便金属氧化物中大约1%至大约30%的金属已经被还原。可进行还原以便金属氧化物中大约12%至大约18%的金属已经被还原。可进行还原以便金属氧化物中大约14%至大约16%的金属已经被还原。在一种实施方式中,金属氧化物中金属的量为珠光颜料重量的大约1%至大约15%。
相比于在还原(H2/N2)气氛中传统的高温煅烧,包含金属氧化物涂布的云母基颜料的悬浮液的均相氢化允许对沉积的氧化铁层的氧化态进行更大的控制。因此,该处理技术可允许对颜料颜色和光泽更精确的控制。此外,相比于现有的方法(如混合物等),金属氧化物沉积然后液相氢化这两步过程可产生具有光滑纹理和改进的耐磨擦性的珠光颜料。可被还原的金属氧化物的实例是FeOOH。
一种还原方法利用由下列三个主要部件组成的液相氢化装置:1)氢存储器(装备有N2清洗);2)加压的反应室(带有45°倾斜的搅动片和电加热罩);和3)在超压情形下爆出物收集存储器。该系统被完全封闭以最小化气体爆炸的风险。该颜料被首先分散在无氧化性(或温和还原性)液体中,其具有合理的H2气体溶解度。一般而言,气压越高, 运输介质中H2浓度越高,并且因此还原反应越快。较高的温度和贵金属催化剂的加入也加快了该反应。还原程度,或者最终颜料的亮度(或暗度)最有效地受到还原时间长度和催化剂装载量的控制。
溶剂的一些实例是PEG 400(分子量425g/mol的聚乙二醇)和NMP(N-甲基吡咯烷酮)。其它溶剂或液体如乙二醇、PEG 200、二甲基甲酰胺和水也可被使用。PEG 400是最受欢迎的,这是由于其高的化学稳定性(即可再用许多次)、高沸点(即能够高温还原)、低的蒸汽压、低的易燃性、高的H2溶解度、对颜料好的润湿能力(即优良的分散性和对H2最大的表面暴露)、对催化剂良好的润湿能力(即使催化表面最大化)和易于加工的中等粘度(45cP),粘度应当足够高以抑制云母颜料即使在温和搅拌下沉降,并且足够低以在温和的真空过滤条件下被过滤。也可使用NMP。氢化压力可为大气压或大气压以上至大约70巴。该压力可为大约10巴至大约40巴,或大约10至大约25巴。温度可为室温至大约220℃,或200-220℃,在溶剂的分解温度之下。搅动通常保持在大约300RPM下以避免使颜料破碎。云母基颜料通常非常易碎并且可在高的剪切力下破裂。破裂通常导致不透明度上升和光泽降低。催化剂的浓度可为每千克液体介质大约0.001至大约0.2g催化剂。在一种实施方式中,催化剂的浓度可为每千克液体介质大约0.01至大约0.08g催化剂。
贵金属催化剂的实例包括但不限于Pd、Pt、PtO2(亚当斯催化剂)、Rh、Au、Ag和Ta。催化剂可以是贵金属的氧化物、氢氧化物和其它衍生物。催化剂可以载体上的或无载体的形式出现。载体上的形式的实例包括但不限于沉积到木炭或炭基载体(椰子壳等)、氧化铝、沸石或其它无机基底(载体)上的Pd和Pt金属。载体的尺寸范围可为几毫米至10-20微米那么小。由于较高的表面体积比,较小载体上的催化剂可具有较高的金属负载量以及因此较高的催化活性。然而,由于与干涉颜料的尺寸和密度相似性(即25-75微米,SG 3-5),小载体的催化剂可难于与颜料分离、回收和再利用。尺寸大约1mm及以上的载 体上的催化剂的使用可通过利用80-120目大小的筛子干燥筛分而与珠光颜料容易地分离。包括但不限于3mm(氧化铝上的Pt)的大载体催化剂容易分离;它们具有相对低的效率,因此用于较浅的氢化,其产生较浅颜色的仿古珍珠如仿古铜和仿古青铜。
纳米颗粒金属催化剂被用于深度氢化以获得极黑的颜色。在一种实施方式中,商业上获得的块状PtO2粉末(直径通常10-50微米)在利用0.5mm氧化锆介质的强力介质研磨机中与PEG400一起湿磨8至16小时。最终的颗粒尺寸是亚微米(即胶体大小),并且PtO2可悬浮在PEG400液体中两天而没有沉降。因为大部分干涉颜料将在1小时左右在PEG 400中沉降,沉降可被用作分离过程以从颜料浆体中回收胶体PtO2。大部分胶体PtO2将保持在上清液相中以被倾析和再利用。这样的方法提供金属氧化物涂布云母颜料的有效液相氢化。
在一种实施方式中,催化剂纳米颗粒具有大约53至大约55nm的平均直径。中值颗粒大小可为大约40nm。
稳定的金属纳米颗粒如Pt纳米颗粒(Pt-NP)的胶状流体可被用作氢化的催化剂。Pt-NP催化流体通过聚合物稳定的直接还原方法制备。Pt纳米颗粒为大小2-5nm,并且通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚合物进行稳定。相比上面提及的微粉化PtO2催化剂和工业上可得到的氢化催化剂,该实施方式提供了几点好处。第一,认为Pt胶体的极大表面积允许使用较少的催化剂以及催化剂和基底之间更加紧密接触。第二,小的颗粒尺寸和润滑聚合物(PVP)的存在有助于减少基底和催化剂之间的摩擦,其可导致更好地保持该颜料的表面平滑度和光泽。第三,这种催化剂流体是热力学稳定的。相比于微粉化的PtO2催化剂——其需要周期性再研磨以维持催化效率,长的贮存寿命是一大优势。
氢化后,颜料经历可选的洗涤步骤以去除Pt残余物。PVP,已知的Pt螯合剂和铂盐的还原剂,被用作10%PVP洗涤水溶液,以去除上 清液中游离的Pt-NP、被吸附到基底上的Pt-NP和可能存在的任何痕量Pt离子。
FeOOH沉积接着氢化可被用于使与珠光TiO2涂布的云母基颜料相关的干涉色推进。透明的珠光TiO2涂布颜料可利用所述的方法转变成光亮有色珠光颜料。对于相对薄的FeOOH沉积,氢化形成了特征为相同干涉色而不透明度增加的颜料。通过还原相对厚的FeOOH涂层,干涉色可推进至下一色调(例如从紫至蓝或者蓝至绿)。该方法也显著增加了所得珠光颜料的不透明度。因此,各种鲜明的多色颜料可在CIELAB色空间的所有象限中产生,其具有受控的不透明度,允许制剂可塑性显著提高。
在黑色/仿古珠光颜料的一种实施方式中,合成开始于选择合适的基底。基底的选择影响黑色/仿古珠光干涉颜料的底色和透明度。例如,为了产生仿古深红外观,重要的是选择深红或深栗色的基底,如赤铁矿(即高温煅烧的Fe2O3)涂布的云母。这种底色与氧化铁(FeO、FeO-Fe2O3、Fe3O4)顶层组合将产生各种色调的深红色。Fe2O3或TiO2涂布的合成或天然云母具有范围从红至黄以及蓝至绿的颜色。基底颜色决定最终珍珠外观的底色。也期望选择具有高透明度的基底,以便它可精确地模仿高质量天然珍珠的“轻柔的”外观。一般而言,由于较高的透明度,相比天然云母,合成云母(如CQV制备的那些)、玻璃片层(例如来自Nippon Sheet glass)、硼硅酸盐和合成氧化铝基底是优选的。这样的基底可以是多层材料,即包括不同折射指数的材料。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料,并且在白色背景上测量时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。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料,并且在白色背景上测量的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。L*可不大于大约80、大约75或大约70。色度值可大于大约24,大约26或大约28。在一种实施方式中,CIELAB色相角,hab为从大约50至大约65度。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料,并且在白色背景上测量的均匀涂层的颜色选自: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10。L*可不大于大约75、大约70或大约65。色度值可大于大约12,大约14或大约16。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料,并且在白色背景上测量的均匀涂层的颜色选自: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。L*可不大于大约80、大约75或大约70。色度值可大于大约11,大约13或大约15。
在一种实施方式中,珠光颜料是蓝色的,其中利用D65光源和10度观测器在白色背景上测量的CIELAB色相角,hab,从大约170至大约275度。可产生不包含铁蓝(亚铁氰化铁)的蓝色珠光颜料,其允许该颜料被用在涉及唇区域的化妆应用中,如润唇膏、唇棒和其它唇制剂。此外,蓝色珠光颜料比亚铁氰化铁更稳定,亚铁氰化铁在碱性pH下分解,这导致颜料渗出以及颜料颜色显著变化。蓝色珠光颜料的另一优势是它们没有将该颜料限于亚铁氰化铁所限定的色空间。铁蓝是有效的着色剂,其仅允许颜料设计者在适当限定的窄的色空间内配制颜料并且限制制剂的可塑性,参见Dyes and Pigments 56(2003)93–98。
在一种实施方式中,珠光颜料是绿色的,其中利用D65光源和10度观测器在白色背景上测量的CIELAB色相角,hab,从大约80至大约 170度。可产生不包含氧化铬的绿色珠光颜料,其允许该颜料被用在涉及唇区域的化妆应用中,如润唇膏、唇棒和其它唇制剂。商业上最常用的绿色珠光颜料是基于氧化铬沉淀,US 6485556。
在一种实施方式中,珠光颜料是红色、粉红色或紫色的,其中利用D65光源和10度观测器在白色背景上测量的CIELAB色相角,hab,从不小于大约275至不大于大约50度。可产生不包含胭脂红的红色、粉红色或紫色云母基珠光颜料。胭脂红是在化妆品工业上广泛地直接或者与珠光颜料(如Engelhard/BASF的Red)组合使用的着色剂。它对UV暴露极其敏感并且可随着时间而褪色。胭脂红在酸性环境下也是不稳定的。它通常的特征为化妆制剂如指甲油的着色剂渗出。此外,胭脂红(其提取自昆虫)已经与许多包括过敏性反应在内的过敏反应的报道联系在一起。无胭脂红的红色、粉红色或紫色色调的开发是特别有利的,因为它给配方设计师提供更稳定且卫生的选择。在一种实施方式中,珠光颜料不包含胭脂红。
在另一实施方式中,当在由丙烯酸釉质中10wt%颜料制成的76μm后的薄膜上测量时,珠光颜料的HPI小于大约1。HPI可小于大约0.5。HPI的范围可为大约0.05至大约0.5。
目前在市场上提供的黑色(或仿古外观)的珠光颜料相对少,这样的实例是:Engelhard/BASF的和Cloisonné系列。市场上现有的黑色珠光产品太不透明且太阴暗(即不够亮),并且不够黑以模仿天然黑珍珠效果(如Tahiti黑珍珠)。此外,当应用于和擦在皮肤上时它们呈现出不期望的变黑效果。解决这些问题的一种方法是将黑色层作为光滑膜施加在干涉层的顶部或下面以使光散射最小化,并且因此保持该颜料的光泽和透明度。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料,并且在白色背景上测量的该颜料均匀涂层的颜色具有大约30或更小的CIELAB L*值,以及 大约3或更小的色度值。L*可不大于大约28、大约25或大约22。色度值可小于大约2.5、大约2或大约1.5。这些方法已经被用于产生非常黑的仿古/黑色珍珠干涉颜料。基于在硝化纤维清漆中5%颜料刮涂(pigment drawdown)所达到的最黑色按照亮度值(在CIE1976色空间中的L*值,利用10度观测器,包括镜面反射光的光源D65进行测量)来说在大约29至大约32的范围内,其非常接近于具有非常低色度(通常小于3)的参照LENETA卡的黑色(L*=28)。ST的范围为L*=64至65,Engelhard's Cloisonné NU-Antique Series的范围为L*=37至60。在所有情况下,这些比由该方法制成的颜料更亮并且光泽更少。
所述方法可产生具有更好遮盖力且保持高光泽的颜料。所述颜料在高和低pH下可具有比现有颜料更好的稳定性,并且不太可能渗出。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料并且在白色背景上测量的该颜料均匀涂层的碱稳定性的△E*为小于大约2。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料并且在白色背景上测量的该颜料均匀涂层的碱稳定性的△E*为小于大约4。
在一种实施方式中,珠光颜料是无机材料并且在白色背景上测量的该颜料磁性排列和未排列的均匀涂层的△E*为不小于20。
在一种实施方式中,珠光颜料的磁化率为大约0.1×10-5至7.5×10-5m3/kg。
该颜料可以是磁性的或者呈现出磁化性。在流体基系统中——如包含这些颜料的液体涂层或未固化的塑性制剂,所施加的磁场可被用于使涂层特定区域中的颜料排列以产生似乎三维的图像。在颜料被排列后,涂层可被固化以使图像凝固。
三维效果是由相对于涂层表面非水平或成中间角度地排列的颜料颗粒产生的。在所施加的电场中,高纵横比片将使自身排列,从而片的最长尺寸(即片宽)使其自身沿着磁场线排列。使有色颗粒重定方位的能力允许它们被操纵到特定角度,形成受控的三维外观。在磁场线与观察者垂直的区域,片颗粒将垂直于观测者,形成烟黑外观。这种极黑外观是由于颗粒边缘处的光散射以及不存在反射面。在没有所施加的磁力的区域,颗粒与所施加的涂层表面基本上更平行地排列,导致浓色外观。与涂层表面水平地施加磁场将使更多的颜料与表面平行地定向,导致甚至更浓颜色的外观。
在一种实施方式中,化妆组合物包含珠光颜料。化妆组合物可用于皮肤、眼睛或头发的化妆产品。意图作为皮肤化妆品的组合物的实例包括眼影、眼线、睫毛油、爽身粉或扑面粉、粉底、腮红、彩霜、指甲油、唇棒、润唇膏、发胶或美体露、洗发液或沐浴液、遮瑕笔(cover sticks)、洗液、遮瑕笔(concealer)和粉底。涉及唇区域的化妆应用的实例是润唇膏、唇棒和其它唇组合物。指甲油(Nail polish)可被称为指甲油(nail varnish)或指甲油(nail enamel)。
珠光颜料可被用于生产US6663852、US6451294和6280714中所述的化妆品。
在一种实施方式中,组合物的颜料在该组合物施加期间或之后排列。将该组合物的颜料排列的实例是通过施加具有施磁器的组合物。施磁器可被用于使化妆品中的磁性颗粒排列,以控制其外观。
一般的化妆组合物可包含防腐剂、稳定剂、中和剂、水相增稠剂(多糖生物高聚物、合成聚合物)或脂肪相增稠剂,如粘土矿物、填料、香水、亲水性或亲油性活性物质、表面活性剂、抗氧化剂、成膜聚合物和其混合物。这些各种成份的量为在所涉及领域中通常应用的那些量,并且,举例来说,可为该组合物总重量的0.01%至30%。在一种实施方 式中,化妆组合物可进一步包括粘合剂,其中颜料占该组合物的大约0.5%至大约99.5%。
唇部化妆组合物可包括在所涉及领域中通常所用的任何成分,如水,优选地其量占该组合物总重量的0至95%;水溶性或脂溶性染料;抗氧化剂;精油;防腐剂;香料;中和试剂;脂溶性聚合物,尤其是基于烃的聚合物,如聚烯烃或聚月桂酸乙烯酯;水相的胶凝剂;液态脂肪相的胶凝剂;蜡;树胶;表面活性剂;另外的化妆用或皮肤病学活性试剂,例如,举例来说,润肤剂、保湿剂(例如甘油)、维生素、液态羊毛脂、必需脂肪酸、亲油性或亲水性遮光剂和其混合物。组合物也可包括离子和/或非离子型脂质泡囊。这些成分(除了水之外)可以组合物中总重量的0至20%的比例存在于组合物中。
在一种实施方式中,涂料或油墨组合物包含珠光颜料。在另一实施方式中,制品包括珠光颜料。涂料、油墨或制品可进一步包括粘合剂,其中该颜料占组合物的大约0.5%至大约99.5%、大约0.1%至大约70%或者大约0.2%至大约10%。
涂料或油墨可以是印刷油墨、表面涂料、激光标记用涂料、颜料制剂、干制剂、食品色料、纺织涂料、建筑涂料、合成纤维或纤维基产品。涂料可作为液体、蒸汽或固体施加到目标物上。施加涂料方法的实例是通过印刷、涂漆、聚合涂布或喷射。涂料可以是粉末、釉质、气溶胶、油漆、环氧树脂或聚合物。
油墨可以是磁性墨粉。磁性墨粉的实例是用于Magnetic Ink Character Recognition(MICR)的那种。这些墨粉可被用于在票据上印刷安全码并且通过低成本阅读器读出。许多用于MICR的墨粉是黑色的。MICR油墨的颜色和磁化率可通过利用不同的珠光颜料进行调节。
制备涂料和油墨的技术,以及各种印刷方法(即凹板印刷、苯胺 印刷、丝网印刷、平版印刷、照相凹版印刷)在文献中是熟知的,所以在此不再重复[参见"The Printing Ink Manual",5th edition,R.H.Leach,ed.Taylor&Francis,Inc.]。其它不太常见的印刷方法包括数字式平版印刷方案,如Hewlett-Packard Indigo印刷机。
除了局部应用如印刷或涂布外,颜料可在形成阶段直接结合到基底以制成制品。例如,对于纸来说,颜料可在造纸期间与其它普通纸填料如方解石、滑石一起引入,以填充纸靠近表面的开孔。如果制品是塑料,颜料可在基底挤压期间引入。制品的实例是塑料、玻璃、陶瓷材料、混凝土、压制木材、丸、纸、牙膏、食品或农用产品。
术语闪色(goniochromatic)、闪光(iridescent)和珠光(pearlescent)可交互使用以指依赖于视角的颜色变化。
除非另外指明,颜料的碱稳定性被测定为△E*,其是利用实施例32中所述方法相对于白色背景测量的。
除非另外指明,颜料的酸稳定性被测定为△E*,其是利用实施例33中所述方法相对于白色背景测量的。
除非另外指明,颜料的HPI、CIELAB坐标、色相角hab、L*、a*、b*和色度是利用D65光源和10度观测器、采用具有白色或黑色背景的、实施例32中所述的颜料刮涂测量的。
颜料的均匀涂层是仅包含一种着色成份的涂层,它不是着色成份的混合物。不形成均匀涂层的颜料的实例是Nu Antique Gold颜料,该颜料包含彩色颜料和氧化铁。
实施例
实施例1:用于沉积易还原FeOOH层的FeCl
3
-脲均相水解方法
·将0.1M HCl溶液(356.9g)加入到500ml圆柱形反应容器桨片(对于轻轻搅拌和无粘性特性来说)。溶液在175RPM下进行搅拌。将7.1g 45%wt FeCl3储备液(Riedel 12322,45%wt FeCl3,55%水)滴加到反应器中。
·脲(16g)在搅动下慢慢加入到反应器中。
·将Sky Chemical Russet Pigment(20g)加入到反应器中,并且搅拌5分钟。
·温度以2℃/min升至80℃并且维持4小时。
·该颜料通过过滤进行回收并且用蒸馏水进行洗涤。
实施例2:固–固催化的水相氢化方法
步骤1–催化剂的湿微粉化
·氧化铂粉末(200mg,10-50微米级,Aldrich 206032)在100g PEG400(即2mg PtO2/g流体)中搅拌。
·浆体被装载到具有0.5mm氧化锆介质和水冷却夹套的Eiger-Mill装置中。功率被设置成最大并且运行6小时。最终的浆体是墨绿色并且大约1至2天没有沉降。
·颗粒尺寸用动态光散射(Horiba DLLS Particle Sizer)和OM(光学显微镜,Nikon)进行检查以确保没有留下比1微米大的颗粒。
步骤2–氢化
·将PEG 400(100g)、FeOOH(20g)涂布的红色珍珠般颜料(即SkyChemical Super Russet)和3g来自步骤1的微粉化PtO2浆体(2mg催化剂/g流体)加入钢构造的氢化室中。
·搅拌器被下放到该室中。关闭该室且将其连接到H2储蓄器。
·气体管线用N2吹扫几次。
·该室用H2加压至大约10–14巴。
·打开搅动器并且加热罩被设定到200℃。反应运行6小时。
·去除加热罩以让该室冷却。该室顶部空间和管线用N2气吹扫以去除任何残余的H2。
·打开该室并且浆体被倒进一容器中。
步骤3–催化剂回收和颜料洗涤
·浆体在容器中沉降。珍珠般颜料将比胶体PtO2更快地沉到底部。大部分颜料一沉降,就倾倒出上清液,其富含PtO2,并且放到旁边以再用。
·沉降的颜料在网状过滤器(网孔20微米)上用水洗涤几次并且用工业酒精洗涤一次以去除PEG和残余的胶状PtO2。
·颜料在适度的真空下进行干燥。
实施例3:均相铂胶状纳米颗粒催化剂的制备
·聚乙烯吡咯烷酮(PVP)还原剂溶液:无水乙二醇(80g)和K15 PVP(1Og,Fluka 81390或ISP)用Hauschild混合器在3000RPM下进行混合直至溶解。该混合物被加入到具有2"PTFE涂布的3-叶桨片和氮吹扫管线的1L 3.5"特氟隆涂布的圆柱形反应器中。
·前体溶液:将无水乙二醇(80g)和H2PtCl6-6H2O盐(0.5g,SAC3044)加入到带有磁力搅拌棒的4盎司罐中,并且搅拌直至溶解。液体被超声振荡10分钟以去除氧,然后加入到PVP还原剂溶液中。
·前体和还原剂的混合:将无水乙二醇(80g)加入到反应容器中,接着在大约200RPM搅动以在室温下轻轻地将前体与还原剂混合。N2吹扫管线降低至刚好到液面下方以提供惰性气体保护层。
·热活化:该混合物在大约100分钟内从20℃加热至120℃。关掉加热前该混合物被保持在120℃下1小时。该溶液在油浴中冷却回室温。
·回收:将(PVP+EG)中Pt液体[0.75mg Pt/q流体]倒入玻璃罐并且将罐密封。
实施例4:利用均相催化剂的液相氢化方法
步骤1–氢化
·将PEG 400(100g)、FeOOH涂布的红色珍珠般颜料(20g,即Sky Chemical Super Russet)和来自实施例3的Pt胶体溶液(8g)(300ppm水平的Pt,被归一化成颜料的干含量)加入钢构造的氢化室。
·将搅拌器下放到该室。关闭该室且将其连接到H2储蓄器。
·气体管线用N2吹扫几次。
·该室用H2加压至大约10-14巴。
·打开搅动器并且加热罩被设定到200℃。反应运行6小时。
·去除加热罩以让该室冷却。该室顶部空间和管线用N2气吹扫以去除任何残余的H2。
·打开该室并且浆体被倒进容器中。
步骤2-催化剂回收和颜料洗涤
·在让胶体在容器中沉降后,倒出上清液。
·沉积的颜料然后在网状过滤器(网孔20微米)上用水中10%PVP洗涤几次并且用工业酒精洗涤一次以去除PEG和残余的胶状PtO2。
·颜料在适度的真空下进行干燥。
实施例5–缟玛瑙黑色珠光颜料
步骤1–通过FeCl3-脲均相水解的FeOOH沉积
·将0.1M HCl溶液(10707g)加入到15L圆柱形反应容器中。溶液在175RPM下进行搅拌。向反应器中加入213g FeCl3储备液(Riedel12322,45%wt FeCl3,55%水)。
·将脲(1440g)在搅动下慢慢加入反应器中。
·向反应器中加入Sudarshan Russet颜料(600g),并且搅拌5分钟。这种沉淀技术对于Sudarshan Russet颜料不是唯一的。其它片状基底可被使用,其包括包含合成云母(未涂布的或金属氧化物涂布的)或薄片玻璃载体的那些。这些基底可包含多个吸收层,如包含不同折射率材料的那些。重要的是要注意,Fe吸收的当量水平(g Fe/g云母)可通过再沉淀或通过调整反应条件,利用预先涂布的或未涂布的载体实现。
·反应温度以2℃/min升至90℃并且维持4小时。
·涂布的颜料然后利用10微米过滤器通过真空过滤进行回收。滤 饼用5L的水洗涤三次。涂布的颜料然后在60℃下干燥过夜。
步骤2–氢化
·将PEG 400(1920g)、FeOOH涂布的红色珍珠般颜料(400g,即Sudarshan Russet)和来自实施例3的Pt胶体溶液(80g)加入到钢构造的氢化室中。
·搅拌器被下放到该室中。关闭该室且将其连接到H2储蓄器。
·气体管线用N2吹扫几次。
·该室用H2加压至大约340-380psig。
·打开搅动器并且加热罩被设定到200℃。反应运行6小时。
·去除加热罩以让该室冷却。该室顶部空间和管线用N2气吹扫以去除任何残余的H2。
·打开该室并且浆体被倒进容器中。
·氢化的颜料然后利用10微米过滤器通过真空过滤回收。滤饼用4L水接着用2L乙醇进行洗涤。
·该颜料然后在60℃下的烤箱中放置24小时。
步骤3–颜料刮涂制剂
·在为DAC150FVZ-K型(Hauschild Engineering)高速混合器设计的最大15半透明罐中,氢化颜料(0.5g)被分散在4.5g PPG Delstar PMR499丙烯酸釉质中。
·将玻璃珠(2g)加入到分散的悬浮液中。
·颜料悬浮液(10%颜料)然后利用DAC150FVZ-K型高速混合器在3000rpm下混合3分钟。
·三种相同10%颜料悬浮液制剂采用上述步骤进行制备。在混合后,紧接着将各个颜料悬浮液利用1.5、3或6密尔Bird涂布器施加到Form 2C Leneta卡上。
·让每个刮涂在室温下干燥30分钟,然后在60℃下的烤箱中放置另外的30分钟。
·干膜的比色参数(CIE L*a*b*)是相对于白色和黑色参照背景, 利用10度观测器和D65光源(包括镜面反射光和排除镜面反射光)进行测量的。这些测量的结果列在下面的表中。
表1.利用黑色背景参照,在不同的膜厚度下,利用10度观测器和包括镜面反射光(SCI)的D65光源的缟玛瑙黑色(实施例5)刮涂(10%颜料)的比色参数(CIE L*a*b*)。
表2.利用白色背景参照,在不同的膜厚度下,利用10度观测器和包括镜面反射光(SCI)的D65光源的缟玛瑙黑色(实施例5)刮涂(10%颜料)的比色参数(CIE L*a*b*)。
表3.利用黑色背景参照,在不同的膜厚度下,利用10度观测器和排除镜面反射光(SCE)的D65光源的缟玛瑙黑色(实施例5)刮涂(10%颜料)的比色参数(CIE L*a*b*)。
表4.利用白色背景参照,在不同的膜厚度下利用10度观测器和排除镜面反射光(SCE)的D65光源的缟玛瑙黑色(实施例5)刮涂(10%颜料)的比色参数(CIE L*a*b*)。
实施例6–氖绿-金色(Neon Green-Gold)珠光颜料
HCl(0.1M溶液中706.2g)、FeCl3(45wt%溶液中14.2g)、脲(96g)和TiO2涂布的天然云母颜料(40g,SunPearl Iridescent Green,颗粒大小10-60μm)在180rpm下的搅动下加入到1L带夹套的罐式反应器中。混合物具有大约1.8的pH。混合物然后被加热至90℃。当脲分解导致溶液pH升至大约6.3和6.5之间时,颜料是完全的。在90℃下大约2小时后,颜料被过滤,用去离子水进行漂洗并且在60-80℃下干燥。得到具有与金黄色吸收色相结合的绿色干涉色的氖样闪亮颜料。如利用Perkin Elmer 5100 PC Atomic Absorption Spectrophotometer(原子吸收分光光度计)所测,所得颜料包含大约6.5wt%元素铁。用Spectraflash SF600 Plus分光光度计测量的该颜料和初始基底的CIELAB值列于表5。
实施例7–氖金色珠光颜料
除了如表6所示,除了向反应容器中初始加入的每种试剂的量不同外,氖金色珠光颜料经由实施例1中所示相同的技术进行制备。如表6所示,涂布所用的FeCl3量为实施例1所用的两倍,其中采用相同的脲/Fe摩尔比40.6以及相同的初始基底。过滤、洗涤并且干燥后,获得具有金色干涉色的氖样闪光颜料(CIELAB值参见表5)。所得颜料包含大约10.7wt%元素铁。
该实施例阐明TiO2涂布的片状基底上FeOOH层的较厚涂层可被用于使干涉色推进至下一色调。通过比较涂布的基底和初始材料在黑色背景上所测的色相角(参见表5),这是明显的。未涂布的基底具有绿色干涉色,其中色相角205.1。FeOOH涂布使色相角随着厚度增加顺时针推进。如反应Fe/颜料质量比0.055(或者最终颜料中6.5wt%Fe)所示,色相角从绿色干涉色(色相角=205.1)推进至绿-金色干涉色(色相角=108.6)。在大约两倍的反应Fe/颜料质量比(其导致最终颜料中10.7wt%Fe)下,色相角进一步推进至更金色干涉色(色相角=83.0)。
如表5所示,增加的FeOOH沉积导致基底变黑或者L*值下降。随着沉积中所用的Fe/颜料质量比增加,白色和黑色背景的初始材料的L*值减小。
表6.商业上可得到的TiO2-涂布的天然云母基底上Fe(OH)3沉积所用的试剂的量
实施例8–闪亮、半透明绿色珠光颜料
将实施例6中制备的颜料(20g,云母+TiO2+Fe(OH)3,颗粒大小10-60μm)以及乙二醇中PVP稳定的Pt催化剂(4g)(实施例3中制备的)分散在聚乙二醇400(96g,PEG 400,EMD Chemical,CAS25322-68-3)中,并且加入到600mL带有两个斜度45度叶片的钢制帕尔反应器中。混合物在大约800rpm下进行搅拌。反应溶液通过用氮加压该容器并且然后在真空下排气进行吹扫几次。充分吹扫后,该混合物被加热至220℃,用氢加压至10.3巴并且在这些条件下保持6小时。该颜料被过滤,用4L去离子水和1L乙醇进行漂洗,并且在60-80℃下进行干燥。获得深的且浓颜色的、半透明、绿色珠光颜料(相应的CIE Lab色值参见表7)。
在表8中给出了最终颜料中Fe(II)和Fe(III)的重量分数。总铁和 Fe(II)含量分别经由原子吸收光谱和用0.1N重铬酸钾的氧化/还原滴定进行测定。氢化导致还原了大约15.4%的沉积铁(从Fe(III)到Fe(II))。
如表7所示,该还原过程将重铬初始物质(实施例6)转变成具有更均一色坐标的更加不透明颜料,如利用白色和黑色背景所测得。不透明度水平或者遮盖力可以采用如下所定义的遮盖力指数(HPI)进行描述:
其中,L*(黑色)和L*(白色)是分别在黑色和白色背景上所测的亮度或L*值。完全不透明是在L*(黑色)等于L*(白色)时获得的,其使得遮盖力指数等于无穷大。与该颜料相关的HPI列在表7中。
表8.实施例8和9所测量的Fe(II)和Fe(III)的总组成
实施例9–闪亮不透明金色珠光颜料
除了沉淀中使用的Fe/颜料质量比增加两倍外——导致在最终颜料中更高重量分数的Fe(参见表7和8),相比实施例8不透明度增加的浓色调金色珠光颜料是按照实施例8的步骤制备的。如表7中所列的CIELAB值所示,闪色金色珠光颜料是在氢化后获得的。相比实施例8(50.0,相比实施例3的1.56),所得颜料具有较高的不透明度或者较高的遮盖力指数,如表7所示。
TiO2-涂布的片状基底的干涉色的推进和不透明度可通过Fe/颜料质量比进行精确控制。如下面实施例所示,两步法(涂布和还原)可适用于具有下列各种干涉色的TiO2涂布的韵母颜料,诸如:金色、红色、紫色、蓝色、绿色和银色。可以产生横跨CIELAB色坐标体系的所有四个象限的无数闪亮有色珠光颜料,同时控制不透明度以适合预期的应用。
颜色和不透明度可通过初始TiO2和沉积的FeOOH层的厚度直接控制。对于半透明色调(如实施例8所述),薄FeOOH层的还原导致颜料的特征是初始干涉色或色相角的简单推进,如表7所示。较厚FeOOH层的还原导致干涉色或色相角的进一步推进并且可使干涉色推进至下一色调(在实施例5的情况下,从绿到黄)同时增加了不透明度或HPI。
实施例10至13–利用具有金色干涉色的TiO
2
涂布的云母开发闪亮珠光颜料
上述方法可适用于特征在于黄色或金色干涉色的TiO2涂布的云母基底。除了所用的基底材料是SunPearl Iridescent Gold(10-60μm)而不是SunPearl Iridescent Green之外,实施例10和11类似于6和7。实施例10和11的反应溶液的组成显示在表6中,其中所得颜料的CIELAB在表9中给出。
如前所示,FeOOH沉积导致初始基底的色相角(在黑色背景上)顺时针推进(参见表9)。初始金色干涉色(色相角=93.4)在低Fe载量下推进至橙金色(实施例6,色相角=68.6)并且在增加的FeOOH层厚下进一步推进至粉红色(色相角=24.2)。沉积后,这些颜料是闪色的,或者特征是在一些视角下特定的干涉色(在该情况下,橙色、金色或粉红色),而在其它视角下为金色至黄色的吸收色。金色至黄色的吸收色是由于沉积的黄色氧化铁或FeOOH层。随着FeOOH厚度增加,涂布的颜料的暗度增加,如表9中所测定的L*值所示。
通过实施例8中所述的氢化方法还原实施例10和11分别产生实施例12和13。实施例12是HPI为0.267的闪亮半透明橙色颜料。由于相对薄的FeOOH层,还原导致色相角小的推进,将干涉色从金色移至橙色。尽管实施例12和13之间的还原条件相当,但是实施例13产生更不透明(HPI=1.099)、较暗的闪亮暗紫色颜料。较大的色移,色相角从49.2(实施例12,在黑色背景上)至354.7(实施例13,在黑色背景上),以及不透明度的增加是由于涂布的FeOOH层的厚度增加。
实施例14至19–利用具有红色干涉色的TiO
2
涂布的云母开发闪亮珠光颜料
除了TiO2-涂布的云母基底(SunPearl Iridescent Red,10-60μm)的特征在于粉红色至红色干涉色外,实施例14至19是按照实施例6所述的方法制备的。反应Fe/颜料质量比显示在表6中。所制备的每种颜料的CIELAB值显示在表10中。
为了清楚起见,相对于黑色背景测量的实施例14–16的a*和b*坐标在图1中进行作图。实施例14-16的颜料刮涂(3密尔Bird涂抹器)通过将0.75g颜料分散在5g载体(乙酸正丁酯中10%CAB531-1(Eastman Chemical))中制备。图1显示在非常低的Fe/颜料比下,尤其对于Fe/颜料比小于大约0.055的沉积,导致b*坐标初始增加,对a*值影响较小。这可能是由于FeOOH特有的黄色吸光度。就是从这一点,图1中点2,随着FeOOH层厚度增加,色相角的顺时针移动开始。如所示,色相角开始推进穿过在Fe/颜料比大约0.055下的载体材料的初始色相角。对于实施例16(Fe/颜料比=0.055),干涉色很明显是紫色,这表明向下一色调充分推进(红至紫)。
实施例8中描述的实施例14-16通过氢化方法的还原分别产生实施例17–19。如表10中所述的CIELAB值所述,还原产生粉红至淡紫色的闪亮珠光颜料,并且与这些颜料相关的遮盖力指数或HPI随着Fe/颜料质量比增加而增加。
实施例20至23-利用具有紫色干涉色的TiO
2
涂布的云母开发闪亮珠光颜料
除了TiO2涂布的云母具有紫色干涉色(SunPearl Iridescent Violet,10-60μm)以及分别如表6中所示使用反应Fe/颜料比0.055和0.110之外,实施例20和21按照实施例6中所述的方法进行制备。FeOOH沉积后该颜料的CIELAB值在表11中给出。
实施例20和21的颜料显示出特有的色相角顺时针移动,导致Fe/颜料比增加时逐渐从紫色至蓝色干涉色。利用实施例8中所述条件,实施例20和21的还原分别产生实施例22和23。如表11所示,薄FeOOH表层的还原(如实施例22)产生半透明珠光颜料,其特征在于颜色类似于TiO2涂布的云母载体的干涉色。在这种情况下,实施例22产生闪亮暗紫色珠光颜料。较厚FeOOH层的还原,如实施例23中产生的颜料,导致干涉色推进至下一色调(在该情况下从紫色至蓝色)并且不透明度或HPI增加。
实施例24至27-利用具有蓝色干涉色的TiO
2
涂布的云母开发闪亮珠光颜料
除了TiO2涂布的云母具有蓝色干涉色(SunPearl Iridescent Blue,10-60μm)以及分别如表6中所示使用反应Fe/颜料比0.055和0.110之外,实施例24和25按照实施例6中所述的方法进行制备。CIELAB值在表12中给出。
实施例24和25的颜料显示出特有的色相角顺时针移动,导致Fe/颜料比增加时逐渐从蓝色至绿色干涉色。利用实施例6中所述条件,实施例24和25的还原分别产生实施例26和27。如表12所述,薄FeOOH表层的还原(如实施例26)产生半透明珠光颜料,其特征在于颜色类似于TiO2涂布的云母载体的干涉色。在这种情况下,实施例26产生闪亮青绿色珠光颜料。较厚FeOOH层的还原,如实施例27中产生的颜料,导致干涉色推进至下一色调(在该情况下从闪亮蓝色至不透明橄榄绿色)并且不透明度或HPI增加。
上述实施例表明几乎无数个具有控制的不透明度的闪亮闪色珠光色调可通过本文所述方法进行制备。潜在的颜色范围横跨CIELAB色空间。
实施例28至31-利用具有银色干涉色的TiO
2
涂布的云母开发闪亮珠光颜料
除了TiO2涂布的云母具有银色干涉色(SunPearl Silver White,10-60μm)以及分别如表13中所示使用反应Fe/颜料比0.055和0.110之外,实施例28和29按照实施例6中所述的方法进行制备。CIELAB值在表14中给出。
表13.用于在商业上可得到的TiO2涂布的天然云母基底上FeOOH沉积的试剂的量
如表14所示,FeOOH沉积导致从透明银白色转变至金色。较厚FeOOH层的沉积导致更多的金色并且显著更暗的外观(较低的L*值)。利用实施例8中所述条件还原实施例28和29分别产生实施例30和31。实施例30是HPI为0.862的闪亮半透明香槟色珠光颜料。如实施例31所用,在增加的反应Fe/颜料质量比时产生具有更暗外观的更不透明(HPI=1.852)金属灰色珠光颜料(较低的L*值,参见表14)。
实施例32–碱稳定性测试-蓝色珠光颜料
测试实施例23和六种商业上可得到的蓝色珠光颜料的碱稳定性。所测试的样品和其相应的成份列在表15中。
表15.测试碱(pH 12.5)稳定性的颜料样品
碱性溶液(pH 12.5,蒸馏水中的NaOH)与2wt%颜料(参见表15)混合以制备悬浮液。对悬浮液进行混合,并且让其沉降大约5小时。颜料然后被过滤,用去离子水进行漂洗,并且在80℃下进行干燥。
颜料刮涂(3密尔Bird涂抹器)是通过将0.5g各种颜料分散在4.5g载体中(PPG Delstar DMR499 Acrylic Enamel),接着将该混合物施加到Leneta Form 2C不透明卡上而制备的。处理和未处理样品的CIELAB色坐标(10°观测器和包括镜面反射光的D65光源)是在90°视角下利用Spectraflash SF600 Plus分光光度计测量的。遮盖力指数(处理前后)以及处理和未处理样品之间的色差或△E*(△E*=((△L*)2+(△a*)2+(△b*)2)1/2)是相对于黑色和白色背景测量的,参见表16。
表16.碱性处理(pH 12.5、5小时)前后蓝色珠光颜料样品的遮盖力指数(HPI)以及色差值(△E*)。
所有测试的商业上可得到的蓝色珠光颜料显示在浸没在碱性溶液中后颜色和不透明度显著改变。所测的色差是由于铁蓝在碱性溶液中的不稳定性。从碱稳定性来说,在蓝色珠光颜料制剂中不存在铁蓝或亚铁氰化铁显示出显著的优势。对于在实施例23中所述的蓝色珠光颜料,处理的和未处理的样品显示出相对小的色差(△E*<2)以及不透明度小的下降(HPI从0.469降至0.408)。
实施例33–酸稳定性测试-红色/粉红色珠光颜料
测试实施例18和六种商业上可得到的红色/粉红色云母基珠光颜料的酸稳定性。所测试的样品和其对应成份列在表17中。
表17.测试酸(pH 1.5)稳定性的颜料样品
酸性溶液(蒸馏水中的浓HCl,pH 1.5)与2wt%颜料(参见表17)混合以制备悬浮液。对悬浮液进行混合,并且让其沉降大约20小时。颜料然后被过滤,用去离子水进行漂洗,并且在80℃下进行干燥。
刮涂制备和颜色分析如前面实施例中所述进行。相对于黑色和白色背景测量的遮盖力指数(处理前后)以及处理和未处理的样品之间 的色差或△E*显示在表18中。
如表18所示,实施例18的粉红色珠光颜料在暴露于酸性条件后显示出相对于白色背景的最低色差(或较低的△E*)。只有Red显示出对于黑色背景测量的较低△E*。对于Red样品所测的这种△E*低值是由于其L*值(L*=27.25)与黑色背景L*值(L*=27.20)的相似性,如表19中所示。实际上,Red样品显示出明显的分解,这通过相对于白色背景测量的色坐标的显著变化明显可见,如表20所述(△E*=16.258)。
表18酸性处理(pH 1.5,20小时)前后红色珠光颜料样品的遮盖力指数(HPI)以及色差值(△E*)
表19利用10°观测器和包括镜面反射光的D65光源相对于黑色背景测量的CIE Lab值。颜料刮涂(3密尔Bird涂抹器)通过将0.5g颜料分散在4.5g载体(PPG Dels tar DMR499 Acrylic Enamel)中制备。
除了干燥形式的提高颜色一致性外,实施例18的颜料是没有表现 出着色剂向酸性溶液渗漏迹象的唯一样品。酸性悬浮液过滤后,在可见光区域分析滤液的着色剂渗漏(参见图2)。如图2所示,本发明制备的颜料是在可见光区域没有显示出明显吸收的唯一滤液样品。所有包含商业颜料的酸性悬浮液外观是红色的,这表明胭脂红着色剂在酸性环境中的不稳定性。
表20利用10°观测器和包括镜面反射光的D65光源相对于白色背景测量的CIE Lab值。颜料刮涂(3密尔Bird涂抹器)通过将0.5g颜料分散在4.5g载体(PPG Dels tar DMR499 Acrylic Enamel)中制备。
实施例34–碱稳定性测试–绿色珠光颜料
测试实施例27和三种商业上可得到的绿色云母基珠光颜料的碱稳定性。所测试样品和其相应的成份列在表21中。
表21测试碱(pH 12.5)稳定性的颜料样品
碱性溶液(pH 12.5,蒸馏水中的NaOH)与2wt%颜料(参见表21)混合以制备悬浮液。混合悬浮液,并且让其沉降大约55小时。然后颜料被过滤,用去离子水进行漂洗,并且在80℃下进行干燥。
刮涂制备和颜色分析如实施例32所述进行。相对于黑色和白色背景测量的遮盖力指数(处理前后)以及处理和未处理样品之间的色差或△E*显示在表22中。
表22碱性处理(pH 12.5,55小时)前后绿色珠光颜料样品的遮盖力指数(HPI)以及色差值(△E*)。
表21由三种绿色珠光颜料组成:云母-TiO2+Cr2O3(Cloisonné Green and Blue Green),与氧化铁颗粒混合的云母-TiO2+Cr2O3(Cloisonné Nu Antique Green)和实施例27。实施例27的颜料与表21中所示的商业上可得到的绿色珠光颜料的差别是不存在Cr2O3。含铬化合物的自由选择允许在更多的化妆组合物中使用这些绿色珠光颜料,尤其在涉及唇部区域的应用中。
如表22所示,实施例27中所述的绿色珠光颜料在碱环境中的颜色稳定性(相对于白色背景△E*=2.49以及相对于黑色背景△E*=1.78)与实施例23和32中所述的蓝色珠光颜料所测的值(相对于白色背景△E*=1.71以及相对于黑色背景△E*=1.40)相一致。
除了无铬外,所述的绿色珠光颜料可以被制成透明(低HPI)和不透明(高HPI)种类。包含一层Cr2O3的TiO2涂布的云母颜料一般限于表22中所述的透明珠光颜料(HPI=0.099)。另一方面,实施例27比Cloisonné Green and Blue Green更不透明(HPI=0.505)。当考虑实施例27的粒径分布稍高于(参见表21)Cloisonné系列颜料时,这是有意义的。该特性允许相比于Cr2O3涂布的云母基颜料具有改进遮盖力或不透明度的更闪亮绿色珠光颜料。
为了改进遮盖力或不透明度,传统的Cr2O3涂布的云母基颜料可以与松散的氧化铁颗粒组合以产生不透明绿色珠光颜料,如用于制备Cloisonné Nu Antique Green的技术(参见表21)。如表22所示,这导致遮盖力或表面覆盖率显著增加(HPI=1.351)。然而,这种方法的明显缺点是由于过量光散射而损失光泽以及由这些松散的非片状颗粒的存在所导致的整体脏的外观。该方法也引起液体制剂中颜色稳定性的显著降低(如表22中所示的高△E*所显示),这是由于松散的氧化铁颗粒与Cr2O3涂布的云母基颜料分离。
实施例35–半透明、无胭脂红的红色珠光颜料
比较了五种无胭脂红和七种含胭脂红的红色珠光颜料,参见表23。颜料刮涂的颜色是红色,并且具有不小于大约275至不大于大约50度的色相角。刮涂制备和颜色分析如实施例32所述进行。各个样品的CIELAB色坐标和遮盖力指数被描述在表24中。实施例18的珠光颜料是HPI小于大约1的唯一不含胭脂红的红色珠光颜料。
表23–红色珠光颜料
表24-红色珠光颜料的HPI
实施例36–光亮凝胶润唇膏制剂
表25中所示的光亮凝胶润唇膏底霜的成分被均匀混合并且加热至80℃。充分冷却至室温后,来自实施例8的颜料以2wt%加入到基础凝胶中并且充分混合。相似的润唇膏制剂使用来自实施例18、19、23、24、25、27和31的颜料。
表25.光亮凝胶润唇膏底霜的组成。
预言性实施例47-指甲油
包括珠光颜料的指甲漆膜的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例48–唇棒
包括珠光颜料的唇棒的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例49–润唇膏
包括珠光颜料的润唇膏的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例50–睫毛油
包括珠光颜料的睫毛油的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例51–扑面粉
包括珠光颜料的扑面粉的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例52–眼影
包括珠光颜料的眼影的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例53–腮红
包括珠光颜料的腮红的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例54-发胶和美体露
包括珠光颜料的发胶和美体露的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例55–洗液
包括珠光颜料的洗液的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
预言性实施例56–粉底
包括珠光颜料的粉底的化妆组成可由下列表中所示的成分制成。
实施例57–眼影霜剂
相A
成分 | wt% |
水 | (适量至100%)64.20% |
硅酸镁铝 | 1.00% |
黄原胶 | 0.30% |
相B
成分 | wt% |
三乙醇胺(TEA 99%) | 0.30% |
丙二醇 | 8.00% |
防腐剂(水溶性) | 适量 |
相C
成分 | wt% |
珠光颜料 | 20.00% |
相D
成分 | wt% |
硬脂酸(硬脂酸94%) | 4.00% |
硬脂酸甘油酯 | 0.80% |
油醇 | 0.50% |
步骤:
将黄原胶和硅酸镁铝利用高剪切力混合分散到去离子水中,直至混合物调匀以形成相A。向相A的均匀胶质混合物中加入三乙醇胺、丙二醇和水溶性防腐剂并且混合直至调匀。硬脂酸、硬脂酸甘油脂和油醇在轻轻搅拌下加热至75±5℃,以形成相D。
在轻轻搅拌下向相A-B混合物中加入珠光颜料物质,并且维持在 75±5℃温度下。在轻轻搅拌下向相A-B-C混合物中加入相D,同时维持温度在75±5℃下。维持持续搅拌并且将整个混合物冷却至35±5℃。
当将该眼影霜剂施加在皮肤上时,观察到下列结果:
珠光颜料 | 结果 |
实施例27 | 取决于视角,闪闪发出橄榄绿色,带有绿色和红色闪烁点 |
实施例58–眼影凝胶
相A
成分 | wt% |
水 | (适量至100%)63.00% |
丙烯酸酯/丙烯酸C10-30烷酯交联共聚物 | 0.30% |
相B
成分 | wt% |
水 | 13.00% |
甘油 | 2.00% |
三乙醇胺(TEA 99%) | 0.70% |
防腐剂(水溶性) | 适量至100% |
相C
成分 | wt% |
珠光颜料 | 20.00% |
步骤:
将丙烯酸酯/丙烯酸C10-30烷酯交联共聚物利用高剪切力混合分散到去离子水中直至混合物调匀。将甘油、三乙醇胺和水溶性防腐剂分散在相B的部分去离子水中,然后加入到相A的混合物中,并且混合直至调匀。
于室温在轻轻搅拌下向相A-B混合物中加入珠光颜料物质。
两者放入眼影凝胶的容器中并且在将它施加到皮肤上时,观察到
下列结果:
实施例59–粉饼
相A
成分 | wt% |
滑石 | 45-80%(适量至100) |
二甲基硅油和二甲基硅油交联聚合物 | 5.00% |
防腐剂 | (适量至100) |
相B
成分 | wt% |
珠光颜料 | 15.00-50.00% |
步骤:
将滑石、二甲基硅油和二甲基硅油交联聚合物和防腐剂在适当的干混/分散设备中充分混合和分散。向该干混成分中加入相B的珠光颜料物质并且混合直至均匀。
当将不透明的粉饼眼影施加皮肤上时,观察到下列颜色移动结果:
实施例60–指甲油
指甲油底油:
成分 | wt% |
乙酸丁酯 | 25-50% |
乙酸乙酯 | 10-25% |
硝化纤维 | 10-25% |
柠檬酸乙酰基三丁酯 | 5-10% |
酞酐/偏苯三酸酐/乙二醇共聚物 | 5-10% |
异丙醇 | 5-10% |
司拉氯铵水辉石(Stearalkonium Hectorite) | 1-5% |
己二酸/富马酸/邻苯二甲酸/三环癸烷二甲醇共聚物 | 1-5% |
柠檬酸 | <0.1% |
步骤:
将珠光颜料(5份)与指甲油底油(95份)在安装有LightningTM型螺旋桨混合器的合适体积的容器中混合。将这些成分混合至均匀。
在清澈的指甲釉质以及清漆中都观察到下列强的颜色移动结果:
实施例60–亮光彩色唇膏
相A
成分 | wt% |
蓖麻油 | (适量至100%)14.56% |
[0326]
异壬酸异壬酯 | 17.51% |
季戊四醇四辛酸酯/四癸酸酯 | 8.75% |
辛基十二烷醇 | 5.47% |
羊毛脂油 | 11.93% |
辛酸/癸酸/硬脂酸甘油三酯 | 7.11% |
小烛树蜡 | 9.30% |
巴西棕榈蜡 | 3.28% |
聚丁烯H-100 | 7.66% |
地蜡 | 2.20% |
羊毛脂蜡 | 1.09% |
红色7号色淀(Red 7Lake) | 0.80% |
防腐剂 | 适量 |
抗氧化剂 | 适量 |
相B
成分 | wt% |
珠光颜料 | 10.00% |
相C
成分 | wt% |
香料 | 0.10% |
步骤:
将蓖麻油、异壬酸异壬酯、季戊四醇四辛酸酯/四癸酸酯、辛基十二烷醇、羊毛脂油、辛酸/癸酸/硬脂酸甘油三酯、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、聚丁烯H-100、地蜡、羊毛脂蜡、红色7号色淀、防腐剂和抗氧化剂全部称重并且放入加热的容器中。将温度升至85±3℃。搅拌这些成分直至它们熔化并且均匀。
将相B的珠光颜料分散在相A的蓖麻油中,然后在胶体或滚筒研 磨机中进行研磨。然后加入分散的颜料并且与相A的其它部分进行混合。然后加入相C的香料,并且在持续的搅拌下进行混合。组合物在75±5℃下灌注,然后模制、冷却并且烧制成唇棒。
在不透明亮光彩色唇棒中观察到下列结果:
珠光颜料 | 结果 |
实施例23 | 取决于视角,发出深红且紫色色调,带有深蓝色闪烁点 |
实施例8 | 取决于视角,发出深红-青铜色调,带有红色和绿色闪烁点 |
实施例61–亮光唇棒
相A
成分 | wt% |
蓖麻油 | (适量至100%)15.36% |
异壬酸异壬酯 | 17.51% |
季戊四醇四辛酸酯/四癸酸酯 | 8.75% |
辛基十二烷醇 | 5.47% |
羊毛脂油 | 11.93% |
辛酸/癸酸/硬脂酸甘油三酯 | 7.11% |
小烛树蜡 | 9.30% |
巴西棕榈蜡 | 3.28% |
聚丁烯H-100 | 7.66% |
地蜡 | 2.20% |
羊毛脂蜡 | 1.09% |
防腐剂 | 适量 |
抗氧化剂 | 适量 |
相B
成分 | wt% |
珠光颜料 | 10.00% |
[0341] 相C
成分 | wt% |
香料 | 0.10% |
步骤:
将蓖麻油、异壬酸异壬酯、季戊四醇四辛酸酯/四癸酸酯、辛基十二烷醇、羊毛脂油、辛酸/癸酸/硬脂酸甘油三酯、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、聚丁烯H-100、地蜡、羊毛脂蜡、防腐剂和抗氧化剂全部称重并且放入加热的容器中。将温度升至85±3℃。搅拌这些成分直至它们熔化并且均匀。
将相B的珠光颜料分散在相A的蓖麻油中,然后在胶体或滚筒研磨机中进行研磨。然后加入分散的颜料并且与相A的其它部分进行混合。然后加入相C的香料,并且在持续的搅拌下进行混合。组合物在75±5℃下灌注,然后模制、冷却并且烧制成唇棒。
在不透明亮光彩色唇棒中观察到下列结果:
实施例62–透明凝胶润唇膏
相A
相B
成分 | wt% |
珠光颜料 | 10.00% |
步骤:
除了SunPearl Maroon代替SunPearl Iridescent Green使用外,珠光颜料如实施例6所述制备。除了在200℃的温度下外,采用实施例8中所述的步骤还原颜料。获得深和浓颜色的不透明暗紫色珠光颜料并且用作相B。
将氢化聚异丁烯、乙烯/丙烯/苯乙烯共聚物以及丁烯/乙烯/苯乙烯共聚物、棕榈酸乙基己酯、新戊酸十三烷酯、异硬脂酸异硬脂酯和防腐剂全部称重并且放入加热的容器中。将温度升至50±3℃。搅拌这些成分直至它们熔化并且均匀。在室温下,将相B的珠光颜料加入到相A中并且混合直至所有的珠光颜料分散良好。如果需要的话,可以加入香料,并且在持续搅拌下混合。组合物在室温下进行浇铸。
在透明凝胶润唇膏中观察到下列结果:
实施例63–沐浴胶
相A
成分 | wt% |
水 | (适量至100%)67.80 |
丙烯酸酯/丙烯酸C10-30烷基酯交联聚合物 | 0.70 |
防腐剂 | 适量 |
丙二醇 | 1.00 |
珠光颜料 |
[0361] 相B
成分 | wt% |
三乙醇胺-硫酸十二烷酯 | 23.00 |
椰油酰胺丙基甜菜碱 | 3.50 |
椰油酰胺DEA | 3.00 |
乙二胺四乙酸二钠 | 0.05 |
相C
成分 | wt% |
香料 | 0.20% |
相D
成分 | wt% |
三乙醇胺 |
步骤:
将丙烯酸酯/丙烯酸C10-30烷基酯交联聚合物在持续搅拌下在合适的容器中分散在水中直至均匀。向该混合物中加入其余的相A成分,接着将该混合物加热至65℃。相B成分在持续混合下一次一种地加入。该混合物被冷却至40℃,并且加入相C&D成分。
在该沐浴胶中观察到下列结果:
珠光颜料 | 结果 |
实施例7 | 取决于视角,发出红金色亮瓶外观,带有红色、紫色和金色闪烁效应 |
实施例70 | 取决于视角,强烈发出黑瓶外观,红色、金绿色至青绿色闪烁效应 |
[0371]
实施例64–色泽效果洗发剂
相A
成分 | wt% |
去离子水 | 适量 |
丙烯酸共聚物(30%) | 8.00 |
月桂基乙醚硫酸钠(2摩尔,28%) | 40.0 |
氢氧化钠(18%)(适量至pH 6.5) | 1.50 |
相B
成分 | wt% |
椰油酰胺丙基甜菜碱(30%) | 6.70 |
聚季铵盐39(10%) | 2.10 |
乙二胺四乙酸四钠 | 0.05 |
苯氧乙醇和对羟基苯甲酸酯类 | 0.50 |
相C
成分 | wt% |
珠光颜料 | 0.10% |
步骤:
向去离子水中加入丙烯酸共聚物,接着在轻轻混合下加入月桂基乙醚硫酸钠。混合物的pH用氢氧化钠调节至6.5。将相B的成分在混合的同时加入到混合物中。如果必要的话,pH用氢氧化钠调节至6.5。将相C在轻轻搅拌下加入到混合物中直至均匀。
在色泽效果洗发剂中观察到下列结果:
珠光颜料 | 结果 |
实施例7 | 取决于视角,发出红金色亮瓶外观,带有红色、紫色和金色闪烁效应 |
实施例70 | 取决于视角,强烈发出黑瓶外观,红色、金绿色至青绿色闪烁效应 |
[0382]
实施例65–色泽效果定型胶
相A
成分 | wt% |
去离子水(Aqua) | 适量 |
乙二胺四乙酸四钠 | 0.1 |
二羟甲基二甲基乙内酰脲 | 0.40 |
PEG-7M | 0.20 |
相B
成分 | wt% |
甘油 | 1.00 |
聚二甲基硅氧烷共聚醇 | 0.20 |
丙烯酸酯/硬脂酸酯-20衣康酸酯共聚物 | 4.00 |
三乙醇胺(至pH 6.8-7.1) | 0.70 |
相C
成分 | wt% |
PVP | 7.00 |
相D
成分 | wt% |
珠光颜料 | 5.00% |
步骤:
将相A的成分在合适的容器中进行混合。相B的成分在混合下依次加入。形成透明凝胶后,加入相C,接着在搅拌下加入相D。
继续搅拌直至均匀。
在头发定型胶中观察到下列结果:
珠光颜料 | 结果 |
实施例7 | 取决于视角,发出红金色亮瓶外观,带有红色、紫色和金色闪烁效应 |
实施例70 | 取决于视角,强烈发出黑瓶外观,红色、金绿色至青绿色闪烁效应 |
实施例66–磁性珠光颜料
将SunPearl Bronze(20g,C84-6281,SunChemical)如实施例8所述进行还原,以形成深浓色金米色珠光颜料(相应的CIELAB色度值请参见表7)。所得颜料以及初始颜料的磁化率由位于加利福尼亚州Santa Cruz的Applied Paleomagnetics利用Bartington MS2磁化率计进行测量。
表26-实施例66的磁化率
实施例67–利用磁场将实施例66颗粒排列
实施例66中制备的颜料以及SunPearl Bronze的初始颜料的颜料刮涂如实施例32中所述制备。
将四个圆钮扣形磁体(13mmMagnetic Specialty LLC,钕(35级,12300高斯)磁体)放置在保持在50℃下的烤箱中的托盘上。放置磁体后,将0.64cm厚的玻璃板直接放置在磁体上。在施加颜料悬浮液后,紧接着,将不透明度卡放置在玻璃板上,以便每个圆形磁铁紧接放置在实施例66的初始颜料和实施例66中制备的颜料的白色和黑色背景下。实施例66中制备的颜料(磁化率=5.056×10-5m3/kg)瞬时定向成三维圆形图案,其中在白色和黑色背景上具有唯一的感知深度。来自实施例66的初始物质,SunPearl Bronze(磁化率=0.019×10-5m3/kg)放置在磁场上后没有呈现出变化,这表明质量磁化率太低而不能使颜料在该磁场中定向。在烤箱中10–15分钟后,三维图象被固化 并且固定在该涂层中。
涂层的CIELAB值如实施例32所述进行测量。排列的颜料是在由磁体形成的圆形图像中心进行测量的。三维磁性图像的中心部分在白色和黑色背景上呈现黑色(L*~30)。黑色外观可能是由于与表面垂直的片状颜料的定向。与表面垂直的排列明显减少了可用于反射的面积,这导致黑色外观。圆形图像的中心部分(与涂布表面垂直的最大排列)与无所施加的磁场的区域之间的所测量的色差(△E*)相对于白色和黑色背景分别为25.9和27.2,如表27所示。
实施例68–绿色珠光颜料的磁性质
如实施例25所述制备珠光颜料,形成具有绿色干涉色和金黄色吸收色的氖样闪亮颜料(实施例68a)。该颜料然后采用实施例27所述的步骤进行还原以形成不透明橄榄绿闪亮珠光颜料(实施例68b)。氢化前后所测量的颜料的磁化率在表28中给出。如所示,磁化率在氢化后增加了大约三个数量级。
表28–实施例68的磁化率
两种颜料的颜料刮涂如实施例67所述进行制备和测量。圆形图像的中心部分(与涂布表面垂直的最大排列)与无所施加的磁场的区域之间的所测量的色差(△E*)相对于白色和黑色背景分别为24.1和28.3。
实施例69–蓝色珠光颜料的磁特性
如实施例23所述制备珠光颜料,形成质量磁化率3.858×10~5m3/kg的半透明闪亮珠光颜料。
该颜料的颜料刮涂如实施例67所述进行制备和测量,并且在表30中显示。圆形图像的中心部分(与涂布表面垂直的最大排列)与无所施加磁场的区域之间的所测量的色差(△E*)相对于白色和黑色背景分别为21.43和21.33。
实施例70–磁性黑色珠光颜料的制备
如实施例68所述制备珠光颜料,除了使用的是SunPearl Maroon外。颜料然后采用实施例8中所述的步骤进行还原以形成质量磁化率14.017×10~5m3/kg的不透明玛瑙黑珠光颜料。
该颜料的颜料刮涂如实施例67所述进行制备和测量,并且在表31中所示。圆形图像的中心部分(与涂布表面垂直的最大排列)与无所施加磁场的区域之间的所测量的色差(△E*)相对于白色和黑色背景分别为4.2和5.0。
实施例71-PVC中的珠光颜料
将透明塑料溶胶(Geon 121A,按重量计55份)、邻苯二甲酸二异癸酯增塑剂(按重量计44份)和Mark 4152稳定剂(按重量计1份)的PVC基料混合直至均匀。实施例66的颜料与该PVC基料进行混合(PVC基料的1wt%)。未固化的聚合物利用6密尔涂抹器刮涂在玻璃板上(厚度=0.32cm)。该玻璃板然后置于在180℃下加热的烤箱中的8个圆形磁体上。5分钟后,增塑的PVC刮涂从烤箱中取下并且让其冷却。所得塑料膜具有暖米色外观,其包含具有唯一深度的三维圆形图像。
实施例72–化妆指甲釉质应用
实施例66的颜料以4wt%加入到指甲釉质基料(Tevco,Product8711)中并且利用DAC150FVZ-K型(Hauschild Engineering)高速混合器在3000rpm下混合3分钟。该指甲釉质然后利用3密尔(~76微米)Bird涂抹器施加到不透明度卡(Leneta Form 3B)上。
将四个圆钮扣形磁体(13mmMagnetic Specialty LLC)放置在保持在50℃下的烤箱中的托盘上。放置磁体后,将0.64cm厚的玻璃板直接放置在磁体上。在施加指甲釉质后,紧接着,将不透明度卡放置在玻璃板上,以便将两个圆形磁铁直接放置在白色和黑色背景下。
放置该卡后,实施例66中制备的颜料瞬时定向成三维圆形图案,其中在白色和黑色背景上具有唯一的感知深度。
比较实施例73–商业上可得产品的丙烯酸釉质涂层
测试了商业上可得的彩色珠光颜料的质量磁化率,以及涂层中排列和未排列颜料的CIELAB颜色。
表32–磁化率和组成
实施例67中采用的刮涂步骤适用于表32中所列的颜料。将磁场施加到Nu Antique Gold颜料没有呈现出产生三维效果的显著的片状重排,相反该涂层只是变暗。该颜料可由没有结合于片状基底的磁性氧化铁颗粒制成。因此,磁场的施加没有使该片排列以产生三维效果。其它涂层的CIELAB值如实施例67所述进行测量。
表34表明实施例的磁排列区域与无磁场的区域之间所测量的色差(△E*)比商业上可得的颜料的色差高。
表34.无施加外部磁场的区域与排列的三维圆形图像的中心部分之间的色差(△E*)变化。
Claims (10)
1.一种珠光颜料,其中所述颜料是包括基底和第一层的无机材料,其中所述第一层包括氧化铁,其中所述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),其中所述氧化铁包括FeOOH,并且其中在白色背景上测量的所述颜料的均匀涂层的颜色选自:
CIELAB L*值,大约30或更小,以及色度值,大约3或更小;
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。
2.权利要求1所述的珠光颜料,其磁化率大约0.1×10-5至大约20×10-5m3/kg。
3.权利要求1所述的珠光颜料,其还包括位于所述基底和所述第一层之间的第二层,其中所述第二层具有大于大约1.6或小于大约1.4的折射指数。
4.权利要求1或3中任一项所述的珠光颜料,其还包括位于所述基底和所述第一层之间的第二层,其中所述第二层具有选自TiO2、Fe2O3、ZrO2、SnO2、Cr2O3、BiOCl和ZnO的氧化物。
5.权利要求1、3或4中任一项所述的珠光颜料,其中所述基底选自天然云母、合成云母、玻璃片、Al2O3片、SiO2片、BiOCl、硼硅酸盐、合成氧化铝和氮化硼。
6.权利要求1、3、4或5中任一项所述的珠光颜料,其中所述第一层的平均厚度为大约1nm至大约350nm。
7.前述权利要求中任一项所述的珠光颜料,其中所述颜料是无机材料并且在白色背景上测量的所述颜料的磁性排列和未排列的均匀涂层的△E*为不小于20。
8.前述权利要求中任一项所述的珠光颜料,其中所述颜料是无机材料并且在白色背景上测量的所述颜料的均匀涂层的碱稳定性的△E*小于大约2。
9.前述权利要求中任一项所述的珠光颜料,其中所述颜料是无机材料并且在白色背景上测量的所述颜料的均匀涂层的酸稳定性的△E*小于大约4。
10.权利要求1、3、4、5或6中任一项所述的珠光颜料,其中所述氧化铁的铁为所述颜料的重量的大约1%至大约15%。
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