CN107250286A - 具有高色度和高亮度的红色装饰颜料、其制造方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含薄片形式的非金属基底和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子。本发明还涉及制造所述红色效应颜料方法及其用途。

Description

具有高色度和高亮度的红色装饰颜料、其制造方法及其用途
本发明涉及包含薄片形式的非金属基底和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，还涉及其制造方法和该红色效应颜料的用途。
包含至少一个由交替高、低和高折光指数层构成的层序列的基于薄片形式的非金属基底的多层颜料是已知的，例如由EP 1 572 812 A1、EP 1 213 330 A1、EP 1 025 168B2、EP 1 621 585 A2、EP 0 948 572 A1、EP 0 950 693 A1、EP 1 306 412 A1、EP 1 587881 A2、EP 2 632 988 A1或EP 1 474 486 A2已知。根据低折光指数层的光学层厚度，多层颜料可以如例如EP 1 375 601 A1、EP 1 281 732 A1、EP 0 753 545 A2、US 2004/0003758A1中所述随视角改变其视觉外观。上文引用的所有申请中的共同要素在于层序列包括由低折光指数的金属氧化物，例如氧化硅构成的低折光指数层。
与只有一个相同的第一层的单层效应颜料相比，多层颜料具有更高的光泽和在一些情况下更高的色度，当然假设基底和粒度在此情况下相同。
EP 1 422 268 A2公开了具有多层结构的颜料，所述颜料具有两个或更多个金属氧化物层，其中所述金属氧化物层的所述至少一种金属(离子)选自铈、锡、钛、铁、锌和锆。此申请的目标是具有高色度和高亮度并在其涂层中具有最小数量的最小尺寸孔隙的颜料。根据EP 1 422 268 A2，低孔隙体积据说确保高视觉质量的涂层。
US 2015/0344677 A1涉及基于薄片形式的涂布基底的效应颜料。涂层包含第一和第二高折光指数层，和意在部分或在100％程度上扩散到一个或两个高折光指数层中的第三组分。第三组分可以是SiO2或另一金属氧化物。此申请的目标是，在具有15微米或更小的D50的效应颜料的情况下，无附聚地被SiO2覆盖。
本发明的一个目的是提供具有高光泽度和高遮盖力的高色度红色颜料，其具有红色干涉色、具有高机械稳定性和高化学稳定性并同时可用低材料投入以简单方式制造。
这一目的通过提供一种包含薄片形式的非金属基底和施加到所述基底上的涂层的红色效应颜料实现，其中所述涂层包括至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属氧化物、金属氢氧化物和/ 或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，借助XRF测定并作为元素铁计算的铁离子比例总计为所述红色效应颜料的总重量的至少17重量％，并且其中在CIE LCh颜色空间中的色调角h*15在320°至360°和0°至60°的范围内。
红色效应颜料的优选扩展方案在从属权利要求2至9中描述。
该目的还通过提供一种制造本发明的红色效应颜料的方法实现，其中所述方法包括下列步骤：
i.任选地，将包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成的未煅烧层施加到薄片形式的非金属基底上，
ii.相继施加三个未煅烧层A、B和C，各自由至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物构成或包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中层A和C的金属离子分别包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，且层B的金属离子包含或是选自金属Sn、Ti和Zr的至少一种金属离子，层A和/或C的至少一种金属离子包含或是铁离子，层A、B和C直接相互叠加排布，并且其中在层 B中施加的所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物就金属离子而言不同于层A和层C的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子，
(iii)在400℃至1000℃的温度下煅烧在步骤(ii)中获得的产物以获得所述红色效应颜料。
该目的还通过提供一种制造本发明的红色效应颜料的方法实现，其中所述方法包括下列步骤：
(i)在煅烧的单层或多层涂布的非金属基底上相继施加两个未煅烧层 B和C，各自由至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物构成或包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中层B的金属离子包含或是选自金属Ti、Sn和Zr的至少一种金属离子，层C的金属离子包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，基底方向上直接毗邻层B的层和/或层C中的至少一种金属离子包含或是铁离子，层B和C直接相互叠加排布，并且其中在层B中施加的所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物就金属离子而言不同于层C和基底方向上直接毗邻层B的层的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子，其中基底方向上直接毗邻层B的层的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自金属 Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，
(ii)在400℃至1000℃的温度下煅烧在步骤(i)中获得的产物以获得所述红色效应颜料。
本发明还提供本发明的红色效应颜料在化妆品制剂、塑料、薄膜、织物、陶瓷材料、玻璃、漆、印刷墨、书写墨、清漆、粉末涂料和/或作为激光标记添加剂的用途。
本发明的目的还通过提供一种制品实现，其中所述制品包括至少一种本发明的红色效应颜料。
术语“金属离子”或“铁离子”根据本发明不是指单个金属离子或铁离子，而是多个金属离子或铁离子。
要涂布的薄片形式的非金属基底可以选自天然云母薄片、合成云母薄片、铁云母薄片、玻璃薄片、氧化铁薄片、SiO2薄片、Al2O3薄片、高岭土薄片、滑石薄片和氯氧化铋薄片。根据本发明，红色效应颜料还可基于上文指明的薄片形式的非金属基底的混合物。上述薄片形式的非金属基底还可包括一个或多个由至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物构成或包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的高和/或低折光指数层并可是已煅烧的。例如，所用基底因此也可以是单涂层或多涂层的珠光颜料或干涉颜料。在一个优选实施方案中，要根据本发明使用的基底是薄片形式的未涂布非金属基底。
薄片形式的非金属基底优选选自天然云母薄片、合成云母薄片、玻璃薄片、SiO2薄片、Al2O3薄片及其混合物。薄片形式的非金属基底更优选选自天然云母薄片、合成云母薄片、玻璃薄片及其混合物。非常特别优选的薄片形式的非金属基底是合成云母薄片和/或玻璃薄片及其混合物。玻璃薄片尤其优选作为薄片形式的非金属基底。
可用作基底的玻璃薄片就其组成而言可以由硅酸盐玻璃，如钠钙玻璃、铅晶玻璃、E玻璃、A玻璃、C玻璃、ECR玻璃、Duran玻璃、窗玻璃、实验室玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃构成。优选地，玻璃薄片具有与EP 1 980 594 B1的教导对应，尤其与主权利要求对应，更优选与 EP 1 829 833 B1或EP 2 042 474 B1的教导对应，尤其根据各自的主权利要求的组成。可用作基底的玻璃薄片优选通过EP 289 240 B1中描述的方法制造。
在另一实施方案中，玻璃薄片可以在其制造过程中通过添加至少一种无机着色剂以受控方式着色。合适的着色剂是在玻璃组合物的特定熔融温度下不分解的那些。着色剂的比例在此优选在总计0.1重量％至50重量％的范围内，更优选在总计1重量％至35重量％的范围内，最优选在总计5 重量％至25重量％的范围内，在每种情况下基于玻璃组合物的总重量计。合适的着色剂尤其是元素贵金属，如Au、Pd或Pt，元素Cu、Cr、Mn、 Fe、Ti和/或Co的阳离子或络合阴离子，和上列着色剂的混合物。
在另一实施方案中，可用作基底的玻璃薄片的折光指数在1.45至1.80 的范围内，优选在1.50至1.70的范围内。
在另一实施方案中，薄片形式的基底，尤其是玻璃薄片，可以被包含氧化硅、氢氧化硅、和/或水合氧化硅或由所述物质构成的层包封。例如，在使用玻璃薄片的情况下，上述涂层可以保护玻璃表面免受化学改变，如溶胀、玻璃成分浸出或溶解在侵蚀性酸性覆盖溶液中。
可用作基底的合成云母薄片可具有根据CN 102718229 A的主权利要求或根据US2014/0251184 A1的主权利要求的组成。它们可另外根据 EP 0 723 997 A1第3页至第4页中的细节制造。
可用作基底的合成云母薄片优选是式KMg3AlSi3O10F2、 KMg21/2(Si4O10)F2或NaMg21/2(Si4O10)F2的氟金云母，尤其是式 KMg3AlSi3O10F2的氟金云母，其根据x-射线荧光分析(XRF)优选具有表 1中规定的成分，所述成分在所列的范围内以相应的金属氧化物示出。
表1:根据XRF的合成云母薄片的优选组成
要涂布的薄片形式的非金属基底的平均厚度优选在50纳米至5000纳米的范围内，更优选在60纳米至3000纳米的范围内，最优选在70纳米至 2000纳米的范围内。除非另行指明，根据本发明平均厚度应理解为是指算术平均值。
在一个实施方案中，作为要涂布的薄片形式的非金属基底的玻璃薄片的平均厚度在750纳米至1500纳米的范围内，优选在850纳米至1400纳米的范围内，更优选在900纳米至1300纳米的范围内。
较薄的薄片形式的基底使得本发明的红色效应颜料的总厚度较低。因此，其中平均厚度在50纳米至700纳米的范围内，更优选在101纳米至 600纳米的范围内，更优选在160纳米至500纳米的范围内，最优选在200 纳米至400纳米的范围内的玻璃薄片同样优选作为薄片形式的非金属基底。
在另一实施方案中，作为要涂布的薄片形式的非金属基底的天然或合成云母薄片的平均厚度优选在80纳米至1300纳米的范围内，更优选在90 纳米至1000纳米的范围内，更优选在99纳米至800纳米的范围内，最优选在200纳米至600纳米的范围内。
如果用具有高折光指数的金属氧化物涂布低于50纳米平均厚度的薄片形式的非金属基底，例如获得极易破裂的颜料，其甚至在并入相应的施涂介质时也可能破碎，这又导致光泽度显著降低。
在5000纳米的平均基底厚度以上，颜料总体上变得太厚。这与较差的比遮盖力(specific hiding capacity)相关联，意味着每单位重量的本发明的红色效应颜料覆盖的面积较低。此外，这样的厚颜料在施用介质中具有较低的相对于基底的面平行取向度。较差取向又造成降低的光泽度。就触觉性质而言，过厚的效应颜料在施用中也是整体上不利的。
在一个实施方案中，薄片形式的非金属基底的厚度分布中的相对标准偏差为15％至100％，优选17％至70％，更优选19％至61％，最优选21％至41％。以[％]计的相对标准偏差是计算的标准偏差和平均厚度的商。
根据下文在IIj节“薄片形式的非金属基底的平均厚度、层2和3的平均层厚度、总涂层的平均层厚度、间隔层的平均高度ha和空腔的平均高度hH的测定”中的细节，使用固化漆膜(其中本发明的红色效应颜料基本面平行于基底排列)测定薄片形式的非金属基底的平均厚度。为此，在扫描电子显微镜(SEM)下检查固化漆膜的横截面，其中对至少100个效应颜料测定薄片形式的非金属基底的厚度并统计平均。根据本发明，除非另行指明，术语“平均”始终是指算术平均值。
用Supra 35扫描电子显微镜(来自Zeiss)使用本发明的红色效应颜料的横截面获得扫描电子显微照片。
本发明的红色效应颜料任选包含层1，其含有氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡或由所述物质构成。层1可任选至少部分作为与直接毗邻层1 的层(例如层2)的混合层存在。
本发明的红色效应颜料的层2和3在煅烧后优选各自是高折光指数的层，其中折光指数优选为n>1.8，更优选n≥1.9，最优选n≥2.1。根据本发明，选择层2和3中的所述至少两种不同的金属离子(其中这两种不同的金属离子的至少一种是铁离子)以使在层2和/或3中由其形成的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物优选各自具有n>1.8的平均折光指数。
层2和3的所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，其中这两种不同的金属离子之一是铁离子。根据本发明，在此应该选择所述至少两种不同的金属离子和铁离子的比例以使所得效应颜料为红色。“红色效应颜料”在本发明中是指它们在CIE LCh颜色空间中的色调角h*15在320°至360°和0°至60°的范围内，更优选在330°至360°和0°至55°的范围内，更优选在335°至360°和0°至45°的范围内，最优选在340°至360°和0°至 400°的范围内(图9)。优选地，在上述色调角范围内的色度C*15>28，更优选>39，最优选>46。
根据下文在IIb节“角度依赖性颜色测量(Angle-dependent colormeasurements)”中的细节使用在黑/白遮盖力试验纸(Byko-Chart 2853，来自Byk-Gardner)上的涂漆(lacquer applications)测定色调角h*15和色度C*15。为此，将本发明的效应颜料以基于湿漆总重量的6重量％的着色水平搅拌到传统硝化纤维素漆(Erco 2615e无色青铜配混漆(bronze mixing lacquer colorless)；来自Maeder Plastiklack AG)中，并用螺旋涂施器以40微米、76微米或100微米的湿膜厚度施加到黑/白遮盖力试验纸上，随后在室温下干燥并用来自Byk-Gardner的BYK-mac多角度色度计分析。
表2:作为红色效应颜料的D50的函数的湿膜厚度
D50 螺旋涂施器
<40μm 40μm
40μm–85μm 76μm
>85μm 100μm
CIE LCh颜色空间是CIELab颜色空间，其中报道的是圆柱坐标C* (色度、相对颜色饱和度、与L轴的距离)和h*(色调角，CIELab色环中的色调的角度)而非Cartesian坐标a*、b*(图8)。
本发明的红色效应颜料的被定义为的遮盖力商Dq(hiding quotient)优选≥0.41，优选≥0.45，更优选≥0.50，最优选≥0.55。在此遮盖力商根据下文在IIc节“遮盖力的比较(Comparison of hiding)”中的细节，使用与6重量％的本发明的特定效应颜料混合的硝化纤维素漆(Erco 2615e无色青铜配混漆(bronze mixing lacquercolorless)；来自Maeder Plastiklack AG)在黑/白遮盖力试验纸(Byko-Chart 2853，来自Byk-Gardner)上的涂漆测定。L*110 黑和L*110 白在此是在黑/白遮盖力试验纸的黑色和白色背景上在110°的测量角下测得的亮度值，优选用来自 Byk-Gardner的BYK-mac多角度色度计测定。
“至少两种不同的金属离子”根据本发明是指存在至少两种不同元素的金属离子，例如钛和铁离子，或铁和锡离子，或铁和锆离子，等等。各种金属离子可以以金属氧化物和/或金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的混合物和/或以混合氧化物和/或混合氢氧化物和/或混合水合氧化物的形式存在于本发明的红色效应颜料的层2和/或层3中。层2和/或层3可以包含金属氧化物和/或金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的这种混合物和/或混合氧化物和/或混合氢氧化物和/或混合水合氧化物，或由所述物质构成。
本发明的红色效应颜料中的氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁的比例优选在17重量％至90重量％的范围内，更优选在20重量％至86重量％的范围内，最优选在36重量％至78重量％的范围内，在每种情况下借助 XRF测定，在每种情况下作为元素铁计算并在每种情况下基于本发明的红色效应颜料的总重量计。
根据本发明，红色效应颜料中的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物(其中所述至少一种金属离子包含或是选自金属Sn、Ti和Zr 的金属离子)的比例优选总计在0.5重量％至25重量％的范围内，更优选总计在0.9重量％至21重量％的范围内，更优选总计在1.5重量％至16 重量％的范围内，最优选总计在2.0重量％至12重量％的范围内，氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁的比例优选在25重量％至90重量％的范围内，更优选在28重量％至84重量％的范围内，更优选在30重量％至76重量％的范围内，最优选在32重量％至71重量％的范围内，在每种情况下借助XRF测定，在每种情况下作为金属氧化物计算，在每种情况下基于红色效应颜料的总重量计。
在一个实施方案中，本发明的红色效应颜料在层2或3中不含任何氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡。在这种情况下，该红色效应颜料中的氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡的比例优选在0.04重量％至1.5重量％的范围内，更优选在0.09重量％至1.3重量％的范围内，最优选在0.1重量％至0.9重量％的范围内，在每种情况下作为二氧化锡借助XRF测定并在每种情况下基于本发明的红色效应颜料的总重量计。
在一个优选实施方案中，层2和3的至少一个包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是金属Ti和Fe，其中Ti与Fe的重量比在<8 的范围内，更优选在<5的范围内，更优选在<2的范围内，最优选在<1 的范围内，在每种情况下借助XRF测定并在每种情况下作为元素金属计算，并且其中借助XRF测定并作为元素金属计算的Fe比例优选在18重量％至85重量％的范围内，基于本发明的红色效应颜料的总重量计。
在一个特别优选的实施方案中，层2和3的至少一个包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中金属氧化物、金属氢氧化物和/ 或水合金属氧化物的金属离子包含或是金属Sn和Fe，其中Sn与Fe的重量比优选在<5的范围内，更优选在<2的范围内，更优选在<1的范围内，最优选在<0.5的范围内，在每种情况下借助XRF测定并在每种情况下作为元素金属计算，并且其中借助XRF测定并作为元素金属计算的Fe比例优选在19重量％至83重量％的范围内，基于本发明的红色效应颜料的总重量计。
在另一特别优选的实施方案中，层2和3的至少一个包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中金属氧化物、金属氢氧化物和/ 或水合金属氧化物的金属离子包含或是金属Zr和Fe，其中Zr与Fe的重量比优选<0.5的范围内，更优选在<0.2的范围内，更优选在<0.12的范围内，最优选在<0.09的范围内，在每种情况下借助XRF测定并在每种情况下作为元素金属计算，并且其中借助XRF测定并作为元素金属计算的Fe 比例优选在19重量％至61重量％的范围内，基于本发明的红色效应颜料的总重量计。
如果层2和3的所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物包含至少两种不同的金属离子，其中这两种不同的金属离子之一是铁离子，则这两种不同的金属离子优选均匀分布在层2和/或3中或在其中形成梯度。在例外情况下，所述至少两种不同的金属离子也可以不均匀分布存在于层2和/或3中。
在一个实施方案中，两个层2和3之一包含仅一种类型的金属离子，优选选自金属Fe、Sn、Ti和Zr，更优选选自Fe、Sn和Zr。相应地，两个层3和2的另一层具有至少两种不同的金属离子，优选选自金属Fe、Sn、 Ti和Zr，更优选选自Fe、Sn和Zr。
在一个优选实施方案中，层2和层3都包含至少一种由至少两种不同的金属离子构成或包含至少两种不同的金属离子的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属离子优选选自金属Fe、Sn、Ti和Zr，更优选选自Ti、Sn和Fe，其中层2和层3中的两种不同的金属离子的至少一种是铁离子。
在一个优选实施方案中，被间隔层中断的层2和3在具体组成上相同。
本发明的红色效应颜料的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物含量作为相应的金属氧化物借助x-射线荧光分析(XRF)测定并可以作为相应的元素金属计算。为此，将红色效应颜料并入四硼酸锂玻璃片中，固定在固体样品测量杯中并由此分析。所用测量仪器是来自Thermo Scientific的Advantix ARL系统。
层1的平均层厚度优选小于10纳米，更优选小于5纳米，最优选小于 3纳米，层1完全包封或不完全包封薄片形式的非金属基底或任选存在的涂层。
本发明的红色效应颜料的层2和3各自的平均层厚度优选在30纳米至 300纳米的范围内，更优选在35纳米至290纳米的范围内，更优选在40 纳米至270纳米的范围内，更优选在40纳米至275纳米的范围内，最优选在45纳米至210纳米的范围内。
在一个实施方案中，层2和3的平均层厚度几乎相同。
根据本发明“几乎相同的平均层厚度”是指层2的平均层厚度和层3 的平均层厚度的商优选在在0.3至2.5的范围内，更优选在0.4至2.1的范围内，更优选在0.5至1.9的范围内，最优选在0.4至1.6的范围内。
在另一实施方案中，在层2和3的物理组成不同的情况下，各自的光学层厚度几乎相同，其中层2和3的光学层厚度可以遵循或不遵循已知的λ/4规则。光学层厚度被定义为相应层的折光指数和平均层厚度的乘积。
本发明的红色效应颜料的总涂层的平均层厚度优选≤600纳米。总涂层的平均层厚度优选在45纳米至550纳米的范围内，更优选在65纳米至480 纳米的范围内，最优选在75纳米至350纳米的范围内。
“总涂层”被理解为是指从基底表面开始并由其朝一个方向垂直延伸的整个涂层。
在一个实施方案中，层2和3的层厚度分布的相对标准偏差为2％至 74％，优选3％至63％，更优选4％至57％，最优选5％至49％，且总涂层的层厚度分布的相对标准偏差为0.3％至31％，优选1％至27％，更优选1.2％至24％，最优选1.9％至22％。以[％]计的相对标准偏差是计算的标准偏差和平均厚度的商。
层2和3之间的间隔层优选基本平行于薄片形式的非金属基底的表面排布。“基本平行”在本发明中是指，在横截面的扫描电子显微照片中，经过间隔层绘制的回归线，相对于经过薄片形式的非金属基底的表面绘制的回归线，具有优选接近0的斜率。
间隔层在总涂层内的位置可变。如果例如层2和3的平均层厚度几乎相同，相对于优选由任选的层1以及层2和3构成的总涂层，间隔层在总涂层的大致中部，因为任选的层1优选极薄，更优选仅几原子的层厚。相对于总涂层而言，间隔层优选排布在总涂层的第一个1/6和第六个1/6之间。第一个1/6在此是指面向薄片形式的非金属基底的比例，第六个1/6是指总涂层的远离薄片形式的非金属基底的比例(图7)。
在层2和3之间形成的间隔层优选具有连接部，也可被称作间隔部，其一方面将间隔层的每侧的毗邻层连接，另一方面使它们保持隔开。如从横截面的扫描电子显微照片中明显看出，例如条或柱形式的这些连接部或间隔部可以与薄片形式的非金属基底的表面成大约90°，例如80°至100°的角度排布。但是，它们也可以呈现在5°至175°之间的任何其它角度。优选地，间隔部(尤其是条)，优选间隔部(优选条)的纵轴，在每种情况下与薄片形式的非金属基底的表面成15°至150°的角度，更优选成35°至 135°的角度排布。在该角度的测定中，基底平面形成第一边(limb)。相关条的外侧之一在每种情况下形成第二边(limb)。由这两条边的角顶点开始测定形成的角度，在横截面的扫描电子显微照片的顶视图中假设0°位于基底平面中的左侧，180°位于右侧。
这些连接部或间隔部可能呈现各种几何形式并优选均匀分布在整个间隔层上。例如，这些连接部或间隔部可能呈现网、格、梯、海绵或蜂窝的形式。如例如EP 2 371 908 A2、EP 1 546 063 A1或EP 1 121 334 A1中已知，也有可能识别出与光子晶体或反光子晶体中的那些类似的一些结构要素。
这些连接部或间隔部包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物。在一个优选实施方案中，这些连接部或间隔部包含与该间隔层每侧上的层相同的物理组成。或者也有可能在这些连接部或间隔部内形成各种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物之间的梯度。
在一个优选实施方案中，这些连接部或间隔部包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自金属Fe、Sn、Ti和Zr，更优选选自 Fe、Ti和Sn，更优选选自Fe和Sn的至少两种金属离子，且所述两种不同的金属离子的至少一种是铁离子。
发明人估计，这些连接部或间隔部也可带来毗邻层和因此本发明的红色效应颜料的机械稳定化。可能由于连接部或间隔部的数量、这些连接部或间隔部在间隔层内可呈现的不同角度和几何形式及其在间隔层的整个区域上以优选均匀方式的分布，形成机械上非常稳定的效应颜料。总涂层和薄片形式的非金属基底之间的粘合在本发明的红色效应颜料中非常好。本发明的红色效应颜料甚至耐受如在所谓的Waring掺合机试验中出现的极端剪切条件而没有可检测到的损伤。下面在IIf节“Waring掺合机试验”中描述了Waring掺合机试验的程序。
除它们的惊人好的机械稳定性外，本发明的红色效应颜料还具有如下文在IIg节“化学稳定性的测定”中详细阐明的优异化学稳定性。
本发明的红色效应颜料的间隔层优选具有3纳米至120纳米，更优选6纳米至99纳米，更优选14纳米至76纳米，更优选21纳米至69纳米，更优选22纳米至62纳米，最优选26纳米至56纳米的平均高度ha(图6)。
为了测定间隔层的平均高度ha、层2和层3的平均层厚度和总涂层的平均层厚度，在每种情况下使用横截面的扫描电子显微照片建立基底上和下表面作为基线。横截面的扫描电子显微照片中的基底上和下表面在每种情况下是指薄片形式的非金属基底的较长侧。沿薄片形式的非金属基底的表面在横截面的扫描电子显微照片上绘制基线。借助AxioVision 4.6.3图像加工软件(来自Zeiss)分析横截面的扫描电子显微照片。
与这两条基线成90°角以50纳米间距绘制足够数量的平行线以在横截面的扫描电子显微照片中所示的效应颜料上设置网格(图4)。基于Polaroid 545(4“x 5“)，横截面的扫描电子显微照片的放大率优选为至少50 000 倍。由薄片形式的非金属基底的各自基线开始，朝各自的外层3或各自的最外层的方向，手动分析与各自的基线成直角排列的平行线与任选的层1 与层2的界面、层2与间隔层的界面、间隔层与层3的界面和层3与环境或与任何进一步施加的层的界面之间的交叉点。此处可能的情况是以50 纳米间距绘制的线之一直接出现在连接点或间隔部上。在这种情况下，只记录该线在层3与环境或与任何进一步施加的层的界面处的相应交叉点。
这些测量通过形成差值得出层2和3的层厚度、总涂层的层厚度、任选存在的附加层的层厚度和间隔层的高度ha。由层2与间隔层的界面和任选的层1与层2的界面或如果薄片形式的非金属基底尚未预先被附加层覆盖的话基线与层2的界面处的各自测量交叉点之间的差值计算层2的层厚度。由层3与环境或任何进一步施加的层的测量交叉点和间隔层与层3的测量交叉点之间的差值计算层3的层厚度。由层3与环境交叉点或任何进一步施加的层与环境的交叉点与各自的基线之间的差值计算总涂层的层厚度。由间隔层与层3测量交叉点和层2与间隔层的测量交叉点之间的差值计算间隔层的高度ha。可以类似地测定任何进一步施加的层的层厚度并且应该相应地在差值的形成中计入考虑。
已由此测定的层厚度和高度ha的各值用于形成相应的算术平均值以测定上文规定的平均层厚度和平均高度ha的值。为了在统计学上有意义，在与基线成直角排列的至少100条平行线上进行上述测量。
高度hma是指间隔层的中点。其作为任选的层1和层2的层厚度和间隔层的高度ha的一半的总和计算。间隔层的中点的相对高度hRma由hma和总涂层的层厚度的比率形成。相对高度的标准偏差σhRma优选在0.2％至 18％的范围内，更优选在0.3％至15％的范围内，更优选在0.4％至11％的范围内，最优选在0.5％至8％的范围内。相对高度的标准偏差σhRma是间隔层在整个涂层上在平行于薄片形式的非金属基底的表面的指定位置的程度的量度。
如果本发明的红色效应颜料具有至少一个附加间隔层，也通过使用横截面的扫描电子显微照片的上述方法确定其高度hma和所述至少一个附加间隔层的中点的相对高度hRma。上文规定的相对高度的标准偏差的值σhRma相应地适用于附加间隔层。
本领域技术人员了解涂有二氧化钛的珠光颜料例如在该涂层中具有统计分布在整个涂层上的孔隙(图5)。这些珠光颜料没有间隔层。相反，本发明的红色效应颜料中的间隔层和存在于间隔层内的空腔不是统计分布在整个涂层上，而是在整个涂层上平行于薄片形式的非金属基底的表面排布。
统计分布孔隙的中点与基底表面的距离同样借助横截面的扫描电子显微照片通过上述方法测定。为此，相对于与薄片形式的基底的两个表面对应的上和下基线成90°角以50纳米间距绘制足够数量的平行线，已在横截面的扫描电子显微照片中所示的无间隔层的效应颜料上设置网格。如果平行线之一出现在一个或多个孔隙上，测定其高度、其孔隙中点和孔隙中点与基底表面的距离。孔隙中点的统计分布同样可用于测定标准偏差。
在现有技术的珠光颜料中，即在无间隔层的珠光颜料的情况下，统计分布的孔隙的中点与基底表面的距离的标准偏差>20％。统计分布孔隙的中点与基底表面的距离的标准偏差因此就其值而言明显不同于本发明的红色效应颜料的间隔层的中点的相对高度的标准偏差。
因此可以将无间隔层的珠光颜料的孔隙中点与基底表面的距离的标准偏差与本发明的红色效应颜料的间隔层的中点的相对高度的标准偏差相比较。
此外，借助在扫描电子显微照片中以50纳米间距绘制的上述线，测定每微米的连接部或间隔部数量和网络密度，定义为连接部或间隔部数目基于线数目的百分比。
如果本发明的红色效应颜料在总涂层内具有多于一个间隔层，相应地适用刚刚描述的用于测量各层和间隔层的方法。
在一个实施方案中，间隔层的相对高度的标准偏差σhRma<25％，优选在0.5％至23％，更优选1％至21％，最优选13％至60％的范围内。
在一个优选实施方案中，本发明的红色效应颜料在所述至少一个间隔层内具有每微米0至11，更优选0至9，更优选1至7，最优选1至3的的连接部或间隔部数目。
在一个优选实施方案中，本发明的红色效应颜料在所述至少一个间隔层内具有<85％，优选1％至75％，更优选1％至63％，最优选1％至49％的网络密度，其定义为连接部或间隔部数目相对于线数目的百分比。
在本发明中，在85％的网络密度以上，不再提到间隔层，因为连接部或间隔部的高比例因此导致基本连续的涂层。
在另一优选实施方案中，本发明的红色效应颜料包含至少一个基本平行于薄片形式的非金属基底的表面排布的间隔层，其中所述至少一个间隔层在每种情况下具有5纳米至115纳米，更优选8纳米至76纳米，最优选 16纳米至67纳米的平均高度ha。
在一个特别优选的实施方案中，本发明的红色效应颜料具有至少一个平均高度ha为5纳米至112纳米，优选9纳米至96纳米，最优选15纳米至76纳米的间隔层，其中所述至少一个间隔层内每微米的连接部或间隔部数目选自0至8的范围，优选选自0至6的范围，更优选选自0.1至5的范围，最优选选自0.3至4的范围。
间隔层包含空腔以及上述连接部或间隔部。这些空腔在空间上由层2 和3和连接部或间隔部限定出。任选存在的附加间隔层的空腔具有类似的定界。
这些空腔的能量色散x-射线微量分析(EDX分析)不能得出关于该材料是固体还是液体的任何结论，因此发明人借助目前可得的分析方法估计，间隔层内的空腔包含气体，有可能是空气。相反，连接部或间隔部如上详述包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物。
本发明的红色效应颜料的间隔层内的空腔可具有2纳米至119纳米，优选6纳米至105纳米，更优选11纳米至85纳米，最优选18纳米至53 纳米的平均高度hH。高度hH应理解为是指最上和最下空腔边界之间的最大差值。其通过上文对高度ha描述的方法通过在横截面的扫描电子显微照片中与薄片形式的非金属基底的表面成90°角以50纳米间距绘制平行线测定。这些线与上和下空腔边界的两个交叉点的差值是高度hH。在此也为了在统计学上有意义，在至少100条线上进行上述测量。
因此，平均高度ha是平均高度hH的最大值。相应地，也有可能多个空腔相互叠加存在于间隔层内。
根据IIj节“薄片形式的非金属基底的平均厚度、层2和3的平均层厚度、总涂层的平均层厚度、间隔层的平均高度ha和空腔的平均高度hH的测定”中给出的细节使用固化漆膜(其中本发明的红色效应颜料基本上面平行于基底排列)测定间隔层的平均高度ha和空腔的平均高度hH。为此，如上文对ha所述在扫描电子显微镜(SEM)下检查固化漆膜的横截面。作为这些横截面的替代方案，可以借助FIB法(FIB＝聚焦离子束)切割本发明的红色效应颜料。为此，借助离子光学器件将高加速离子(例如镓、氙、氖或氦)的窄束聚焦成点并在要加工的效应颜料表面上逐行引导。在碰撞效应颜料表面时，离子释放其大部分能量并破坏此处的涂层，这导致逐行除去材料。也可以通过上述方法使用已记录的扫描电子显微照片测定平均高度ha、层2和3的平均层厚度和总涂层的平均层厚度。也可以使用已通过FIB法切割的效应颜料的扫描电子显微照片测定薄片形式的非金属基底的平均厚度。
在另一实施方案中，本发明的红色效应颜料在间隔层内包含，分布在整个效应颜料上的，使用横截面的扫描电子显微照片测得的，51％至99％，优选63％至96％，更优选76％至95％，最优选84％至94％的空腔面积比例和在1％至49％，优选4％至37％，更优选5％至24％，最优选6％至 16％的连接部或间隔部面积比例。
进一步优选的是间隔层中被连接部和间隔部占据的总体积小于被空腔占据的总体积。
优选地，间隔层中被连接部或间隔部占据的总体积为被空腔占据的总体积的小于50体积％，更优选小于30体积％，更优选小于20体积％，最优选小于10体积％。
在本发明的红色效应颜料中，不同于根据EP 1 422 268 A2的教导的孔隙，间隔层内的空腔是明确期望的。根据EP 1 422 268 A2，需要具有低孔隙率和最小数量的孔隙的涂层以获得具有高色度和高亮度的颜料。根据EP 1 422 268 A2的颜料没有间隔层。根据本发明，不是无规分布在总涂层内而是在间隔层内基本平行于薄片形式的非金属基底的表面存在的空腔对本发明的红色效应颜料的光学性质没有任何不利影响。相反，本发明的红色效应颜料与具有单层涂层的颜料相比具有更高光泽度和更高色度，当然假设相同的薄片形式的非金属基底、相同粒度和相当的涂层。
同时，取决于涂层厚度和涂层类型，可以获得不同干涉色和/或不同吸收色。
更高光泽度和更高色度可解释为间隔层和毗邻层之间的折光指数的最大差值，其根据Fresnel定律在每种情况下导致在这些界面处的最大光反射。对于空腔，此处所用的基础是大约1的空气折光指数。射向间隔层的光束在其界面处部分反射，相应的根据Fresnel定律的反射强度取决于毗邻层与间隔层的折光指数差异。由于在每个界面处发生这样的部分反射，随界面数增加，总的反射也提高。在本发明的红色效应颜料中，光束因此在多处部分反射，其效果是与传统的单涂层颜料相比强得多的光泽和更高的干涉色强度。
如果空腔在总涂层内统计分布，即不是基本平行于薄片形式的非金属基底，总涂层内的光程长度会变化。其结果在于不足以满足干涉条件并因此没有放大或消光。
根据下文在IId节“光泽度测量”中给出的细节，借助来自Byk-Gardner 的Micro-Tri-Gloss光泽计使用白/黑遮盖力卡片测定本发明的红色效应颜料的光泽度。同样根据下文在IIb节“角度依赖性颜色测量”中给出的细节用BYK-mac多角度色度计(来自Byk-Gardner)使用白/黑遮盖力卡片测定本发明的红色效应颜料的色度。根据下文在IIe节“效应测量”中给出的细节测定其它光学效应，如闪光(sparkles)和颗粒度(graininess)。
在一个实施方案中，本发明的红色效应颜料除上述层1、2和3外还包含附加的高和/或低折光指数层，从薄片形式的非金属基底的角度看它们可排布在任选的层1或层2下方和/或在层3上方。这些附加层可包含金属氧化物、金属氢氧化物、水合金属氧化物，其中金属氧化物、金属氢氧化物、水合金属氧化物的金属离子包含或是选自金属Ti、Fe、Sn、Mn、Zr、Ca、 Sr、Ba、Ni、Ag、Zn、Cu、Ce、Cr和Co，优选选自金属Ti、Fe、Sn、 Zr、Ag、Zn、Cu、Ce、Cr，更优选选自金属Ti、Fe和Sn的至少一种金属离子。此外，这些附加层可包含选自Ag、Al、Cr、Ni、Au、Pt、Pd、 Cu、Zn和Ti，优选选自Ag、Au和Cu、各自的合金和或其混合物的半透明金属。
在一个实施方案中，本发明的红色效应颜料的各层可带有掺杂剂，其中掺杂剂可包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，并且金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自金属Ca、Mg、Al、Ce、Zr或Sn，优选Al、Zr或Sn的至少一种金属离子。掺杂剂的分数优选总计≤1重量％，更优选总计≤0.5重量％，最优选总计≤0.2重量％，在每种情况下基于红色效应颜料的总重量计。
在另一实施方案中，本发明的红色效应颜料的总涂层除所述间隔层外还可包含至少一个附加间隔层，其也基本平行于薄片形式的非金属基底的表面排布在层2和3之间。本发明的红色效应颜料优选在总涂层内具有不多于4个间隔层，因为颜料光学质量随后降低。根据本发明，即使本发明的红色效应颜料包含多于一个间隔层，相对于总涂层，在总涂层的第一个 1/6和第六个1/6中没有间隔层。
本发明的红色效应颜料可具有任何中值粒度D50。本发明的红色效应颜料的D50值优选在3微米至350微米的范围内。本发明的红色效应颜料的D50值优选在4微米至211微米的范围内，更优选在6微米至147微米的范围内，更优选在7微米至99微米的范围内，最优选在8微米至56微米的范围内。特别优选地，本发明的红色效应颜料具有3微米至15微米或 10微米至35微米或25微米至45微米或30微米至65微米或40微米至140 微米或135微米至250微米范围内的D50。
本发明的红色效应颜料的D10值优选涵盖1微米至120微米的范围。更优选地，本发明的红色效应颜料的D10值在1微米至5微米的范围内或在5微米至25微米的范围内或在10微米至30微米的范围内或在20微米至45微米的范围内或在25微米至65微米的范围内或在75微米至110微米的范围内。
本发明的红色效应颜料的D90值优选涵盖6微米至500微米的范围。更优选地，本发明的红色效应颜料的D90值在8微米至250微米的范围内或在10微米至150微米的范围内或在40微米至70微米的范围内或在68 微米至110微米的范围内或在120微米至180微米的范围内或在400微米至490微米的范围内。
如通过激光衍射法获得的体积平均粒度分布函数的累积频率分布的 D10、D50和D90分别表明，所分析的效应颜料的10％、50％和90％具有小于或等于在各自情况中规定的值的体积平均直径。在这方面，使用Malvern Mastersizer 2000仪器根据制造商的说明测定本发明的红色效应颜料的粒度分布曲线。通过Fraunhofer理论评估散射光信号，其也包括粒子的衍射和吸收特征。
在一个优选实施方案中，本发明的红色效应颜料具有0.7至3.0，优选 0.7至2.3，更优选0.8至1.8，更优选0.8至1.4，最优选0.85至1.1范围内的跨度ΔD，其定义为与所得效应颜料的色纯度和/或光泽度相关的窄粒度分级的优点描述在例如EP 2 217 664 A1、EP 2 346 950 A1、 EP 2 356 181 A1、EP 2 346 949 A1或EP 2367 889 A1中。
本发明的红色效应颜料可如下制造：
-在50℃至100℃的温度下将薄片形式的非金属基底悬浮在水中，
-任选地，通过在添加无机碱的同时添加水溶性锡盐而施加包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由所述物质构成的未煅烧层，
-通过相继添加三种水溶性金属盐，在每种情况下同时添加无机碱，以金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的形式相继施加三个未煅烧层A、B和C，其中用于制造层B的第二水溶性金属盐就金属离子而言不同于用于制造层A和层C的其它两种水溶性金属盐，用于制造层A 和C的相应水溶性金属盐各自包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，用于制造层B的水溶性金属盐包含或是选自金属Sn、Ti和Zr 的至少一种金属离子，且用于制造层A和/或C的水溶性金属盐包含或是至少一种铁离子，
-将涂布的基底与涂布溶液分离，并任选洗涤和/或任选干燥涂布的基底，
-在400℃至1100℃，优选625℃至930℃，更优选750℃至890℃的温度下煅烧涂布的基底以获得包含至少一个间隔层的本发明的红色效应颜料。
在一个优选实施方案中，本发明的红色效应颜料通过上述方法制造。
优选根据金属盐在pH 1.4至10.0范围内的恒定pH下进行相应的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的施加，优选沉积。
除所述至少三种相继施加，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/ 或水合金属氧化物外，当然可以预先和/或随后施加附加金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，以在该层序列[任选的层1/层2/间隔层/ 层3]下方或上方布置附加层。
在煅烧过程中，层B中存在的金属离子令人惊讶地可能扩散到层A和 /或层C中以在层A和/或层C中形成混合金属氧化物和/或混合金属氢氧化物和/或水合金属氧化物和/或金属氧化物和/或金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的混合物。由于金属离子在煅烧过程中从层B扩散到层A和/或层C中，形成本发明的层2和3和中间间隔层，其中这两个层2和3的至少一个包含至少两种不同的金属离子。三个一开始相继沉积的层A、B和 C因此在煅烧过程中产生层2和3和中间间隔层，其中这两个层2和3的至少一个包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，且层2和3的至少一个包含铁离子。
推测金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物在煅烧过程中相对于彼此的不同迁移率是对间隔层的形成负责的因素之一。在本文中，层 B中存在的金属离子的迁移率与层A和/或C中存在的金属离子的迁移率竞争，假设金属离子从层B扩散到毗邻层A和/或C的至少一个中且金属离子从层A和/或C的至少一个扩散到层B中。发明人目前推测，在煅烧过程中层B中存在的金属离子的迁移率高于层A和/或C中存在的金属离子的迁移率是对间隔层的形成的可能的解释之一。此外，推测金属离子的浓度梯度促进间隔层的形成，即在与反方向相比更多的迁移性金属离子可从层B扩散到毗邻层A和/或C之一中时。总之，已经发现，多种不同的附加因素，例如在煅烧过程中的熵和/或焓效应的复杂相互作用导致间隔层的形成，但这些尚未最终弄清。对于至少一个附加间隔层的形成，上述考虑因素当然相应地适用。
三种相继施加的，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的第一种和第三种包含选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，其中施加的第一种和/或第三种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物包含铁离子。第一种和第三种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物在施加后分别产生层A和层C。三种相继施加的，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的第二种产生层B并包含选自金属Sn、Ti和Zr的至少一种金属离子，其不同于为制造层A和层 C而沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子。在层A和层C中，施加的，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物就金属离子而言可以相同或不同，其中层A和C的至少一个包含铁离子。
或者，本发明的红色效应颜料可以如下制造：
-在50℃至100℃的温度下将煅烧的单层或多层涂布的薄片形式的非金属基底悬浮在水中，其中基底方向上直接毗邻要施加的层B的层的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自金属 Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，
-通过相继添加两种水溶性金属盐，在每种情况下同时添加无机碱，以金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的形式相继施加两个未煅烧层B和C，其中用于制造层B的第一水溶性金属盐就金属离子而言不同于用于制造层C和基底方向上直接毗邻层B的层的其它水溶性金属盐，用于制造层B的水溶性金属盐包含或是选自金属Ti、Sn和Zr的至少一种金属离子，用于制造层C的水溶性金属盐包含或是选自金属Fe、Ti、Zr 的至少一种金属离子，基底方向上直接毗邻层B的层中和/或层C中的至少一种金属离子包含或是铁离子，
-将涂布的基底与涂布溶液分离，并任选洗涤和/或任选干燥涂布的基底，
-在400℃至1100℃，优选625℃至930℃，更优选750℃至890℃的温度下煅烧涂布的基底以获得包含至少一个间隔层的本发明的红色效应颜料。
在此，也优选根据金属盐在pH 1.4至10.0范围内的恒定pH下进行相应的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的施加，优选沉积。
推测在煅烧过程中，层B中存在的金属离子至少扩散到层C中以在层 C中形成混合金属氧化物和/或混合金属氢氧化物和/或水合金属氧化物和/ 或金属氧化物和/或金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的混合物。由于金属离子从层B扩散到层C中，该煅烧形成本发明的层3和间隔层。两个一开始相继沉积的层B和C因此在煅烧过程中产生层3和间隔层，其中至少层 3包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子。在此已存在层2。层2是指用作原料的煅烧的单层或多层涂布的薄片形式的非金属基底的最外层，其中层2的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，且层2和 3的至少一个包含铁离子。
在具有能量色散微量分析仪(EDX)的扫描电子显微镜中基于横截面的浓度分布曲线(线扫描)显示在煅烧之前和之后该涂层的化学组成的显著位置依赖性变化(图1和2)。
图1显示实施例1在涂布和干燥后但在煅烧前的浓度分布曲线。参照浓度曲线，可以看出在0.3微米附近存在Sn最大值(Sn峰)。这一Sn峰显示施加的含Sn层在煅烧前在该涂层内的存在位置。相反，氧的浓度曲线具有基本均匀的分布而没有可识别的最小值或最大值。
图2同样显示实施例1在涂布和干燥后但在煅烧后的浓度分布曲线。发现图1中存在的Sn峰已消失。Sn离子已扩散到周围的含Fe层中。应该另外强调的另一特征是氧和铁浓度曲线中的最小值，其指示间隔层的位置。
在一个特别优选的实施方案中，用于制造层B和C或层A、B和C的两种或三种相继施加的，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物不包含任何选自金属Si、Mg和Al的金属离子。
在将两个未煅烧层B和C相继施加到已涂布和任选煅烧的基底的情况下，层B所施加至的层根据本发明包含高折光指数的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，在这种情况下其中的所述至少一种金属离子包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的金属离子。。
在将三个未煅烧层A、B和C相继施加到已涂布和任选煅烧的基底的情况下，层A所施加至的层根据本发明可包含高或低折光指数的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物。
在一个优选实施方案中，本发明的红色效应颜料包含总计至少17重量％，优选总计19重量％至总计76重量％，更优选总计21重量％至总计 65重量％，更优选总计22重量％至总计56重量％，更优选总计23重量％至总计47重量％的铁离子比例，和总计≤20重量％，优选总计0.5重量％至总计19重量％，更优选总计0.8重量％至总计14重量％，更优选总计0.9重量％至总计15重量％，最优选总计1.3重量％至总计14重量％的锡、钛和锆离子比例，在每种情况下借助XRF测定，在每种情况下作为元素金属计算并在每种情况下基于所述红色效应颜料的总重量计。
在一个特别优选的实施方案中，本发明的红色效应颜料包含总计至少 17重量％，优选总计19重量％至总计76重量％，更优选总计21重量％至总计65重量％，更优选总计22重量％至总计56重量％，更优选总计 23重量％至总计47重量％的铁离子比例，和同时
i.总计≤17重量％，优选总计0.3重量％至总计11重量％，更优选总计0.4重量％至总计8.5重量％，更优选总计0.5重量％至总计6重量％，最优选总计0.2重量％至7重量％的锡离子比例，或
ii.总计≤15重量％，优选总计0.1重量％至总计14重量％，更优选总计0.2重量％至总计11重量％，更优选总计0.5重量％至总计9重量％，最优选总计0.8重量％至总计5重量％的钛离子比例，或
iii.总计≤18重量％，优选总计0.1重量％至总计13重量％，更优选总计0.5重量％至总计12重量％，更优选总计0.8重量％至总计7重量％，最优选总计1.2重量％至总计10重量％的锆离子比例，或
iv.总计≤19重量％，优选总计0.3重量％至总计14重量％，更优选总计0.5重量％至总计13重量％，更优选总计1.1重量％至总计9重量％，最优选总计1.5重量％至总计7重量％的锡和钛离子比例，
在每种情况下借助XRF测定，在每种情况下作为元素金属计算并在每种情况下基于所述红色效应颜料的总重量计。
在一个实施方案中，本发明的红色效应颜料的煅烧在还原条件下，优选在形成气体(N2/H2)存在下进行。在还原条件下的煅烧可以与比在空气下煅烧的情况低的亮度值L*相关联。取决于施加的层A、B和C或B和C，在这一实施方案中有可能在煅烧过程中形成还原金属氧化物，例如磁铁矿或钛铁矿。
下面就各种涂层举例详细阐释上述注解。
如果例如将水溶性铁(III)盐、水溶性锡(IV)盐和水溶性铁(III)盐相继添加到任选涂布的薄片形式的非金属基底的悬浮液中，在SEM横截面中从基底开始看，煅烧在任选已存在的涂层后产生包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物(其中该金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自Fe、Ti、Zr、Sn)的层2、间隔层、和层3，，其中层3的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自Fe、Ti、Zr、Sn。层2和3的至少一个包含含有铁离子的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物。
如果本发明的红色效应颜料除所述至少两种或三种相继施加的，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物外还包括附加的包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的层，也可以在所述附加层内形成附加间隔层，例如只要遵守上文对所述至少两种或三种相继施加的，优选沉积的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物描述的工艺步骤。
本发明的红色效应颜料可任选带有至少一个外保护层，其进一步提高风化稳定性和/或化学稳定性。根据下文在IIg节“化学稳定性的测定”和 Iii节“冷凝水试验”中给出的细节测定化学稳定性和冷凝水稳定性。
任选存在的保护层包含金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中金属离子选自金属Si、Ce、Cr、Al、Zr、Zn及其混合物，优选选自金属Si、Ce、Al、Zr及其混合物。在本文中，任选存在的保护层的比例优选在0.1重量％至7.0重量％的范围内，更优选在0.2重量％至5.2 重量％的范围内，最优选在0.3重量％至3.1重量％的范围内，在每种情况下基于本发明的红色效应颜料的总重量计。
任选存在的保护层可另外已例如通过硅烷表面改性。硅烷可以没有官能键合基团或具有一个或多个官能键合基团。具有至少一个官能键合基团的硅烷在下文中也被称作有机官能硅烷。
例如，可以将一种或多种硅烷施加到这一最外保护层上。硅烷可以是具有含1至24个碳原子，优选6至18个碳原子的支化或未支化烷基的烷基硅烷。
在另一优选实施方案中，无官能键合基团的硅烷是烷基硅烷。该烷基硅烷优选具有式R(4-z)Si(X)z。在这一式中，z是1至3的整数，R是具有 10至22个碳原子的取代或未取代、未支化或支化烷基链，且X是卤素和/ 或烷氧基。优选的是具有含至少12个碳原子的烷基链的烷基硅烷。R也可以以环状方式键合到Si上，在这种情况下z通常是2。
在另一实施方案中，也可以使用至少一种能够化学键合到塑料、或到清漆或油漆的粘合剂等上的用于表面改性的有机官能硅烷。有机官能硅烷的这些基团也可以被称作偶联基团或官能键合基团并优选选自羟基、氨基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、环氧基、异氰酸酯、氰基及其混合物。
优选用作表面改性剂的具有合适的官能团的有机官能硅烷可购得，并例如由Evonik生产和以“Dynasylan”商品名出售。其它产品可购自Momentive(Silquest硅烷)或购自Wacker，例如标准硅烷和来自 GENIOSIL产品类的α-硅烷。
这些的实例是3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan MEMO、SilquestA-174NT)、乙烯基三(甲)乙氧基硅烷(Dynasylan VTMO 和VTEO、Silquest A-151或A-171)、甲基三(甲)乙氧基硅烷(Dynasylan MTMS和MTES)、3-巯丙基三甲氧基硅烷(DynasylanMTMO；Silquest A-189)、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan GLYMO、Silquest A-187)、三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰脲酸酯(Silquest Y-11597)、双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]]四硫(Silquest A-1289)、双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基二硫(SilquestA-1589)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(Silquest A-186)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(Silquest Y-9805)、γ-异氰酸根丙基三甲氧基硅烷(Silquest A-Link 35、GENIOSIL GF40)、甲基丙烯酰氧基甲基三(甲)乙氧基硅烷(GENIOSIL XL 33、XL 36)、(甲基丙烯酰氧基甲基)(甲)乙基二甲氧基硅烷(GENIOSIL XL 32、XL 34)、 (异氰酸根合甲基)甲基二甲氧基硅烷、(异氰酸根合甲基)三甲氧基硅烷、 3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐(GENIOSIL GF 20)、(甲基丙烯酰氧基甲基)甲基二乙氧基硅烷、2-丙烯酰氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷、2-甲基丙烯酰氧基乙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙酰氧基硅烷、 3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷(GENIOSIL XL 10)、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷(GENIOSIL GF 58)、乙烯基三乙酰氧基硅烷或其混合物。
作为有机官能硅烷，优选使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 (DynasylanMEMO、Silquest A-174NT)、乙烯基三(甲)乙氧基硅烷 (Dynasylan VTMO和VTEO、SilquestA-151和A-171)、甲基三(甲)乙氧基硅烷(Dynasylan MTMS和MTES)、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(Silquest A-186)、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(Silquest Y-9805)、γ-异氰酸根丙基三甲氧基硅烷(Silquest A-Link 35、GENIOSIL GF40)、甲基丙烯酰氧基甲基三(甲)乙氧基硅烷(GENIOSIL XL 33、XL 36)、(甲基丙烯酰氧基甲基)(甲)乙基二甲氧基硅烷(GENIOSIL XL 32、XL 34)、 3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐(GENIOSIL GF 20)、乙烯基三甲氧基硅烷(GENIOSIL XL 10)和/或乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷 (GENIOSILGF 58)。
也可以将其它有机官能硅烷施加到本发明的红色效应颜料上。
此外，也可以使用可购自例如Degussa的水性预水解产物。这些包括水性氨基硅氧烷(Dynasylan Hydrosil 1151)、水性氨基-/烷基-官能硅氧烷(Dynasylan Hydrosil 2627或2909)、水性二氨基-官能硅氧烷(Dynasylan Hydrosil 2776)、水性环氧-官能硅氧烷(Dynasylan Hydrosil 2926)、氨基-/烷基-官能低聚硅氧烷(Dynasylan 1146)、乙烯基-/烷基-官能低聚硅氧烷(Dynasylan 6598)、低聚乙烯基硅烷(Dynasylan 6490)或低聚短链烷基-官能硅烷(Dynasylan 9896)。
在一个优选实施方案中，有机官能硅烷混合物除至少一种无官能键合基团的硅烷外还包含至少一种氨基官能硅烷。氨基官能是可与粘合剂中存在的大多数基团发生一种或多种化学相互作用的官能团。这可能包括共价键，例如与粘合剂的异氰酸根或羧酸根官能的共价键，或氢键，如与OH 或COOR官能的氢键，或离子相互作用。氨基官能因此非常适用于该颜料与各种类型的粘合剂的化学结合。
为此优选使用下列化合物：3-氨基丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan AMMO；SilquestA-1110)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(Dynasylan AMEO)、 [3-(2-氨基乙基)氨基丙基]三甲氧基硅烷(Dynasylan DAMO、Silquest A-1120)、[3-(2-氨基乙基)氨基丙基]三乙氧基硅烷、三氨基-官能三甲氧基硅烷(Silquest A-1130)、双(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(Silquest A-1170)、 N-乙基-γ-氨基异丁基三甲氧基硅烷(Silquest A-Link 15)、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(Silquest Y-9669)、4-氨基-3,3-二甲基丁基三甲氧基硅烷(Silquest A-1637)、((环己基氨基)甲基)(二乙氧基)甲基硅烷(GENIOSIL XL 924)、N-环己基氨基甲基三乙氧基硅烷(GENIOSIL XL 926)、N-(苯基氨基甲基)三甲氧基硅烷(GENIOSIL XL 973)或其混合物。
在一个优选实施方案中，任选存在的保护层具有WO 2006/021386 A1、 WO 2012/130897 A1或WO 2014/053454 A1各自的主权利要求中公开的组成。
此外，本发明的红色效应颜料可以已具有例如促进效应颜料并入不同介质中的表面改性。在粉末涂料中使用本发明的红色效应颜料的情况下，例如，效应颜料优选具有EP 2698 403 A1或EP 2 576 702 A1的主权利要求中公开的表面改性之一。或者，本发明的红色效应颜料可具有根据WO 2006/136435 A2，权利要求32的最外涂层，其优选通过根据WO2006/136435 A2，权利要求1的喷雾干燥法施加。
在化妆品制剂中使用本发明的红色效应颜料的情况下，可通过例如用三乙氧基辛基硅烷疏水表面覆盖促进其并入O/W、W/O或W/Si乳液体系中，并且可实现更长时间的乳液稳定性。
本发明的红色效应颜料也可以与透明和/或遮盖(无机)有机白色、彩色或黑色颜料和/或金属效应颜料和/或珠光颜料和/或填料混合用于在每种情况下所需的用途。本发明的红色效应颜料的用量取决于具体用途和要实现的光学效应。
本发明的红色效应颜料可用于化妆品制剂、塑料、薄膜、织物、陶瓷材料、玻璃、漆、印刷墨、书写墨、清漆和粉末涂料。此外，本发明的红色效应颜料也可用于功能用途，例如激光标记、温室膜或农用膜。
在化妆品制剂，例如身体粉、擦面粉、粉饼和散粉、粉霜、眼部彩妆，如眼影、睫毛膏、眼线、眼线液、眉笔、护唇膏、口红、唇彩、唇线笔、头发造型组合物如头发喷雾、头发摩丝、发胶、发蜡、染发膏、永久或半永久染发剂、临时染发剂、护肤组合物，如化妆水、凝胶、乳液，指甲油组合物中，可以将本发明的红色效应颜料与适合具体用途的原料、辅助剂和活性成分合并。本发明的红色效应颜料在化妆品制剂中的总浓度可以为对于洗除型产品0.001重量％和对于留置型产品40.0重量％，在每种情况下基于制剂的总重量计。
在另一实施方案中，本发明的红色效应颜料可以是压实微粒形式。压实微粒形式应理解为是指丸粒，优选圆柱体和/或珠粒形式。此处的圆柱体优选具有0.2厘米至4.2厘米，更优选0.5厘米至2.3厘米，最优选0.7厘米至1.7厘米的直径，优选0.2厘米至7.1厘米，更优选0.6厘米至5.3厘米，最优选0.8厘米至3.7厘米的长度。珠粒优选具有≤1厘米，更优选0.2 厘米至0.7厘米，最优选0.3厘米至0.5厘米的半径。
在一个实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到所述基底上的涂层的红色效应颜料，其中该涂层包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，借助XRF测定并作为元素铁计算的铁离子比例总计为该红色效应颜料的总重量的至少 18重量％，并且其中在CIE LCh颜色空间中的色调角h*15在330°至360°和0°至50°的范围内，并且其中该红色效应颜料的被定义为D50/总厚度的纵横比在1至5000的范围内，优选在5至1000的范围内，更优选在10 至790的范围内。
在另一实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到所述基底上的涂层的红色效应颜料，其中该涂层包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，借助XRF测定并作为元素铁计算的铁离子比例总计为该红色效应颜料的总重量的至少 18重量％，并且其中在CIE LCh颜色空间中的色调角h*15在340°至360°和0°至50°的范围内，并且其中被定义为基底平均厚度和总涂层平均厚度的总和的该红色效应颜料的总厚度在100纳米至5000纳米的范围内，优选在200纳米至2500纳米的范围内，更优选在250纳米至1800纳米的范围内。
在另一实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含
a)任选地，层1，其包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成，
b)层2，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少一种金属离子，
c)层3，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少一种金属离子，
其中层2和3的至少一个包含选自上列组的至少两种不同的金属离子，并且层2和3的至少一个包含铁离子，其中在每种情况下通过XRF测定并在每种情况下作为元素金属计算的铁离子比例在该效应颜料的总重量的 22重量％至79重量％的范围内，层2和3被平均高度ha为5纳米至76 纳米的间隔层中断，相对高度hRma的标准偏差在0.2％至11％的范围内，且网络密度在0.5％至79％的范围内。
“中断”根据本发明是指层2和3被间隔层隔开或彼此保持一定距离。
通用术语“金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物”根据本发明是指“金属氧化物和/或金属氢氧化物和/或水合金属氧化物”。在将金属或金属离子指定为例如钛(离子)、铁(离子)、锡(离子)、锆(离子)等时情况也是如此。
在一个优选实施方案中，任选的层1直接毗邻薄片形式的非金属基底，层2紧随层1和层3跟随层2，层2和3被间隔层中断。
在另一实施方案中，层2直接毗邻已用至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物涂布的薄片形式的非金属基底，层3跟随层2，层2和3被间隔层中断。薄片形式的非金属基底的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物外层在此包含选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子。
在另一实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含
a)任选地，层1，其包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成，
b)层2，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Fe和Sn的至少一种非着色金属离子，
c)层3，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Fe和Sn的至少一种非着色金属离子，
且层2和3的至少一个包含选自上列组的至少两种不同的金属离子，并且层2和3的至少一个包含铁离子，层2和3被间隔层中断，并且其中所述效应颜料具有0.8至2.5范围内的跨度ΔD。
在一个优选实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底 (优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含
a)任选地，层1，其包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成，
a)层2，其包含至少一种由选自金属Ti、Fe、Sn和Zr的至少一种金属离子构成或包含选自金属Ti、Fe、Sn和Zr的至少一种金属离子的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，
b)层3，其包含至少一种由选自金属Ti、Fe、Sn和Zr的至少一种金属离子构成或包含选自金属Ti、Fe、Sn和Zr的至少一种金属离子的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，
且层2和3的至少一个包含选自上列组的至少两种不同的金属离子，并且层2和3的至少一个包含铁离子，其中在每种情况下通过XRF测定并在每种情况下作为元素金属计算的铁离子比例在总计21重量％至78重量％的范围内，优选在25重量％至72重量％的范围内，在每种情况下基于该效应颜料的总重量计，层2和3被间隔层中断，并且该效应颜料具有dE <5，优选<3的耐化学性。
在一个特别优选的实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含
a)任选地，层1，其包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成，
b)层2，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Fe和Sn的至少两种金属离子，
c)层3，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Fe和Sn的至少两种金属离子，
且层2和3被间隔层中断，其中所述涂层包含附加的高和/或低折光指数层且所述效应颜料包含至少一个基本平行于薄片形式的非金属基底的表面并具有4纳米至100纳米，优选9纳米至74纳米的平均高度ha的附加间隔层。
在另一实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含
a)任选地，层1，其包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成，
b)层2，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Zr、Sn和Fe的至少一种金属离子，
c)层3，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中所述金属离子包含或是选自金属Zr、Sn和Fe的至少一种金属离子，
其中层2和3的至少一个包含选自上列组的至少两种不同的金属离子并且层2和3的至少一个包含铁离子，层2的平均层厚度和层3的平均层厚度的商优选在0.5至3.0的范围内，且相对高度hRma的标准偏差在0.2％至11％的范围内。
在另一实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层具有至少一个基本平行于薄片形式的非金属基底的表面的间隔层并且所述效应颜料可如下获得：i)任选在薄片形式的非金属基底上施加未煅烧的氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡层、ii)施加三种未煅烧的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中这些未煅烧的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的第二种在物理上不同于其它并具有使其可扩散到其它未煅烧的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的至少一种中的性质，其中这三种未煅烧的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的第一种和第三种各自包含或是选自金属Fe、Ti 和Zr的至少一种金属离子，这三种未煅烧的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的第一种和/或第三种包含或是铁离子且这三种未煅烧的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的第二种包含或是选自金属Sn、Ti和Zr的至少一种金属离子，和iii)任选在还原条件下，在 400℃至980℃的温度下煅烧在步骤ii)中获得的产物。
在一个非常特别优选的实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到其上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层具有至少一个基本平行于薄片形式的非金属基底的表面并具有14纳米至51纳米的平均高度ha的间隔层，并且所述效应颜料可如下获得：i)任选使用水溶性锡(IV)盐在薄片形式的非金属基底上施加未煅烧的氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡层，ii)相继使用水溶性铁(III)盐施加第一层A、使用水溶性锡(IV)盐和/或钛(IV)盐施加第二层B、使用水溶性铁(III)盐施加第三层C，和iii)在400℃至910℃的温度下煅烧在步骤ii)中获得的产物。
在一个优选实施方案中，本发明的红色效应颜料的涂层，在每种情况下在干燥和/或煅烧之前，包含至少一个由氧化钛、氢氧化钛和/或水合氧化钛构成或包含氧化钛、氢氧化钛和/或水合氧化钛的高折光指数层和至少两个由氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁构成或包含氧化铁、氢氧化铁和/ 或水合氧化铁的不相邻高折光指数层，其中该效应颜料中钛与铁的重量比 <1，优选在0.01至0.8的范围内，更优选在0.1至0.5的范围内，最优选在0.05至0.19的范围内。
在另一优选实施方案中，本发明的红色效应颜料的涂层，在每种情况下在干燥和/或煅烧之前，包含至少一个由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成或包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡的高折光指数层和至少两个由氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁构成或包含氧化铁、氢氧化铁和/ 或水合氧化铁的高折光指数层，其中该效应颜料中锡与铁的重量比<1，优选在0.01至0.9的范围内，更优选在0.1至0.8的范围内。在这一实施方案中，尤其优选首先直接在薄片形式的基底上或直接在靠近基底的相应最上层上施加至少一个氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁的高折光指数层，然后至少一个氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡的高折光指数层和另一氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁的高折光指数层。此外，在施加所述至少一个氧化铁、氢氧化铁、水合氧化铁的高折光指数层之前，也可以直接在薄片形式的非金属基底上或直接在靠近基底的相应最上层上用金属氧化物、金属氢氧化物、水合金属氧化物沉积层或预先覆盖，其中所述金属离子包含或是选自金属Sn和Si的金属离子，其中该层厚度可以为数纳米，优选小于10纳米，更优选小于5纳米，最优选小于3纳米，并且所述层不需要完全包围基底。氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡可以至少部分存在于与氧化铁、氢氧化铁和/或水合氧化铁的混合层中。
在另一实施方案中，本发明涉及一种包含薄片形式的非金属基底(优选合成云母薄片或玻璃薄片)和施加到所述基底上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层具有至少一个基本平行于薄片形式的非金属基底的表面的间隔层并且所述效应颜料已在还原条件下煅烧或在总涂层中具有半透明金属层，优选作为直接位于任选存在的保护层下的最外层。
在一个实施方案中，本发明的红色效应颜料的涂层包含相应的金属低氧化物、金属氟化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属卤氧化物和/或金属硫化物而非所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物。
在一个实施方案中，本发明的红色效应颜料的涂层除所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物外还包含至少一种金属低氧化物、金属氟化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属卤氧化物和/或金属硫化物。
下面通过若干实施例阐释本发明，但这些实施例不限制本发明。实施例和对比例中的所有％数值应被理解为重量％。
I本发明的红色效应颜料的制造
实施例1
将200克合成云母薄片(氟金云母薄片)(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝11μm、D50＝21μm、D90＝36μm) 悬浮在1300毫升软化水中并在湍流搅拌下加热至85℃。将该悬浮液的pH 调节至pH 2.6。通过添加570克具有1.42克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液，在合成云母薄片的表面上沉积氧化铁层。在将该混合物搅拌另外60 分钟后，将该悬浮液的pH降至pH 2.2，然后将具有30克Sn/L浓度的500 毫升SnCl4溶液计量添加到该悬浮液中。
然后将该混合物搅拌另外120分钟，然后加入750克具有1.42克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在添加结束后60分钟，滤出该悬浮液并洗涤滤饼。如果必要，将滤饼干燥并在800℃下煅烧45分钟。获得具有红色吸收色和极好遮盖力的极高色度高光泽红色干涉效应颜料。
实施例2
将200克合成云母薄片(氟金云母薄片)(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝10μm、D50＝22μm、D90＝40μm) 悬浮在1300毫升软化水中并在湍流搅拌下加热至85℃。将该悬浮液的pH 调节至pH 2.6。通过添加570克具有1.42克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液，在合成云母薄片的表面上沉积氧化铁层。
此后将该悬浮液的pH降至pH 1.9，然后将250毫升TiCl4溶液(200 克TiO2/升软化水)计量添加到该悬浮液中。
然后将该混合物搅拌另外120分钟，然后加入600克具有1.42克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在添加结束后60分钟，滤出该悬浮液并洗涤滤饼。如果必要，将滤饼干燥并在400℃下煅烧60分钟。获得具有红色吸收色和极好遮盖力的极高色度高光泽红色干涉效应颜料。
实施例3
将200克合成云母薄片(氟金云母薄片)(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝7μm、D50＝20μm、D90＝35μm) 悬浮在1300毫升软化水中并在湍流搅拌下加热至85℃。将该悬浮液的pH 调节至pH 2.6，并加入530克具有1.42克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在将该混合物搅拌另外60分钟后，将该悬浮液的pH降至pH 2.2，然后将具有315克Sn/L浓度的17.5毫升SnCl4溶液计量添加到该悬浮液中。
然后将该混合物搅拌另外120分钟，然后加入1000克具有1.38克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在添加结束后60分钟，滤出该悬浮液并洗涤滤饼。如果必要，将滤饼干燥并在780℃下煅烧45分钟。获得具有红色吸收色和极好遮盖力的极高色度高光泽红色干涉效应颜料。
实施例4
将200克合成云母薄片(氟金云母薄片)(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝9μm、D50＝19μm、D90＝37μm) 悬浮在1300毫升软化水中并在湍流搅拌下加热至85℃。将该悬浮液的pH 调节至pH 2.2，然后在恒定pH下计量加入具有30克Sn/L浓度的50毫升 SnCl4溶液。随后，将该混合物搅拌另外60分钟并将pH调节至1.9，并加入800毫升TiCl4溶液(200克TiO2/升软化水)。在搅拌另外60分钟后，将该悬浮液的pH降至pH 2.2，然后将具有30克Sn/L浓度的500毫升SnCl4溶液计量添加到该悬浮液中。
然后将该混合物搅拌另外120分钟，然后加入1200克具有1.38克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在添加结束后60分钟，滤出该悬浮液并洗涤滤饼。如果必要，将滤饼干燥并在830℃下煅烧45分钟。获得具有红色吸收色和极好遮盖力的极高色度高光泽红色干涉效应颜料。
实施例5
将150克合成云母薄片(氟金云母薄片)(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝8μm、D50＝20μm、D90＝36μm) 悬浮在1200毫升软化水并在湍流搅拌下加热至85℃。将该悬浮液的pH调节至pH 2.6，并加入350克具有1.42克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在将该混合物搅拌另外60分钟后，将该悬浮液的pH调节至pH 3.5，然后将110毫升氯化锆溶液w(ZrCl4)＝20.0重量％计量添加到该悬浮液中。
然后将该混合物搅拌另外120分钟，将pH调节至2.6，然后加入700 克具有1.38克/立方厘米的密度的氯化铁水溶液。在添加结束后60分钟，滤出该悬浮液并洗涤滤饼。如果必要，将滤饼干燥并在800℃下煅烧60分钟。获得具有红色吸收色和极好遮盖力的极高色度高光泽红色干涉效应颜料。
实施例6
将200克合成硼硅酸盐玻璃薄片(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝34μm、D50＝57μm、D90＝95μm)悬浮在1300 毫升软化水中并在湍流搅拌下加热至85℃。然后相继加入下列：pH 2.2的40毫升SnCl4(浓度53g/l)、pH 2.6的122毫升FeCl3(密度1.42g/cm3)、 pH 1.9的19毫升TiCl4(浓度200g TiO2/L)和最后pH 2.6的292毫升FeCl3 (密度1.42g/cm3)。在每种情况下通过同步添加NaOH水溶液(35％) 使pH保持恒定。
在添加结束后60分钟，滤出该悬浮液并洗涤滤饼。如果必要，将滤饼干燥并在650℃下煅烧60分钟。获得具有红色吸收色和红色反射色的极高色度、高光泽、红色闪光效应颜料。
实施例7
来自实施例4的最终产物在还原条件下在450℃下煅烧15分钟。获得具有深色吸收色的高色度、有光泽的红色干涉效应颜料。
实施例8
将100克获自实施例1的效应颜料悬浮在850毫升软化水中并在湍流搅拌下加热至85℃。用稀盐酸将pH降至pH 4.2。然后计量加入溶解在40 毫升软化水中的0.93克Ce(NO3)3x6H2O溶液。同时，通过逐滴加入10％ NaOH溶液，使pH保持恒定。一旦该溶液完全加入，将该混合物搅拌另外1小时，此后用稀氢氧化钠溶液将pH调节至pH 10。此后，将用24.3 克软化水稀释的5.7克Dynasylan 1146添加到该悬浮液中，将该悬浮液搅拌另外180分钟并过滤，滤饼用软化水洗涤。将滤饼在95℃下在减压下干燥。
对比例1
基于天然云母薄片、涂有氧化铁的红色效应颜料，Iriodin 504Red，来自Merck。
对比例2
基于SiO2薄片、涂有氧化铁的红色效应颜料，Iriodin 4504Lava Red，来自Merck。
对比例3
将200克合成云母薄片(氟金云母薄片)(具有根据MALVERN Mastersizer MS 2000的粒度分布：D10＝10μm、D50＝22μm、D90＝40μm) 悬浮在1300毫升软化水中并在搅拌下加热至85℃。将该悬浮液的pH调节至pH 2.6，然后将60毫升FeCl3溶液(280克Fe2O3/升软化水)计量添加到该悬浮液中。随后，将该悬浮液搅拌另外60分钟，然后用碱将pH提高到7.5并将该混合物搅拌另外20分钟。然后将水玻璃溶液(185克水玻璃溶液，24％SiO2，与207克软化水混合)逐渐引入该悬浮液中。此后，将该混合物搅拌另外60分钟并再将pH调节至2.6。然后将260毫升FeCl3溶液(280克Fe2O3/升软化水)计量添加到该悬浮液中。最后，将该混合物搅拌另外60分钟，然后过滤该悬浮液并洗涤滤饼。滤饼在780℃下煅烧 45分钟。获得具有较低色度的红色干涉、红色吸收性多层珠光颜料。
对比例4
基于玻璃薄片、涂有氧化铁的红色效应颜料，MIRAGE Sparkling Red，来自Eckart。
对比例5
根据US 8,58,5818 B1的实施例1，将具有35μm的D50的20-80μm 级分的合成云母在1785毫升软化水中的悬浮液加热至83℃并用HCl将pH 调节至1.4。以3.2g/min的计量速率计量加入50克20％SnCl4溶液并用 NaOH使pH保持恒定。随后，将该混合物搅拌另外60分钟，然后以3g/min 加入36克40％TiCl4溶液。在此也用NaOH使pH保持恒定。随后，将 pH调节至3.0，然后在恒定pH下以1.2g/min的速率加入氯化铁溶液 w(FeCl3)＝39％。在加入320毫升FeCl3后，过滤该悬浮液、洗涤并在850 ℃下煅烧。获得具有中等效应性质的青铜色颜料。在SEM横截面中没有看见间隔层。
II红色效应颜料和来自对比例的颜料的表征
IIa粒度测量
使用Malvern Mastersizer 2000仪器根据制造商的说明测定本发明的红色效应颜料和来自对比例的颜料的粒度分布曲线。为此，借助Pasteur 吸移管以水溶液液形式将大约0.1克相应的颜料引入该测量仪器的样品制备池中，不添加分散助剂，持续搅拌，并重复分析。使用各个测量结果形成中值。通过Fraunhofer法评估散射光信号。
中值粒度D50在本发明中被理解为是指如通过激光衍射法获得的体积平均粒度分布函数的累积频率分布的D50。D50是指50％的颜料具有等于或小于所报道的值(例如20微米)的直径。相应地，D10和D90分别规定10％和90％的颜料具有等于或小于各自的测量值的直径。
跨度ΔD，被定义为是指粒度分布的宽度。
表3:粒度
实施例/对比例 D10[μm] D50[μm] D90[μm] 跨度
实施例1 10.0 21.9 40.2 1.382
实施例2 8.8 20.1 37.6 1.429
实施例3 8.3 20.7 40.8 1.567
实施例4 9.2 20.7 39.7 1.475
实施例5 10.1 21.8 40.3 1.384
实施例6 27.2 54.0 97.4 1.299
实施例7 8.4 20.4 40.7 1.583
对比例1 10.8 21.9 41.5 1.402
对比例2 9.7 19.3 35.5 1.337
对比例3 17.2 28.9 47.0 1.031
对比例4 29.4 56.4 98.0 1.219
对比例5 17.4 36.2 63.9 1.285
IIb角度依赖性颜色测量
为了测量颜色和亮度值，将本发明的效应颜料或来自对比例的颜料以湿漆总重量的6重量％的着色水平搅拌到传统硝化纤维素漆(Erco 2615e 无色青铜配混漆(bronzemixing lacquer colorless)；来自Maeder Plastiklack AG)中。这通过最初装载各自的颜料，然后用刷子将它们分散到漆中进行。在涂施器刮样(drawdown)装置(RK Print CoatInstr.Ltd. Citenco K 101刮样装置)上用螺旋涂施器将制成的漆以40微米、76微米 (实施例6)或100微米的湿膜厚度施加到黑/白遮盖力试验纸(Byko-Chart 2853，来自Byk-Gardner)上，随后在室温下干燥。
根据表2的螺旋涂施器选择取决于在每种情况下要施加的颜料或基底的D50。
使用BYK-mac多角度色度计(来自Byk-Gardner)在45°的恒定入射角下(根据制造商的说明)在相对于镜面角的各种观察角度下测定遮盖力试验纸的黑色背景上的颜色值。使用色度值C*15实现颜色强度的表征，它们在黑/白遮盖力试验纸的黑色背景上在与镜面角相差15°的测量角度下测量。
强反射样品(在理想情况下为镜子)以所谓的镜面角反射几乎所有入射光。在漆涂膜(lacquer application)上进行测量时越接近镜面角，干涉色的外观越强。
表4:本发明的红色效应颜料的颜色和亮度值
1在黑/白遮盖力试验纸的黑色背景上测量
IIc遮盖力的比较
为了测定被定义为的遮盖力商，用螺旋涂施器以100微米的湿膜厚度在黑/白遮盖力试验纸(Byko-Chart 2853，来自Byk-Gardner) 上施加与IIb类似但具有10重量％的着色水平的漆涂膜(lacquer applications)并随后在室温下干燥。随后，在黑/白遮盖力试验纸的黑色和白色背景上用BYK-mac多角度色度计(来自Byk-Gardner)以110°的测量角度记录漆涂膜的亮度值L*110°。在45°恒定入射角下的110°测量几何涉及与镜面角之差。偏离照射平面中的镜面反射测量该视角。
本发明的效应颜料具有良好的遮盖力。其遮盖力商Dq优选≥0.41。可从表6中推导出，来自实施例1至6的本发明的薄片形式的红色效应颜料的遮盖力商Dq在每种情况下远高于0.41。
IId光泽度测量
光泽度是定向反射的量度。为了测定光泽度，借助来自Byk-Gardner 的Micro-Tri-Gloss光泽计以基于垂直线的60°测量角度分析在黑/白遮盖力试验纸的白色背景上的来自IIb的漆涂膜。本发明的红色效应颜料和来自对比例的颜料的光泽度值列在表5中。
来自实施例1至6的一些本发明的薄片形式的红色效应颜料表现出明显比来自对比例1和2的具有单层涂层的颜料高的光泽度值。
来自表5的光泽度测量证实本发明的颜料与现有技术相比极高的反射率。
表5：光泽度值
实施例/对比例 60°光泽度(w)
实施例1 46.6
实施例2 53.9
实施例3 37.6
实施例4 42.4
实施例5 42.7
实施例6 51.4
实施例7 50.4
对比例1 41.8
对比例2 32.3
IIe效应测量
为了客观描述本发明的红色效应颜料的光学效应，用BYK-mac分光光度计(来自Byk-Gardner)使用来自IIb的漆涂膜进行效应测量(参见 Byk-Gardner catalog″für Lacke and Kunststoffe” [Quality Control for Lacquersand Plastics]，201 1/2012，p.97/98)。闪光强度S_i、闪光面积S_a和颗粒度G的相应测量值汇集在表6中。
表6：效应测量、遮盖力商和光泽度值
实施例/对比例 S_i 15°(s)1) S_a 15°(s)1) G(s)1) Dq 110°2)
实施例1 7.33 30.04 4.77 0.939
实施例2 6.35 27.85 4.68 0.923
实施例3 5.69 25.00 4.23 0.955
实施例4 8.61 31.31 4.41 0.922
实施例5 6.23 29.01 4.04 0.967
实施例6 21.70 37.58 8.12 0.590
对比例1 4.70 19.38 4.15 0.800
对比例2 4.28 18.57 3.45 /
对比例3 7.12 27.03 4.92 /
对比例4 21.81 27.46 5.05 /
对比例5 / / / 0.673
1)在黑/白遮盖力试验纸的黑色背景上测量
2)在10％NC漆刮样、湿膜厚度100μm上测量
来自实施例1至6的本发明的薄片形式的红色效应颜料的效应值S_i、 S_a和G通常高于对比例的值。本发明的薄片形式的红色效应颜料可实现的光学效应比来自对比例1和2的具有单层涂层的传统效应颜料的情况中显著得多。
IIf Waring掺合机
在工业中，许多漆在循环系统中加工。在这种情况下，漆组分经历高剪切力。Waring掺合机试验模拟这些条件并用于评估环线稳定性(ring line stability)/剪切稳定性。具体而言，其中涂层尚未充分锚固在载体材料上的颜料在这一试验中相对于未处理的涂施表现出色度值的显著偏差。 Waring掺合机试验因此可以被视为颜料涂层在剪切力下的相互粘合的量度。
为此，根据下列配方称出本发明的红色效应颜料或来自对比例的颜料并在880毫升烧杯中用传统丙烯酸系漆逐步转化成糊(paste)。此后，在 DIN 4mm杯中用乙酸丁酯/二甲苯1:1将粘度调节至17"。制造总共600 克漆，将其中400克引入夹套水冷1kg容器中并用Dispermat特定附件(来自Waring Blenders)搅拌。搅拌时间为在13 500rpm下8分钟，然后除去200克漆，并将剩余部分进一步搅拌12分钟。
配方:6％颜料
8％乙酸丁酯85
86％丙烯酸系漆，无色
30％稀释乙酸丁酯85/二甲苯1:1
用喷涂机和Sata LP-90喷枪根据下列设置将各200克未处理和处理过的漆施加到试验片上：
设置:针:1.3.4
压力:4巴
运行:选择喷涂运行数以使干漆层厚度为15-20微米。
传统上，当在Waring掺合机试验后的涂施中接近镜面角测得的光泽度差异和颜色差异相对较低时，效应颜料被视为剪切稳定。相对于未处理样品的ΔC*15值应该理想地小于2。
表7显示本发明的实施例1和3的已经过Waring掺合机试验的样品相对于未处理样品的颜色变化ΔC*15和光泽度变化Δ60°光泽度。
表7:在Waring掺合机试验中的光泽度差异和颜色差异
ΔC*(15°) Δ光泽度(60°)
实施例1 1.15 -1.3
实施例3 2.31 -2.6
来自实施例1和3的本发明的红色效应颜料满足该试验的标准。颜色差异可忽略不计地小。甚至在显微镜下，也几乎不可能检测到任何变化，如涂层剥落或已出现的其它表面缺陷。
发现本发明的红色效应颜料尽管存在间隔层，但极其剪切稳定。
IIg化学稳定性的测定
就将漆施加到塑料板上而言测定本发明的红色效应颜料和来自对比例的颜料的化学稳定性。将6克相应的颜料搅拌到90克传统无色丙烯酸系漆和10克乙酸丁酯85的混合物中。此后，在DIN 4mm杯中用乙酸丁酯85 和二甲苯的1:1混合物将粘度调节至17"。
在类似于IIf的遮盖力涂施(hiding application)中用喷涂机将在每种情况下100克这种漆施加到板上。在涂布后，将板在80℃下烘烤30分钟。
在24小时后，将板浸没到10％氢氧化钠溶液中至其高度的一半。在7 天接触时间后，将板用软化水冲洗，然后在2小时干燥时间后，视觉评估损伤和/或变色。此外，借助BYK-mac(来自Byk-Gardner)分析变色。使用暴露样品vs相应未暴露样品在15°测量角度下的ΔE值表征颜色变化。结果显示在下表6中。
表8:颜色变化ΔE
实施例/对比例 ΔE(15°)
实施例1 1.8
对比例3 13.31
ΔE(15°)<3的颜料可被视为化学稳定。来自实施例1的本发明的红色效应颜料低于该界限，而来自对比例3的颜料明显超过该界限。
IIh X-射线荧光分析(XRF)
借助x-射线荧光分析(XRF)测定本发明的红色效应颜料和来自对比例的颜料的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物含量。为此，将各自的颜料并入四硼酸锂玻璃片中，固定在固体样品量杯中并由此分析。所用测量仪器是来自Thermo Scientific的Advantix ARL系统。测量结果显示在表9中。此处不同含量的数值对钛而言作为TiO2、对铁而言作为 Fe2O3、对Zr而言作为ZrO2、对Si而言作为SiO2和对锡而言作为SnO2报道。
表9:间隔层的平均高度ha和XRF值
IIi冷凝水试验
为了测定冷凝水稳定性，将本发明的红色效应颜料和来自对比例的颜料并入水性漆体系中并通过喷漆到铝片上制造试验涂膜(test applications)。用传统单组分清漆覆盖该底涂层，然后烘烤。根据DIN 50 017(水冷凝–恒定气氛)测试这些涂膜。在试验结束后立即根据DIN EN ISO 2409借助划格法(cross-cutting)通过与未暴露样品比较来测试粘合强度。在这方面，Cc 0是指未变，Cc 5是指非常显著的变化。
在冷凝水暴露后立即根据DIN 53230视觉评估溶胀特性。在这方面，指数0是指未变，指数5是指非常显著的变化。
最后，借助来自Byk-Gardner的Wave-scan II测定DOI(图像清晰度(distinctnessof image))。
表10:冷凝水结果
来自对比例2的颜料具有显著溶胀特性和不良层间粘合。由于在冷凝水暴露后的高度精细结构，DOI不再可测。
相反，发现来自实施例8的本发明的红色效应颜料稳定并在试验之前和之后几乎不变。
IIj薄片形式的非金属基底的平均厚度、层2和3的平均层厚度、总涂层的平均层厚度、间隔层的平均高度ha和空腔的平均高度hH的测定
为此，用套刷(sleeved brush)将本发明的红色效应颜料以10％的浓度并入双组分清漆，来自Sikkens GmbH的Autoclear Plus HS中，借助螺旋涂施器施加成膜(湿膜厚度26μm)并干燥。在24小时干燥时间后，制造这些施涂器刮样的横截面。通过SEM分析横截面，分析至少100个单独颜料以在统计上对薄片形式的非金属基底的平均厚度的测定有意义。
为了测定层2和3的平均层厚度、总涂层的平均厚度、间隔层的平均高度ha和空腔的平均高度hH，将基底上和下表面，即在每种情况下在SEM 横截面中可识别的薄片形式的非金属基底的长侧各自用作基线。在此在横截面的扫描电子显微照片中沿薄片形式的基底表面通过用直线从横截面的扫描电子显微照片的左边缘和右边缘将薄片形式的非金属基底–任选的层1，或薄片形式的非金属基底–层2的两个交叉点彼此相连而绘制基线。横截面的扫描电子显微照片借助AxioVision 4.6.3图像加工软件(来自 Zeiss)分析。
与这两个基线成90°角以50纳米间距绘制足够数目的平行线以在效应颜料的横截面的整个扫描电子显微照片上设置网格(图4)。横截面的扫描电子显微照片的放大率优选为至少50 000倍，基于Polaroid 545(4“x 5“)。由薄片形式的非金属基底的各自上和下基线开始在每种情况下朝层 3的方向，手动测量这些线在任选的层1与层2的界面、层2与间隔层的界面、间隔层与层3的界面和层3与环境的界面处的交叉点之间的距离。此处存在以50纳米间距绘制的线之一直接出现在连接点或间隔部上的情况。在这种情况下，只记录线在层3与环境的界面处的各自相应点。这些测量通过形成差值得出层2和3的层厚度、总涂层的厚度、任选存在的附加层的层厚度和间隔层的高度ha。
为了测定空腔的平均高度hH，使用这些平行线与间隔层内的空腔上和下边界的交叉点。
使用已由此测定的层厚度、高度ha和高度hH的各值形成各自的算术平均值以测定平均层厚度、平均高度hH和平均高度ha的上文规定的值。为了在统计学上有意义，在至少100条线上进行上述测量。
术语“平均”在所有情况下是指算术平均值。
同样通过上述方法使用横截面的扫描电子显微照片检查没有间隔层但在涂层内具有统计分布孔隙的来自对比例的颜料的横截面。在这种情况下，如果平行线之一出现在一个或多个孔隙上，测定孔隙高度、其孔隙中点和孔隙中点与基底表面的距离。
作为横截面的替代方案，也可以借助FIB法(FIB＝聚焦离子束)切割本发明的红色效应颜料。为此，借助离子光学器件将高加速离子(例如镓、氙、氖或氦)的窄束聚焦成点并在要加工的效应颜料表面上逐行引导。在碰撞效应颜料表面时，离子释放其大部分能量并破坏此处的涂层，这导致逐行除去材料。也可以使用已通过上述方法记录的扫描电子显微照片测定平均高度ha、层2和3的平均层厚度和总涂层的平均层厚度。也可以使用已通过FIB法切割的效应颜料的扫描电子显微照片测定薄片形式的非金属基底的平均厚度。
本发明的红色效应颜料的优点因此在各种性质的总和中显而易见。本发明的红色效应颜料具有高透明度、极好机械和化学稳定性和高光泽度和颜色强度。所考虑的所有对比颜料总体上都不具有令人满意的提到的所有性质。
表11:涂层表征
dS2[nm]＝层2的平均层厚度
dS3[nm]＝层3的平均层厚度
nS＝每μm的平均条数
AH[％]＝空腔的面积比例
SD＝网络密度[％]
hma＝间隔层的中点(任选的层1和层2的层厚度和高度ha的一半的总和)
hRma＝间隔层的相对高度
σhRma[％]＝间隔层的相对高度的标准偏差
表11显示所检查的颜料的间隔层的平均高度ha。不同于来自对比例1 至5的颜料，本发明的所有红色效应颜料具有间隔层。
来自对比例1至5的颜料没有间隔层，在表11中，对于对比例1，σhRma [％]列中的值是指距基底表面的孔隙中点的标准偏差。
但是，由于来自对比例1的颜料仅含很少统计分布孔隙，网络密度SD为65.0％。距基底表面的孔隙中点的标准偏差为24.7％，这表明孔隙统计分布在总涂层内。来自实施例1至4的本发明的红色效应颜料的情况不同。在此，间隔层的中点的相对高度hRma的标准偏差在每种情况下<5％，这表明各自的间隔层在涂层内的指定位置。因此可以将来自对比例1的颜料的孔隙中点与基底表面的距离的标准偏差与本发明的红色效应颜料的间隔层的中点的相对高度的标准偏差相比较。
IIk扫描电子显微照片
用Supra 35扫描电子显微镜(来自Zeiss)使用本发明的红色效应颜料的横截面获得扫描电子显微照片。用来自EDAX的EDAX Sapphire仪器进行能量色散x-射线微量分析(EDX分析)。
III应用实施例
应用实施例1:身体乳
来自实施例1的效应颜料可以在身体乳制剂总重量的0.1重量％至2.5 重量％的范围内使用。可以用水补充至该制剂的100重量％。
将Keltrol CG-T分散在相A中并加热至75℃。将相B单独加热至75 ℃。随后，将相B逐渐添加到相A中。将该乳液在搅拌的同时冷却至室温，并将相C单独加入。
应用实施例2:眼影膏
来自实施例3的效应颜料可以在眼影制剂总重量的5重量％至30.0重量％的范围内使用。可以用异十六烷补充至该制剂的100重量％。
混合相A并加热至85℃，然后在搅拌的同时将相B添加到相A中。在分配到适当的容器中后，将该混合物冷却至室温。
应用实施例3:沐浴凝胶
来自实施例5的效应颜料可以在沐浴凝胶制剂总重量的0.01重量％至 1.0重量％的范围内使用。可以用水补充至该制剂的100重量％。
搅拌相A，然后加入相B并搅拌直至实现均匀外观。单独称出相C，简短混合并添加到相AB中。随后，将该混合物再搅拌并将相D单独加入。应用实施例4:眼影饼
来自实施例7的效应颜料可以在眼影制剂总重量的5.0重量％至40.0 重量％的范围内使用。可以用滑石补充至该制剂的100重量％。
在高速混合机中在2500rpm下将相A混合30秒。随后，加入相B并将该混合物在同一混合机中在3000rpm下搅拌60秒。最后，借助眼影压机在100巴下将该粉末混合物压制成型30秒。
应用实施例5:睫毛膏
来自实施例7的效应颜料可以在睫毛膏制剂总重量的1.0重量％至 10.0重量％的范围内使用。可以用来自相A的水补充至该制剂的100重量％。
相A在高剪切下搅拌。单独称出相B。相A和相B分别加热至85℃，然后将相B添加到相A中。随后，将相AB冷却至45℃并在冷却过程中，在搅拌的同时逐渐加入相C。
应用实施例6:发胶
来自实施例6的效应颜料可以在发胶制剂总重量的0.01重量％至2.0 重量％的范围内使用。可以用水补充至该制剂的100重量％。
Laponite XLG与水一起搅拌直至相A变清澈。然后将来自实施例6 的效应颜料在搅拌的同时添加到相B中。随后，逐渐加入相B的剩余成分。应用实施例7:身体粉
INCI名称 产品名 重量％ 制造商/供应商
相A
合成氟金云母 Synafil S 1050 40.00 Eckart
聚丙烯 Synafil W 1234 8.00 Eckart
膨润土 Optigel CK-PC 10.00 BYK
滑石 滑石粉 18.00 VWR
硬脂酸镁 硬脂酸镁 4.00 Applichem
来自实施例5的效应颜料 20.00
来自实施例5的效应颜料可以在身体粉制剂总重量的0.2重量％至5.0 重量％的范围内使用。可以用Synafil S 1050补充至该制剂的100重量％。
混合相A，然后将该粉末分配到合适的容器中。
应用实施例8:唇彩
来自实施例6的效应颜料可以在唇彩制剂总重量的0.10重量％至8.00 重量％的范围内使用。可以用Versagel ME 750补充至该制剂的100重量％。
将相A加热至85℃，然后将来自实施例6的颜料添加到相B中并搅拌直至稠度均匀，然后分配到唇彩容器中。
应用实施例9:口红
来自实施例10的效应颜料可以在口红制剂总重量的0.5重量％至20.0 重量％的范围内使用。可以用Eutanol G补充至该制剂的100重量％。
将相A加热至85℃，然后将相B添加到相A中并混合。随后，在75 ℃的温度下将这种混合物分配到口红模具中。
应用实施例10:眼线液
来自实施例2的效应颜料可以在眼线液制剂总重量的0.5重量％至8.0 重量％的范围内使用。可以用水补充至该制剂的100重量％。
将Optigel WX-PC分散在相A的水中并搅拌10分钟。将相A和相B 分别加热至80℃。此后，在搅拌的同时将相B逐渐添加到相A中。在冷却至45℃后，逐渐加入相C的成分并将该混合物分配到合适的包装中。
应用实施例11:摩丝
来自实施例4的效应颜料可以在摩丝制剂总重量的0.1重量％至8.0 重量％的范围内使用。可以用Dow Corning 9041Elastomer补充至该制剂的100重量％。
混合相A并加热直至全部熔融。单独称出相B并用高速混合机在 2400rpm下混合60秒。将熔融的相A的一半添加到相B中，并将该混合物再在该混合机中在2400rpm下混合30秒。随后，将相B的剩余部分同样添加到相A中并将该混合物再在2400rpm下混合30秒。最后，将相C 添加到相AB中并将该混合物再在高速混合机中在2400rpm下混合30秒。
应用实施例12:指甲油
来自实施例6的效应颜料可以在指甲油制剂总重量的0.1重量％至8.0 重量％的范围内使用。可以用International Lacquers Nailpolish补充至该制剂的100重量％。
混合相A和相B，然后分配到适当的容器中。
应用实施例13:具有软触感效果(soft-touch effect)的指甲油
来自实施例1的效应颜料可以在指甲油制剂总重量的0.1重量％至8.0 重量％的范围内使用。可以用International Lacquers Nailpolish补充至该制剂的100重量％。
混合相A并添加到相B中，然后将该指甲油分配到适当的容器中。
应用实施例14:水性指甲油
来自实施例1至7的效应颜料可用在根据WO 2007/115675A2实施例 1的水性指甲油中。此处的着色水平为制剂总重量的0.1重量％至10.0重量％。
应用实施例15:液体眼影
来自实施例7的效应颜料可以在眼影制剂总重量的0.10重量％至 20.00重量％的范围内使用。可以用水补充至该制剂的100重量％。
搅拌相A，然后将相B的成分逐一添加到相A中并搅拌直至稠度均匀。此后，将相C的成分逐一添加到相AB中并再次搅拌该混合物直至稠度均匀。
图1:在煅烧前的实施例1使用在具有能量色散微量分析仪(EDX) 的扫描电子显微镜中的横截面的浓度分布曲线(线扫描)
图2:在煅烧后的实施例1使用在具有能量色散微量分析仪(EDX) 的扫描电子显微镜中的横截面的浓度分布曲线(线扫描)
图3:在50 000倍放大下本发明的效应颜料的横截面的扫描电子显微照片(基于Polaroid 545)
图4:来自图2的横截面的扫描电子显微照片的细节，在薄片形式的非金属基底–涂层的界面处绘制基线，和与基线成直角排列的线。"x"标记在界面处的交叉点。
图5:在20 000倍放大下二氧化钛涂布的珠光颜料SYMIC C261(来自ECKART GmbH)的横截面的扫描电子显微照片(基于Polaroid 545)
图6:间隔层的示意图
图7:间隔层的位置的示意图
图8:CIE LCh颜色空间概图
图9:CIE LCh颜色空间中的所要求保护的颜色区域。

Claims (15)

1.一种包含薄片形式的非金属基底和施加到所述基底上的涂层的红色效应颜料，其中所述涂层包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，所述金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，借助XRF测定并作为元素铁计算的铁离子比例总计为所述红色效应颜料的总重量的至少17重量％，并且其中在CIE LCh颜色空间中的色调角h*15在320°至360°和0°至60°的范围内。
2.如权利要求1中所述的红色效应颜料，其中锡、钛和锆离子的比例总计≤20重量％，在每种情况下借助XRF测定，在每种情况下作为元素金属计算并在每种情况下基于所述红色效应颜料的总重量计。
3.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中选自金属Sn、Ti和Zr的金属离子的比例
i.在锡离子的情况下总计≤17重量％，或
ii.在钛离子的情况下总计≤15重量％，或
iii.在锆离子的情况下总计≤18重量％，或
iv.在锡和钛离子的情况下总计≤19重量％，
在每种情况下借助XRF测定、在每种情况下作为元素金属计算并在每种情况下基于所述红色效应颜料的总重量计。
4.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中所述涂层包括
a)任选地，层1，其包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡，或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成，
b)层2，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，
c)层3，其包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，
层2和3的至少一个包含选自金属Fe、Sn、Ti和Zr的至少两种不同的金属离子，其中层2和3的至少一个包含铁离子且层2和3被间隔层中断。
5.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中所述薄片形式的非金属基底选自天然云母薄片、合成云母薄片、铁云母薄片、玻璃薄片、SiO2薄片、Al2O3薄片、高岭土薄片、滑石薄片、氯氧化铋薄片及其混合物，并且所述薄片形式的非金属基底已任选用至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物涂布。
6.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中所述效应颜料包含附加的高和/或低折光指数层，和任选地，至少一个附加间隔层。
7.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中所述至少一个间隔层具有3纳米至120纳米的平均高度ha。
8.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中所述至少一个间隔层包括连接部和空腔。
9.如前述权利要求任一项中所述的红色效应颜料，其中所述至少一个间隔层具有<85％的网络密度。
10.一种制造如权利要求1至9任一项中所述的红色效应颜料的方法，其中所述方法包括下列步骤：
(i)任选地，将包含氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡或由氧化锡、氢氧化锡和/或水合氧化锡构成的未煅烧层施加到薄片形式的非金属基底上，
(ii)相继施加三个未煅烧层A、B和C，各自由至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物构成或包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中层A和C的金属离子分别包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，层B的金属离子包含或是选自金属Sn、Ti和Zr的至少一种金属离子，层A和/或C的至少一种金属离子包含或是铁离子，层A、B和C直接相互叠加排布，并且其中在层B中施加的所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物就金属离子而言不同于层A和层C的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子，
(iii)在400℃至1000℃的温度下煅烧在步骤(ii)中获得的产物以获得所述红色效应颜料。
11.一种制造如权利要求1至9任一项中所述的红色效应颜料的方法，其中所述方法包括下列步骤：
(i)在煅烧的单层或多层涂布的非金属基底上相继施加两个未煅烧层B和C，各自由至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物构成或包含至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物，其中层B的金属离子包含或是选自金属Ti、Sn和Zr的至少一种金属离子，层C的金属离子包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，基底方向上直接毗邻层B的层和/或层C中的至少一种金属离子包含或是铁离子，层B和C直接相互叠加排布，并且其中在层B中施加的所述至少一种金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物就金属离子而言不同于层C和基底方向上直接毗邻层B的层的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子，其中基底方向上直接毗邻层B的层的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物的金属离子包含或是选自金属Fe、Ti和Zr的至少一种金属离子，
(ii)在400℃至1000℃的温度下煅烧在步骤(i)中获得的产物以获得所述红色效应颜料。
12.如权利要求10或11中所述的方法，其中层B中存在的金属离子至少部分扩散到层A和/或层C中和/或扩散到基底方向上直接毗邻层B的层中以形成所述煅烧效应颜料中的所述至少一个间隔层。
13.如权利要求10至12任一项中所述的方法，其中用于制造层B和C或层A、B和C的所述两种或三种相继施加的金属氧化物、金属氢氧化物和/或水合金属氧化物不包含任何选自金属Si、Mg和Al的金属离子。
14.如权利要求1至9任一项中所述的红色效应颜料在化妆品制剂、塑料、薄膜、织物、陶瓷材料、玻璃、漆、印刷墨、书写墨、清漆、粉末涂料中和/或作为激光标记添加剂的用途。
15.一种制品，其包含至少一种如权利要求1至9任一项中所述的红色效应颜料。
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