CN107667149A - 具有高颜色强度的金色颜料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了金色颜料。本发明的金色颜料的特征在于，包括基材；第一覆盖层，形成于上述基材的表面，包含折射率大于1.8的金属氧化物；第二覆盖层，形成于上述第一覆盖层上，包含含锰氧化物；第三覆盖层，形成于上述第二覆盖层上，包含折射率为1.8以下的无色金属氧化物；第四覆盖层，形成于上述第三覆盖层上，包含折射率大于1.8的金属氧化物；以及第五覆盖层，形成于上述第四覆盖层上，包含Fe2O3。

Description

具有高颜色强度的金色颜料
技术领域
本发明涉及金色颜料，涉及通过调节多个覆盖层的层叠结构及层叠物质来使红色色调较弱，由此改善金色美感的新型的金色颜料。
背景技术
金色(Gold)颜料是呈金黄色的颜料，在多种领域中，用于发挥美学效果而使用。例如，在产业中，应用于壁纸、地板革、塑料成型、皮革涂层、丝印、胶版印刷、家电产品的涂色及陶瓷等。并且，在化妆品中，使用于口红、指甲油、发胶、眼影、唇膏等的多种彩妆化妆品。并且，金色颜料使用于要求高耐候性的汽车用内外装涂色及建筑、船舶的涂料。
作为与本发明有关的背景技术有在韩国公开专利公报第10-1997-0001474(1997年01月24日公开。以下称为专利文献1)中公开的金色颜料。
在上述专利文献1中公开了如下的例，即，作为可使用于涂料、清漆、粉末包衣机、印刷油墨、塑料及化妆品配合物的金色颜料，在基材依次覆盖有二氧化钛(TiO2)及氧化铁(Fe2O3)。
然而，仅利用白色的二氧化钛和红色的氧化铁来实现金色是有限的，因此难于充分实现消费者所要求的红色色调较弱的金色。
并且，作为与本发明有关的背景技术有韩国公开专利公报第10-2002-0070428号(2002年09月09日公开。以下称为专利文献2)。
图1为示出现有的金色颜料的例，简要示出可由专利文献2导出的金色颜料。
参照图1，图示的金色颜料具有如下的结构，即，在基材100上包括由TiO2和Fe2O3混合而成的第一层110、由SiO2形成的第二层120、由TiO2形成的第三层130、由Fe2O3形成或由Fe2O3和TiO2混合而成的第四层140。
图2为简要示出另一金色颜料。
参照图2，图示的金色颜料与图1中图示的金色颜料类似，具有如下的结构，即，在基材100上包括由TiO2形成的第一层210、由SiO2形成的第二层220、由TiO2形成的第三层230及由Fe2O3形成的第四层240。
在图1及图2中所示的金色颜料的情况下，除了在中间形成有由无色的SiO2形成的覆盖层之外，基本上由白色的二氧化钛和红色的氧化钛的组合来实现金色是有限的。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的一种目的在于，提供红色色调较弱从而可更准确地呈现金色的新型的金色颜料。
技术方案
用于实现上述目的的本发明的实施例的金色颜料的特征在于，在基材上形成有多层覆盖层，上述多层覆盖层包括包含TiO2的覆盖层及包含Fe2O3的覆盖层，上述包含Fe2O3的覆盖层位于包含TiO2的覆盖层的外侧，在上述包含Fe2O3的覆盖层与包含TiO2的覆盖层之间形成有包含含锰氧化物的覆盖层。
用于实现上述目的的本发明的优选实施例的金色颜料的特征在于，包括：基材；第一覆盖层，形成于上述基材的表面，包含折射率大于1.8的金属氧化物；第二覆盖层，形成于上述第一覆盖层上，包含含锰氧化物；第三覆盖层，形成于上述第二覆盖层上，包含折射率为1.8以下的无色金属氧化物；第四覆盖层，形成于上述第三覆盖层上，包含折射率大于1.8的金属氧化物；以及第五覆盖层，形成于上述第四覆盖层上，包含Fe2O3。
此时，优选地，上述第一覆盖层仅由TiO2形成。
并且，上述第二覆盖层可包含MnO及MnO2中的一种以上。
并且，上述第三覆盖层可包含SiO2、MgO·SiO2及Al2O3中的一种以上。
并且，上述第四覆盖层可包含TiO2。
并且，优选地，在上述第一覆盖层至第五覆盖层中的上述第二覆盖层的厚度最小。
有益效果
在本发明的金色颜料的情况下，除了TiO2覆盖层、Fe2O3覆盖层之外，还包括如黑褐色的MnO等含锰氧化物覆盖层，由此可以更准确地实现金色。
同时，在本发明的金色颜料的情况下，具有红色色调较弱的同时光泽优秀且闪亮效果(sparkling impact)强的优点。
附图说明
图1为简要示出现有的金色颜料的例。
图2为简要示出现有的金色颜料的另一例。
图3简要示出本发明的实施例的金色颜料。
图4为示出比较例1及实施例1的金色颜料的光学显微镜(50倍率)图片。
具体实施方式
以下参照后述的实施例会让本发明的优点、特征及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明并不局限于以下所公开的实施例，而是能够以互不相同的各种方式实施，本实施例使本发明的公开完整，并用于使本发明所属技术领域的普通技术人员完整地理解本发明的范畴，本发明由发明要求保护范围定义。
以下，参照附图，详细说明本发明的金色颜料。
图3为简要示出本发明的实施例的金色颜料。
参照图3，本发明的实施例的金色颜料包括基材100、第一覆盖层310、第二覆盖层320、第三覆盖层330、第四覆盖层340及第五覆盖层350。
覆盖层310、覆盖层320、覆盖层330、覆盖层340、覆盖层350的厚度分别为约0.5μm，可分别在60～90℃的温度下形成。
第一覆盖层310至第五覆盖层350以此顺序仅可能形成一次，根据需要以此顺序可反复形成2次以上。同时，在各个覆盖层之间可形成额外的覆盖层，第五覆盖层350，即，在顶部覆盖层上还可形成以耐候性提高等为目的的保护覆盖层。
基材300可由天然云母、合成云母、玻璃片(Glass Flake)、氧化铝片(AluminaFlake)等形成。基材300一般可利用粒子大小大为约5～600μm左右的小板基材，但并不限定于此，可利用公知的多种基材。
第一覆盖层310形成于基材300的表面，包含折射率大于1.8的金属氧化物。第一覆盖层210为在黑色底板下呈金色的粉末，其起决定基本颜色的作用。
此时，第一覆盖层可仅由TiO2形成且厚度为约100～200nm。TiO2可具有金红石(Rutile)或锐钛矿(Anatase)结构，优选地，具有金红石结构。在金红石结构的TiO2的情况下，具有光泽及稳定性更为优秀的优点。利用如SnCl4等锡化合物预处理基材的表面后，利用TiCl4等覆盖TiO2，从而形成如上所述的金红石结构的TiO2覆盖层。
在利用TiO2形成第一覆盖层310及后述的第四覆盖层340的情况下，在pH为3以下的强酸性条件下，可由TiCl4形成第一覆盖层310及第四覆盖层340。
第二覆盖层320形成于第一覆盖层310上，包含如MnO等含锰氧化物。作为这种含锰氧化物，可以提出MnO、MnO2，它们呈黑褐色，可利用它们中一种或混用两种。
在由白色的TiO2覆盖层和红色的Fe2O3覆盖层实现的金色的情况下，略呈红色光，如同本发明，含如MnO等含Mn氧化物覆盖层(例如图3的320)包含在白色的TiO2覆盖层(例如图3的310)与红色的Fe2O3(例如图3的350)之间的情况下，从带有现有的红色光的金色中去除一些红色光，从而可更准确地呈现金色。
在pH 6～8的中性条件下，可由MnCl2形成包含含锰氧化物的第二覆盖层320。
在第二覆盖层320上形成厚度为约10～200nm的第三覆盖层330，并包含折射率为1.8以下的无色金属氧化物。这种第三覆盖层230为低折射率层，位于高折射率层(例如图3的310)与高折射率层(例如图3的340、350)之间，形成光学干扰结构，从而可使本发明的金色颜料用作干扰颜料。
这种折射率为1.8以下的无色金属氧化物可包含SiO2、MgO·SiO2及Al2O3中的一种以上。
第四覆盖层340形成于第三覆盖层330上，包含折射率大于1.8的金属氧化物。这种第四覆盖层340可以为白色金属氧化物，例如，可以为TiO2覆盖层。
第五覆盖层350形成于第四覆盖层340上，包含Fe2O3。
这种Fe2O3相当于折射率大于1.8的高折射率的红色金属氧化物。
在pH 2～4的酸性条件下，第五覆盖层可由FeCl3等的含铁化合物形成。
在第一覆盖层310至第五覆盖层350中包含锰氧化物的第二覆盖层320的厚度为规定厚度时，可得到优选的效果。若锰氧化物的厚度太薄，则因红色色调下降而效果可能不佳，若太厚，则光泽等可能下降。更优选地，在第二覆盖层320中，当基材重量为100重量份时，上述第二覆盖层的含量可以为0.1～10重量份，此时第二覆盖层的厚度为0.1～20nm。
本发明的金色颜料不需要均包括图2的5个覆盖层，只要为包括如下的3个以上的覆盖层的条件，则均包括在本发明的范畴。
即，本发明的金色颜料只要具有如下的结构，都可以适用，即，在基材上形成有多层覆盖层，上述多层覆盖层包括包含TiO2的覆盖层及包含Fe2O3的覆盖层，上述包含Fe2O3的覆盖层位于包含TiO2覆盖层的外侧，在包含Fe2O3的覆盖层与包含TiO2的覆盖层之间形成有包含含锰氧化物的覆盖层。
实施例
以下，通过本发明的优选实施例进一步详细说明本发明的结构及作用。但是，其用作本发明的优选例示而提出的，在任何意义上也不可解释成本发明限定于此。
对于在此技术领域中熟练的技术人员而言，可诱导在此没有描述的内容，因此省略其说明。
1.金色颜料的制备
实施例1
将100g的粒子大小为5～560μm的合成云母的碎片投入1L的矿物质水后，通过搅拌形成浆料。然后，将浆料加热至75℃后，添加HCl溶液，并将浆料的pH调节至1.7(形成基材浆料)。
然后，称取30g的SnCl4溶液(SnCl4的含量为11重量百分比)，在浆料中以规定速度滴定1小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在1.7。
然后，称取300g的TiCl4溶液(TiCl4的含量为33重量百分比)，在浆料中滴定8小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在1.7。滴定后进行回流10分钟，然后用20％的NaOH稀释液将pH调整至7.0(形成第一覆盖层)。
然后，称取100g的MnCl2溶液(MnCl2的含量为3重量百分比)，在浆料中滴定2小时并用30％的NaOH稀释液使pH维持在6.0～8.0内。滴定后进行回流10分钟，然后用20％的NaOH稀释液将pH调整至7.5(形成第二覆盖层)
然后，称取900g的MgO·SiO2溶液(MgO·SiO2的含量为3.5重量百分比)，在浆料中滴定4小时并用HCl溶液使pH保持恒定在7.5。然后，添加HCl溶液，将浆料的pH调整至1.7后，进一步搅拌并进行回流15分钟(形成第三覆盖层)。
然后，称取30g的SnCl4溶液(SnCl4的含量为11重量百分比)，在浆料中以规定速度滴定1小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在1.7。
然后，称取250g的TiCl4溶液(TiCl4的含量为33重量百分比)，在浆料中滴定8小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定(形成第四覆盖层)。
滴定后进行回流10分钟后，用20％的NaOH稀释液将pH调整至3.2。
然后，称取150g的FeCl3溶液(FeCl3的含量为20重量百分比)，在浆料中滴定2小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在3.2(形成第五覆盖层)。
进行回流后，过滤并对最终浆料进行脱水，用矿物质水清洗2次后，在120℃的温度下干燥10小时，获得粉末形态的中间产物。
然后，在800℃的温度下对所获得的中间产物进行煅烧12分钟来获得金色颜料粉末。
实施例2
将100g的粒子大小为5～560μm的合成云母的碎片投入1L的矿物质水后，通过搅拌形成浆料。然后，将浆料加热至75℃后，添加HCl溶液，并将浆料的pH调整至1.7(形成基材浆料)。
然后，称取300g的TiCl4溶液(TiCl4的含量为33重量百分比)，在浆料中滴定8小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在2.4。滴定后进行回流10分钟，然后用20％的NaOH稀释液使pH调整至7.0(形成第一覆盖层)。
然后，称取100g的MnCl2溶液(MnCl2的含量为3重量百分比)，在浆料中滴定2小时并用30％的NaOH稀释液使pH维持在6.0～8.0内。滴定10分钟后进行回流，然后用20％的NaOH稀释液将pH调整至7.5(形成第二覆盖层)。
然后，称取900g的MgO·SiO2溶液(MgO·SiO2的含量为3.5重量百分比)，在浆料中滴定4小时并用HCl溶液使pH保持恒定在7.5。然后，添加HCl溶液，将浆料的pH调整至2.4后，进一步搅拌并进行回流15分钟(形成第三覆盖层)。
然后，称取250g的TiCl4溶液(TiCl4的含量为33重量百分比)，在浆料中滴定8小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定(形成第四覆盖层)。
滴定后进行回流10分钟，然后用20％的NaOH稀释液将pH调整至3.2。
然后，称取150g的FeCl3溶液(FeCl3的含量为20重量百分比)，在浆料中滴定2小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在3.2(形成第五覆盖层)。
进行回流后，过滤并对最终浆料进行脱水，用矿物质水清洗2次后，在120℃的温度下干燥10小时，获得粉末形态的中间产物。
然后，在800℃的温度下对所获得的中间产物进行煅烧12分钟来获得金色颜料粉末。
在按照实施例1制备的金色颜料粉末中，第一覆盖层及第四覆盖层的TiO2的结构为金红石结构，与此相反，在按照实施例2制备的金色颜料粉末中，第一覆盖层及第四覆盖层的TiO2结构为锐钛矿结构。
比较例1
在2L的矿物质水中将100g的粒子大小为10～60μm的云母加热至75℃。当达到上述温度时，剧烈搅拌的同时在84.3g的矿物质水中逐渐计量添加130.5g的FeCl3×6H2O、46.5g的TiCl4及11.6g的AlCl3×6H2O溶液。用32％的氢氧化钠水溶液使pH维持在2.6。添加上述溶液后，进一步搅拌约15分钟。接着，用32％的氢氧化钠水溶液使pH上升至7.5，在此pH条件下，逐渐计量添加431g的钠水玻璃溶液(13.5％的SiO2)。然后用10％的盐酸使pH降低至2.0后，进一步搅拌混合物15分钟，计量添加396g的TiCl4溶液(370g/L的TiCl4)。用32％的氢氧化钠溶液使pH维持在2.6。在添加上述溶液后，进一步搅拌混合物15分钟。接着，用32％的氢氧化钠溶液使pH上升至5.0，进一步搅拌混合物15分钟。
进行回流后，过滤并对最终浆料进行脱水，用矿物质水清洗2次后，在120℃下干燥10小时，获得粉末形态的中间产物。
然后，在800℃的温度下对所获得的中间产物进行煅烧12分钟来获得金色颜料粉末。
按照比较例1制备的金色颜料粉末具有如图1所示的结构。
比较例2
将100g的粒子大小为5～560μm的云母的碎片投入1L的矿物质水后，通过搅拌形成浆料。然后，将浆料加热至75℃后，添加HCl溶液，并将浆料的pH调整至1.7(形成基材浆料)。
然后，称取30g的SnCl4溶液(SnCl4的含量为11重量百分比)，在浆料中以规定速度滴定1小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在1.7。
然后，称取300g的TiCl4溶液(TiCl4的含量为33重量百分比)，在浆料中滴定8小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在1.7。滴定后进行回流10分钟，然后用20％的NaOH稀释液将pH调整至7.5(形成第一覆盖层)。
然后，称取900g的MgO·SiO2溶液(MgO·SiO2的含量为3.5重量百分比)，在浆料中滴定4小时并用HCl溶液使pH保持恒定在7.5。然后，添加HCl溶液，将浆料的pH调整至1.7后，进一步搅拌并进行回流15分钟(形成第二覆盖层)。
然后，称取30g的SnCl4溶液(SnCl4的含量为11重量百分比)，在浆料中以规定速度滴定1小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在1.7。
然后，称取250g的TiCl4溶液(TiCl4的含量为33重量百分比)，在浆料中滴定8小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定(形成第三覆盖层)。
滴定后进行回流10分钟，然后用20％的NaOH稀释液将pH调整至3.2。
然后，称取150g的FeCl3溶液(FeCl3的含量为20重量百分比)，在浆料中滴定2小时并用30％的NaOH稀释液使pH保持恒定在3.2(形成第四覆盖层)。
进行回流后，过滤并对最终浆料进行脱水，用矿物质水清洗2次后，在120℃的温度下干燥10小时，获得粉末形态的中间产物。
然后，在800℃的温度下对所获得的中间产物进行煅烧12分钟来获得金色颜料粉末。
按照比较例2制备的金色颜料粉末具有如图2所示的结构。
2.物性评价
色度评价
表1表示实施例1及比较例1～2的金色颜料的色差计值(a*，b*)。色差计值由柯尼卡美能达色差计CR-400D65(Konika Minolta Chroma meter CR-400D65)测定，L*为光泽的程度、a*为红色(Red)程度、b*为黄色(Yellow)的程度、△L*、△a*、△b*为具有相同的基质及颜色的该比较例与实施例1之间的色差变化值。
并且，图4为示出比较例1及实施例1的金色颜料的光学显微镜(50倍率)图片。
表1
L* a* b* △L* △a* △b*
比较例1 74.87 3.21 55.67 － － －
比较例2 71.33 0.14 49.74 -3.54 -3.08 -5.92
实施例1 78.24 -0.74 57.01 +3.37 -3.95 +1.35
参照表1及图4，对多个比较例和实施例1进行比较的结果可知，使用MnO涂敷层后，色差计值(L*、a*、b*)发生变化。
更具体地，与比较例1及比较例2相比，在实施例1的情况下，结果显示，红色减少而黄色增加，由此红色色调减少，反而光泽增加。
适用例
下述为对将在上述实施例1中所获得的金色颜料适用于涂料、塑料、油墨及化妆品的适用例的说明。
(1)使用于涂料的例
其为使用于汽车表面涂敷涂料的例。
{基础涂料组合物}
[聚酯树脂]
HIQ基底调色用透明(BC-1000)(株)纳路涂料(noroopaint)
HIQ LV稀释剂(DR-950WS)纳路涂料
混合在实施例1中所获得的4重量份的金色颜料与96重量份的上述聚酯树脂组合物，在混合物中添加100重量份的聚酯树脂用稀释剂，通过对喷雾涂敷[通过使用福特杯(Ford Cup)#4来适用14秒钟至16秒钟(25℃)]以适合的浓度降低其粘度来进行制备，借助喷雾涂敷来进行涂敷并形成下涂膜层。将下述组合物的未着色的表面透明涂料涂敷于下涂膜层上。
{表面透明涂料}
HIQ超纯(株)纳路涂料
HIQ超纯固化剂(CCH-100)(株)纳路涂料
涂敷表面后，在40℃的温度下将涂料暴露于空气中30分钟，并在130℃的温度下为了固化加热30分钟。
(2)使用于塑料的例
下述为对塑料进行着色中所使用的颜料组合物的例。
聚乙烯树脂(颗粒)：70重量份
在实施例1中所获得的金色颜料：1重量份
硬脂酸锌：0.2重量份
液体石蜡：0.1重量份
对含有上述组合物的颗粒进行干燥混合并进行挤压成型。
(3)使用于化妆品的例
下述为嘴唇-色彩化妆品用组合物。
氢化蓖麻油(Hydrogenated Castor Oil)：37重量份
辛基十二醇(Octyldodecanol)：10重量份
二异硬脂醇苹果酸酯(Diisostearyl Malate)：20重量份
地蜡(Ceresin)：5重量份
小烛树(蜡大戟)蜡(Euphorbia Cerifera(Candelilla)Wax)：5重量份
二聚季戊四醇六羟基硬脂酸酯/六硬脂酸酯/六松脂酸酯(DipentaerythritylHexahydroxystearate/Hexastearate/Hexarosinate)：18.5重量份
巴西棕榈树(巴西棕榈)蜡(Copernicia Cerifera(Carnauba)Wax)：3重量份
羊毛脂酸异丙酯(Isopropyl Lanolate)：1重量份
VP/十六碳烯共聚物(Hexadecene Copolymer)：1重量份
在实施例1中所获得的金色颜料：适量
抗氧化剂、保存剂及芳香剂：少量
利用上述组合物形成口红。
以上，参照附图对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，可以变形为互不相同的多种形态，对于本发明所属的技术领域的普通技术人员可以理解的是，在不变更技术思想或必要特征的条件下，可以由其他具体形态实施。因此，要理解的是，上述实施例在所有方面均为例示本发明，而非限制本发明。

Claims (8)

1.一种金色颜料，其特征在于，包括：
基材；
第一覆盖层，形成于上述基材的表面，包含折射率大于1.8的金属氧化物；
第二覆盖层，形成于上述第一覆盖层上，包含含锰氧化物；
第三覆盖层，形成于上述第二覆盖层上，包含折射率为1.8以下的无色金属氧化物；
第四覆盖层，形成于上述第三覆盖层上，包含折射率大于1.8的金属氧化物；以及
第五覆盖层，形成于上述第四覆盖层上，包含Fe2O3。
2.根据权利要求1所述的金色颜料，其特征在于，上述第一覆盖层仅由TiO2形成。
3.根据权利要求1所述的金色颜料，其特征在于，上述第一覆盖层及第四覆盖层包含金红石或锐钛矿结构的TiO2。
4.根据权利要求1所述的金色颜料，其特征在于，上述第二覆盖层包含MnO及MnO2中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的金色颜料，其特征在于，当上述基材的重量为100重量份时，包含含锰氧化物的上述第二覆盖层的厚度为0.1～20nm。
6.根据权利要求1所述的金色颜料，其特征在于，上述第三覆盖层包含SiO2、MgO·SiO2及Al2O3中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的金色颜料，其特征在于，上述第四覆盖层包含TiO2。
8.一种金色颜料，其特征在于，在基材上形成有多层覆盖层，上述多层覆盖层包括包含TiO2的覆盖层及包含Fe2O3的覆盖层，上述包含Fe2O3的覆盖层位于包含TiO2覆盖层的外侧，在上述包含Fe2O3的覆盖层与包含TiO2的覆盖层之间形成有包含含锰氧化物的覆盖层。
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