CN111803389B - 一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，结构色薄膜组合物包括层合设置的多个膜层，多个膜层包括中间膜层和以中间膜层为中心形成两边对称结构的侧边膜层，通过不同波段光在侧边膜层与中间膜层之间的反射、吸收或两者相结合的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。该结构色薄膜组合物通过纳米结构色薄膜的干涉或吸收效应，通过反射蓝光、吸收蓝光、反射并吸收蓝光三种方式实现具有蓝光阻隔功能同时能够进行颜色效果可调控的颜料实现方法，有效缓解其他阻隔蓝光化妆品使用过程中所出现的色变和色迁移现象。该结构色薄膜组合物具有制备工艺简单、加工操作方便，经济性强等优点，广泛应用于蓝光阻隔化妆品效果颜料的大规模生产。

Description

一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物
技术领域
本发明涉及化妆品原料领域，特别是一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物。
背景技术
蓝光通常被定义为范围为380至500nm的可见光，尤其是430nm-460nm的蓝光波段对人体伤害最大。越来越多的研究表明，蓝光有助于自由基的形成，并引起皮肤的氧化应激，这些自由基导致皮肤细胞产生一种能够分解皮肤中胶原蛋白和弹性蛋白的酶。它也可以更深地渗透到皮肤中，破坏必需的蛋白质并导致皱纹和紧致度下降，会产生包括皱纹，皮肤松弛和色素沉着等问题。蓝光可以穿透表皮直达真皮层，在蓝光照射下，细胞中线粒体产生的活性氧自由基与线粒体、DNA以及含有脂质的细胞结构，如细胞膜、线粒体膜、溶酶体等发生氧化反应，损伤线粒体和DNA，因此蓝光甚至会对基因造成更深层次的伤害。
随着人类生活方式发生巨变，户外活动以及电子产品使用的不断增加，蓝光阻隔变得尤为重要。但是目前该类型的化妆品多停留于UVA和UVB，涉及到蓝光阻隔的产品相对较少。总体来说，目前市面上在蓝光阻隔护所用到主要技术主要分为两种。
第一种是通过添加多种具有抗氧化作用的植物提取物，提高化妆品的抗氧化活性减少自由基的产生，抑制端粒的缩短和线粒体DNA的损伤，从而延缓皮肤细胞损伤等过程，而且市面上所售的该类型抗蓝光产品在原料生产提取制以及制备过程中工艺复杂、产率极低，造成产品价格高昂，普通消费者难以接受。如2020年4月7日公开的汪瑞辰等人的CN202010021813.4号中国专利采用了可可籽提取物、生育酚、仙桃仙人掌茎提取物、水解红藻提取物、黄龙胆根提取物、熊果提取物、太匮龙舌兰叶提取物、银耳等其他提取物，极大地提升了原材料成本。
第二种是物理阻隔，通过利用无机粒子或有机颜料，使用物理遮盖的方式，阻挡、反射或散射蓝光，使到达皮肤的蓝光量得以减少。物理阻隔晒通常停留在皮肤表面，不发生化学反应，包括寻常粉底里的珠光粉和氮化硼等片状粉料，但这种粉料多采用天然云母为基底，使用过程中基底的特性控制有限，含有的杂质会使基底表面不平整，耐候性较差，易褪色失光，而且这些有化学物质包覆的粉料对人体皮肤健康会有一定的危害。如2019年12月29日所公开的李继承的CN201911202541.1号中国专利在珠光粉状颜料的制备过程中添加了防腐剂、乳化剂等其他物化学物质，这会令表皮细胞发育不成熟，结构松散，以致表皮层变薄，易受外界刺激，防御力下降，会损伤细胞DNA，令皮肤渐渐失去弹性，容易产生松弛、细纹，而受防腐剂损害的皮肤细胞则会不断缺陷繁殖，使得肤质越来越差。其中所添加的粘稠剂中含有的硅酸钠镁铝、硅酸铝镁等附着成分在空气中易吸收水分并分解，颜料的附着力变差。
因此，研究开发一种无云母基材的结构色薄膜，在实现蓝光阻隔功能的同时仍然可以产生不同的色彩效果，用于化妆品彩妆原材料，安全环保，符合最新颁布的中华人民共和国国家标准GB/T38120—2019《蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求》，进而缓解化妆品生产工艺复杂以及用珠光颜料易产生色素脱落、色变和色迁移、危害皮肤健康的问题，变得十分必要和迫切。
发明内容
针对上述提到的现有的化妆品在实现蓝光阻隔时成本高、耐候性较差、易褪色失光且对皮肤有损害等问题。本申请的实施例提供了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物以解决上述存在的问题。
在第一方面，本申请的实施例提供了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，结构色薄膜组合物包括层合设置的多个膜层，多个膜层包括中间膜层和以中间膜层为中心形成两边对称结构的侧边膜层，通过不同波段光在侧边膜层与中间膜层之间的反射、吸收或两者相结合的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。
在一些实施例中，结构色薄膜组合物以反射蓝光的方式实现蓝光阻隔和蓝光反射。在蓝光波段具有较高的反射率，在其它波段具有较低的反射率，获得具有蓝色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。
在一些实施例中，结构色薄膜组合物以反射蓝光并结合反射至少一个其他波段颜色光的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。在蓝光波段和另外一种颜色波段光具有较高的反射率，在剩余其他波段具有较低的反射率，获得具有蓝光和另外一种颜色光混合后得到的颜色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。
在一些实施例中，结构色薄膜组合物以吸收蓝光并结合反射至少一个波段颜色光的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。在蓝光波段具有较高的吸收率，在至少一个波段颜色光具有较高的反射率，在剩余其他波段具有较低的反射率，获得具有至少一个波段颜色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。
在一些实施例中，结构色薄膜组合物以吸收部分蓝光并反射另一部分蓝光实现蓝光阻隔和蓝光反射。在蓝光波段具有较高的吸收率和反射率，在其它波段具有较低的反射率，获得具有蓝色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。
在一些实施例中，膜层的厚度的范围在5-1000nm。每个膜层的厚度在此范围内，因此多个膜层组成的结构色薄膜组合物的尺寸较小，该结构色薄膜组合物不使用以玻璃、刚玉作为基材的云母，具有较高的柔韧性，质地细腻，易于粉碎并添加至化妆品中，克服了传统化妆品云母材料坚硬粗糙，易褪色以及色迁移等问题。
在一些实施例中，两边对称结构包括两边对称位置上由包含相同厚度和相同材料的膜层所形成的结构。结构色薄膜组合物具有的两边对称结构可以使得结构色薄膜组合物的两面都同样具有蓝光阻隔并反射颜色的效果。
在一些实施例中，多个膜层至少包括层合设置的高折射率膜层和低折射率膜层，高折射率膜层采用高折射率材料，低折射率膜层采用低折射率材料。通过高低折射率膜层反射光的干涉效应实现对蓝光的阻隔。
在一些实施例中，膜层的材料包括介质材料TiO2，Nb2O5，Ta2O5，ZrO2，ZnO，Si3N4，Ho2O3，SiOP，SiO，Sb2O3，NiO，Nd2O3，CuO，Cu2O，HfO2，Y2O3，ATO，WO3，CeO，AlN，SnO2，SiOxNy，TiO，SiO2，MgF2，TmF3，TiN，ThF4，TbF3，TaN，SmF3，ScF3，PrF3，NdF3，Na3AlF6，MgO，LaF3，LuF3，Al2O3，BaF2，CaF2，LiF，HoF3，HfF4，GeO2，YF3，YbF3，CeF3，GdF3，A2O，Gd2O3，EuF3，Bi2O3，AlON，NdF3中的至少一种与金属Ge、Al、Fe、Ti、Ag、Au、Zn、Zr、Mg、Cu、Hf、Ba、Ni、Ho、Sb、Sn、Ce中的至少一种金属单质或者上述两种金属单质及两种以上金属单质构成的合金材料。膜层的材料种类属于无机材料，来源丰富，价格低廉。
在一些实施例中，膜层的材料包括高折射率介质材料如：TiO2，Nb2O5，Ta2O5，ZrO2，ZnO，Si3N4，Ho2O3，SiOP，SiO，Sb2O3，NiO，Nd2O3，CuO，Cu2O，HfO2，Y2O3，ATO，WO3，CeO，AlN，SnO2，SiOxNy，TiO中的至少一种与低折射率介质材料如：SiO2，MgF2，TmF3，TiN，ThF4，TbF3，TaN，SmF3，ScF3，PrF3，NdF3，Na3AlF6，MgO，LaF3，LuF3，Al2O3，BaF2，CaF2，LiF，HoF3，HfF4，GeO2，YF3，YbF3，CeF3，GdF3，A2O，Gd2O3，EuF3，Bi2O3，AlON，NdF3中的至少一种。膜层的材料可以选择不同折射率的介质材料，可以减少对皮肤的损害。
在第二方面，如第一方面提到的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，结构色薄膜组合物用于化妆品原料。
本发明提供一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，该结构色薄膜组合物通过纳米结构色薄膜的干涉或吸收效应，通过反射蓝光、吸收蓝光、反射并吸收蓝光三种方式达到对有害蓝光的阻隔目的，同时以上述三种方式中任意一种方式阻隔蓝光的同时，可对其他颜色波段进行选择性的组合反射，展示出所需要的任何彩色效果，得到一个具有特定颜色的蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，利用结构色薄膜组合物的干涉及吸收效应在化妆品领域实现具有蓝光阻隔功能同时能够进行颜色效果可调控的颜料实现方法，有效缓解其他阻隔蓝光化妆品使用过程中所出现的色变和色迁移现象。该结构色薄膜组合物具有制备工艺简单、加工操作方便，经济性强等优点，可以广泛应用于蓝光阻隔化妆品效果颜料的大规模生产。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
图1为本申请的实施例中的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合的示意图；
图2为本申请的实施例中的多个膜层反射光的干涉示意图；
图3为本申请的实施例中的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的制备方法的流程示意图；
图4为本申请的实施例一的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率结果图；
图5为本申请的实施例一的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图；
图6为本申请的实施例二的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率结果图；
图7为本申请的实施例二的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图；
图8为本申请的实施例三的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率结果图；
图9为本申请的实施例三的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图；
图10为本申请的实施例四的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率和吸收率结果图；
图11为本申请的实施例四的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图；
图12为本申请的实施例五的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率和吸收率结果图；
图13为本申请的实施例五的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图；
图14为本申请的实施例六的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率和吸收率结果图；
图15为本申请的实施例六的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图；
图16为本申请的实施例七的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的反射率和吸收率结果图；
图17为本申请的实施例七的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的CIE-1931-XYZ标准色度系统坐标图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，结构色薄膜组合物包括层合设置的多个膜层，多个膜层包括中间膜层101和以中间膜层101为中心形成两边对称结构的侧边膜层102，通过不同波段光在侧边膜层102与中间膜层101之间的反射、吸收或两者相结合的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。本发明通过结构色薄膜组合物中多个膜层的反射、吸收、以及两者相结合的方式，通过控制多个膜层在短波蓝光波段的反射率以及吸收率设计出具有蓝光阻隔功能的结构色薄膜组合物。在以上述三种方式实现蓝光阻隔的同时，对其他波段颜色的光进行选择性的反射。根据不同化妆品对于不同的颜色需求进而改变设计来获得特定颜色的结构色薄膜组合物。
在具体的实施例中，结构色薄膜组合物以反射蓝光的方式实现蓝光阻隔和蓝光反射。在蓝光波段具有较高的反射率，在其它波段具有较低的反射率，因此获得具有蓝色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。在此情况下，该结构色薄膜组合物仅反射有害蓝光波段，因此保护皮肤不受蓝光损害。
在具体的实施例中，结构色薄膜组合物以反射蓝光并结合反射至少一个其他波段颜色光的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。在蓝光波段和另外一种颜色波段光具有较高的反射率，在剩余其他波段具有较低的反射率，因此获得具有蓝光和另外一种颜色光混合后得到的颜色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。例如以反射蓝光的方式实现蓝光阻隔，在蓝光波段和绿光波段具有较高的反射率，在其他波段具有较低的反射率，获得具有青色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。
在具体的实施例中，结构色薄膜组合物以吸收蓝光并结合反射至少一个波段颜色光的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射。在蓝光波段具有较高的吸收率，在至少一个波段颜色光具有较高的反射率，在剩余其他波段具有较低的反射率，因此获得具有至少一个波段颜色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。例如以吸收蓝光的方式实现蓝光阻隔，在蓝光波段具有较高的吸收率，在黄光波段具有较高的反射率，在其他波段具有较低的反射率，获得具有金色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。
在具体的实施例中，结构色薄膜组合物以吸收部分蓝光并反射另一部分蓝光实现蓝光阻隔和蓝光反射。在蓝光波段具有较高的吸收率和反射率，在其它波段具有较低的反射率，因此获得具有蓝色外观的蓝光阻隔结构色薄膜组合物。在此情况下，该结构色薄膜组合物既反射又吸收有害蓝光波段，从而在阻隔蓝光的同时还可以使结构色薄膜组合物显示出蓝色。
在具体的实施例中，膜层的厚度的范围在5-1000nm。每个膜层的厚度在此范围内，因此多个膜层组成的结构色薄膜组合物的尺寸较小，该结构色薄膜组合物不使用以玻璃、刚玉作为基材的云母，具有较高的柔韧性，质地细腻，易于粉碎并添加至化妆品中，克服了传统化妆品云母材料坚硬粗糙，易褪色以及色迁移等问题。
在具体的实施例中，两边对称结构包括两边对称位置上由包含相同厚度和相同材料的膜层所形成的结构。结构色薄膜组合物具有的两边对称结构可以使得结构色薄膜组合物的两面都同样具有蓝光阻隔并反射颜色的效果。
在具体的实施例中，多个膜层至少包括层合设置的高折射率膜层和低折射率膜层，高折射率膜层采用高折射率材料，低折射率膜层采用低折射率材料。通过高低折射率膜层反射光的干涉效应实现对蓝光的阻隔。通过多个膜层的干涉以及吸收效应，设计一个具有蓝光阻隔功能的结构色薄膜化合物，在化妆品原料中添加该结构色薄膜化合物，使蓝光不能够或者仅有少部分蓝光到达皮肤组织细胞中，减少蓝光对人体的伤害。蓝光阻隔率可以达到25％-100％。通过多个膜层的干涉以及吸收效应，蓝光的阻隔可以单一的通过反射实现，也可以单一的通过吸收实现，也可以通过反射和吸收两种阻隔方式同时实现。
结构色薄膜组合物对蓝光的阻隔功能源于各个膜层反射光的干涉效应，例如在一个折射率为n2的材料上沉积一个厚度为d、折射率为n1的材料，光线从折射率为n0的介质入射，入射光通过界面1时，一部分光透射，另一部分反射。透射的光束再通过界面2时会再次反射部分的光透射过界面1，与第一次的反射光发生干涉，当膜层厚度为奇数倍四分之一波长时发生相消干涉，当膜层的厚度为偶数倍四分之一波长时发生相长干涉，如图2所示。
在一个多层介质材料的结构色薄膜中各自膜层的相位厚度可表示为δj，λ为入射光中心波长，角标j表示层序号，d表示物理厚度，
Figure BDA0002596989860000081
根据光的干涉原理，对于多层膜的结构，整个膜系的特征矩阵为：
Figure BDA0002596989860000082
对于多个膜层和衬底的组合导纳为：
Figure BDA0002596989860000083
反射率：
Figure BDA0002596989860000084
透射率：
Figure BDA0002596989860000085
结构色薄膜的吸收损耗是结构色薄膜材料的一种属性，它可以是材料的本征吸收也可能是由于杂质或化学组分、结构的缺陷造成的。在设计该结构色薄膜组合物时会用到金属或金属氧化物材料，吸收损耗反映在负折射率n-ik的虚部，即消光系数上。定义势透射率ψ是从结构色薄膜系统出射的能量与进入结构色薄膜系统的能量之比值即：
Figure BDA0002596989860000086
对于有吸收结构色薄膜来说，位相厚度和折射率也是复数，特征矩阵的元素不再是实数或者纯虚数，计算可得有吸收结构色薄膜透射率：
Figure BDA0002596989860000087
对于介质薄膜(即无吸收系统)，势透射率ψ＝1，因而T＝(1-R)。但是对于本专利中存在吸收的薄膜系统，其势透射率率ψ总是小于1，因而透过率和反射率之和不再等于1，其差值A＝1-T-R就是薄膜系统的吸收率。因此在调节结构色薄膜组合物的颜色时需要考虑到的不仅是透过率和反射率，还需要考虑到吸收率。
在具体的实施例中，膜层的材料包括介质材料TiO2，Nb2O5，Ta2O5，ZrO2，ZnO，Si3N4，Ho2O3，SiOP，SiO，Sb2O3，NiO，Nd2O3，CuO，Cu2O，HfO2，Y2O3，ATO，WO3，CeO，AlN，SnO2，SiOxNy，TiO，SiO2，MgF2，TmF3，TiN，ThF4，TbF3，TaN，SmF3，ScF3，PrF3，NdF3，Na3AlF6，MgO，LaF3，LuF3，Al2O3，BaF2，CaF2，LiF，HoF3，HfF4，GeO2，YF3，YbF3，CeF3，GdF3，A2O，Gd2O3，EuF3，Bi2O3，AlON，NdF3中的至少一种与金属Ge、Al、Fe、Ti、Ag、Au、Zn、Zr、Mg、Cu、Hf、Ba、Ni、Ho、Sb、Sn、Ce中的至少一种金属单质或者上述两种金属单质及两种以上金属单质构成的合金材料。膜层的材料种类属于无机材料，来源丰富，价格低廉。
在具体的实施例中，膜层的材料包括高折射率介质材料如：TiO2，Nb2O5，Ta2O5，ZrO2，ZnO，Si3N4，Ho2O3，SiOP，SiO，Sb2O3，NiO，Nd2O3，CuO，Cu2O，HfO2，Y2O3，ATO，WO3，CeO，AlN，SnO2，SiOxNy，TiO中的至少一种与低折射率介质材料如：SiO2，MgF2，TmF3，TiN，ThF4，TbF3，TaN，SmF3，ScF3，PrF3，NdF3，Na3AlF6，MgO，LaF3，LuF3，Al2O3，BaF2，CaF2，LiF，HoF3，HfF4，GeO2，YF3，YbF3，CeF3，GdF3，A2O，Gd2O3，EuF3，Bi2O3，AlON，NdF3中的至少一种。膜层的材料可以选择不同折射率的介质材料，可以减少对皮肤的损害。
上述提到的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物可以用于化妆品原料，不仅可以用于化妆品的底妆、还可以作为眼影的彩妆颜料，制备出所需求的颜色作为点缀色，在某些特定场合如时尚摄影、舞台表演能够更加彰显使用者的个人魅力。
本申请的实施例中还提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物的制备方法，用于制备上述提到的结构色薄膜组合物，如图3所示，包括以下步骤：
S1：通过物理气相沉积在衬底上依次沉积蓝光阻隔结构色薄膜组合物中的每个膜层；
S2：将结构色薄膜组合物从所述衬底上剥离；以及
S3：将结构色薄膜组合物粉碎至化妆品原料需要的粒径规格。
在具体的实施例中，衬底包括玻璃、不锈钢、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料、聚酰亚胺、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯醋酸乙烯共聚物或聚氨酯弹性体、聚四氟乙烯、氟代乙基丙烯或聚二氟乙烯中的一种。结构色薄膜组合物中的各个膜层承载于上述衬底之上，在沉积完成之后可将结构色薄膜组合物从衬底上剥离，根据需要采用气流粉碎或者超声波粉碎，将结构色薄膜组合物粉碎至化妆品彩妆需要的粒径规格。该结构色薄膜组合物不使用以玻璃、刚玉作为基材的云母，具有较高的柔韧性，质地细腻，易于粉碎并添加至化妆品中，克服了传统化妆品云母材料坚硬粗糙，易褪色以及色迁移等问题。
在具体的实施例中，物理气相沉积包括电子束蒸发、电子束蒸发与离子辅助沉积、离子束溅射沉积、磁控反应溅射沉积。
在具体的实施例中，步骤S3中的粉碎采用气流粉碎或者超声波粉碎。采用物理气相沉积法将结构色薄膜组合物的各个膜层承载于衬底之上，通过将结构色薄膜组合物剥离后，采用超声波粉碎将结构色薄膜组合物粉碎。
实施例一
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，该结构色薄膜组合物的多个膜层至少包括高折射率膜层和低折射率膜层。该结构色薄膜组合物设多层高折射率膜层和多层低折射率膜层，高折射率膜层和低折射率膜层交替分布。外观呈蓝色的结构色薄膜组合物通常可作为眼影的彩妆颜料，蓝色作为点缀色，在某些特定场合如时尚摄影、舞台表演能够更加彰显使用者的个人魅力。
该结构色薄膜组合物中奇数膜层采用高折射率材料Ta2O5，该材料折射率分布在2.0-2.2之间；该结构色薄膜组合物中偶数膜层采用低折射率材料SiO2，该材料折射率分布在1.4-1.5之间。低折射率膜层和高折射率膜层的层数可根据需要加减设置。本发明采用对称膜层设计，大大简化了工艺生产难度，且从两个表面都可以得到相同的蓝光阻隔效果。该结构色组合物薄膜共十一层对称结构，总厚度为605.03nm，具体膜层分布如表1所示。
表1
Figure BDA0002596989860000101
Figure BDA0002596989860000111
本实施例中衬底采用玻璃并采用超声波法将结构色薄膜组合物剥离，该衬底具有优良的抗冲击力，折射率分布在1.5-1.6之间。
本实施例中结构色薄膜组合物的实际效果如图4所示，
在430nm-460nm波段的Rave％＝88.47％；
在400nm-480nm波段，Rave％＝86.21％；
在500nm-780nm波段，Rave％＝4％；
在430nm-460nm有害蓝光波段阻隔率达到88.419％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到89.236％；
使用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图5所示，本实施例中结构色薄膜组合物色度坐标为x坐标0.1578，y坐标0.0683，z坐标0.7739。
本实施例中结构色薄膜组合物既降低短波有害蓝光波段的透过率，有效地减少了有害蓝光对皮肤的伤害，又保证了其他波段光线的高透过率。该实施例材料外观呈现蓝色，可用于特定化妆品颜色调节。
本实施例采用具有多个膜层的多光束干涉效应，设计得到一个在蓝光波段具有较高反射率的结构色薄膜组合物。结构色薄膜组合物由高折射率材料层和低折射率材料层通过不同厚度交替设置多层叠加而成，在阻碍有害蓝光通过的同时最大程度的保证其他光波波段较低的反射率。
实施例二
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，它与实施例一不同之处在于：结构色薄膜组合物的层数以及各膜层厚度均发生改变。该结构色薄膜组合物使用了ZrO2、SiO2两种介质材料，共19层对称结构，膜层总厚度为3009.49nm，其中奇数层为ZrO2，偶数层为SiO2，具体膜层分布如表2所示。
表2
膜层编号 膜层材料 膜层厚度(nm)
1 ZrO2 55.00
2 SiO2 250
3 ZrO2 65
4 SiO2 222.62
5 ZrO2 51.56
6 SiO2 240
7 ZrO2 110
8 SiO2 290.37
9 ZrO2 75
10 SiO2 290.37
11 ZrO2 75
12 SiO2 290.37
13 ZrO2 110
14 SiO2 240
15 ZrO2 51.56
16 SiO2 222.62
17 ZrO2 65
18 SiO2 250
19 ZrO2 55
该结构色薄膜组合物反射蓝光，同时也反射黄光，呈现出淡白色的外观，可多用于防晒霜、遮瑕霜、眼霜等在达到阻隔蓝光目的的同时还能够修饰肤色，让原本暗黄的皮肤看起来更加白皙，妆容自然清新，能令肌肤呈现出宛若天然的无瑕美感，健康而有活力。
本实施例中结构色薄膜组合的实际效果如图6所示：
在430nm-460nm波段，Rave％＝68.699％；
在580nm-620nm波段，Rave％＝86.777％；
在430nm-460nm有害蓝光波段阻隔率达到69.218％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到50.617％；
使用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图7所示，本实施例中结构色薄膜组合物的色度坐标为x坐标0.3033，y坐标0.3100，z坐标0.3867。
本实施例的结构色薄膜组合物反射蓝光，同时也反射黄光，设计得到一个具有阻隔蓝光功能并且具有淡白色外观的结构色薄膜组合物。
实施例三
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，它与实施例一不同之处在于：结构色薄膜组合物的层数以及各膜层厚度均发生改变。该结构色薄膜共十一层对称结构，使用了SiO2、TiO2两种材料，其中偶数层所用材料为SiO2，奇数层所用材料为TiO2，膜层总厚度为674.37nm，具体膜层分布如表3所示。
表3
膜层编号 膜层材料 膜层厚度(nm)
1 TiO2 30.00
2 SiO2 75.00
3 TiO2 54.29
4 SiO2 80.00
5 TiO2 54.29
6 SiO2 87.22
7 TiO2 54.29
8 SiO2 80.00
9 TiO2 54.29
10 SiO2 75.00
11 TiO2 30.00
该结构色薄膜组合物反射蓝光，同时也反射绿光，外观呈现青色。本实施例中结构色薄膜组合物的实际效果如图8所示：
在430nm-460nm波段，Rave％＝97.371％；
在530nm-560nm波段，Rave％＝85.773％；
在430nm-460nm有害蓝光蓝光波段阻隔率97.533％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到83.348％；
用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图9所示，本实施例中结构色薄膜组合物的色度坐标为x坐标0.3600，y坐标0.2110，z坐标0.4290。
本实施例的结构色薄膜组合物反射蓝光，同时也反绿光，设计得到一个具有阻隔蓝光功能并且具有青色外观的结构色薄膜组合物。
实施例四
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，它与实施例一不同之处在于：结构色薄膜组合物的层数以及各膜层厚度均发生改变。该结构色薄膜共五层对称结构，使用了SiO2、Ti、Al三种材料，其中第一层、第五层所用材料为Ti，第二层、第四层所用材料为SiO2，第三层所用材料为Al，膜层总厚度为400nm，具体膜层分布如表4所示。
表4
Figure BDA0002596989860000141
本实施例中主要是利用该结构色薄膜组合物在蓝光波段较高的反射率达到阻隔蓝光的目的，同时在其他波段有较高的吸收率，该结构色薄膜组合物呈现蓝色外观。
本实施例中结构色薄膜组合物的实际效果如图10所示：
在430nm-460nm波段，Rave％＝87.088％；
在500nm-780nm波段，Aave％＝73.632％；
在430nm-460nm有害蓝光波段阻隔率达到99.99％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到99.99％；
使用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图11所示，本实施例中结构色薄膜组合物的色度坐标为x坐标0.2158，y坐标0.2096，z坐标0.5745。
该结构色薄膜组合物主要以反射的方式进行蓝光阻隔，在其他光波波段具有较高的反射率，设计得到一个具有阻隔蓝光功能并且具有蓝色外观的结构色薄膜组合物。
实施例五
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，它与实施例一不同之处在于：结构色薄膜组合物的层数以及各膜层厚度均发生改变。该结构色薄膜组合物共五层对称结构，其中第一层、第五层所用材料为TiO2，第二层、第四层所用材料为SiO，第三层所用材料为Al，膜层总厚度为346nm，具体膜层分布如表5所示。
表5
Figure BDA0002596989860000151
本实施例中该结构色薄膜组合物以吸收的方式达到蓝光阻隔，同时黄光波段具有较高的反射率，呈现出金色的外观。
本实施例中结构色薄膜组合物的实际效果如图12所示：
在430nm-460nm波段，Rave％＝6.5634％；
在430nm-460nm波段，Aave％＝93.433％；
在580nm-620nm波段，Rave％＝75.319％；
在430nm-460nm有害蓝光波段阻隔率达到99.99％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到99.99％；
使用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图13所示，本实施例中结构色薄膜组合物的色度坐标为x坐标0.4715，y坐标0.4577，z坐标0.0708。
该结构色薄膜主要以吸收蓝光的方式进行蓝光阻隔，同时在黄光波段具有较高的反射率，设计得到一个具有阻隔蓝光功能并且具有金色外观的结构色薄膜组合物。
实施例六
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，它与实施例一不同之处在于：结构色薄膜组合物的层数以及各膜层厚度均发生改变。该结构色薄膜组合物共五层对称结构，使用了SiO2、Ti、Al三种材料，其中第一层、第五层所用材料为Ti，第二层、第四层所用材料为SiO2，第三层所用材料为Al，膜层总厚度为554nm，具体膜层分布如表6所示。
表6
Figure BDA0002596989860000152
Figure BDA0002596989860000161
/>
本实施例中该结构色薄膜组合物主要通过反射进行蓝光阻隔，同时在红光波段有较高的反射率。
本实施例中结构色薄膜组合物的实际效果如图14所示：
在430nm-460nm波段，Rave％＝88.625％；
在620nm-720nm波段，Rave％＝81.089％；
在430nm-460nm有害蓝光波段阻隔率达到99.99％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到99.99％；
使用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图15所示，本实施例中结构色薄膜组合物的色度坐标为x坐标0.3402，y坐标0.2114，z坐标0.4484。
该结构色薄膜组合物主要以吸收蓝光的方式进行蓝光阻隔，在吸收蓝光的同时在620nm-720nm波段有较高的反射率，设计得到一个具有阻隔蓝光功能并且具有紫红色外观的结构色薄膜组合物。
实施例七
本实施例提出了一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，它与实施例一不同之处在于：结构色薄膜组合物的层数以及各膜层厚度均发生改变。该结构色薄膜组合物共九层对称结构，使用了SiO，TiO2，SiO2三种材料，膜层总厚度为370nm，具体膜层分布如表7所示。
表7
膜层编号 膜层材料 膜层厚度(nm)
1 SiO 40
2 TiO2 10
3 SiO2 30
4 TiO2 50
5 SiO2 110
6 TiO2 50
7 SiO2 30
8 TiO2 10
9 SiO 40
本实施例中该结构色薄膜组合物主要是利用SiO材料独特的消光性能实现对蓝光波段的吸收，根据设计该结构色薄膜组合物同时也反射蓝色光波。
本实施例中结构色薄膜组合物的实际效果如图16所示：
在430nm-460nm波段，Rave％＝59.464％,
在430nm-460nm波段，Aave％＝35.56％,
在500nm-780nm波段，Rave％＝11.237％；
在430nm-460nm有害蓝光波段阻隔率达到95.12％；
在385nm-475nm波段阻隔率达到93.747％；
使用D65作为标准光源垂直照射，以CIE-1931-XYZ标准色度系统观察，如图17所示，x坐标0.1862；y坐标0.1641；z坐标0.6497。
本实施例的结构色薄膜组合物主要以吸收和反射的方式进行蓝光阻隔，在蓝光波段具有较高的吸收率以及反射率，同时在其他波段具有较低的反射率，设计得到一个具有阻隔蓝光功能并且具有蓝色外观的结构色薄膜组合物。
本发明提供一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，该结构色薄膜组合物通过纳米结构色薄膜的干涉或吸收效应，通过反射蓝光、吸收蓝光、反射并吸收蓝光三种方式达到对有害蓝光的阻隔目的，同时以上述三种方式中任意一种方式阻隔蓝光的同时，可对其他颜色波段进行选择性的组合反射，展示出所需要的任何彩色效果，得到一个具有特定颜色的蓝光阻隔的结构色薄膜组合物，利用结构色薄膜组合物的干涉及吸收效应在化妆品领域实现具有蓝光阻隔功能同时能够进行颜色效果可调控的颜料实现方法，有效缓解其他阻隔蓝光化妆品使用过程中所出现的色变和色迁移现象。该结构色薄膜组合物具有制备工艺简单、加工操作方便，经济性强等优点，可以广泛应用于蓝光阻隔化妆品效果颜料的大规模生产。
以上描述了本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。措词‘包括’并不排除在权利要求未列出的元件或步骤的存在。元件前面的措词‘一’或‘一个’并不排除多个这样的元件的存在。在相互不同从属权利要求中记载某些措施的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于改进。在权利要求中的任何参考符号不应当被解释为限制范围。

Claims (3)

1.一种用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物化妆品原料，其特征在于，所述结构色薄膜组合物包括层合设置的多个膜层，所述多个膜层包括中间膜层和以中间膜层为中心形成两边对称结构的侧边膜层，所述两边对称结构包括两边对称位置上由包含相同厚度和相同材料的所述膜层所形成的结构，通过不同波段光在所述侧边膜层与所述中间膜层之间的反射、吸收或两者相结合的方式实现蓝光阻隔和颜色的选择性反射，用于制备上述提到的结构色薄膜组合物包括以下步骤：
S1：通过物理气相沉积在衬底上依次沉积蓝光阻隔结构色薄膜组合物中的每个膜层；
S2：将结构色薄膜组合物从所述衬底上剥离；以及
S3：将结构色薄膜组合物粉碎至化妆品原料需要的粒径规格；
所述结构色薄膜组合物的结构为：第一膜层材料为Ta2O5，第一膜层厚度为24.53nm；第二膜层材料为SiO2，第二膜层厚度为71.94nm；第三膜层材料为Ta2O5，第三膜层厚度为49.07nm；第四膜层材料为SiO2，第四膜层厚度为71.94nm；第五膜层材料为Ta2O5，第五膜层厚度为49.07nm；第六膜层材料为SiO2，第六膜层厚度为71.94nm；第七膜层材料为Ta2O5，第七膜层厚度为49.07nm；第八膜层材料为SiO2，第八膜层厚度为71.94nm；第九膜层材料为Ta2O5，第九膜层厚度为49.07nm；第十膜层材料为SiO2，第十膜层厚度为71.94nm；第十一膜层材料为Ta2O5，第十一膜层厚度为24.53nm。
2.根据权利要求1所述的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物化妆品原料，其特征在于，所述结构色薄膜组合物以反射蓝光的方式实现蓝光阻隔和蓝光反射。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的用于皮肤上实现蓝光阻隔的结构色薄膜组合物化妆品原料，其特征在于，所述结构色薄膜组合物用于化妆品原料。
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