CN1162232C - 白色粉末及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种白色粉末，其特征在于，它含有基体颗粒，在该颗粒表面上有至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜，并在颗粒之间有空隙，结晶颗粒能够通过散射和反射赋予其白色；本发明还涉及一种白色粉末，其特征在于，它含有基体颗粒，在该颗粒表面上有至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜，该聚集体在颗粒之间有空隙，其特征还在于，由结晶颗粒表面和空隙引起的光散射和反射赋予其白色；本发明还涉及这些白色粉末的生产方法。

Description

白色粉末及其生产方法
发明的技术领域
本发明涉及一种白色粉末及其生产方法。更具体地，本发明涉及比通常白色粉末具有更高亮度(白度)的白色粉末，这种粉末对于各种目的都是可使用的如有色墨水、塑料/纸张的彩色填料、彩色调色剂、喷墨打印机的有色墨水、防伪的墨水和调色剂、一般涂料组合物、机动车辆的粉末颜料/涂料组合物、静电喷涂的涂料组合物、化妆颜料、如手工艺品与陶瓷工艺品之类工艺品的颜料、用于(沉积在)纤维上的颜料以及装饰纸/装饰板的填料、催化涂料组合物以及耐热涂料组合物，本发明还涉及这种粉末的生产方法。
背景技术
已知一种技术，它包括用其他物质涂布一种粉末，以便赋予该粉末一种新功能，为的是在各种应用中使用这种粉末。
例如，通过在有磁性的基体颗粒(例如铁粉)上生成彩色层，可生产出一般的单组分型磁性调色剂或磁性彩色墨水。
为了使用这种单组分型磁性彩色调色剂或磁性彩色墨水可得到清晰的彩色图像，必需使磁性调色剂或墨水本身着色成明亮的色调。但是，甚至直接在用作基体的磁性颗粒表面上生成彩色层时，该涂布颗粒整体上仍呈现很暗的颜色，因为磁性颗粒一般是黑色的。
为了克服这种缺陷，曾提出下述的技术：一种技术是基于膜的反射功能，在基体颗粒上生成金属膜，使粉末呈白色的(未审查的公开的日本专利申请号3-271 376和3-274 278)；一种技术包括将基体颗粒分散在金属醇盐溶液中，再水解该金属醇盐，从而在基体颗粒表面上生成甚至厚度为0.01-20微米的金属氧化物膜(未审查的公开的日本专利申请号6-228 604)；在粉末表面上有用薄的金属膜交替排列的金属氧化物薄膜的功能粉末(未审查的公开的日本专利申请号7-90310)；以及一种生产具有比较密实、比较稳定的多层金属氧化物膜的粉末的技术，该技术包括对用多层金属氧化物膜包覆的粉末进行热-处理(国际公开号WO96/28269)。
特别地，在上述具有两层或多层金属氧化物膜或金属膜的粉末的情况下，通过调节每层的厚度可以赋予该粉末特定的功能。例如，在基体颗粒表面生成折射指数不同的涂层膜时，其每层的厚度相应于入射光波长的四分之一，就可以生产出反射所有入射光的白色粉末。曾提出可以使用如此得到的白色粉末制备白色的磁性调色剂或墨水，还提出在白色粉末表面上再生成一层彩色层，可以生产出以亮色调的彩色磁性调色剂或墨水。
但是，在未审查的公开的日本专利申请号3-271 376和3-274 278中描述的生成金属膜的技术具有下述缺陷。通过增加膜数量与膜厚度可以将粉末的反射系数增加到金属中固有的反射系数，并且该粉末因此可以被增白。但是，在膜数量或膜厚度达到一定的程度之后，不可能期望白度更高。此外，达到的白度是不足够的。
另外，在未审查的公开的日本专利申请号6-228 604和7-90310以及国际公开WO96/28269描述的技术中，膜的数量或膜的厚度越大，反射系数越高，因此白度就越高。因此，提高了膜性质。但是，膜的数量或膜的厚度越大，基体颗粒的性质降低就越大。例如，在使用磁粉末作为基体颗粒的情况下，随着膜的数量或膜的厚度增加，磁性变得更低。
换句话说，可以谈谈下述情况。在采用上述技术得到的白色粉末中，为了利用基体颗粒具有的性质，减少膜的数量或膜的厚度是必要的。但是，曾担心当减少膜的数量或膜的厚度时，不可能达到所要求的白度。
发明内容
于是，本发明的目的是克服上述一般技术的缺陷，并且是提供一种白色粉末，该粉末具有很高的白度，同时还保持其基体颗粒的性质，更具体地是提供一种白色粉末，甚至为了利用基体颗粒的性质，膜的数量相对少些，厚度也相对小些，但它仍具有很高的白度。本发明的另一个目的是提供一种生产白色粉末的方法。
本发明人进行了广泛的研究。结果，他们发现，通过生成至少一层涂层可以得到基于漫反射增白的涂有膜的粉末，该涂层含有结晶的-细-粒聚集体，该聚集体含有结晶的细粒，并且在结晶的细粒之间有空隙。因此，本发明人成功地实现了上述目的。
也就是说，本发明涉及下述(1)-(20)项。
(1)一种白色粉末，其特征在于，该粉末含有基体颗粒，在该颗粒表面上有至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜，该聚集体能够基于光漫反射赋予其白色并还含有结晶的颗粒和在结晶的颗粒之间的空隙。
(2)一种白色粉末，其特征在于，该粉末含有基体颗粒，在该颗粒表面上有至少一层该膜含有结晶颗粒聚集体的涂层膜，该聚集体含有结晶颗粒和在结晶颗粒之间的空隙，其特征还在于，基于在结晶的颗粒表面与空隙之间发生的光漫反射而赋予其白色。
(3)如上述(1)或(2)所述的白色粉末，其特征在于，结晶的颗粒是颗粒直径不规则的颗粒。
(4)如上述(1)或(2)所述的白色粉末，其特征在于，涂层膜是多层膜。
(5)如上述(1)或(2)所述的白色粉末，其特征在于，在涂层膜的表面上有一层含有能够填满在该表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜。
(6)如上述(1)或(2)所述的白色粉末，其特征在于，该涂层膜是高折射率膜。
(7)如上述(5)所述的白色粉末，其特征在于，含有能够填满在表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜是二氧化硅膜或二氧化钛膜。
(8)如上述(1)或(2)所述的白色粉末，其特征在于，该涂层膜是通过下述方法生成的膜：在水溶液中生成固-相颗粒，再用该固-相粒子涂布基体颗粒，然后煅烧涂布的基体颗粒。
(9)如上述(8)所述的白色粉末，其特征在于，在进行煅烧前，该涂层用能够构成一种填满在涂层膜表面中存在的孔隙的膜的颗粒涂布。
(10)如上述(1)或(2)所述的白色粉末，其特征在于，涂层是通过下述方法生成的涂层：在含有结晶颗粒分散其中的基体粉末的液体中，让结晶颗粒粘附到基体粉末表面上。
(11)一种生产白色粉末的方法，其特征在于，使用至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜涂布基体颗粒表面，该聚集体能够基于光漫反射赋予其白色并含有结晶的颗粒，并在结晶的颗粒之间有空隙。
(12)一种生产白色粉末的方法，其特征在于，使用至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜涂布基体颗粒表面，该聚集体含有结晶的粒子，并在结晶的颗粒之间有空隙，从而基于在结晶颗粒表面与空隙之间发生的光漫反射赋予其白色。
(13)如上述(11)或(12)所述的方法，其特征在于，结晶的颗粒是颗粒直径不规则的颗粒。
(14)如上述(11)或(12)所述的方法，其特征在于，涂层膜是多层膜。
(15)如上述(11)或(12)所述的方法，其特征在于，使用含有能够填满在该表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜涂布该涂层膜的表面。
(16)如上述(11)或(12)所述的方法，其特征在于，该涂层膜是高折射率的膜。
(17)如上述(15)所述的方法，其特征在于，含有能够填满在表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜是二氧化硅膜或二氧化钛膜。
(18)如上述(11)或(12)所述的方法，其特征在于，在水溶液中生成固-相颗粒，并用该固-相粒子涂布基体颗粒，然后煅烧涂布的基体颗粒，从而生成该涂层膜。
(19)如上述(18)所述的方法，其特征在于，在进行煅烧前，该涂层膜用能够构成一种填满在涂层膜表面中存在的孔隙的膜的颗粒涂布。
(20)如上述(11)或(12)所述的方法，其特征在于，该涂层是通过下述方法生成的涂层：在含有结晶的颗粒分散其中的基体粉末的液体中，让结晶颗粒粘附到基体粉末表面上。
附图的简要描述
图1是本发明白色粉末实施方案的截面图。
图2是由图1中示出的白色粉末具有的结晶细粒构成的膜2的放大截面图。
实施本发明的最佳方式
本发明的白色粉末含有在其表面上有一层或多层涂层膜的基体颗粒，其中至少一层是含有结晶颗粒(下面也称之结晶的细粒)聚集体的膜，该聚集体含有结晶的细粒，并在结晶的细粒之间有空隙(下面，该膜也简化称之由结晶的细粒构成的膜)。由于这种结构，该涂层膜在结晶的细粒与空隙之间有很大的折射指数差，从而引起光的漫反射，并增强了反射作用。因此，可能提供具有极佳亮度(白度)的功能性粉末。
图1是一种本发明白色粉末实施方案的截面图，该粉末含有基体颗粒1，在其表面上有膜2，该膜由结晶的细粒构成。图2是膜2放大的截面图，该膜由图1中示出的白色粉末具有的结晶细粒构成。
如图1和图2所示，由结晶的细粒构成的膜2在结晶的细粒3之间有空隙。因为如此，膜2在结晶的细粒3表面与空隙之间有很大的折射指数差，从而引起光的漫反射。于是，该粉末可以有很高的亮度(白度)。光的漫反射越强，粉末的亮度(白度)就越高。
在膜2中含有的结晶细粒3优选地具有高的折射指数，并且优选地是其颗粒直径不规则。
可以通过调节该膜中结晶的细粒的量和粒子直径来调整亮度。
但是，在设计颗粒时应该注意，因为在许多情况下，取决于其颗粒的直径，散射和干射可能同时出现，从而因干涉作用引起涂布的粉末呈现除白色之外的色调。
特别是在得到的涂布膜的粉末有像蛋白石的强单色谱的颜色的情况下，认为在膜中结晶的颗粒具有均匀直径(从约四分之一光波长到其波长)，因此结晶的细粒子可造成干涉。
在这种情况下，对该膜中结晶细粒的颗粒直径没有特别限制，只要这些颗粒可引起米氏散射，且该粒子直径优选地是1-500nm，更优选地是50-500nm，甚至更优选地是50-300nm。如果其颗粒直径小于1nm，这些颗粒，甚至呈膜形式也会透光，因此，存在着涂布粉末有衬底基体颗粒颜色的情况。相反地，其颗粒直径大于500nm是不希望的，其原因在于由于颗粒反射的光，出现了由上述干涉作用引起的着色作用，并且该膜很脆，也易剥落。此外，结晶的细粒优选地具有不规则的粒子直径，广泛地分布在10-500nm之间。
即使在该膜中结晶的细粒与其他的细粒或与另外的膜接触，它们也可以通过例如晶粒边界之类的形状加以区分。
另一方面，每个由上述结晶细粒构成的膜的优选厚度变化范围取决于用作基体的颗粒尺寸。对于0.1-1微米的基体颗粒，其范围优选地是0.05-0.5微米，对于1-10微米的基体颗粒，是0.05-2微米，对于10微米或10微米以上的基体颗粒，是0.05-3微米。
上述由结晶细粒构成的膜的总厚度优选变化范围也取决于用作基体的颗粒尺寸。对于0.1-1微米的基体颗粒，其范围优选地是0.1-3微米，对于1-10微米的基体颗粒，是0.1-5微米，对于10微米或10微米以上的基体颗粒，是0.1-10微米。
此外，本发明的白色粉末，在由结晶细粒3构成的并有空隙的膜2表面上，优选地有密实的涂层膜，该膜由能够填满在那个表面上存在的空隙的颗粒4构成(下面该粒子也称之超细粒)(其后这个涂层膜也简称之密实膜)，如图2所示。例如，在有一层由例如上述结晶细粒构成的膜作为最外层的白色粉末可用作调色剂、涂料组合物等的颜料粉末的情况下，调色剂或涂料组合物溶媒中的树脂渗入其空隙，从而降低了在结晶细粒3表面与空隙之间的折射指数差，并且降低光漫反射，还导致亮度(白度)的降低。
上述密实膜适合于防止上述亮度降低。
顺便提及，在未审查的公开的日本专利申请号4-269 804中描述了在其表面上有无机颜料颗粒涂层的彩色粉末。但是这种彩色粉末是其中颜料颗粒之间的空隙被表面处理剂和树脂的混合物填满的粉末，而不是如本发明白色粉末中发生漫反射的粉末。通过颜料颗粒本身的颜色使这种粉末着色为所要求的色调。此外，在未审查的公开的日本专利申请号4-269 804描述的这种彩色粉末中，存在着如下情况：颜料颗粒未充分地固定到基体颗粒的表面。在这样的情况下，着色粉末不能应用于涂料组合物等，因为在溶剂与树脂的液体混合物中，粘附在基体上的颜料颗粒可以从基体上分开。
下面将详细地解释本发明的白色粉末及其生产方法。
用L*、a*、b*标准色系定义本发明中的白色。在本发明的白色粉末中，亮度L*是55或55以上，优选地是60或60以上，更优选地是70或70以上，甚至更优选地是75或75以上与105或105以上；a*绝对值优选地是10或10以下，更优选地是7或7以下，甚至更优选地是0或0以上和3或3以下；而b*绝对值优选地是10或10以下，更优选地是7或7以下，甚至更优选地是0或0以上和3或3以下。甚至在使用本发明的白色粉末，通过如颜料或染料之类的着色剂着色，得到如调色剂或有色墨水的成品的情况下，可以再现所要求的颜色，同时抑制该颜色不变暗淡。
与L*、u*、v*标准色系一起，L*、a*、b*标准色系是色空间，于1975年9月在伦敦召开的“国际照明委员会第18届会员大会CIE(COMMISSION INTERNATIONAL DE LECLAIRAGE)”上已被批准并采纳，并于1996年被推荐，并且在视觉上具有几乎同样的速率。它被称之CIE 1976(L*a*b*)色空间，缩写为CIELAB。关于详细的测量方法和色度规范的方法，根据JIS-Z-8722(1982)“测量物体颜色的方法”和JIS-Z-8729(1980)“色度规范的方法”进行测量与色度规范。
由本发明白色粉末具有的结晶细粒构成的膜，可以由能够漫反散射光并具有白色的任何材料制得。但是，优选地该膜由具有高折射率的物质制得。
本文中的术语高折射率是指折射率为1.8或1.8以上，优选地是2.0或2.0以上，更优选地是2.2或2.2以上。尽管没有特别地限制其上限，但优选地是2.7。
具有高折射率的物质没有特别的限制，可以使用氧化物，例如氧化钛(二氧化钛)、氧化锆、氧化铋、氧化铈、氧化锑或氧化铟。非常优选的是氧化钛(二氧化钛)，它具有高折射率，可用于一般目的。
为了生成由结晶细粒构成的上述膜，例如使用一种方法，其中在用于成膜反应的液相中通过固-相沉积生成膜。
其方法实例包括如在未审查的公开的日本专利申请号6-228 604和7-90310以及国际公开WO96-28269中描述的、在有机溶剂中水解金属醇盐进行固-相沉积的方法(金属醇盐法)；如在未审查的公开的日本专利申请号11-131 102等中描述的、在含水溶液中通过金属盐的反应进行固-相沉积的方法(水溶液法)等。
在这种情况下，反应混合物的浓度、加入催化剂的量以及待分散基体颗粒的量应如此调节，以致在成膜反应混合物中固-相细粒的沉积速率高于在反应混合物中在基体颗粒表面上沉积膜的生长速率(线性生长速率)。
在成膜反应混合物中沉积的固-相细粒，以上述方式粘附到基体颗粒的表面上，从而生成了由固-相细粒构成的涂层膜。
这时，加入该膜的固-相细粒是无定形的，在固-相细粒之间没有形成空隙。因此，该膜没有引起任何光的漫反射，并且机械强度极低。因为这点，由固-相细粒构成的涂层膜被烧掉。通过这种煅烧，形成无定形的固-相细粒结晶，并且在固-相细粒子之间形成了空隙。因此，生成了上述由结晶的细粒构成的膜，并且形成漫反射光。空隙都比颗粒子的尺寸小。优选地，其尺寸是0.1-100nm。
对于生成由结晶的细粒构成的膜，水溶液法优于上述的金属醇盐法，因为使用前一方法可以比较容易地建立在线性生长速率与固-相沉积速率之间的令人满意的关系。
此外，金属醇盐法必需使用很贵的金属醇盐作为原料，以及以相对贵的并危险的有机溶剂作为反应溶剂。因为如此，生产装置或设备等应该是防爆类的，因此导致不利的成本。从这种观点来看，水溶液法也优于金属醇盐法。
煅烧可以在由固-相细粒构成的上述涂层膜生成之后进行。但是，从得到的白色粉末的膜的强度观点来看，其煅烧希望在用50nm或50nm以下的颗粒或无定形的凝胶涂布涂层膜之后进行，其每种方法都能够因填满在由结晶细粒构成的膜表面中存在的空隙而生成密实的膜，而它是由那个涂层膜生成的。
优选地在300-1200℃进行煅烧1分钟至8小时，优选地是5分钟至3小时。
除了通过调节固-相沉积速率在液体中生成以漫反射光的超细颗粒的方法外，还可以使用现有的颗粒。
特别地，基体颗粒和二氧化硅、二氧化钛等结晶超细粒可足够均匀地分散到缓冲液中。其后，将含有在其中已溶解的用于在表面上沉积二氧化硅、二氧化钛等膜的材料的液体滴加到分散液中，同时优化固-相沉积速率，以便恰好仅生成膜。因此，在搅拌期间分别在基体颗粒和结晶超细粒上沉积的固-相膜彼此结合，从而结晶的超细粒包覆基体颗粒。
这里使用的超细粒优选地是几乎不引起瑞利散射的超细粒。超细粒的材料选自与上述结晶超细粒相同的材料。超细粒和结晶超细粒可以是相同的或不同的。超细粒的颗粒直径优选地是0.1-50nm，更优选地是0.1-30nm。
在其上已如此生成膜的粉末在300-1200℃加热，从而生成在结晶的超细粒之间的空间被膜(有细-粒膜的颗粒)填充的粒子。因此，得到了散射可见光的细粒。散射可见光的超细粒优选地具有高折射率，和其散射能力最大的这样一种颗粒直径。其颗粒直径范围是与上述结晶的超细粒的相同。特别地，在二氧化钛、二氧化硅和二氧化锆的情况下，颗粒直径优选地是10-500nm，更优选地是50-250nm。在基体颗粒的折射率小于结晶的超细粒的情况下，在基体颗粒上直接生成具有高折射率的膜之后，或在生成膜之后，可以生成上述的细粒膜，因此，高折射率的膜是最外层。
相反地，在基体颗粒的折射率高于结晶的超细粒的情况下，细粒子膜作为具有低折射率的膜形成。还是在这种情况下，从最高利用散射的观点看，在基体颗粒上生成低折射率的膜作为最外层是可取的。
本发明的白色粉末由基体颗粒以及在其上生成的仅一层由结晶的细粒构成的上述膜组成。另外，可以是多层-涂布的粉末，即它可以有一层能够透光的另外组分的膜。
白色粉末可以有两层或多层由结晶的细粒构成的上述膜。在这种情况下，在两层由结晶的细粒构成的膜之间，优选地有低折射率的透光涂层膜。对低折射率的透光涂层膜没有特别限制，该膜的实例包括用金属化合物、有机材料等制成的膜。
另外，在生成结晶颗粒的膜的情况下，为了改善结晶细粒的散射作用，在基体颗粒侧生成其折射率低于结晶颗粒的膜作为第一层膜。这种膜优选地具有这样的厚度，以致可以利用结晶颗粒能散射光的散射体积。因此，可以最高地利用结晶粒子的散射。
上述金属化合物的实例包括金属氧化物、金属硫化物、金属硒化物、金属碲化物和金属氟化物。可以有利地使用的特定金属化合物是氧化锌、氧化铝、氧化镉、氧化钛、氧化锆、氧化钽、氧化硅、氧化锑、氧化钕、氧化镧、氧化铋、氧化铈、氧化锡、氧化镁、氧化锂、氧化铅、硫化镉、硫化锌、硫化锑、硒化镉、碲化镉、氟化钙、氟化钠、氟化三钠铝、氟化锂、氟化镁等。
下面将解释生成金属化合物膜的方法
为了生成这种膜，可以采用蒸汽-相沉积法，例如PVD法、CVD法，或喷雾干燥法，通过蒸汽沉积在基体颗粒上直接生成膜。
但是，在上面引证的未审查的公开的日本专利申请号6-228 604和7-90310以及国际公开WO96-28269中描述的金属醇盐法，以及在未审查的公开的日本专利申请号11-131 102中描述的水溶液法都是优选的方法。
在这种情况下，与上述由结晶细粒构成的膜的生成条件不同，可调整反应条件，以便使线性生长速率保持高于固-相沉积速率，从而生成了无定形的均匀膜。
尽管对上述有机材料没有特别的限制，但该材料优选地是树脂。树脂的实例包括纤维素、纤维素醋酸酯、聚酰胺、环氧树脂、聚酯、三聚氰胺树脂、聚氨酯、醋酸乙烯酯树脂、硅树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯、丙烯以及这些化合物衍生物的聚合物或共聚物等。
在生成有机材料膜(树脂膜)的情况下，使用(a)基体颗粒分散在液相中，再通过乳液聚合在颗粒上生成树脂膜的方法(液-相聚合法)，(b)在蒸汽相中生成膜的方法(CVD)(PVD)等制得。
在本发明白色粉末是含有其上生成多层膜的基体颗粒的粉末的情况下，生产该粉末的实例如下。
例如，将在下面详细描述的基体颗粒是由具有高折射率的物质制成的颗粒时，那么在其上生成具有低折射率的透光膜，再在其上相继地生成由颗粒构成的具有高折射率的膜以及具有低折射率的透光膜。基体颗粒是具有低折射率的粒子时，那么在其上相继地生成由颗粒构成的具有高折射率的膜、具有低折射率的透光膜、以及由颗粒构成的具有高折射率的膜。
对白色粉末中使用的基体颗粒没有特别的限制。它们可以由含有金属的无机材料或有机材料制得，或可以是磁性材料，电介质，导电材料、绝缘材料等。
在基体是金属的情况下，它可以是任何金属，例如铁、镍、铬、钛、铝等。但是，当基体是利用其磁性的基体时，那么该基体优选地是可成为磁性的基体，例如铁。这些金属可以是合金。使用有磁性的基体时，它优选地是铁磁合金。
在粉末基体是金属化合物的情况下，金属化合物的典型实例包括上述的金属氧化物。例如，除了铁、镍、铬、钛、铝、硅等的氧化物外，还可以使用钙、镁、钡等的氧化物。另外，可以使用这些氧化物的复合氧化物。另外，除金属氧化物外的金属化合物实例包括金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、金属氟化物、金属碳酸盐、金属磷酸盐等。
此外，除了金属化合物外，还可以使用准金属或非金属化合物作为基体颗粒。特别地，可以使用准金属或非金属的氧化物、碳化物或氮化物，例如二氧化硅或玻璃珠。
其他可使用的无机材料包括无机空心颗粒，例如火山灰烧结的中空球(空心硅酸颗粒)、空心碳微球(Kurecasphere)、熔融氧化铝泡、热解二氧化硅、白碳黑、空心二氧化硅微球、空心碳酸钙微球、碳酸钙、珍珠岩、滑石、膨润土、云母类如合成云母和白云母、高岭土等。
优选的有机材料是树脂颗粒。树脂颗粒的实例包括纤维素粉末、纤维素醋酸酯粉末、聚酰胺、环氧树脂、聚酯、三聚氰胺树脂、聚氨酯、醋酸乙烯酯树脂、硅树脂、由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯、丙烯以及这些化合物的衍生物等经聚合作用或共聚合作用得到的球形或粉状颗粒。特别优选的树脂颗粒是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯经聚合作用得到的球形丙烯酸树脂的颗粒。
但是，应该指出在使用树脂颗粒作为基体的情况下，干燥时的加热温度应该不高于树脂的熔点。
基体形状的实例包括各向同性体，例如球形、近球形和规则的多面体，以及如矩形平行六面体、球状体、菱面体、板状体以及针状体(圆柱体和棱柱体)的多面体。具有完全无规则的颗粒子形状的粉末也是可使用的，例如通过细研磨得到的粉末。
尽管对这些基体颗粒的直径没有特别限制，优选的基体的颗粒直径是0.01微米至几毫米。
另外，使用的基体颗粒的比重是0.1-10.5。但是，在得到的粉末是以在液体中的分散体等方式使用的情况下，从流动性和悬浮性的观点看，其比重优选地是0.1-5.5，更优选地是0.1-2.8，甚至更优选地是0.5-1.8。如果基体比重小于0.1，基体在液体中浮力太高。因此，由这种基体得到的粉末打算用作在液体中的分散体等时，应该制成由许多层组成的膜或制成很厚的膜。这是不经济的。另一方面，如果其比重超过10.5，对于悬浮该颗粒子也需要厚膜，这样也是不经济的。
下面结合实施例将更详细地说明本发明，但是解释本发明的范围不应该受到这些的限制。
实施例1
磁铁矿粉末颗粒的增白：由水溶液体系制备双层涂层：
生成二氧化硅膜作为第一层：
(1)缓冲液的制备
将0.4摩尔氯化钾试剂和0.4摩尔硼酸溶于1升水中，制得缓冲溶液1。
将0.4摩尔氢氧化钠溶于1升水中，制得缓冲溶液2。
250毫升缓冲溶液1与115毫升缓冲溶液2混合，该混合物均化制得缓冲溶液3。
(2)硅酸钠水溶液(水玻璃溶液)
用纯水稀释硅酸钠试剂，以调节浓度，使其达到SiO2含量为10重量％。
(3)二氧化硅膜的生成
往365毫升预先制备的缓冲溶液3(pH：约9.0)加入15克作为基体颗粒的磁铁矿粉末(平均粒子直径，2.3微米)，得到一种分散体。装这种分散体的容器放在超声洗涤器(US-6型，由IUCHISEIEIDO公司生产)的水槽中。在缓冲溶液3中，用搅拌进一步分散磁铁矿粉末，同时在28千赫兹与200瓦超声浴中对磁铁矿粉末施加超声波。以40毫升/分速率往其中加入20毫升也是预先制备的硅酸钠水溶液，以逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，在表面上沉积了二氧化硅膜。
在加完硅酸钠水溶液之后，该混合物再反应2小时，以使所有未反应的原料进行反应。成膜反应完成后，含有其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料用足够量的水反复倾析，以洗涤粉末。
洗涤后，其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物在150℃干燥炉中于空气下干燥8小时，得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末A1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
(1)缓冲溶液的制备
将0.3摩尔醋酸和0.9摩尔醋酸钠溶于1升去离子水中，得到缓冲溶液4。
(2)硫酸钛水溶液
把硫酸钛加入水中，再稀释该溶液，以将浓度调整到0.6摩尔/升。于是得到硫酸钛水溶液。
(3)二氧化钛膜的生成
制备用于5.5克粉末A1的250毫升缓冲溶液4(pH：约4.1)。粉末A1充分地分散到缓冲溶液4中，同时以如上述制备二氧化硅膜的同样方式在超声浴中施加超声波。此后，液体温度保持在50-55℃时，以1.9毫升/分速率往其中滴加预先制备的硫酸钛水溶液，在液体中沉淀出固-相细粒，从而使液体呈微乳白色。然后，为了将固-相细粒固定到粉末A1表面上，滴加速率降低到1.5毫升/分，以便逐渐地沉淀出未反应的组分。结果，在液体中沉淀出的固-相细粒固定到基体颗粒表面上，另外，其表面涂布了超细粒，其颗粒直径小于固定到基体颗粒表面的固-相细粒。
(4)洗涤与干燥
在成膜反应完成之后，用纯水重复进行倾析，以便除去未反应的反应剂、过量的硫酸，以及由该反应生成的硫酸。进行固/液分离，固体再用真空干燥器进行干燥，得到干燥的粉末。
得到的干燥粉末在旋转管式炉中于500℃热处理(煅烧)30分钟，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末A2，该粉末表面光滑。
这种涂布两层的粉末A2是微黄的白色，在10千奥斯特下磁化强度为40电磁单位/克。这种涂布两层的粉末A2的最大反射峰在630nm。在L*、u*、b*标准色系中，这种涂布两层的粉末A2的值列于表1中。
实施例2
磁铁矿粉末粒子的增白：由含水溶液体系制备三层涂层：
生成二氧化硅膜作为第一层：
往365毫升预先制备的缓冲溶液3(pH：约9.0)加入15克作为基体颗粒的球形磁铁矿粉末(平均粒子直径，2.3微米)，得到一种分散体。装这种分散体的容器放在超声洗涤器(US-6型，由IUCHISEIEIDO公司生产)的水槽中。在缓冲溶液3中，以搅拌进一步分散磁铁矿粉末，同时在26千赫兹与600瓦超声浴中对磁铁矿粉末施加超声波。以40毫升/分速率往其中加入23毫升也是预先制备的硅酸钠水溶液，以逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，在表面上沉积了二氧化硅膜。
在加完硅酸钠水溶液之后，该混合物再反应2小时，以使所有未反应的原料进行反应。成膜反应完成后，含有其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料用足够量的水反复倾析，洗涤粉末。洗涤后，其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物在150℃干燥炉中于空气下干燥8小时，然后在300℃氮气氛下热处理(煅烧)30分钟，得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末B1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
以与实施例1同样的方式制备缓冲溶液4和硫酸钛水溶液。
制备用于5.5克粉末B1的250毫升缓冲溶液4(pH：约4.1)。粉末B1充分地分散到缓冲溶液4中，同时以如上述制备二氧化硅膜的同样方式在超声浴中施加超声波。此后，液体温度保持在50-55℃时，以1.8毫升/分恒定速率往其中逐渐滴加预先制备的硫酸钛水溶液。
在滴加开始阶段，在液体中沉淀出固-相细粒。但是，固-相细粒固定到基体颗粒表面上，另外，其表面涂布了超细粒，其颗粒直径小于固定到基体颗粒表面的固-相细粒。于是，得到了涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末B2。
如实施例1得到的粉末A2，这种涂布两层的粉末B2是微黄白色的，最大的反射峰在630nm。
这种粉末B2表面有些粗糙，部分地有归因于二氧化钛颗粒的突起。
生成二氧化硅膜作为第三层；用薄的二氧化硅膜覆盖二氧化钛膜表面的案例：
以与实施例1同样的方式制备缓冲溶液1和2以及和硅酸钠水溶液(水玻璃)。
在上述的粉末，即涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末B2上生成二氧化硅膜。在生成膜时，缓冲溶液的量与上述第一层涂层时的量相同，但以相同速率滴加硅酸钠水溶液，而量改变到8毫升。反应混合物反应2小时，直到该混合物不再含有任何未反应的反应剂。以与上述相同的方式洗涤这些粒子。在洗涤后，粉末在600℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理(煅烧)30分钟，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末B3。
得到的粉末B3有两层二氧化硅膜，其表面光滑，还有在两层之间嵌入的结晶细二氧化钛颗粒，并且是显示出很高光散射的白色粉末。B3表面没有任何凹处或突起，是几乎光滑的，也没有孔、裂纹、凹处等。在L*、a*、b*标准色系中的值列于表1中。
用透射式电子显微镜研究时观察到嵌于两层二氧化硅膜之间的细二氧化钛颗粒的结晶作用，还发现孔隙存在于这些颗粒之间。因此，可认为在颗粒子与空隙之间的介面增强了漫反射。
实施例3
散射粒子粘附到表面上的案例
由水溶液体系制四层涂层：
生成二氧化硅作为第一层：
往580克预先制备的缓冲溶液3(pH：约9.0)加入20克作为基体颗粒的磁铁矿粉末(平均粒子直径0.7微米)，得到一种分散体。以与实施例1相同的方式，在缓冲溶液3中，以搅拌进一步分散磁铁矿粉末，同时在28千赫兹和600瓦的超声浴中对磁铁矿粉末施加超声波。以2.67毫升/分速率往其中逐渐地加入160毫升也是预先制备的硅酸钠水溶液，以便在表面上沉积出二氧化硅膜。
在加完硅酸钠水溶液之后，该混合物再反应2小时，以使所有未反应的原料进行反应。
在成膜反应完成后，含有其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料用足够量的水反复倾析，以洗涤粉末。
洗涤后，其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物在150℃干燥炉中于空气下干燥8小时，得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末C1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
制备用于15克粉末C1的400毫升纯水。粉末C1充分地分散到纯水中，同时以与生成上述二氧化硅膜的相同方式在超声浴中往其施加超声波。然后，液体温度保持在50-55℃时，以1.25毫升/分恒定速率往其中逐渐滴加405毫升预先制备的硫酸氧钛水溶液(TiO2，15重量％)。滴加结束时，液体是微乳白色的。
在滴加完成后，混合物再反应3小时，逐渐沉淀出未反应的组分，并且使颗粒加入膜中。
在成膜反应完成之后，用足够量的纯水重复进行倾析，以便除去未反应的反应剂、过量的硫酸，以及由该反应生成的硫酸。进行固/液分离，固体再用真空干燥器进行干燥，得到干燥的粉末。
得到的干燥粉末在500℃旋转管式炉中热处理(煅烧)30分钟，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末C2。
这种涂布两层的粉末C2是微黄绿的白色，最大反射峰在580nm，反射系数为32％。在L*、a*、b*标准色系中这种涂布两层的粉末C2的值列于表1中。
生成二氧化硅膜作为第三层
往580克预先制备的缓冲溶液3(pH：约9.0)加入15克涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末C2。以与第一层同样的方式，在缓冲溶液3中，以搅拌进一步分散磁铁矿粉末，同时在28千赫兹与600瓦超声浴中对磁铁矿粉末施加超声波。以2.67毫升/分速率往其中逐渐地加入220毫升也是预先制备的硅酸钠水溶液，以便在表面上沉积二氧化硅膜。
在加完硅酸钠水溶液之后，该混合物再反应2小时，以使所有未反应的原料进行反应。
成膜反应完成后，含有其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料用足够量的水反复倾析，以洗涤粉末。
洗涤后，其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物在150℃干燥炉中于空气下干燥8小时，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末C3。
生成二氧化钛膜作为第四层：
制备用于12克粉末C3的400毫升纯水。粉末C3充分地分散到纯水中，同时以与生成上述二氧化硅膜的相同方式往其中施加超声波。然后，液体温度保持在50-55℃时，以1.25毫升/分恒定速率往其中逐渐滴加405毫升预先制备的硫酸氧钛水溶液(TiO2，15重量％)，沉淀出固-相细粒。滴加结束时，液体是微乳白色的。在滴加完成后，混合物再反应3小时，逐渐地以固-相细粒沉淀出未反应的组分，并且使细粒加入膜中。
在成膜反应完成之后，用足够量的纯水重复进行倾析，以便除去未反应的反应剂、过量的硫酸，以及由该反应生成的硫酸。进行固/液分离，固体再用真空干燥器进行干燥，得到干燥的粉末。
得到的干燥粉末在500℃旋转管式炉中热处理(煅烧)30分钟，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末C4。
这种涂布四层的粉末C4是微黄色的白色粉末，最大的反射峰在620nm，反射系数为53％。在L*、a*、b*标准色系中，这种涂布四层的粉末C4的值列于表1中。
实施例4
增白铁金属粉末；采用水解金属醇盐制备三层涂层：
生成二氧化硅膜作为第一层：
由BASF生产的20克羰基铁粉末(平均粒子直径1.8微米；在10千奥斯特下磁化强度为203电磁单位/克)分散到预先将3.5克乙醇硅溶于158.6克乙醇中制备的溶液中。然后随着搅拌，往其溶液加入预先将8.0克氨水(29％)与8.0克去离子水混合得到的溶液。加入之后，反应混合物在常温下反应5小时。反应后，反应混合物经稀释后，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒在110℃真空干燥器中干燥3小时。干燥后，这些粒子在800℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理(煅烧)30分钟，然后冷却得到涂布二氧化硅的铁粉末D1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
在可分离的瓶中，把20克涂布二氧化硅的粉末D1分散到预先将4.6克异丙醇钛加入198.3克乙醇制得的液体中。此后，在搅拌下，在1小时内把预先将6.0克纯水与47.9克乙醇混合制得的溶液滴加到分散体中。在滴加后，在常温下，反应混合物反应5小时。在反应后，反应混合物经稀释，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒子在110℃真空干燥器中干燥3小时，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末D2。
使用透射式电子显微镜研究了干燥的二氧化钛层中的颗粒状态。结果，观察到1-10nm的固-相细二氧化钛颗粒。但是，在膜中的颗粒之间不存在任何空隙，并且这些颗粒子呈均匀填充。
这种二氧化钛膜的平均厚度是155nm，得到光谱反射曲线的峰波长为600nm，是微黄绿的白色，并且在峰波长处的反射系数为45％。
生成二氧化硅作为第三层：
20克涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末D2分散到预先将0.5克乙醇硅溶于158.6克乙醇制得的溶液中。然后，在搅拌下，往其溶液加入预先将3.0克氨水(29％)与3.0克去离子水混合制得的溶液。加入之后，反应混合物在常温下反应1小时。反应后，反应混合物经稀释、用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒在110℃真空干燥器中干燥3小时。干燥后，这些颗粒子在650℃的氮气氛下进一步热处理(煅烧)30分钟，然后冷却得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末D3。
使用透射式电子显微镜研究了热处理后二氧化钛层中的颗粒状态。结果，观察到10-150nm的结晶的细二氧化钛颗粒，并且还观察到在颗粒子之间存在约10-50nm空隙。
但是，二氧化硅层是密实的，没有含有任何颗粒，也光滑。而且，在二氧化钛界面有空隙。
这种粉末D3的最大反射峰波长是550nm，该粉末是微绿色的白色粉末，其反射系数为55％。
该实施例4表明，热处理(煅烧)引起二氧化钛颗粒转化成结晶的颗粒，并且导致在二氧化硅膜的界面的颗粒之间形成空隙。可认为，由于归于颗粒生成的漫反射作用而伴随该增白作用。
此外，该实施例4的白色粉末的一个特点在于，生成了密实膜作为最后涂层。与一般最后层不同，在该实施例中最后涂层不限于高折射率膜。生成了对干涉或散射不施加任何影响的密实膜覆盖了空隙。采用通常技术得到的粉末用作调色剂、涂料组合物等的颜料时，就存在树脂或溶媒渗入空隙的情况，这样降低了在干涉或散射颗粒与空隙之间的折射率差，从而得到降低的菲涅耳反射系数。但是，通过生成一种对干涉或散射不施加任何影响的密实膜作为最后层，以覆盖由颗粒子构成的膜的空隙，可以防止漫反射的那种降低。
实施例5
增白铁金属粉末；采用水解金属醇盐制备五层涂层：
生成二氧化硅膜作为第一层：
由BASF生产的20克羰基铁粉末(平均粒子直径1.8微米；在10千奥斯特下磁化强度为203电磁单位/克)分散到预先将4.4克乙醇硅溶于158.6克乙醇制备的溶液中。然后随着搅拌，往其溶液加入预先将8.0克氨水(29％)与8.0克去离子水混合得到的溶液。加入之后，反应混合物在常温下反应5小时。反应后，反应混合物经稀释，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒在110℃真空干燥器中干燥3小时。干燥后，这些颗粒在600℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理(煅烧)30分钟，然后冷却得到涂布二氧化硅的铁粉末E1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
在可分离的瓶中，把20克涂布二氧化硅的粉末E1分散到预先将8.1克异丙醇钛加入198.3克乙醇制得的液体中。此后，在搅拌下，在1小时内把预先将6.3克纯水与47.9克乙醇混合制得的溶液滴加到分散液中。在滴加后，在常温下，反应混合物反应3小时。在反应后，反应混合物经稀释，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒在110℃真空干燥器中干燥8小时，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末E2。
这种二氧化钛膜的平均厚度是170nm，得到光谱反射曲线的峰波长为667nm，是白色，带微黄绿色，并且在峰波长处的反射系数为48％。
生成二氧化硅作为第三层：
20克涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末E2分散到预先将3.7克乙醇硅溶于158.6克乙醇制得的溶液中。然后，在搅拌下，往其溶液加入预先将8.0克氨水(29％)与8.0克去离子水混合制得的溶液。加入之后，反应混合物在常温下反应5小时。反应后，反应混合物经稀释，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒在110℃真空干燥器中干燥3小时。干燥后，这些颗粒在600℃旋转管式炉中于氮气氛下进一步热处理(煅烧)30分钟，然后冷却得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末E3。
生成二氧化钛膜作为第四层：
在可分离的瓶中，把20克涂布二氧化硅的铁粉末E3分散到预先将8.8克异丙醇钛加入198.3克乙醇制得的液体中。此后，在搅拌下，在1小时内把预先将6.0克纯水与47.9克乙醇混合制得的溶液滴加到分散液中。在滴加后，在常温下，反应混合物反应4小时。在反应后，反应混合物经稀释，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的粒子在100℃真空干燥器中干燥8小时，得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末E4。
生成二氧化硅膜作为第五层：
20克涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末E4分散到预先将2.5克乙醇硅溶于158.6克乙醇制得的溶液中。然后，在搅拌下，往其溶液加入预先将3.0克氨水(29％)与3.0克去离子水混合制得的溶液。加入之后，反应混合物在常温下反应5小时。反应后，反应混合物经稀释，用足够量的乙醇洗涤，再过滤。回收的颗粒在110℃真空干燥器中干燥3小时。干燥后，这些颗粒在600℃旋转管式炉中于氮气氛下进一步热处理(煅烧)30分钟，然后冷却得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉末E5。
这种二氧化钛膜的平均厚度为152nm。另外，这种铁粉末E5得到的光谱反射曲线的峰波长为580nm，该粉末是带微黄绿色的白色，并且在峰波长处的最大反射系数为88％。
上面给出的结果表明，就通过二氧化钛粒子转化成结晶的颗粒所生成的具有空隙的二氧化钛涂层而言，有两层这样的涂层(第二层和第四层)的涂布粉末达到的白度高于有一层这样涂层(第二层)的涂布粉末。
实施例6
增白磁铁矿粉末粒子；由含水溶液体系制备二层涂层；使用现有的二氧化钛颗粒：
生成二氧化硅膜作为第一层：
将10克磁铁矿粉末(平均粒子直径0.7微米)作为基体颗粒加入540毫升预先制备的缓冲溶液3中，并充分地分散在其中。把装有这种悬浮液的容器放入600瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，以550转/分搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。
接着，以1.34毫升/分速率将一定量(90克)的10重量％硅酸钠水溶液滴加到保持搅拌的悬浮液中。在滴加完后，继续搅拌1小时，在原料磁铁矿表面上生成二氧化硅膜。
在过一定时间之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作后，含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料在110℃干燥8小时，得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末F1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
(1)硫酸钛水溶液的制备
为制备硫酸钛水溶液，用离子交换水将TiO2浓度为2.04摩尔的硫酸氧钛原料溶液稀释到TiO2浓度为0.14摩尔。
(2)二氧化钛膜的生成
粉末F1与二氧化钛颗粒(CR-50，由Ishihara Sangyo Kaisha公司生产，平均粒子直径250nm)以重量比1∶1充分混合得到原料粉末，将4克这种粉末悬浮于400毫升离子交换水中。装这种悬浮液的容器浸入保持在50℃的恒温水浴中，再以600转/分搅拌悬浮液。
在悬浮液温度达到50℃时，以0.5毫升/分速率滴加一定量(149克，144毫升)的硫酸钛水溶液。在滴加完后，再继续搅拌90分钟，以便在粉末F1上生成二氧化钛膜。
在过一定的时间之后，对含有在其上已生成二氧化钛膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作完成后，含有在其上已形成二氧化钛膜的粉末的浆料在110℃干燥8小时，以得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末F2。
得到的粉末F2由在其上有生成的二氧化钛膜的粉末F1组成，粉末F1同时有密实附着其表面上的在原料粉末中含有的二氧化钛粒子。由于充分地发生光散射，粉末F2是白-灰色的。在420nm处有最大的反射系数33％。在L*，a*，b*标准色系中，L*＝88.2，a*＝-0.4，b*＝-4.5，如表1所示。
另外，使用扫描电子显微镜研究了得到的涂布二氧化钛的磁铁矿粉末F2表面。结果，发现二氧化钛密实地粘附在基体颗粒的表面上，并且从硫酸钛水溶液沉淀的较细二氧化钛颗粒粘附在这些二氧化钛粒子之间的空隙处。
实施例7
增白磁铁矿粉末颗粒；由含水溶液体系制备二层涂层；含有现有二氧化钛颗粒的二氧化硅涂层膜：
生成二氧化硅膜作为第一层：
将15克特定的磁铁矿粉末(平均粒子直径1.0微米)作为基体颗粒加入800毫升预先制备的缓冲溶液3，并充分地分散在其中。把装有这种悬浮液的容器放入200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。接着，以40毫升/分速率将50毫升10重量％硅酸钠水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应和分解硅酸盐。因此，在表面上沉积了二氧化硅膜。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。
在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在500℃空气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末G1。
生成由结晶细粒构成的膜(散射膜)作为第二层：
把14克涂布二氧化硅的磁铁矿粉末G1和13克超细二氧化钛晶体颗粒(CR-50，由Ishihara Sangyo Kaisha公司生产)加入800毫升缓冲溶液3中，并充分地分散在其中。装有这种悬浮液的容器放在200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。
接着，以40毫升/分速率将60毫升10重量％硅酸钠水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，在表面上沉积了二氧化硅膜。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。
在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在500℃空气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末G2。
得到的粉末的磁化强度在1千奥斯特下为20电磁单位/克，在L*、a*、b*标准色系中L*是66。
实施例8
增白磁铁矿粉末粒子；由含水溶液体系制备三层涂层；二层含有现有二氧化钛颗粒的二氧化硅涂层膜：
生成二氧化硅膜作为第一层：
将15克特定的磁铁矿粉末(平均粒子直径1.0微米)作为基体颗粒加入800毫升预先制备的缓冲溶液3中，并充分地分散在其中。把装有这种悬浮液的容器放入200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。接着，以40毫升/分速率将50毫升10重量％硅酸钠水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，二氧化硅膜沉积在表面上。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。
在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在500℃空气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末H1。
生成由结晶的细粒构成的膜(散射膜)作为第二层：
把14克涂布二氧化硅的磁铁矿粉末H1和7克超细二氧化钛晶体颗粒(CR-50，由Ishihara Sangyo Kaisha公司生产)加入800毫升缓冲溶液3中，并充分地分散在其中。装有这种悬浮液的容器放在200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。
接着，以40毫升/分速率将30毫升10重量％硅酸钠水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，在表面上沉积了二氧化硅膜。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。
在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在500℃空气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末H2。
得到的粉末的磁化强度在1千奥斯特下为30电磁单位/克，在L*、a*、b*标准色系中L*是56。
生成由结晶的细粒构成的膜(散射膜)作为第三层：
把粉末H2和7克超细二氧化钛晶体颗粒(CR-50)加入800毫升缓冲溶液3中，并充分地分散在其中。装有这种悬浮液的容器放在200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。
接着，以40毫升/分速率将30毫升10重量％硅酸钠水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，在表面上沉积了二氧化硅膜。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。
在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在500℃空气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末H3。
得到的粉末的磁化强度在1千奥斯特下为20电磁单位/克，在L*、a*、b*标准色系中L*是77。
对比实施例1
由含水溶液体系制备磁铁矿粉末颗粒的双层涂层；没有生成由结晶细粒构成的膜：
生成二氧化硅膜作为第一层膜：
将10克磁铁矿粉末(平均粒子直径0.7微米)作为基体颗粒加入540毫升预先制备的缓冲溶液3，并充分地分散在其中。把装有这种悬浮液的容器放入600瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，IuchiSeieido公司生产)的水槽中，以550转/分搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。
接着，以1.34毫升/分速率将一定量(90克)10重量％硅酸钠水溶液滴加到保持搅拌的悬浮液中。在滴加完后，再继续搅拌1小时，以便在原料磁铁矿表面上生成二氧化硅膜。
在过一定的时间后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作后，含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料在110℃干燥8小时，以便得到涂布二氧化硅的磁铁矿粉末I1。
生成二氧化钛膜作为第二层：
将4克粉末I1悬浮于400毫升离子交换水中。装这种悬浮液的容器浸入保持在50℃的恒温水浴中，再以600转/分搅拌悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。
在悬浮液温度达到50℃时，以0.5毫升/分速率往该悬浮液滴加一定量(149克，144毫升)的实施例6使用的硫酸钛水溶液。在滴加完后，再继续搅拌90分钟，以便在粉末I1上生成二氧化钛膜。
在过一定的时间之后，对含有在其上已生成二氧化钛膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作完成后，含有在其上已生成二氧化钛膜的粉末的浆料在110℃干燥8小时，以得到涂布二氧化硅/二氧化钛的磁铁矿粉末I2。
得到的粉末I2是暗蓝色，因为二氧化钛粒子没有粘附在其表面上。它在400nm处的最大反射系数为15％。在L*、a*、b*标准色系中，L*＝40.8、a*＝-1.2、b*＝-6.1，如表1所示。
表1  在L*、a*、b*标准色系中每个样品的测定值
    实施例     样品     L**      a*     b*
    1     A2     72     1.1     1.2
    2     B3     73     1.5     1.2
    3     C2     72     1.5     -0.7
    3     C4     86     0.7     0.9
    4     D3     77     0.6     -0.6
    5     E3     74     0.6     0.3
    5     E5     89     0.2     -0.2
    6     F2     88.2     -0.4     -4.5
    7     G2     66     0.4     -0.2
    8     H3     77     0.4     -1.0
对比实施例1     I2     40.8     -1.2     -6.1
在上述实施例1-8中得到的粉末每种在L*、a*、b*标准色系中都有很高的L*值，并且有很高的白度。特别地，实施例6的粉末显示增高的漫反射，因为使用了具有相对大的颗粒直径的现有细粒作为生成由结晶细粒构成的膜的细粒。因此，实施例6粉末在L*、a*、b*标准色系中的L*值高达88.2，尽管其涂层是双层膜。
实施例9
使用薄片状磁性材料的白色粉末：
生成二氧化硅膜作为第一层：
把30克平均颗粒直径2.8微米的薄片状铁酸钡粉末加入800毫升预先制备的缓冲溶液3，并充分地分散在其中。把装有这种缓冲溶液的容器放入200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，IuchiSeieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。接着，以80毫升/分速率将430毫升5重量％硅酸钠水溶液滴加到悬浮液中，以便逐渐地反应与分解硅酸盐。于是，二氧化硅膜沉积在表面上。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在氮气氛下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅的薄片状铁酸钡粉末J1。
生成由结晶的细粒构成的膜(散射细粒膜)作为第二层：
把20克涂布二氧化硅的薄片状铁酸钡粉末J1和14克细二氧化钛颗粒(CR-50)加入800毫升缓冲溶液3中，并充分地分散在其中。装有这种缓冲溶液的容器放在200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。接着，以80毫升/分速率将490毫升5重量％硅酸钠水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应并分解硅酸盐。于是，在表面上沉积了二氧化硅膜。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在氮气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的薄片状铁酸钡粉末J2。
得到的粉末J2的磁化强度在1千奥斯特下为20电磁单位/克，在L*、a*、b*标准色系中L*是67，如表2所示。
实施例10
使用薄片状磁性材料的白色粉末：
生成二氧化硅膜作为第一层：
把30克平均颗粒直径2.8微米的薄片状铁酸钡粉末加入800毫升预先制备的缓冲溶液3，并充分地分散在其中。把装有这种缓冲溶液的容器放入200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，IuchiSeieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也开始超声照射。接着，以80毫升/分速率将5重量％硅酸钠水溶液滴加到悬浮液中，以便逐渐地反应与分解硅酸盐。于是，二氧化硅膜沉积在表面上。在滴加完硅酸钠水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成后，对含有在其上已形成二氧化硅膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作后，在其上已形成二氧化硅膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清液，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在氮气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅的薄片状铁酸钡粉末K1。
生成由结晶的细粒构成的膜(散射细粒膜)作为第二层：
把20克涂布二氧化硅的薄片状铁酸钡粉末K1和14克细二氧化钛颗粒(CR-50)加到由1444毫升缓冲溶液4与1900毫升纯水混合制得的溶液中。装有这种缓冲溶液的容器放在200瓦和28千赫兹的超声洗涤器(US-6型，Iuchi Seieido公司生产)的水槽中，搅拌该悬浮液。在开始搅拌的同时，也进行超声照射。接着，以4毫升/分速率将460毫升5重量％硫酸氧钛水溶液滴加到其悬浮液中，以便逐渐地反应并分解硫酸盐。于是，在表面上沉积二氧化钛膜。在滴加完硅酸氧钛水溶液后，混合物再反应2小时，以便使所有未反应的原料反应。
在成膜反应完成之后，对含有在其上已生成二氧化钛膜的粉末的浆料，使用足够的离子交换水反复倾析以洗涤粉末。在洗涤操作后，在其上已生成二氧化钛膜的粉末放入大桶中，让粉末沉淀分离。弃去上清波，残留物用干燥炉在130℃干燥8小时，然后在氮气下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的薄片状铁酸钡粉末K2。
得到的粉末K2的磁化强度在1千奥斯特下为18电磁单位/克，在L*、a*、b*标准色系中L*是77，如表2所示。
实施例11
使用干-涂布的磁性材料由含水溶液体系制备三层涂层
一千克平均颗粒直径为1.8微米的铁粉和1.5千克平均颗粒直径为0.2微米的二氧化钛颗粒，使用Hosokawa Micron公司生产的机械熔融装置进行三次5分钟干混合/研磨操作。确定膜的生成。于是，得到了涂布二氧化钛的铁粉L1，它的亮度得到改善。
212毫升预先制备的纯水与212毫升预先制备的缓冲溶液3混合。往其中加入15克L1。这种混合物充分混合后，往这种混合物逐渐滴加134毫升SiO2含量为10重量％的水玻璃溶液，并搅拌3小时。此后，反应继续进行1小时。在反应后，采用倾析方法进行固/液分离，粉末在真空干燥器中干燥8小时，然后在500℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉L2。
此外，把4克涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉L2充分地分散到446毫升缓冲溶液4中。此后，在4小时内往其中滴加35毫升TiO2含量为15重量％的硫酸氧钛水溶液。在滴加完后，反应混合物再进行反应1小时，以便除去未反应的反应剂。在反应后，采用倾析方法进行固/液分离，粉末用真空干燥器干燥8小时，然后在500℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的铁粉L3。
在L*、a*、b*标准色系中这种粉末L3的L*是81，如表2所示。此外，在1千奥斯特与10千奥斯特磁场中，这种粉末的磁化强度分别是32.1电磁单位/克和95电磁单位/克。
实施例12
使用薄片状导电材料的白色粉末；采用金属醇盐水解制备三层涂层：
通过第一层涂层着色：
在160毫升乙醇中，充分分散15克平均颗粒直径为12微米(L*＝80)的已涂布的薄片状铝粉。此后，往其中加入7.0克异丙醇钛，充分搅拌这种混合物。然后往其中滴加预先制备的12.0克水与160克乙醇混合的溶液，得到的混合物反应5小时。反应后，采用倾析法进行固/液分离，粉末用真空干燥器干燥8小时，然后在500℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理30分钟，以得到涂布二氧化钛的薄片状铝粉M1。
在L*、a*、b*标准色系中这种粉末的L*是90，如表2所示。
第二层涂层：
15克涂布二氧化钛的薄片状铝粉M1充分地分散到160克乙醇中。然后，11.7克乙醇硅与其混合。再往其中加入11.7克水和15.5克氨水。这种混合物在常温下搅拌反应3小时。在反应后，采用倾析法进行固/液分离，粉末用真空干燥器干燥8小时，然后在500℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理30分钟，以便得到涂布二氧化硅/二氧化钛的薄片状铝粉M2。
用着色膜作为第三层的涂层
15克涂布二氧化硅/二氧化钛的薄片状铝粉M2充分地分散到160克乙醇中。此后，往其中加入9.2克异丙醇钛，这种混合物进行充分混合。此外，往其中滴加预先制备的15.6克水与60克乙醇混合溶液，得到的混合物反应5小时。反应后，采用倾析法进行固/液分离，粉末用真空干燥器干燥8小时，然后在500℃旋转管式炉中于氮气氛下热处理30分钟，以得到涂布二氧化硅/二氧化钛的薄片状铝粉M3。
在L*、a*、b*标准色系中这种粉末M3的L*是101，如表2所示。
表2  在L*、a*、b*标准色系中每个样品的测定值
实施例 样品 L* a* b*
    9     J2     67     0.9     1.5
    10     K2     77     0.8     1.2
    11     L3     81     0.7     1.8
    12     M1     90     -0.2     1.3
    12     M3     101     -0.2     1.4
在上面给出的实施例9-12中得到的每种粉末在L*、a*、b*标准色系中都有很高的L*值，白度也很高。
工业应用性
如上所述，根据本发明的白色粉末和生产这种粉末的方法，在基体颗粒子表面生成了一层或多层涂层膜，至少一层涂层膜是含有结晶的细粒和结晶细粒聚集体的膜，该聚集体在在结晶细粒之间有空隙。由于这种结构，涂层膜在结晶颗粒表面与空隙之间有很大的折射率差，从而引起光漫反射，还提高了反射作用。因此，能提供具有极佳亮度(白度)的功能粉末。
此外，在生成由结晶的超细粒构成的膜时，除了使用在液体中通过调节固-相沉积的速率生成以漫反射可见光的超细粒的方法，还可以使用一种将现有颗粒加入膜中的方法。因此，可以得到具有较高白度的白色粉末，因为在采用后一种方法生成的膜中所含有的结晶超细颗粒倾向于有较大的颗粒直径，因此，造成更高的漫反射程度。
除了具有这些极佳的功能外，白色粉末可以利用磁性材料、导电材料或介电质作为基体，从而对如电场或磁场外部因素有反应。因此白色粉末可以具有可动、旋转、移动、产生热等附加功能。例如使用磁材料作为基体时，白色粉末可用于有色磁调色剂或有色磁墨水的颜料。

Claims (30)

1.一种白色粉末，其特征在于，它含有基体颗粒，在该颗粒表面上有至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜，该聚集体能够基于光漫反射赋予其白色并含有结晶颗粒和在结晶颗粒之间的空隙。
2.根据权利要求1的白色粉末，其特征在于，结晶颗粒是颗粒直径不规则的颗粒。
3.根据权利要求1的白色粉末，其特征在于，涂层膜是多层膜。
4.根据权利要求1的白色粉末，其特征在于，在涂层膜的表面上有一层含有能够填满在所述表面中存在的空隙的粒子的涂层膜。
5.根据权利要求1的白色粉末，其特征在于，涂层膜的折射率为1.8或1.8以上。
6.根据权利要求4所述的白色粉末，其特征在于，含有能够填满在所述表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜是二氧化硅膜或二氧化钛膜。
7.一种白色粉末，其特征在于，它含有基体颗粒，在该颗粒表面上有至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜，该聚集体含有结晶颗粒和在结晶颗粒之间的空隙，其特征还在于，基于在结晶颗粒表面与空隙之间发生的光漫反射而赋予其白色。
8.根据权利要求7的白色粉末，其特征在于，结晶颗粒是颗粒直径不规则的颗粒。
9.根据权利要求7的白色粉末，其特征在于，涂层膜是多层膜。
10.根据权利要求7的白色粉末，其特征在于，在涂层膜的表面上有一层含有能够填满在所述表面中存在的空隙的粒子的涂层膜。
11.根据权利要求7的白色粉末，其特征在于，涂层膜涂层膜的折射率为1.8或1.8以上。
12.根据权利要求10的白色粉末，其特征在于，含有能够填满在所述表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜是二氧化硅膜或二氧化钛膜。
13.一种生产白色粉末的方法，其特征在于，用至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜涂布基体颗粒表面，该聚集体能够基于光漫射赋予白色并含有结晶颗粒，并在结晶颗粒之间有空隙。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，结晶颗粒是颗粒直径不规则的颗粒。
15.根据权利要求13的方法，其特征在于，涂层膜是多层膜。
16.根据权利要求13的方法，其特征在于，用含有能够填满所述表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜，涂布涂层的表面。
17.根据权利要求13的方法，其特征在于，涂层膜涂层膜的折射率为1.8或1.8以上。
18.根据权利要求16的方法，其特征在于，含有能够填满在所述表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜是二氧化硅膜或二氧化钛膜。
19.根据权利要求13的方法，其特征在于，在含水溶液中生成固-相颗粒，并用这种固-相颗粒涂布基体颗粒，然后煅烧已涂布的基体颗粒，从而生成涂层膜。
20.根据权利要求19的方法，其特征在于，在进行煅烧前，该涂层膜用能够构成一种填满在涂层表面中存在的空隙的膜的颗粒涂布。
21.根据权利要求13的方法，其特征在于，该涂层是通过下述方法生成的涂层：在含有结晶颗粒以及分散其中的基体粉末的液体中，让结晶颗粒粘附到基体粉末表面上。
22.一种生产白色粉末的方法，其特征在于，用至少一层含有结晶颗粒聚集体的涂层膜涂布基体颗粒表面，该聚集体含有结晶颗粒，并在结晶粒子之间有空隙，从而基于在结晶颗粒和空隙之间发生的光漫反射赋予其白色。
23.根据权利要求22的方法，其特征在于，结晶颗粒是颗粒直径不规则的颗粒。
24.根据权利要求22的方法，其特征在于，涂层膜是多层膜。
25.根据权利要求22的方法，其特征在于，用含有能够填满所述表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜，涂布涂层的表面。
26.根据权利要求22的方法，其特征在于，涂层膜涂层膜的折射率为1.8或1.8以上。
27.根据权利要求25的方法，其特征在于，含有能够填满在所述表面中存在的空隙的颗粒的涂层膜是二氧化硅膜或二氧化钛膜。
28.根据权利要求22的方法，其特征在于，在含水溶液中生成固-相颗粒，并用这种固-相颗粒涂布基体颗粒，然后煅烧已涂布的基体颗粒，从而生成涂层膜。
29.根据权利要求28的方法，其特征在于，在进行煅烧前，该涂层膜用能够构成一种填满在涂层表面中存在的空隙的膜的颗粒涂布。
30.根据权利要求22的方法，其特征在于，该涂层是通过下述方法生成的涂层：在含有结晶颗粒以及分散其中的基体粉末的液体中，让结晶颗粒粘附到基体粉末表面上。
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