JP2020515702A - 無機効果顔料 - Google Patents
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Abstract
無機、非四分の一波、不均一多層効果顔料は、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さを有する吸収性光学活性金属酸化物層をその上に含む板状基材と、この吸収性光学活性金属酸化物層上の、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する低屈折率材料の層と、この低屈折率材料上の、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有する非吸収性高屈折率材料の最外光学活性層と、を含む。この多層効果顔料は、式ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）に従う、少なくとも３の青色反射率（ＢＲＲ）を示し、青色最大が、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長にわたって示される最大反射率であり、かつ緑色最小が、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長にわたって示される最小反射率である。
Description
本技術は一般に、効果顔料の分野に関連している。より詳細には、この技術は、赤、フクシア、およびマゼンタ色空間の効果顔料に関する。
発明の概要
一態様では、無機、非四分の一波、不均一多層効果顔料は、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さを有する吸収性光学活性金属酸化物層をその上に含む板状基材と、吸収性光学活性金属酸化物層上の、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する低屈折率材料の層と、低屈折率材料上の、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有する非吸収性高屈折率材料の最外光学活性層と、を含み、多層効果顔料は、等式ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）に従う、少なくとも３の青色反射率（ＢＲＲ）を示し、青色最大は、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長にわたって示される最大反射率であり、緑色最小は、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長にわたって示される最小反射率である。いくつかの実施形態では、板状基材は、天然雲母、合成雲母、ガラスフレーク、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、タルク、オキシ塩化ビスマス、天然真珠、パーライト、窒化ホウ素、酸化亜鉛、天然ケイ酸塩、合成ケイ酸塩、またはこれらの任意の２つ以上の組み合わせを含む。
一態様では、無機、非四分の一波、不均一多層効果顔料は、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さを有する吸収性光学活性金属酸化物層をその上に含む板状基材と、吸収性光学活性金属酸化物層上の、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する低屈折率材料の層と、低屈折率材料上の、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有する非吸収性高屈折率材料の最外光学活性層と、を含み、多層効果顔料は、等式ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）に従う、少なくとも３の青色反射率（ＢＲＲ）を示し、青色最大は、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長にわたって示される最大反射率であり、緑色最小は、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長にわたって示される最小反射率である。いくつかの実施形態では、板状基材は、天然雲母、合成雲母、ガラスフレーク、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、タルク、オキシ塩化ビスマス、天然真珠、パーライト、窒化ホウ素、酸化亜鉛、天然ケイ酸塩、合成ケイ酸塩、またはこれらの任意の２つ以上の組み合わせを含む。
別の態様では、効果顔料を製造する方法は、光学コーティングで板状基材をコーティングすることを含み、コーティングすることは、以下のステップ、板状基材上に吸収性光学活性金属酸化物層を堆積させるステップであって、吸収性光学活性金属酸化物層が約２０ｎｍ〜４００ｎｍの光学的厚さを有する、堆積させるステップと、吸収性光学活性金属酸化物層上に低屈折率材料層を堆積させるステップであって、低屈折率材料層が約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する、堆積させるステップと、低屈折率材料層上に非吸収性高屈折率材料層を堆積させるステップであって、非吸収性高屈折率材料層が約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さを有する、堆積させるステップと、を含み、効果顔料は、等式ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）に従う、少なくとも３の青色反射率（ＢＲＲ）を示し、青色最大は、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長にわたって示される最大反射率であり、緑色最小は、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長にわたって示される最小反射率である。いくつかの実施形態において、板状基材は、天然雲母、合成雲母、アルミニウム、ガラスフレーク、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、タルク、オキシ塩化ビスマス、天然真珠、パーライト、窒化ホウ素、酸化亜鉛、天然ケイ酸塩、合成ケイ酸塩、またはこれらの任意の２つ以上の混合物を含む。
別の態様において、製品は、本明細書に記載の効果顔料のいずれかを含む。例えば、製品は、化粧品、自動車用塗料、工業用塗料、インク、またはプラスチックである。
以下、様々な実施形態について記載する。具体的な実施形態は、包括的な説明として、または本明細書で考察される、より広い態様への限定として意図されないことに留意されたい。特定の実施形態に関連して記載された１つの態様は、その実施形態に必ずしも限定されず、任意の他の実施形態で実施することができる。
本明細書で使用される場合、「約（ａｂｏｕｔ）」は当業者に理解され、使用される文脈に応じてある程度変化する。当業者には明らかでない用語の使用がある場合、それが使用される文脈を考慮すると、「約（ａｂｏｕｔ）」はその特定の用語のプラスまたはマイナス１０％を意味する。
要素を記載する文脈において、（とりわけ、後続の特許請求の範囲の文脈において）「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」という用語、ならびに類似の指示物は、本明細書において別段の記載がない限り、または文脈によって明確に矛盾することがない限り、単数形および複数形の両方を網羅するよう解釈されることになっている。本明細書の値の範囲の列挙は、本明細書において別段の記載がない限り、この範囲内に収まる各別個の値に対して、単にそれぞれ参照する簡略表記法として機能するよう意図されており、各個別の値は、本明細書にそれぞれ列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される方法は全て、本明細書において別段の記載がない限り、または文脈によって明確に矛盾することがない限り、任意の好適な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意のおよび全ての例、または例示的な用語（例えば、「など」）の使用は単に、実施形態をより良好に明らかにするよう意図されており、別段の記載がない限り、特許請求の範囲に制限を与えるものではない。本明細書におけるいかなる用語も、請求されていないあらゆる要素を不可欠なものとして示していると解釈されるべきではない。
本明細書で使用される場合、「効果顔料」という用語は、反射および／または透過および／または屈折により光と相互作用する顔料を指す。
本明細書で使用される場合、「板状」という記述語は、当該技術分野でよく理解されており、フレーク、フレーク状、板状、小板、およびうろこ状と交換可能に使用することができる。
本明細書で使用される場合、「透明」という用語は、可視光の少なくとも約７５％〜約１００％を透過できる材料または物体を指す。
本明細書で使用される場合、「光学的厚さ」という用語は、基材に適用される個々の層のそれぞれの厚さを指す。光学的厚さは、層の実際の物理的または幾何学的な厚さ（ｔ）と層の材料の屈折率（ｎ）との積である。基材上の堆積層の物理的厚さを測定することは可能であり得るが、適用された材料の屈折率は、堆積層の密度および均一性に応じて公表値から変化する。光学的厚さは、サンプルで干渉が発生する波長を測定し、よく知られている強め合う干渉および／または弱め合う干渉の方程式の「ｎｔ」を解くことにより間接的に決定できる。以下に記述される式は、本議論を単純化するために、余弦θ項が１に減少し、現れる必要のない、光の垂直入射のみに関するものである。
強め合う干渉の方程式：
ｎｔ＝ｍλ／４、式中
ｍ＝奇数の整数
ｎ＝層材料の屈折率
ｔ＝ナノメートル単位の層材料の幾何学的（物理的）厚さ
λ＝ナノメートル単位の最大反射波長
ｎｔ＝ナノメートル単位の層材料の光学的厚さ
弱め合う干渉の方程式：
ｎｔ＝ｍλ／２、式中
ｍ＝任意の正の整数
λ＝ナノメートル単位の最小反射波長
各層の堆積後に所望の色を有するサンプルから干渉波長λを測定することにより、各層の光学的厚さを容易に決定できる。現在の技術では、全ての層の光学的厚さが同じではないことに注意することが重要である。
強め合う干渉の方程式：
ｎｔ＝ｍλ／４、式中
ｍ＝奇数の整数
ｎ＝層材料の屈折率
ｔ＝ナノメートル単位の層材料の幾何学的（物理的）厚さ
λ＝ナノメートル単位の最大反射波長
ｎｔ＝ナノメートル単位の層材料の光学的厚さ
弱め合う干渉の方程式：
ｎｔ＝ｍλ／２、式中
ｍ＝任意の正の整数
λ＝ナノメートル単位の最小反射波長
各層の堆積後に所望の色を有するサンプルから干渉波長λを測定することにより、各層の光学的厚さを容易に決定できる。現在の技術では、全ての層の光学的厚さが同じではないことに注意することが重要である。
本明細書で使用される場合、「光学活性」という用語は、同じ材料の隣接する層間に光学不連続性を生じさせて、スタックの光学特性に対する全体的に著しく観察可能な変化が達成されるのに十分な物理的厚さを指し、これは、光学活性中間層が存在しないと理論的または実用的に不可能である。効果顔料の光学特性の測定可能な変化には、反射率および色度が含まれる。
本明細書で使用される場合、「色度」は、色または色素の強度または鮮明さを指す。色度（Ｃ）は、さらにパラメーターＬ＊、ａ＊、およびｂ＊によって導出されると定義でき、［（ａ＊）２＋（ｂ＊）２］１／２で表される。Ｌ＊、ａ＊、およびｂ＊データは、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｓ．ＨｕｎｔｅｒによってＴｈｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９８７で説明されている。これらのＣＩＥＬａｂ測定値は、Ｌ＊で表される明暗成分、ａ＊で表される赤緑成分、およびｂ＊で表される黄青成分に関して外観を特徴付ける。
本明細書で使用される場合、「光学的有効量」という用語は、人間の目によって検出されることができる効果顔料の量を指す。
本明細書で使用される場合、「低屈折率」という用語は、約１．８より低い、より小さい、またはそれに等しい屈折率を有する材料を指す。
本明細書で使用される場合、「高屈折率」という用語は、約１．８以上の屈折率を有する材料を指す。
本方法は、以前はアクセスできなかった色空間において、改善された鮮やかさおよび有彩色を有する半透明効果顔料の生成を可能にする。例えば、驚くべきことに、３つの無機層の光学的厚さを変更することにより、新しいクラスの効果顔料材料が得られたことが見いだされた。さらに、本顔料は完全に無機であり、カルミンなどの有機成分を含む効果顔料の代替品として使用できる。カルミンは有機ベースの顔料で、通常は甲虫からの抽出物として入手できる。
本出願の顔料は、新しい色移動および高彩度色空間にアクセスする半透明の非四分の一波、効果顔料である。効果顔料は、有機顔料を使用せずに、赤、フクシア、マゼンタの色空間で半透明の効果を発揮する。そのような効果は、本明細書に記載の複数の無機層を有する基材から生じ、層は定義された屈折率と光学的厚さを有する。様々な態様において、効果顔料組成物、効果顔料の製造方法、および製品組成物が本明細書に記載されている。
一態様では、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの厚さを有する吸収性光学活性金属酸化物層を有する板状基材と、吸収性光学活性金属酸化物層上の低屈折率材料層であって、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有する低屈折率材料層と、低屈折率材料層上に非吸収性高屈折率材料の最外層であって、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚さを有する最外層と、を含む、無機、非四分の一波、不均一多層効果顔料が提供される。効果顔料は、次の等式で定義されるように、少なくとも３の青色反射率（「ＢＲＲ」）を示す。
ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）。
この式では、青色最大は約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の最大反射率であり、緑色最小は約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲の最小反射率である。
ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）。
この式では、青色最大は約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の最大反射率であり、緑色最小は約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲の最小反射率である。
天然または合成の適切な板状基材は、透明または半透明であり、金属酸化物層の安定した支持体として機能するのに十分に頑丈であり得る。いくつかの実施形態では、板状基材は、天然雲母、合成雲母、アルミニウム、ガラスフレーク、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、タルク、オキシ塩化ビスマス、天然真珠、パーライト、窒化ホウ素、酸化亜鉛、天然ケイ酸塩、合成ケイ酸塩など、またはこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない。特定の実施形態では、板状基材は、限定されないがフッ素金雲母などの合成雲母を含む。
効果顔料は、板状基材上の吸収性光学活性金属酸化物層のコーティングを含む。いくつかの実施形態では、吸収性光学活性金属酸化物層は、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さを有し得る。これには、約２５ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約３５ｎｍ〜約２５０ｎｍ、または約４０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、吸収性光学活性金属酸化物層は、約４０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さを有する。いくつかの実施形態では、吸収性光学活性金属酸化物層は、酸化鉄、水酸化鉄、およびこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、吸収性光学活性金属酸化物層は酸化鉄である。適切な酸化鉄には、赤鉄鉱、磁鉄鉱、またはマグヘマイトが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、酸化鉄層は赤鉄鉱またはマグヘマイトを含む。別の実施形態において、酸化鉄層は赤鉄鉱またはマグヘマイトを含み、約４０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さを有する。さらに別の実施形態では、酸化鉄層は赤鉄鉱またはマグヘマイトを含み、約９０ｎｍの光学的厚さを有する。
効果顔料は、吸収性光学活性金属酸化物層上にコーティングされた低屈折率材料層を含む。いくつかの実施形態では、低屈折率材料層は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有し得る。これには、約２０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約２０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、低屈折率材料層は、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍの光学的厚さを有する。いくつかの実施形態では、低屈折率材料は、１．８以下の屈折率を有する。これには、約１．３０〜約１．８０の屈折率が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、屈折率は約１．３０〜約１．５０である。別の実施形態では、屈折率は約１．４０〜約１．５０である。
いくつかの実施形態では、低屈折率材料は、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、低屈折率材料はシリカである。これには非晶質シリカが含まれる。一実施形態では、低屈折率材料は非晶質シリカを含み、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する。
効果顔料の最外層は、低屈折率材料層上にコーティングされた非吸収性高屈折率材料層を含む。いくつかの実施形態では、非吸収性高屈折率材料層は、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有し得る。これには、約５０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約６０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍ、または約５００ｎｍ〜約約１０００ｎｍの光学的厚さが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、非吸収性高屈折率材料層は、約６０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さを有する。いくつかの実施形態では、非吸収性高屈折率材料は、１．８０より大きい屈折率を有する。これには、約２．００〜約４．００、約２．００〜約３．３０、約２．２０〜約３．００、または約２．２０〜約２．６０の屈折率が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、屈折率は約２．００〜約３．３０である。別の実施形態では、屈折率は約２．２０〜約２．６０である。
いくつかの実施形態では、非吸収性高屈折率材料には、チタニア、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、またはこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、非吸収性高屈折率材料はチタニアである。適切なタイプのチタニアには、アナターゼ、ルチル、またはそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、非吸収性高屈折率材料層は、ルチルおよび／またはアナターゼチタニアを含み、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有する。非吸収性高屈折率材料としてチタニアを使用する利点には、約２．５５の屈折率を有するチタニアが含まれるが、これに限定されない。
所望の色移動および色相色空間にアクセスするために、本技術の効果顔料は、少なくとも３．００の青色反射率（ＢＲＲ）を示す。少なくとも３．００のＢＲＲは、赤、フクシア、および／またはマゼンタを含む色相の色空間を示す効果顔料の例である。ＢＲＲパラメーターは、青色最大および緑色最小の用語で説明され、比率は次のように表される。
ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）
青色最大は、約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の波長にわたって効果顔料が示す最大反射率を示す。緑色最小は、約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲の最小反射率を示す。
ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）
青色最大は、約３８０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の波長にわたって効果顔料が示す最大反射率を示す。緑色最小は、約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲の最小反射率を示す。
いくつかの実施形態では、効果顔料は約３．０〜約６．０のＢＲＲを有する。適切なＢＲＲ値には、約３．０〜約６．０、約３．３〜約６．０、約３．５〜約６．０、約３．８〜約５．５、または約４．０〜約５．５が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、効果顔料は約３．８〜約５．５のＢＲＲを有する。いくつかの実施形態では、青色最大および緑色最小はラッカー媒体中で測定される。適切なラッカーには、ニトロセルロースが含まれるが、これに限定されない。一実施形態では、ラッカー媒体はニトロセルロースラッカーである。
いくつかの実施形態では、青色最大および緑色最小は、４５°光源から非鏡面である１５°の観測角で測定される。一実施形態では、青色最大および緑色最小反射スペクトルは、Ｄ６５光源を備えたＢｙｋ Ｍａｃ分光光度計を使用して、１５°の非鏡面観測角で測定される。一貫性と比較のために、反射率の測定値は上記のように定義されていることに注意するべきである。他の角度および他の光源での測定は、顔料の一意性は維持されるが、使用される光源と測定される角度によって特定のＢＲＲ値が変化することを示している。
驚くべきことに、本明細書に記載の効果顔料は、有機材料の非存在下で本明細書に記載の色空間を示すことが見出された。いくつかの実施形態では、効果顔料は有機材料を含まない。有機材料には、カルミンなどの天然材料または合成材料が含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、効果顔料は、厚さ約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの酸化鉄層を有する板状基材と、酸化鉄層上の約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さのシリカ層と、シリカ層上の約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚さのチタニア層と、を含み、ここで、効果顔料は、ニトロセルロースラッカー媒体中で４５°の光源から非鏡面である１５°の角度で測定したＢＲＲが約３．８〜約６を有する。
これまで本出願に記載されているように、本技術の効果顔料は有機材料を含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、効果材料はカルミンを含まない。いくつかの実施形態では、効果顔料は、無機基材および無機層のみを含んでもよい。
本技術の効果顔料は、色の移動および赤、フクシア、およびマゼンタの色相色空間にアクセスする。いくつかの実施形態では、効果顔料は、約５０を超える色度（１５°Ｃ＊）を示す。いくつかの実施形態では、効果顔料は、約５０〜約８０の色度を示す。適切な色度には、約５０〜約８０、約６０〜約８０、約６５〜約８０、約７０〜約８０、およびこれらの値の任意の２つまたはこれらの値の１つ未満の範囲が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、効果顔料は約７０の色度を示す。いくつかの実施形態では、効果顔料は約２０〜約３２０の色相を示す。適切な色相には、約２０〜約３２０、約１５〜約３３０、約５〜約３３０、約３６０〜約３４０、およびこれらの値のいずれか２つまたはこれらの値のいずれか１つ未満の範囲が含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、効果顔料は約２０〜約３３０の色相を示す。別の実施形態では、効果顔料は約３４５の色相を示す。
一実施形態では、効果顔料は、板状基材上に酸化鉄層を有する板状基材と、酸化鉄層上のシリカ層と、シリカ層上のチタニア層を含み、ここで、酸化鉄層は約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さを有し、シリカ層は約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有し、チタニア層は約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有し、そして、効果顔料は有機材料を含まず、５８０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲で吸収、約５０〜約８０の色度、および約２０〜約３２０の色相を示す。
別の態様では、上述の効果顔料を生成する方法が提供される。この方法は、光学コーティングで板状基材をコーティングすることを含むことができ、このコーティングすることは、板状基材上に吸収性光学活性金属酸化物層を堆積させることであって、吸収光学性活性金属酸化物層が約２０ｎｍ〜４００ｎｍの光学的厚さを有する、堆積させることと、吸収性光学活性金属酸化物層上に低屈折率材料層を堆積させることであって、低屈折率材料層が約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する、堆積させることと、低屈折率材料層上に非吸収性高屈折率材料層を堆積させるであって、非吸収性高屈折率材料層が約５０ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さを有する、堆積させることと、を含み、効果顔料が少なくとも３のＢＲＲを示す。
上述のように、方法は、板状基材を光学コーティングでコーティングすることを含み、光学コーティングすることは、板状基材上に吸収性光学活性金属酸化物層を堆積させることを含む。これには、これらに限定されないが、任意の実施形態で上述した吸収性光学活性金属酸化物が含まれる。いくつかの実施形態では、方法は、吸収性光学活性金属酸化物層を約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さで堆積させることを含む。一実施形態では、堆積させることは、２５ｎｍ〜約３５０ｎｍ、約３０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約３５ｎｍ〜約２５０ｎｍ、または約４０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さに達することを含む。いくつかの実施形態では、堆積させることは、約４０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さに達することを含む。
コーティングすることは、吸収性光学活性金属酸化物層上に低屈折率材料層を堆積させることをさらに含む。低屈折率材料層は、シリカを含むがこれに限定されない任意の実施形態で上述したものを含む。この方法は、低屈折率材料層を約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さで堆積させることを含む。適切な光学的厚さには、約２０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、約２０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約４００ｎｍが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、堆積させることは、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍの低屈折率材料層の光学的厚さに達することを含む。
本方法において、コーティングすることは、低屈折率材料層上に非吸収性高屈折率材料層を堆積させることをさらに含む。非吸収性高屈折率材料層は、任意の実施形態で上述したものを含む。いくつかの実施形態では、非吸収性高屈折率材料は、任意の実施形態で上述したようにチタニアを含む。この方法は、非吸収性高屈折率材料層を約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さで堆積させることをさらに含む。適切な非吸収性高屈折率光学的厚さには、約５０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約６０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ〜約８００ｎｍ、または約５００ｎｍ〜約１０００ｎｍが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、堆積させることは、約６０ｎｍ〜約１５０ｎｍの光学的厚さに達することを含む。
堆積させることには、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、および湿式化学法が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、堆積させることは湿式化学法を含む。
この方法では、非吸収性高屈折率材料がチタニアである場合、チタニア層を堆積させる前に、方法は、低屈折率材料層をルチル指向剤で前処理することをさらに含んでもよい。これには、チタニアを堆積させる前に低屈折率材料層をＳｎＣｌ４で処理することが含まれる。低屈折率材料層をＳｎＣｌ４で処理することの利点は、これに限定されないが、アナターゼチタニアよりも高い屈折率を有するルチルチタニアの形成が含まれる。
任意の実施形態で上述したように、方法は、約５０を超える色度を示す効果顔料を生成することを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、約２０〜約３２０の色相を示す効果顔料を生成することをさらに含む。いくつかの実施形態では、この方法は、約３．０〜約６．０のＢＲＲを有する効果顔料を生成することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、任意の実施形態で上述したように、有機材料を含まない効果顔料を生成することを含む。
一実施形態では、方法は、任意の実施形態で上述した効果顔料を生成することを含み、それは、光学コーティングで板状基材をコーティングすることであって、酸化鉄層を約２０ｎｍ〜４００ｎｍの光学的厚さに堆積させるステップと、シリカ層を約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さに堆積させるステップと、チタニア層を約５００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さに堆積させるステップと、を有するコーティングすることを含み、効果顔料は有機材料を含まず、約３５０〜約３３０の色相と、約５０〜約８０の色度と、３を超えるＢＲＲと、５８０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲での吸収と、を示す。
さらに別の態様では、本明細書に記載の効果顔料を含む製品が提供される。このような製品には、化粧品、自動車用塗料、工業用塗料、インク、プラスチックなどが含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、製品は、効果顔料を含む化粧品を含む。いくつかの実施形態では、化粧品は適切な担体をさらに含む。適切な担体には、ジェル、エマルジョン、クリーム、ワックス、コンパクトなど、またはそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
化粧品は、クリーム、エマルジョン、ミルク、フォーム、ジェル、ローション、ムース、軟膏、ペースト、パウダー、スプレー、懸濁液など、またはこれらの組み合わせの形態であってもよい。いくつかの実施形態では、本技術の化粧品は、特定のタイプに限定されないが、コンシーリングスティック、ファンデーション、ステージメイク、マスカラ、アイシャドウ、ヘアカラー、口紅、リップグロス、コールペンシル、アイライナー、ほお紅、アイブロウペンシル、クリームパウダー、ネイルエナメル、スキングロッサースティック、ヘアスプレー、フェイスパウダー、レッグメイク、虫除けローション、ネイルエナメルリムーバー、パヒュームローション、またはシャンプー、を含み得る。
本技術の別の態様では、皮膚の外観を変える方法が本明細書で提供され、この方法は、光学的有効量の効果顔料または効果顔料を含む組成物または製品を個体の皮膚に適用することを含む。
このように一般的に記載される本技術は、以下の実施例を参照することにより、より容易に理解され、これらは説明のために提供され、本技術を限定することを意図しない。
実施例１．１３０ｇの合成雲母フレーク（ｄ５０約２０μｍ）を含む６．５％水性スラリーを８２℃に加熱して撹拌した。スラリーのｐＨをＨＣｌで３．０に調整した。次に、ＮａＯＨ溶液でｐＨを維持しながら、６２０グラムの３９％ＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを２ｇ／分で加えた。顔料サンプルのか焼により、２０°の色相が得られた。所望の色合いで、ＮａＯＨでスラリーのｐＨを７．８に上げ、ＨＣｌ溶液の添加によってｐＨを７．８０に維持しながら、７００ｇの２０％Ｎａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏを２ｇ／分で添加した。２０％Ｎａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏの添加が完了した後、ＨＣｌでスラリーのｐＨを１．５に調整した。次に、ＮａＯＨ溶液の添加によりｐＨを維持しながら、２０ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏを１．５ｇ／分で加えた。スラリーを撹拌し、続いてＮａＯＨ溶液の添加によってｐＨを１．５０に維持しながら、７００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を２ｇ／分で添加した。次に、５０ｍＬのスラリーをろ過し、プレスケーキを水で洗浄し、８５０℃で２０分間か焼した。サンプルを色測定のためにドローダウン（ｄｒａｗ ｄｏｗｎ）した。得られた色相は４°、彩度は６７、ＢＲＲは５．２４であった。
実施例２．実施例２は、４０ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏおよび７５０ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層上に堆積させたことを除いて、実施例１に記載したものと同じ手順で行われた。５０ｍＬのスラリーをろ過し、プレスケーキを水で洗浄し、８５０℃で２０分間か焼した。サンプルを色測定のためにドローダウンした。得られた色相は３４６°、彩度は７０、ＢＲＲは４．９９であった。
実施例３．実施例３は、４００ｇの２０％Ｎａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、１０ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、および８００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層上に堆積させたことを除いて、実施例１に記載したものと同じ手順で行われた。５０ｍＬのスラリーをろ過し、プレスケーキを水で洗浄し、８５０℃で２０分間か焼した。サンプルを色測定のためにドローダウンした。得られた色相は３３１°、彩度は６８、ＢＲＲは４．４１であった。
実施例４．実施例４は、雲母フレークが１２μｍのｄ５０を有し、１００ｇの基材が使用され、鉄、シリカ、スズおよびチタニアの量が変化したことを除いて、実施例１に記載したものと同様の手順で行われた。６００ｇのＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを添加すると、２５の色相になった。８００ｇのＮａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、６０ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、および８００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層上に堆積させた。得られたサンプルは、３４６の色相、６２の彩度、および３．９９のＢＲＲを有した。
実施例５．実施例５は、天然雲母フレークが７０μｍのｄ５０を有し、３２０ｇの基材が使用されたことを除いて、実施例１に記載したものと同様の手順で行われた。８００ｇのＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを添加すると、１５の色相になった。６２５ｇのＮａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、３０ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、および７００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層に堆積させた。得られたサンプルは、３３２の色相、５９の彩度、および３．６７のＢＲＲを有した。
実施例６．実施例６は、基材が８０μｍのｄ５０を有するガラスフレークであり、２１５ｇの基材が使用されたことを除いて、実施例１に記載したものと同様の手順で行われた。５００ｇのＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを添加すると、１７の色相になった。４００ｇのＮａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、１５ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、および４００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層に堆積させた。得られたサンプルは、３３４の色相、５６の彩度、および４．１３のＢＲＲを有した。
実施例７．実施例７は、基材が２０μｍのｄ５０を有する天然雲母フレークであったことを除いて、実施例１に記載したものと同様の手順で行われた。５５０ｇのＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを添加すると、１７の色相になった。５００ｇのＮａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、５５ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、８００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層に堆積させた。得られたサンプルは、３３２の色相、７０の彩度、および４．６３のＢＲＲを有した。
実施例８．実施例８は、実施例１に記載したものと同様の手順で行われた。６００ｇのＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを添加すると、３５５の色相になった。６００ｇのＮａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、２０ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、および８００ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層に堆積させた。得られたサンプルは、３３２の色相、８０の彩度、および５．６３のＢＲＲを有した。
実施例９．実施例９は、実施例１に記載したものと同様の手順で行われた。５００ｇのＦｅＣｌ３・５Ｈ２Ｏを添加すると、２５の色相になった。６２５ｇのＮａ２ＳｉＯ３・５Ｈ２Ｏ、３５ｇの２０％ＳｎＣｌ４・５Ｈ２Ｏ、および６５０ｇの４０％ＴｉＣｌ４を最終層に堆積させた。得られたサンプルは、２１の色相、６７の彩度、および４．７６のＢＲＲを有した。
実施例１０．現在の技術と同様の色空間にアクセスする市販の比較顔料について、ＢＲＲ値を評価した。表１に、実施例１〜９および市販の顔料のＢＲＲ、色相、および彩度の値を示す。約３を超えるＢＲＲ値を示す市販の顔料は、酸化鉄の第１層を有さず、カルミンなどの有機染料も使用する。酸化鉄の第１層を有する市販の顔料は、約３を超えるＢＲＲ値を示すことができなかった。対照的に、本技術に従って調製された実施例１〜９は、約３を超えるＢＲＲ値を示した。
特定の実施形態を図示および説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義されているそのより広範な態様における技術から逸脱することなく、当該技術分野における通常の技術に従って変更および修正を加えることができることを理解されたい。
本明細書で実例として説明される実施形態は、本明細書に具体的には開示されていないいかなる要素または複数の要素、制限または複数の制限の不在下でも適切に実施され得る。したがって、例えば、「を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「を含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」などの用語は、広範にかつ制限なしで読まれることになっている。さらに、本明細書で採用される用語および表現は、説明の用語として使用されており、制限の用語として使用されてはおらず、このような用語および表現の使用において、示されおよび説明される特徴またはその部分のいかなる等価物も除外することを意図するものではなく、特許請求された技術の範囲内で種々の変更が可能であることが認識される。さらに、「から本質的になる」という句は、具体的に引用される複数の要素、および特許請求される技術の基本的かつ新規の特徴に実質的に影響しない追加の要素を含むよう理解されることになっている。「からなる」という句は、指定されていないいかなる要素も除外する。
本開示は、本出願に記載された特定の実施形態に関して限定されるものではない。多くの修正および変形は、当業者に明らかになるように、その主旨および範囲から逸脱することなく行うことができる。本開示の範囲内の機能的に等価の方法は、本明細書に列挙されたものに加えて、上述の説明から当業者に明らかとなる。このような修正および変形は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。本開示は、添付の特許請求の範囲、およびそのような特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲によってのみ限定されるべきである。本開示が、もちろん変わり得る特定の方法、試薬、化合物組成、または生物系に限定されないことを理解されたい。本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではないことも理解されたい。
さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループに関して記載されている場合、当業者は、本開示がまた、マーカッシュグループのメンバーの任意の個々のメンバーまたはサブグループの観点から記載されることを認識するであろう。
当業者には理解されるように、任意のおよび全ての目的のために、特に書面による説明を提供する観点から、本明細書に開示される全ての範囲は、その可能な部分範囲および部分範囲の組み合わせをも包含する。いかなる列挙された範囲も、少なくとも等しい半分、１／３、１／４、１／５、１／１０などへと分解される同じ範囲を十分に説明および可能にするものとして容易に認識することができる。非限定例として、本明細書で考察される各範囲は、下位の１／３、中間の１／３、および上位の１／３などへと容易に分解されることができる。また、当業者によって理解されることになっているように、「最高」、「少なくとも」、「より大きな」、「より小さな」、およびこれらに類するものなどの言葉は全て、列挙された数を含み、先に考察した下位範囲へと後に分解することができる範囲を指す。最後に、当業者には理解されるように、範囲は各々の個々の部材を含む。
本明細書で参照される、全ての刊行物、特許出願、発行された特許、および他の文書は、各々の個々の刊行物、特許出願、発行された特許、または他の文書が、その全体が参照により本明細書に組み込まれるように具体的かつ個別的に示されるように参照によって本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる本文に含まれる定義は、本開示における定義と矛盾する範囲で除外される。
他の実施形態は、後続の特許請求の範囲に記載されている。
Claims (45)
- 無機、非四分の一波、不均一多層効果顔料であって、
約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの光学的厚さを有する吸収性光学活性金属酸化物層をその上に含む板状基材と、
前記吸収性光学活性金属酸化物層上の、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する低屈折率材料の層と、
前記低屈折率材料上の、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの光学的厚さを有する非吸収性高屈折率材料の最外光学活性層と、を含み、
前記多層効果顔料が、等式
ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）に従う、少なくとも３の青色反射率（ＢＲＲ）を示し、
青色最大が、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長にわたって示される最大反射率であり、
緑色最小が、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長にわたって示される最小反射率である、多層効果顔料。 - 前記板状基材が、天然雲母、合成雲母、ガラスフレーク、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、タルク、オキシ塩化ビスマス、天然真珠、パーライト、窒化ホウ素、酸化亜鉛、天然ケイ酸塩、合成ケイ酸塩、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の効果顔料。
- 前記板状基材が合成雲母を含む、請求項１または２に記載の効果顔料。
- 前記合成雲母がフッ素金雲母を含む、請求項３に記載の効果顔料。
- 前記吸収性光学活性金属酸化物層が４０ｎｍ〜１５０ｎｍの光学的厚さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記低屈折率材料層が２０ｎｍ〜２００ｎｍの光学的厚さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記非吸収性高屈折率材料層が６０ｎｍ〜１５０ｎｍの光学的厚さを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記非吸収性高屈折率材料がｎ＞１．８の屈折率を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記非吸収性高屈折率材料層が約２．００〜約３．３０の屈折率を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記低屈折率材料がｎ≦１．８の屈折率を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記吸収性光学活性金属酸化物層が酸化鉄を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記酸化鉄層が、赤鉄鉱、磁鉄鉱、またはマグヘマイトを含む、請求項１１に記載の効果顔料。
- 前記低屈折率層がシリカを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記シリカが非晶質シリカを含む、請求項１３に記載の効果顔料。
- 前記高屈折率層がチタニアを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記チタニアが、アナターゼ、ルチル、またはこれらの混合物を含む、請求項１４に記載の効果顔料。
- 前記ＢＲＲが約３．５〜約６である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記ＢＲＲが約３．８〜約５．５である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記青色最大と緑色最小がラッカー媒体中で測定される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記ラッカー媒体がニトロセルロースである、請求項１９に記載の効果顔料。
- 前記青色最大と緑色最小が、Ｄ６５光源を備えたＢｙｋ Ｍａｃ分光光度計を使用して、１５°の非鏡面観測角で測定される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記効果顔料には有機材料が含まれない、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記効果顔料が、無機基材および無機層からなる、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 効果顔料を製造する方法であって、
光学コーティングで板状基材をコーティングすることを含み、前記コーティングすることは、以下のステップ、
前記板状基材上に吸収性光学活性金属酸化物層を堆積させるステップであって、前記吸収性光学活性金属酸化物層が約２０ｎｍ〜４００ｎｍの光学的厚さを有する、堆積させるステップと、
前記吸収性光学活性金属酸化物層上に低屈折率材料層を堆積させるステップであって、前記低屈折率材料層が約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの光学的厚さを有する、堆積させるステップと、
前記低屈折率材料層上に非吸収性高屈折率材料層を堆積させるステップであって、前記非吸収性高屈折率材料層が約５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さを有する、堆積させるステップと、を含み、
前記効果顔料が、等式
ＢＲＲ＝（青色最大）／（緑色最小）に従う、少なくとも３の青色反射率（ＢＲＲ）を示し、
青色最大が、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長にわたって示される最大反射率であり、
緑色最小が、４５０ｎｍ〜６００ｎｍの波長にわたって示される最小反射率である、方法。 - 前記板状基材が、天然雲母、合成雲母、ガラスフレーク、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、タルク、オキシ塩化ビスマス、天然真珠、パーライト、窒化ホウ素、酸化亜鉛、天然ケイ酸塩、合成ケイ酸塩、またはこれらの２つ以上の任意の混合物を含む、請求項２４に記載の方法。
- 前記堆積させることが、化学蒸気、物理蒸気、または湿式化学プロセスを含む、請求項２４〜２５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記堆積させることが湿式化学プロセスを含む、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記効果顔料が、５８０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の吸収を示す、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記吸収性光学活性金属酸化物層が酸化鉄を含む、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記酸化鉄層が、赤鉄鉱、磁鉄鉱、またはマグヘマイトを含む、請求項２９に記載の効果顔料。
- 前記低屈折率層がシリカを含む、請求項２４〜３０のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記シリカが非晶質シリカを含む、請求項３１に記載の効果顔料。
- 前記高屈折率層がチタニアを含む、請求項２４〜３２のいずれか一項に記載の効果顔料。
- 前記チタニアが、アナターゼ、ルチル、またはこれらの混合物を含む、請求項３３に記載の効果顔料。
- 前記効果顔料が約５０〜約８０の色度を示す、請求項２４〜３４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記効果顔料が、約２０〜約３２０の色相を示す、請求項２４〜３５のいずれか一項に記載の方法。
- 前記効果顔料が、約３．５〜約６のＢＲＲを示す、請求項２４〜３６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記効果顔料には有機材料が含まれない、請求項２４〜３７のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項１〜２３のいずれか一項に記載の効果顔料のいずれかを含む製品。
- 前記製品が、化粧品、自動車用塗料、工業用塗料、インク、およびプラスチックを含む、請求項３９に記載の製品。
- 前記製品が化粧品である、請求項４０に記載の製品。
- 化粧品的に適切な担体材料をさらに含む、請求項４１に記載の製品。
- 前記化粧品が、クリーム、エマルジョン、ミルク、フォーム、ジェル、ローション、ムース、軟膏、ペースト、パウダー、スプレー、懸濁液、またはこれらの組み合わせである、請求項４１〜４２のいずれか一項に記載の製品。
- 前記化粧品が、コンシーリングスティック、ファンデーション、ステージメイク、マスカラ、アイシャドウ、ヘアカラー、口紅、リップグロス、コールペンシル、アイライナー、ほお紅、アイブロウペンシル、クリームパウダー、ネイルエナメル、スキングロッサースティック、ヘアスプレー、フェイスパウダー、レッグメイク、虫除けローション、ネイルエナメルリムーバー、パヒュームローション、またはシャンプーである、請求項４１〜４３のいずれか一項に記載の製品。
- 皮膚の外観を変える方法であって、光学的有効量の請求項４１〜４４のいずれか一項に記載の製品を個体の皮膚に適用することを含む、方法。
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