説明

フレーク状粒子を調製するためのプロセス

本発明は、面平行な小板を生成するためのプロセスであって、:
a)水に溶かし得る分離剤Iをキャリヤー上に付着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)水に溶かし得ない分離剤IIを工程a)の分離剤層上に蒸着させる工程と、
c)少なくとも一つの生成物層を工程b)の分離剤層上に蒸着させる工程と、
d)水に溶かし得ない分離剤IIを工程c)の生成物層上に蒸着させる工程と、
e)工程a)の分離剤層を水中に溶解させ、少なくとも一つの生成物層が、側部表面を除く上部表面および下部表面を分離剤IIで覆われている面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と、
f)工程b)およびd)の分離剤層を溶剤中に溶解させ、少なくとも一つの層を含む生成物が面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含むプロセスに関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、面平行な小板を生成するためのプロセスであって、:
a)水に溶かし得る分離剤Iをキャリヤー上に付着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)水に溶かし得ない分離剤IIを工程a)の分離剤層上に蒸着させる工程と、
c)少なくとも一つの生成物層を工程b)の分離剤層上に蒸着させる工程と、
d)水に溶かし得ない分離剤IIを工程c)の生成物層上に蒸着させる工程と、
e)工程a)の分離剤層を水中に溶解させ、少なくとも一つの生成物層が、側部表面を除く上部表面および下部表面を分離剤IIで覆われている面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と、
f)工程b)およびd)の分離剤層を溶剤中に溶解させ、少なくとも一つの層を含む生成物が面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含むプロセスに関する。
【0002】
PVD(物理蒸着)により、SiOまたはSiO保護層を上に蒸着させたアルミニウムフレークは、公知である。
【0003】
国際公開公報第00/69975号には、
(a)誘電体材料、たとえば、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素の層と、
(b)金属、たとえば、アルミニウムの層と、
(c)誘電体材料、たとえば、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素の層と、を含むアルミニウムフレークが開示されている。誘電体の層の厚さは、金属の光学的特性が有意な影響を受けないような厚さ、すなわち10〜20nmの範囲にある。
【0004】
米国特許第A−6,013,370号には、
(a)誘電体材料、たとえば、二酸化ケイ素の層と、
(b)金属、たとえば、アルミニウムの層と、
(c)誘電体材料、たとえば、二酸化ケイ素の層と、を含むアルミニウムフレークが開示されている。誘電体の層の厚さは、金属の光学的特性が有意な影響を受けないような厚さ、すなわち50〜200nmの範囲にある。
【0005】
国際公開公報第00/24946号の実施例2において、SiO被覆アルミニウムフレークの製造が記載されている。記載によると、SiO保護層の厚さは15nm以下である。
【0006】
不連続的な多工程方法は、偽造に対する紙幣の安全性を高めるために使用されるものなど、光学的に可変である顔料小板の生成に使用される(欧州特許第A−227423号)。米国特許第B−5,278,590号が類似の方法を記載している。米国特許第B−4,168,985号(Venis)、米国特許第B−3,123,489号(Bolomeyら)および米国特許第B−5,156,720号(Rosenfeld)では、使用される分離剤が無機塩であり、これらの塩が後続の工程で溶剤として水を使用して溶解される結果、生成物層が水性懸濁液中にフレークの形態で存在する。
【0007】
国際公開公報第99/65618号(Kittler)によると、ワックス状の物質を蒸発させた後、同じ真空下で、生成物層を蒸着またはスパッタリングする。通例は回転する円筒であるキャリヤーを数多く輪転させた後、n枚の層(ワックス/金属)の配列を掻き落とす。さらなる工程において、真空装置の外側で、集めたペーストからワックスを溶剤によって洗い流す。いずれの場合も、続いて再加工または廃棄する必要がある大量の溶剤が生成物の洗浄に必要である。
【0008】
PVD方法によるそのような層のための有機物質の蒸発性に関する例は、米国特許第B−6,101,316号(Nagashimaら)、ドイツ特許第A−2706392号(米国特許第B−4268541号、Ikedaら)、ドイツ特許第A−2009080号(米国特許第B−3678888号、Daviesら)および米国特許第B−3547683号(Williams、Hayes)に記載されている。
【0009】
これらの刊行物によると、付加ポリマーおよび縮合ポリマー、シリコーン樹脂、フタロシアニン染料ならびに天然物質、たとえばコロホニーを蒸発させる。PVD方法を使用して有機ポリマー層を生成するさらなる方法が米国特許第B−5,440,446号(Shaw)に記載されており、そこでは液体モノマーを蒸発させ、冷却したローラー上を通過する膜キャリヤー上で濡れ形態で凝縮させ、同じローラー上で、電子線照射により直ちに重合させることにより、固体膜を形成する。その後、金属層、通例はアルミニウムを蒸着させる。
【0010】
米国特許第B−4,382,985号は、フルオロアルキルアクリレートモノマーのプラズマ重合による基材へのポリマー膜の付着を開示している。米国特許第B−5,904,958号から、真空方法によって有機モノマーを基材に付着させ、その後、重合を実施することが公知である。日本特許第11−140626A号(公開特許公報英文抄録)から、トリアジンモノマーの薄い膜を、たとえば真空法により、基材に塗布した後、重合を実施することが公知である。
【0011】
これらすべての方法の目的は、堅く密着した保護層を生成することである。溶剤中での急速な溶解は好ましくなく、損傷をもたらすことさえある。
【0012】
ドイツ特許第A−19933230号およびドイツ特許第A−19935181号(Moosheimerら)は、好ましくは水溶性である有機モノマー、特にトリアジンモノマーを含む剥離層または保護層を開示している。このような層は、温水を使用することにより、溶解させて除くことができるが、生成物から取り除くのが困難であるため、本発明による方法には好適ではない。
【0013】
米国特許第3697070号は、不溶性である樹脂担持型の平面反射金属フレークを記載している。不溶性である樹脂担持型の平面反射金属フレークを生成するには、まずポリエチレンテレフタレート膜を剥離被覆で表面加工し、剥離被覆を乾燥させ、その上に不溶性樹脂を付着させ、樹脂層を乾燥させ、アルミニウム膜を不溶性樹脂膜に蒸着させ、不溶性樹脂をアルミニウム層に付着させ、樹脂層を乾燥させ、剥離層をアセトン中に溶解する。樹脂は、堅く密着した保護層として機能する。
【0014】
国際公開公報第03046245号は、気化した高分子剥離被覆層および蒸着した金属層の交互に並ぶ層を真空下で付着させ、順に多層構造を作り上げることを含む、金属フレークを作製するためのプロセスを記載している。高分子剥離被覆を有機溶剤中に溶解させることにより、多層構造が基材から取り除かれ、単一層の金属フレークが得られる。
【0015】
国際公開公報第02/094945号(Weinert)は、面平行な小板を生成するための方法であって、:
a)大気圧力を下回る圧力においてキャリヤーに分離剤を蒸着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)大気圧力を下回る圧力において少なくとも一つの生成物層を分離剤層に蒸着させる工程と、
c)分離剤層を溶剤中に溶解させ、少なくとも一つの生成物層が面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含み、分離剤がアントラセン、アントラキノン、アセトアミドフェノール、アセチルサリチル酸、ショウノウ酸無水物、ベンズイミダゾール、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、ビフェニール−2,2−ジカルボン酸、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシアントラキノン、ヒダントイン、3−ヒドロキシ安息香酸、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホン酸一水和物、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリン、3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、イソフタル酸、4,4−メチレン−ビス−3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸無水物、フタルイミドおよびそのカリウム塩、フェノールフタレイン、フェノチアジン、サッカリンおよびその塩、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノールならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物からなる群より選択される方法に関する。
【0016】
米国特許第2005161678号は、PVD方法で生成する生成物であって、20〜2000nmの厚さと1mm未満の小さい寸法とを有する薄い面平行な構造からなる生成物を記載している。生成は、蒸発器を通過するキャリヤー上に亜酸化ケイ素を縮合させることで実施する。キャリヤーは、亜酸化ケイ素を縮合させる前に、PVD方法で、溶解することができる無機または有機分離剤で前被覆する。
【0017】
米国特許第3697070号は、少なくとも0.01mil(0.254μm)の厚さを有する比較的不溶性の樹脂性膜で両面を表面加工した金属膜を使用することにより、担持され、より平面となるフレークを記載している。担持された金属膜が分割され、フレークが形成されると、フレークはより平坦となり、その表面において光を反射する部分が拡大し、より小さい量での使用が可能となる。アルミニウムフレークの生成では、担持、たとえばポリエチレンテレフタレート(Mylar)は、溶解することができるポリマー層剥離被覆で順番に被覆され、この第一の被覆は、その後の有機溶剤による処理に際してMylar担持から簡単に脱離させることができる。次に、溶解度が制限されたポリマーの層を塗布し、強制乾燥させ、その塗布のために用いられた溶剤を取り除く。次に、アルミニウム膜を特に蒸着によって塗布する。次に、溶解度が制限されたポリマー層のさらなる層を塗布し、強制乾燥させ、一方を金属膜の表面上の層として比較的不溶性であるポリマーの二つの層のサンドイッチを形成する。担持、剥離被覆およびサンドイッチまたは積層の複合物を、剥離被覆を溶解させる溶剤(好ましくは、所望に応じて加熱することができるアセトン)の槽を通過させると、サンドイッチはMylar担持から離れる。これにより、有機溶剤中で部分的に分割したサンドイッチのスラリーが提供され、このスラリーを攪拌機で攪拌し、離層することなくサンドイッチをさらに分割し、望ましいサイズのフレークとする。
【0018】
国際公開公報第2004052999号は、(A1)SiOからなる層と、(B)層(A1)上のアルミニウムからなる層と、(A2)層(B)上のSiOからなる層とを含み、ここで0.70≦z≦2.0である、アルミニウムフレークに関する。SiO被覆アルミニウムフレークは、:
a)分離剤をキャリヤーに蒸着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)SiO層を分離剤層に蒸着させる工程と、
c)Al層をSiO層に蒸着させる工程と、
d)SiO層をAl層に蒸着させる工程と、
e)分離剤層を溶剤中に溶解させる工程と、
f)SiO被覆アルミニウムフレークを溶剤から分離し、ここで0.70≦y≦1.95、好ましくは1.0≦y≦1.80、もっとも好ましくは1.10≦y≦1.80である工程と
を含むプロセスによって得ることができる。
【0019】
国際公開公報第2004065295号は、多孔性材料を生成するためのプロセスであって、:
a)分離剤をキャリヤーに蒸着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)材料および分離剤を同時に分離剤層(a)に蒸着させる工程と、
c)材料を分離剤から分離する工程と
を含むプロセスに関する。このプロセスは、厚さの高い均一性のおよび/または高い有効表面積を有する多孔性の無機材料もしくはナノ粒子を含有するマトリックス材料を生成するのに好適である。
【0020】
国際公開公報第06/021528号は、本発明よりも早く優先日を享受するが、本発明の後に公開されるものであり、面平行な小板を生成するためのプロセスであって、:
a)キャリヤーに分離剤を蒸着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)少なくとも一つの生成物層を分離剤層に蒸着させる工程と、
c)分離剤層を溶剤中に溶解させ、少なくとも一つの生成物層が面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含み、分離剤がアントラセン、アントラキノン、アセトアミドフェノール、アセチルサリチル酸、ショウノウ酸無水物、ベンズイミダゾール、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、ビフェニール−2,2−ジカルボン酸、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシアントラキノン、ヒダントイン、3−ヒドロキシ安息香酸、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホン酸一水和物、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリン、3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、イソフタル酸、4,4−メチレン−ビス−3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸無水物、フタルイミドおよびそのカリウム塩、フェノールフタレイン、フェノチアジン、サッカリンおよびその塩、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノールならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物、特にペンタエリスリトール(C(CHOH))、トリメシン酸(=1,3,5ベンゼントリカルボン酸)、DL−アラニン、DL−バリン、2,6−ジアミノプリン、アスコルビン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、o−アセチルサリチル酸、ジフェン酸、テレフタル酸、ピロガロール、シアヌル酸、ヘキサメチルテトラミン(ウロトロピン)、フマル酸および4−アセチル安息香酸ならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物からなる群より選択されるプロセスに関する。
【0021】
したがって、本発明の課題は、PVD方法を使用して優れた表面特性を有する面平行な小板を生成するための、先に言及した先行技術に対して実質的に改良された方法を提供することである。前記の目標は、水に溶かし得る分離剤Iと、水に溶かし得ない分離剤IIとを組み合わせて使用することによって解決される。このように、分離剤Iを水中に溶解させることにより、Al/分離剤IIフレークを基材から取り除くことができ、分離剤IIにより、Alフレークを水の作用から保護する。アルミニウムフレークは、分離剤IIを不活性溶剤中に溶解させることで剥離することができる。
【0022】
したがって、本発明は、面平行な小板を生成するためのプロセスであって、:
a)水に溶かし得る分離剤Iをキャリヤーに付着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)水に溶かし得ない分離剤IIを工程a)の分離剤層に蒸着させる工程と、
c)少なくとも一つの生成物層を工程b)の分離剤層に蒸着させる工程と、
d)水に溶かし得ない分離剤IIを工程c)の生成物層に蒸着させる工程と、
e)工程a)の分離剤層を水中に溶解させ、少なくとも一つの生成物層が、側部表面を除く上部表面および下部表面が分離剤IIで覆われている面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と、
f)工程b)およびd)の分離剤層を溶剤中に溶解させ、少なくとも一つの層を含む生成物が面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含むプロセスに関する。
【0023】
本発明によると、「分離剤層を溶剤中に溶解させる」という文言は、分離剤層が溶剤中に溶解することができるか、または溶かし得ることを意味する。
【0024】
分離剤が有機分離剤である場合、真空下で昇華可能であり、50〜600℃の間、特にほぼ150℃よりも高い、とりわけ200℃よりも高い、もっとも好ましくは250〜500℃の間に融点を有しているべきである。分離剤を真空下(圧力が≦110−3mbar)で昇華させて得られる層は、分離剤IまたはIIとしての使用に応じ、有機溶剤中または水中のいずれかに溶解することができるべきである。
【0025】
分離剤IIは、水中に溶解することができないUV硬化ポリマー(米国特許第A−5904958号)であることができる。隣接する三つの蒸発器を連続して設置し、ポリマー組成物を得ることができる。第一および第三の蒸発器は、硬化後に不溶性となるモノマーを供給する。第二の蒸発器は、続けて、簡単に溶解させることができるモノマーを供給する。
【0026】
加えて、有機分離剤は、下記の条件を満たすべきである。
【0027】
このプロセスを使用し、分離剤I上に分離剤IIおよび生成物の交互に並ぶ層[分離剤I/(分離剤II、生成物)n/分離剤IIを膨大な数にわたって調製することができ、ここで、nは分離剤IIおよび生成物の繰り返しの数であり、1〜150を好ましい範囲とする。原則としてさらなる繰り返しが可能であり、繰り返しnの最大数は、分離剤Iの接着力によって画定される。
【0028】
それらは、25℃で蒸気圧が10−3Pa未満(<0.1Paの真空において室温で自己蒸発せずに材料を使用可能とするための基本的な要件)である固体で非重合性の有機化合物である。
【0029】
分離剤層は、場合により塩基の存在下で水中に急速に溶解することができ、または工業用溶剤、たとえば、例としてエタノール、イソプロパノール、ブタノール、酢酸エチル、ペトロリウムスピリット、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、トリクロロエチレンもしくは1,2−ジクロロエタン中に急速に溶解することができる。
【0030】
分離剤は、その融点未満では、蒸気圧が10〜1000Paである。その結果、本発明による分離剤を使用することにより、物質の三重点未満で昇華的蒸発が起こり、技術的に不都合なスパッター形成が避けられる。
【0031】
その上、好ましい分離剤は、1000Pa未満の真空において熱安定性が高い。
【0032】
加えて、これらの物質はアモルファス形態で凝縮する。これは、分離剤層に蒸着される高反射性の金属層を得るのに重要である。
【0033】
原則として、分離剤IおよびIIは、浸漬、転造、注入または溶射によって塗布することができるが、好ましくは物理蒸着によって塗布する。
【0034】
分離剤Iは、アントラセン、アントラキノン、アセトアミドフェノール、アセチルサリチル酸、ショウノウ酸無水物、ベンズイミダゾール、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、ビフェニル−2,2−ジカルボン酸、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシアントラキノン、ヒダントイン、3−ヒドロキシ安息香酸、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホン酸一水和物、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリン、3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、イソフタル酸、4,4−メチレン−ビス−3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸無水物、フタルイミドおよびそのカリウム塩、フェノールフタレイン、フェノチアジン、サッカリンおよびその塩、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノールならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物、特にペンタエリスリトール(C(CHOH))、トリメシン酸(=1,3,5ベンゼントリカルボン酸)、DL−アラニン、DL−バリン、2,6−ジアミノプリン、アスコルビン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、o−アセチルサリチル酸、ジフェン酸、テレフタル酸、ピロガロール、シアヌル酸、ヘキサメチルテトラミン(ウロトロピン)、フマル酸および4−アセチル安息香酸ならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物から選択される。
【0035】
水に溶解することができる好ましい有機分離剤の例は、シアヌル酸、特にペンタエリスリトール、トリメシン酸(=1,3,5ベンゼントリカルボン酸)、DL−アラニン、DL−バリン、2,6−ジアミノプリン、アスコルビン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、o−アセチルサリチル酸、ジフェン酸、テレフタル酸、ピロガロール、ヘキサメチルテトラミン(ウロトロピン)、フマル酸および4−アセチル安息香酸ならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物である。1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、テレフタル酸、ヘキサメチルテトラミン(ウロトロピン)および4−アセチル安息香酸が特に好ましく、ペンタエリスリトールがもっとも好ましい。場合により、pHを増加させる、例として塩基を添加することにより、分離剤の溶解度を改良することができる。
【0036】
分離剤IIは、ポリマー、特に溶解することができる部分的に硬化したポリマー、たとえば国際公開公報第00/24946号に記載のスチレン樹脂、たとえばDow685D押出グレードスチレン樹脂および米国特許第B−5945174号、米国特許第B−6010751号または米国特許第B−5877895号に記載のアクリレート、たとえば2−フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレートおよびラウリルアクリレート、ジセチレングリコールジアクリレート(dicetylene glycol diacrylate)、ネオペンチルグリコールジアクリレートおよびポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)またはテトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびペンタエリスリトールトリアクリレート、イソブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートおよび2−フェノキシエチルアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレートおよび1,6−ヘキサンジオールジメタクリレートならびにこれらの化合物の混合物、アダマンタンおよびアダマンタンの誘導体、たとえば1−シアノアダマンタン、1−アダマンタンカルボン酸、1−ヒドロキシアダマンタン、2−ヒドロキシアダマンタン、2−オキソアダマンタン、ジフェン酸、7−ヒドロキシクマリン、ベンゾグアナミン(2,4,6−ジアミノ−4−フェニル−1,3,5−トリアジン)、フェロセン、ショウノウおよび誘導体、アントラセン、9,10−アントラキノンおよびピロメリット酸二無水物から選択される。非高分子有機分離剤は、高分子分離剤に対して好ましい。
【0037】
ベンズイミダゾール、ジヒドロキシアントラキノン、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリンおよびこれらの物質の少なくとも二つの混合物は、分離剤IIとして好適であり、アセトアミドフェノール、アントラセン、アントラキノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、フェノールフタレイン、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノールおよびこれらの物質の少なくとも二つの混合物は、分離剤IIとして特に好適である。
【0038】
生成物層は、真空下で昇華可能である任意の材料からなることができ、本発明のプロセスによって加工することができる。生成物層は、材料の混合物からなることができる(国際公開公報第04/065492号を参照されたい)。物理蒸着(PVD)によって付着させる生成物は、一つを上回る層、例として二つ、三つまたは五つの層から構成することができる(国際公開公報第04/052999号)。本発明の好ましい実施態様では、プロセスの生成物は、場合によりさらなる層を含む面平行な金属小板であるか、または場合によりさらなる層を含む、「高い」もしくは「低い」屈折率を有する誘電体材料の面平行な小板である。
【0039】
金属の例は、Al、Cu、Mo、V、Ag、Cr、Zr、Nb、Ni、Fe、Co、Ti、Au、Pd、W、Hf、Rh、Ir、Pt、Cdまたはその合金、たとえばクロム−ニッケル、鉄−ニッケル、鉄−クロムおよびニッケル−コバルトであり、Cu,Ag,TiもしくはAlまたはその合金が好ましく、Alまたはその合金がもっとも好ましい。一つを上回る層を含む生成物の例を後に示す。「高い」または「低い」屈折率を有し、真空下で昇華可能である誘電体材料の例を後に記載する。MgFフレークが好ましい。SiOフレークがもっとも好ましい。本発明の好ましい実施態様では、分離剤IIおよび生成物の複数の層を交互に付着させ、各生成物層の上部表面および下部表面を分離剤IIの層で覆う。分離剤IIは、多層スタック内で変化する(分離剤層I上の分離剤層IIがその後の分離剤層IIと異なる)ことができるが、好ましくはすべての層で同じである。
【0040】
工程e)で得られる面平行な小板の前駆体は新規である。したがって、本発明は、面平行な小板の前駆体であって、:
(A1)水中に溶かし得ない分離剤IIからなる層と、
(B)層(A1)上の少なくとも一つの生成物層と、
(A2)層(B)上の分離剤IIからなる層と
を含む面平行な小板の前駆体にも関する。面平行な小板の前駆体は、分離剤I上の分離剤IIおよび生成物の膨大な数の交互に並ぶ層を含むことができる。本発明の面平行な小板の前駆体は、生成物層の下部および上部表面が分離剤IIの連続層で覆われ、生成物層、たとえば、例としてAl層が水の作用から保護されることを特徴とする。
【0041】
分離剤層(A1)および(A2)の層厚さは、20〜500nm、特に50〜300nmである。具体的に好ましい実施態様では、50〜250nmである。
【0042】
本発明の好ましい実施態様では、生成物層は、金属、特にAl、Cu、Mo、V、Ag、Cr、Zr、Nb、Ni、Fe、Co、Ti、Au、Pd、W、Hf、Rh、Ir、Pt、Cdもしくはその合金、特にAl、Cu、AgもしくはTi;またはSiOからなり,ここで0.70≦y≦1.95、好ましくは1.0≦z≦1.8、もっとも好ましくは1.0≦z≦1.6である。
【0043】
面平行な小板の前駆体は、面平行な小板を生成するために使用することができる。
【0044】
Alフレーク、SiO被覆アルミニウムフレークおよびSiOフレークに基づいて本発明をより詳細に例示するが、これらに限定されるものではない。
【0045】
具体的に好ましい実施態様では、本発明のプロセスを使用してアルミニウムフレークを調製する。
a)水中に溶かし得る分離剤Iをキャリヤーに付着させ、分離剤層を生成する工程、
b)水中に溶かし得ない分離剤IIを工程a)の分離剤層に蒸着させる工程、
c)アルミニウム層を工程b)の分離剤層に蒸着させる工程、
d)水中に溶かし得ない分離剤層IIを工程c)のアルミニウム層に蒸着させる工程、
e)工程a)の分離剤層を水中に溶解させ、アルミニウム層が、側部表面を除く上部表面および下部表面が分離剤IIで覆われている面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程、および
f)工程b)およびd)の分離剤層を溶剤中に溶解させ、アルミニウムが面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程。
【0046】
分離剤IIは、好ましくは、有機溶剤に容易に溶解することができ、かつアルミニウムと反応しない分離剤である。
【表1】

【0047】
基材上の第一層、たとえばドラム、バンドまたはポリマーホイルは、ペンタエリスリトール(または相当する層)であり、水に溶解することができる。ペンタエリスリトール層の上部に直接接する層は、先に列挙した水に溶解することができない有機化合物だけでなく、米国特許第4382985号、米国特許第5945174号および米国特許第5440446号で言及されているアクリレートからも作製することができる。分離剤IIは、ペンタエリスリトールの表面を可能な限り良好に湿潤すべきであり、可能であれば、ある程度の水平化効果を備える、すなわち表面を円滑にすべきである。
【0048】
本発明の好ましい実施態様では、分離剤Iがペンタエリスリトールであり、分離剤IIが(モノ、ジ、トリもしくはテトラ)アクリレートまたはメタクリレートである。このようなアクリレートは、一方ではペンタエリスリトール層を湿潤し、他方ではAlが蒸着される第一境界面を水平化する。多層スタックを生成する場合、その後の分離剤層IIは、分離剤層IIの第一層と異なることができる。その後の分離剤層IIは、異なるアクリレートもしくは(メタ)アクリレートまたは先の表の有機化合物であることができ、下記の層構造となる。
【表2】

【0049】
Al/メタクリレートまたは有機化合物層の数は、第一の水に溶解することができるペンタエリスリトール層の破壊限界によって画定される。
【0050】
先に言及したプロセスは、高い面平行度と、平均厚さの±10%、好ましくは±5%の領域において画定される厚さとを有するアルミニウムフレークを提供にする。
【0051】
アルミニウムフレークは、少なくとも2μm、特に2〜20μm、より特には3〜15μm、もっとも好ましくは5〜15μmの平均直径を有する。アルミニウムフレークの厚さは、一般的に10〜150nm、特に10〜100nm、さらに特には30〜60nmである。
【0052】
さらなる層をアルミニウム基材に塗布することにより、このようなアルミニウムフレークをさらに加工し、光学的に可変である特性を有する顔料を得ることができる。
【0053】
アルミニウムフレークの表面全体をFeで被覆することができ、ここで、Feは、好ましくは10〜50nmの厚さを有するか、またはアルミニウムフレークをSiO(厚さ=250〜700nm)およびFe(厚さ=10〜40nm)の層で連続的に被覆することができる。
【0054】
好ましい実施態様では、本発明は、アルミニウム(アルミニウム)フレークの面平行な小板であって、:
(A1)SiOからなる層と、
(B)層(A1)上のアルミニウムからなる層と、
(A2)層(B)上のSiOからなる層と
を含み、ここで0.70≦z≦2.0である面平行な小板を生成するためのプロセスに関する。前記の実施態様において、工程c)は、三つの部分的な工程c1)、c2)およびc3)として:
c1)SiO層を分離剤層に蒸着させる工程と、
c2)Al層をSiO層に蒸着させる工程と、
c3)SiO層をAl層に蒸着させる工程と
に分類される。
【0055】
工程e)で得られる面平行な小板の前駆体は、新規である。したがって、本発明は、面平行な小板の前駆体であって、:
(A1)水中に溶かし得ない分離剤IIからなる層と、
(B)層(A1)上の生成物層、たとえばアルミニウム層と、
(A2)層(B)上の分離剤IIからなる層と
を含む面平行な小板の前駆体、特にアルミニウムフレークであって、:
(A1)水中に溶かし得ない分離剤IIからなる層と、
(B1)層(A1)上のSiOからなる層と、
(B)層(B1)上のアルミニウムからなる層と、
(B2)層(B)上のSiOからなる層と、
(A2)層(B2)上の分離剤IIからなる層と
を含み、ここで0.70≦z≦2.0であるアルミニウムフレークに関する。
【0056】
SiO層の層厚さは、10〜50nm、好ましくは20〜30nmまたは50〜100nmであり、好ましい範囲内であれば同じ厚さである必要はない。
【0057】
アルミニウムからなる層(B)の層厚さは、一般的には10〜100nm、好ましくは30〜50nmである。
【0058】
さらなる好ましい態様では、アルミニウムからなる層(B)の層厚さは、40〜150nm、好ましくはほぼ100nmであり、SiO層(A1)および(A2)の層厚さは、50〜200nm、特にほぼ100nmである。
【0059】
耐侯安定性および耐光堅牢度を高めるため、200℃を上回り、好ましくは400℃を上回りかつ600℃を下回る温度で、空気またはもう一つの酸素含有ガスを用いて、0.70≦y≦1.8であるSiO層を酸化するか、またはSiO層に変換することができる。例として、酸素含有雰囲気中で数時間にわたって≦500℃で加熱することにより、SiO(y=1)で被覆されたアルミニウムフレークをSiO(z=1.40〜2.00)で被覆されたアルミニウムフレークに変換することができる。このプロセスでは、SiO全体がSiOに変換されるわけではない場合、SiO層がSiO層の表面に形成され、アルミニウム層に向かうにつれてyが漸減する。
【0060】
そのため、本発明のさらなる好ましい実施態様は、アルミニウムフレークであって、:
(A1)水中に溶かし得ない分離剤IIからなる層と、
(C1)SiOからなる層と、
(B1)層(C1)上のSiOからなる層と、
(B)層(A1)上のアルミニウムからなる層と、
(B2)層(B)上のSiOからなる層と、
(C2)層(A2)上のSiOからなる層と、
(A1)分離剤IIからなる層と
を含み、ここで0.70≦y<1.95、好ましくは1.0≦y≦1.8、もっとも好ましくは1.4≦y≦1.8であるアルミニウムフレークに関する。
【0061】
アルミニウムからなる層(B)の層厚さは、一般的には10〜100nm、好ましくは30〜50nmである。
【0062】
SiOからなる層(B1)、SiOからなる層(C1)、SiOからなる層(B2)およびSiOからなる層(C2)の層厚さは、アルミニウムフレークが最終生成物である場合、10〜50nm、好ましくは20〜30nm、または50〜200nmであり、アルミニウムフレークが干渉顔料の中間物である場合、200〜500nmである。
【0063】
仕上がったアルミニウムフレークに後被覆または後処理を施すことも可能であり、これにより、光安定性、耐侯安定性、および化学安定性がさらに増加し、または顔料の取り扱い、特に各種媒体への混和が促進される。例として、欧州特許第A−477433号、欧州特許第A−826745号または欧州特許第A−1084198号に記載されているプロセスが、後処理または後被覆として好適である。
【0064】
さらなる層で被覆することにより、アルミニウムフレークをさらに干渉顔料に変換することができる。このような顔料の基本的な構造が、例として、欧州特許第A−571836号、欧州特許第A−708154号、欧州特許第A−768343号、欧州特許第A−1025168号および国際公開公報第00/34395号に記載されている。
【0065】
水性組成物中でアルミニウムフレーク(フレーク形態のアルミニウム)を使用することができるようにするには、これらの顔料を水による腐食から保護する必要がある。R.BesoldのAluminiumpigmente fuer waussrige Beschichtungen-Widerspruch oder Wirklichkeit?, Farbe+Lack 97 (1991)311〜314によると、アルミニウム顔料の安定化のための多数の手順が公知であり、これらは下記の二つの群に分類することができる。
−顔料表面への腐食防止剤の吸着
−リン酸エステル:ドイツ特許第A−3020073号、欧州特許第A−170474号、欧州特許第A−133644号、米国特許第A−4,565,716号、米国特許第A−4,808,231号、
−リン酸塩および亜リン酸塩:米国特許第A−4,565,716号、米国特許第A−4,808,231号、欧州特許第A−240367号、
−バナジウム酸塩:欧州特許第A−305560号、欧州特許第A−104075号、
−クロム酸塩:米国特許第A−2,904,523号、米国特許第A−4,693,754号、欧州特許第A−259592号、
−二量体酸:ドイツ特許第A−3002175号、および
−連続無機保護層による顔料の封入
−SiO:米国特許第A−2,885,366号、米国特許第A−3,954,496号、
−Fe:ドイツ特許第A−3003352号、
−TiO:ドイツ特許第A−3813335号、
または有機保護層による顔料の封入
−ドイツ特許第A−3630356号、ドイツ特許第A−3147177号、欧州特許第A−477433号、特にリン酸で改質された樹脂:欧州特許第A−170474号、カナダ特許第A−1,273,733号、オーストリア特許第A−372696号、ドイツ特許第A−3807588号、欧州特許第A−319971号。
【0066】
アルミニウムフレークは、実質的に平行である二つの面を有するアルミニウムコアを有し、この面間の距離がコアの最短軸であり、側部面ではない平行な面が酸化ケイ素で被覆される。さらに、酸化ケイ素で被覆されたアルミニウムフレークは、2μm〜5mmの長さ、2μm〜2mmの幅および30〜800nmの厚さを有し、長さと厚さの比率は少なくとも2:1である。アルミニウムフレークは、1〜60μm、好ましくは2〜40μm、もっとも好ましくは5〜20μmの長さおよび幅を有することが好ましい。長さと厚さの比率は、およそ2:1〜およそ800:1である。長さと幅の比率は、3:1〜1:1である。
【0067】
酸化ケイ素/アルミニウムフレークは、均一な形状ではない。それにもかかわらず、簡潔にするため、フレークが「直径」を有していると表現する。酸化ケイ素/アルミニウムフレークは、高い面平行度を有し、かつ平均厚さの±10%、特に±5%の範囲で画定される厚さを有する。酸化ケイ素/アルミニウムフレークは、30〜800nm、とりわけ70〜110nmの厚さを有する。現在のところ、フレークの直径は、好ましくはおよそ2〜40μm、より好ましくはおよそ5〜20μmの範囲であることが好ましい。このため、本発明のフレークのアスペクト比率は、およそ40〜290という好ましい範囲に収まる。
【0068】
特に好ましい態様では、酸化ケイ素/金属基材に基づく干渉顔料は、「高い」屈折率、すなわちおよそ1.65を上回る、好ましくはおよそ2.0を上回る、もっとも好ましくはおよそ2.2を上回る屈折率を有する誘電体材料のさらなる層を含み、この層が酸化ケイ素/金属基材の表面全体に塗布される。このような誘電体材料の例は、硫化亜鉛(ZnS)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、二酸化チタン(TiO)、炭素、酸化インジウム(In)、インジウムスズ酸化物(ITO)、五酸化タンタル(Ta)、酸化クロム(Cr)、酸化セリウム(CeO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ユウロピウム(Eu)、酸化鉄、たとえば酸化鉄(II)/酸化鉄(III)(Fe)および酸化鉄(III)(Fe)、窒化ハフニウム(HfN)、炭化ハフニウム(HfC)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化ランタン(La)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ネオジム(Nd)、酸化プラセオジム(Pr11)、酸化サマリウム(Sm)、三酸化アンチモン(Sb)、一酸化ケイ素(SiO)、三酸化セレン(Se)、酸化スズ(SnO)、三酸化タングステン(WO)またはこれらの組み合わせである。誘電体材料は、好ましくは金属酸化物である。金属酸化物は、吸収特性を有する、または有さない単一の酸化物または酸化物の混合物、例としてTiO、ZrO、Fe、Fe、Cr、チタン酸鉄、酸化鉄水和物、亜酸化チタンもしくはZnOであることが可能であり、TiOが特に好ましい。TiO層の上部に、屈折率が低い金属酸化物の層を塗布することができる。使用することができる好適な低屈折率誘電体材料の限定されない例としては、二酸化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(Al)および金属フッ化物、たとえばフッ化マグネシウム(MgF)、フッ化アルミニウム(AlF)、フッ化セリウム(CeF)、フッ化ランタン(LaF)、フッ化アルミニウムナトリウム(NaAlFもしくはNaAl14など)、フッ化ネオジム(NdF)、フッ化サマリウム(SmF)、フッ化バリウム(BaF)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化リチウム(LiF)ならびにこれらの組み合わせ、またはおよそ1.65以下の屈折率を有する他の任意の低屈折率材料が含まれる。例として、有機モノマーおよびポリマーを低率材料として利用することができ、これらの材料としては、ジエンまたはアルケン、たとえばアクリレート(メタクリレートなど)、ペルフルオロアルケンのポリマー、ポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)のポリマー、パリレン、p−キシレン、これらの組み合わせ等が含まれる。また、上記の材料としては、その開示が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第5,877,895号または欧州特許第A−733,919号に記載されている方法によって付着させることができる、蒸発、凝縮、架橋結合された透明なアクリレート層が含まれる。SiO、Al、AlOOH、Bまたはこれらの混合物が好ましい。SiOがもっとも好ましい。
【0069】
金属酸化物層は、CVD(chemical vapour deposition:化学蒸着)または湿式化学被覆によって塗布することができる。金属酸化物層は、水蒸気の存在下(分子量が比較的低い金属酸化物、たとえば磁鉄鉱)または酸素および必要に応じて水蒸気の存在下(酸化ニッケルおよび酸化コバルトなど)における金属カルボニルの分解によって得ることができる。金属酸化物層は、特に、金属カルボニル(鉄ペンタカルボニル、ヘキサカルボニルクロムなど;欧州特許第A−45 851号)の酸化的気相分解によって、金属アルコラート(チタンならびにジルコニウムテトラ−n−および−イソ−プロパノラートなど;ドイツ特許第A−41 40 900号)もしくは金属ハロゲン化物(四塩化チタンなど;欧州特許第A−338 428号)の加水気相分解によって、オルガニルスズ化合物(特にアルキルスズ化合物、たとえばテトラブチルスズおよびテトラメチルスズ;ドイツ特許第A−44 03 678号)の酸化的分解によって、または欧州特許第A−668 329号に記載さているオルガニルケイ素化合物(特に、ジ−tert−ブトキシアセトキシシラン)の気相加水の方法によって塗布され、被覆作業を流動床反応器において実施することが可能である(欧州特許第A−045 851号および欧州特許第A−106 235号)。
【0070】
ドイツ特許第A−42 36 332号、欧州特許第A−678 561号および欧州特許第A−826 745号に記載さている不動態化方法にしたがい、金属の酸化物−ハロゲン化物(CrOCl、VOClなど)、特に酸ハロゲン化リン(POClなど)、リン酸およびホスホン酸エステル(亜リン酸ジメチル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸ジエチルおよび亜リン酸トリエチルなど)ならびにアミノ基を含有するオルガニルケイ素化合物(3−アミノプロピルトリエトキシシランおよび3−アミノプロピルトリメトキシシランなど)の加水気相分解または酸化的気相分解により、リン酸塩、クロム酸塩および/またはバナジウム酸塩を含有する金属酸化物層ならびにリン酸塩およびSiOを含有する金属酸化物層を塗布することができる。
【0071】
ジルコニウム、チタン、鉄および亜鉛の金属酸化物、これらの金属の酸化物水和物、チタン酸鉄、亜酸化チタンまたはこれらの混合物の層を湿式化学方法による沈殿によって塗布することが好ましく、適宜、金属酸化物を還元することが可能である。湿式化学被覆の場合、真珠光沢顔料の生成用に開発された湿式化学被覆方法を使用することができる。これらの湿式化学被覆方法は、例として、ドイツ特許第A−14 67 468号、ドイツ特許第A−19 59 988号,ドイツ特許第A−20 09 566号、ドイツ特許第A−22 14 545号、ドイツ特許第A−22 15 191号、ドイツ特許第A−22 44 298号、ドイツ特許第A−23 13 331号、ドイツ特許第A−25 22 572号、ドイツ特許第A−31 37 808号、ドイツ特許第A−31 37 809号、ドイツ特許第A−31 51 343号、ドイツ特許第A−31 51 354号、ドイツ特許第A−31 51 355号、ドイツ特許第A−32 11 602号およびドイツ特許第A−32 35 017号、ドイツ特許第195 99 88号、国際公開公報第93/08237号、国際公開公報第98/53001号ならびに国際公開公報第03/6558号に記載されている。
【0072】
屈折率が高い金属酸化物は、好ましくはTiOおよび/または酸化鉄であり、屈折率が低い金属酸化物は、好ましくはSiOである。TiOの層は、ルチル型またはアナターゼ型であることができ、ルチル型が好ましい。例として、欧州特許第A−735,114号、ドイツ特許第A−3433657号、ドイツ特許第A−4125134号、欧州特許第A−332071号、欧州特許第A−707,050号または国際公開公報第93/19131号に記載されている、アンモニア、水素、炭化水素蒸気もしくはこれらの混合物または金属粉末といった公知の手段によってTiO層を還元することもできる。
【0073】
例として、ドイツ特許第A−195 01 307号に記載されている方法と同様に、適宜、有機溶剤および塩基触媒の存在下でソルゲルプロセスによって一つ以上の金属酸エステルの制御加水分解を行い、金属酸化物層を生成することにより、金属酸化物層を得ることも可能である。
【0074】
TiO層の厚さは、一般的に5〜100nmの範囲である。
【0075】
適宜、SiO(保護)層を二酸化チタン層の上部に塗布することができる。
【0076】
例として、米国特許第B−6,524,381号に記載されているプラズマアシスト真空法(振動コンベヤー、回転ドラムコーター、揺動ドラムコーターおよび自由落下室を使用)により、高い屈折率を有する金属酸化物の層の代わりに、米国特許第B−6,524,381号の材料、たとえばダイヤモンド状炭素およびアモルファス炭素をSiO被覆金属基材に付着させることができる。
【0077】
酸化ケイ素/アルミニウム基材をベースとする面平行な構造(顔料)は、その表面に、炭素層、特に、5〜150nm、特に20〜70nm、より特には30〜70nmの厚さを有するダイヤモンド状炭素層を有する。
【0078】
「ダイヤモンド状ネットワーク」(DLN)という用語は、炭素から構成されるアモルファス膜または被覆、ならびに場合により、水素、窒素、酸素、フッ素、ケイ素、硫黄、チタンおよび銅からなる群から選択される一つ以上の追加的な成分を含むアモルファス膜または被覆を指す。ダイヤモンド状ネットワークは、約30〜100の原子百分率を有する炭素を含み、場合により追加的な成分が残りをなす。
【0079】
炭素層の厚さは、一般的には5〜150nm、好ましくは30〜70nmである。
【0080】
さらに、SiO被覆アルミニウムフレークは、欧州特許第A−0 982 376号に記載されているように、窒素ドープ炭素層で被覆することができる。欧州特許第A−0 982 376号に記載されているプロセスは、:
(a)酸化ケイ素で被覆されたアルミニウムフレークを液体中に懸濁させる工程と、
(b)適宜、表面改質剤および/または重合触媒を添加する工程と、
(c)工程(b)の前または後に、窒素および炭素原子を含む一つ以上のポリマーまたはこのようなポリマーを形成することができる一つ以上のモノマーを添加する工程と、
(d)フレークの表面に高分子被覆を形成する工程と、
(e)被覆されたフレークを単離する工程と、
(f)被覆されたフレークを気体雰囲気中で100〜600℃の温度に加熱する工程と
を含む。
【0081】
ポリマーは、ポリピロール、ポリアミド、ポリアニリン、ポリウレタン、ニトリルゴムまたはメラミンホルムアルデヒド樹脂、好ましくはポリアクリロ二トリルであることができ、モノマーは、ピロール誘導体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロトニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミドまたはクロトナミド、好ましくはアクリロニトリル、メタクリロニトリルまたはクロトニトリル、もっとも好ましくはアクリロニトリルである。
【0082】
好ましくは、フレークを工程(f)において酸素含有雰囲気中でまず100℃〜300℃に加熱し、次に不活性ガス雰囲気中で200〜600℃に加熱する。
【0083】
窒素ドープ炭素層の厚さは、一般的には10〜150nm、好ましくは30〜70nmである。
【0084】
SiO被覆アルミニウムフレークに基づく干渉顔料は、本発明のプロセスによって利用可能であり、または本発明のプロセスによって得られるSiO被覆アルミニウムフレークをさらなる層で被覆することによって利用可能である(上記を参照されたい)。このような顔料は、好ましくは、C/X/Al/X/C、Al/X/Al/X/Al、Cr(5〜40nm)/X(100〜600nm)/Al(50〜100nm)/X(100〜600nm)/Cr(5〜40nm)、MoS/X/Al/X/MoS、Fe/X/Al/X/Feという層構造を有し、ここでXはSiOであり、0.70≦z≦2.0、好ましくは1.0≦z≦2.0、もっとも好ましくは1.4≦z≦2.0である。
【0085】
もう一つの実施態様では、本発明は、酸化ケイ素(またはアルミナ)膜で被覆された金属、特にアルミニウムのコアを含むフレーク状(小板状)の顔料に関し、基材がその表面全体にわたって、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化スズ、酸化亜鉛および酸化セリウムから選択される酸化金属で被覆され、半透明の薄い金属膜でさらに被覆され、この顔料はカラーフロップ効果を呈する。
【0086】
SiO/Al/SiOフレークを「基材」として使用する場合、SiO層は、アルミニウムコアの側部表面ではなく、アルミニウムコアの上部および下部表面上に施される。シリカまたはアルミナの層がゾルゲルプロセスによって塗布される場合、アルミニウムフレークの表面全体がシリカまたはアルミナの保護層で被覆される。ゾルゲル方法は、有機金属化合物等の溶液の加水分解および重縮合を通してゾルを形成した後、それをゲル化することを含む。次に、生成されたゲルを加熱し、金属酸化物を形成する。有機金属化合物としては、シリコンメトキシド、シリコンエトキシド、シリコンプロポキシドなど、たとえばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなど、およびアルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムポロポキシドなど、たとえば、例としてトリメトキシアルミン酸塩、トリエトキシアルミン酸塩、トリプロポキシアルミン酸塩などが含まれる。保護膜の量は、保護膜で被覆される金属(コア)の0.1〜10重量%であることができる。
【0087】
好ましくは、フレーク状基材の表面全体を金属酸化物で被覆し、金属酸化物で被覆されたフレーク状顔料の表面全体を半透明の薄い金属で被覆する。金属酸化物の被覆を塗布するには、ゾルゲル方法も好ましい。例として、二酸化チタン膜を形成する場合、使用する有機金属化合物は、チタンテトラアルコキシド、たとえばチタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラブトキシドなどであることができる。酸化ジルコニウム膜を形成する場合は、ジルコニウムテトラアルコキシド、たとえばジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラポロポキシド、ジルコニウムテトラブトキシドなどが使用可能である。酸化セリウム膜を形成する場合は、セリウムテトラアルコキシド、たとえばセリウムテトラメトキシド、セリウムテトラプロポキシドなどが使用可能である。酸化スズ膜を形成する場合は、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジオクチル酸化スズなどが使用可能である。
【0088】
半透明の薄い金属膜は、50nm未満の厚さを有する。半透明の薄い金属膜は、Ni、Zn、Cr、Co、Cu、Pt、Ag、Auおよびこれらの合金から選択される一つ以上の金属から形成される。合金の例は、Ni−Co、Ni−FeまたはCo−Feである。金属酸化物被覆の厚さは、90〜360nmである。半透明の薄い金属膜は、好ましくは、活性化のために前処理を必要としない化学めっき方法によって塗布される(色材協会誌(「色材協会」)69(6)、370〜377(1996年))。これにおいては、アセチルアセトナート金属錯体が有機溶剤中で還元され、その結果、錯体から生じる金属で基材がめっきされる。例として、極性非プロトン性溶剤であるジメチルスルホキシド(DMSO)中で還元剤としてビス(アセチルアセトナート)ニッケル(II)およびヒドラジンを使用し、このめっき法にしたがって、金属酸化物で被覆されたフレーク状顔料基材上にニッケル膜を形成する場合、高密度のニッケル膜を基材上に形成することができる。本発明の前記態様においては、Ni/TiO/SiOまたはNi/TiO/SiOのアルミニウムフレークが好ましい。
【0089】
アルミニウムフレークは、公知のアルミニウムフレークについて慣例的である応用で使用することができる。本発明によるアルミニウムフレークの使用として言及することができる例は、塗料、静電被覆、インクジェット印刷、化粧品、被覆、印刷インク、プラスチック材料、セラミックおよびガラスの艶出しならびにセキュリティ印刷である。
【0090】
SiO被覆アルミニウムフレークに基づいて本発明のプロセスをより詳細に例示するが、これらに限定されるものではない。
【0091】
分離剤Iは、アントラセン、アントラキノン、アセトアミドフェノール、アセチルサリチル酸、ショウノウ酸無水物、ベンズイミダゾール、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、ビフェニル−2,2−ジカルボン酸、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシアントラキノン、ヒダントイン、3−ヒドロキシ安息香酸、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホン酸一水和物、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリン、3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、イソフタル酸、4,4−メチレン−ビス−3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸無水物、フタルイミドおよびそのカリウム塩、フェノールフタレイン、フェノチアジン、サッカリンおよびその塩、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノールならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物、特に、ペンタエリスリトール(C(CHOH))、トリメシン酸(=1,3,5ベンゼントリカルボン酸)、DL−アラニン、DL−バリン、2,6−ジアミノプリン、アスコルビン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、o−アセチルサリチル酸、ジフェン酸、テレフタル酸、ピロガロール、シアヌル酸、ヘキサメチルテトラミン(ウロトロピン)、フマル酸および4−アセチル安息香酸ならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物から選択される。
【0092】
分離剤Iは、好ましくは水中に溶解することができるペンタエリスリトールである。
【0093】
分離剤IIは、ポリマー、特に溶解することができる部分的に硬化するポリマー、アダマンタン、ジフェン酸、7−ヒドロキシクマリン、ベンゾグアナミン(2,4,6−ジアミノ−4−フェニル−1,3,5−トリアジン)、フェロセン、ショウノウおよび誘導体、アントラセン、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸無水物、9,10−アントラキノンならびにピロメリット酸二無水物から選択される。
【0094】
ポリマーの例は、国際公開公報第00/24946号に記載のスチレン樹脂、たとえばDow 685D押出グレードスチレン樹脂ならびに米国特許第B−5945174号、米国特許第B−6010751号または米国特許B−5877895号に記載のアクリレート、たとえば2−フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレートおよびラウリルアクリレート、ジアセチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートおよびポリエチレングリコールジアクリレート(PEGDA)もしくはテトラエチレングリコールジアクリラート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびペンタエリスリトールトリアクリレート、イソブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートおよび2−フェノキシエチルアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレートおよび1,6−ヘキサンジオールジメタクリレートならびにこれらの化合物の混合物である。
【0095】
SiO層(B1)および(B2)の層厚さは、10〜50nm、特に20〜30nmである。
【0096】
アルミニウムからなる層(B)の層厚さは、10〜100nm、好ましくは30〜50nmである。
【0097】
SiO被覆アルミニウムフレークは、基本的に、例として米国特許第B−6,270,840号、国際公開公報第00/18978号、国際公開公報第02/090613号、国際公開公報第03/90613号に記載されているプロセスによって得ることができる。本発明のプロセスは、分離剤Iを分離剤IIと組み合わせて使用することを特徴とする。
【0098】
酸化ケイ素層(SiO)は、好ましくは、1300℃を上回る温度でのSiとSiOとの混合物の反応によって蒸発器中で生成される一酸化ケイ素蒸気から形成される。0.70≦y≦0.99であるSiO層は、好ましくは、最大で20重量%の量のケイ素を含有する一酸化ケイ素を、1300℃を上回る温度で蒸発させることによって形成される。
【0099】
Alは、1000℃を上回る温度で蒸発させる。
【0100】
工程b)〜d)における蒸着は、好ましくは0.5Pa未満の真空下で実施する。工程e)における分離剤層の溶解は、好ましくは1〜5×10Pa、特に600〜10Pa、より特には10〜5×10Paの範囲の圧力下で実施する。
【0101】
SiO層は、例としてドイツ特許第43 42 574 C1号および米国特許第A−6 202 591号に記載されている蒸発器中で、好ましくはケイ素および石英(SiO)微粉末の化学量論的混合物を、高真空下で1300℃を上回る温度に加熱することで得られる。反応生成物は、一酸化ケイ素ガスであり、真空下で、通過するキャリヤーに直接導き、そこでSiOとして凝縮させる。非化学量論的混合物を使用することもできる。蒸発器は、SiとSiOとの混合物、SiOまたはその混合物を含む装入物を含有し、相互に反応する物質(SiおよびSiO)の粒子サイズは、有利には0.3mm未満である。SiとSiOとの重量比率は、有利には0.15:1〜0.75:1(重量部)の範囲であり、好ましくは化学量論的混合物が存在する。蒸発器内に存在するSiOが直接蒸発する。SiおよびSiOが1300℃を上回る温度で反応し、一酸化ケイ素蒸気を形成する。
【0102】
工程e)およびf)は、通例、工程a)〜d)における圧力よりも高く、かつ大気圧力よりも低い圧力で実施する。
【0103】
可動キャリヤーは、一つ以上のディスク、円筒または軸を中心として回転する他の回転対称体(国際公開公報第01/25500号および米国特許第B−6,376,018号を参照されたい)からなることができ、好ましくは高分子被覆された、もしくはされない一つ以上の連続金属ベルトまたは一つ以上のポリイミドもしくはポリエチレンテレフタレートベルト(米国特許第B−6,270,840号)からなる。
【0104】
アルミニウムまたはSiO被覆アルミニウムフレークは、好ましくは洗い落としおよびその後のろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離剤IおよびIIの溶剤から分離される。
【0105】
複数の分離剤II層および生成物層を、好ましくは、可動キャリヤーに対し、互いに一つおきの順に真空で蒸着させることができ、その後、工程e)にしたがって溶解によって取り除く。
【0106】
さらに、溶剤に含有される溶解分離剤IIを洗い落とした後、SiO被覆アルミニウムフレークを溶剤とともに凍結し、その後、凍結乾燥プロセスを行い、その間に三重点を下回る昇華の結果として溶剤が分離し、乾燥したフレークが個々の面平行な構造の形態で後に残留する。
【0107】
凝縮した亜酸化ケイ素は、0.95≦y≦1.8、好ましくはおよそ1.0≦y≦1.6の式SiOに対応し、1未満のy値は、蒸発器材料中の過剰なケイ素によって得られる。超高真空下を除き、数10−2Paの工業用の真空中では、蒸発したSiOは、常に、1≦y≦1.8、特に1.1≦y≦1.6のSiOとして凝縮するが、それは、表面からガスが放出する結果、蒸発温度で容易に反応するSiOと反応する水蒸気を高真空装置が常に微量含有するからである。
【0108】
詳細には、分離剤I、例としてペンタエリスリトールに続いて、分離剤II、例としてアダマンタン、亜酸化ケイ素(SiO)、Alおよび分離剤II、例としてアダマンタンが、連続してキャリヤーに蒸着され、このキャリヤーは、0.5Pa未満、特に0.05Pa未満の真空下で蒸発器を通過する連続金属ベルトであることができる。分離剤の蒸着厚さは、約20〜500nm、好ましくは50から300nm、もっとも好ましくは50〜100nmであり、SiOの蒸着厚さは、生成物の使用目的に応じて10〜500nmであり、アルミニウムの蒸着厚さは10〜100nm、特に30〜50nmである。さらなる過程において、閉じてループを形成するベルト形態のキャリヤーが、公知の構成の動的真空封止室(米国特許第6,270,840号を参照されたい)を通り抜け、1〜5×10Paの圧力、好ましくは600〜10Paの圧力、特に10〜5×10Paの圧力の領域に入り、そこで分離槽と接触する。分離剤Iの溶解に使用される水の温度は、その蒸気圧力が指示される圧力範囲に収まるように選択すべきである。機械的補助により、分離剤Iの層が急速に溶解し、面平行な小板の前駆体の層がフレークに分割され、次にフレークが水中で懸濁形態となる。
【0109】
次に、面平行な小板の前駆体構造と、分離剤が溶解している溶剤とを含む、両方の場合において得られる懸濁液を、公知の技術にしたがうさらなる作業で分離させる。そのために、面平行な小板構造をまず水中で濃縮させ、溶解した分離剤を洗い落とすために新鮮な水で数回にわたってすすぎ洗いする。次に、いまだに湿っている固体の形態の生成物を、ろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離させ、乾燥させる。
【0110】
次に、面平行な小板の前駆体構造を第二分離槽に接触させ、面平行な小板の前駆体構造にいまだに密着している分離剤II、例としてアダマンタンを有機溶剤、例としてトルエンまたはベンゼンに溶解させる。次に、面平行な小板の前駆体構造と、分離剤が溶解している溶剤とを含む、両方の場合において得られる懸濁液を、公知の技術にしたがうさらなる作業で分離させる。そのために、面平行な小板構造をまず溶剤中で濃縮させ、溶解した分離剤を洗い落とすために新鮮な溶剤で数回にわたってすすぎ洗いする。次に、いまだに湿っている固体の形態の生成物を、ろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離させ、乾燥させる。
【0111】
大気圧力での洗い落とし後の面平行な構造の分離は、約50%の固形分に濃縮されている懸濁液を凍結させ、公知の手法において約−10℃および50Paの圧力で冷凍乾燥を施すことにより、適度な条件下で実施することができる。乾燥した物質が生成物として残留する。
【0112】
場合により、SiO被覆アルミニウムフレークに酸化的熱処理を施すことができる。例として、200℃を上回る、好ましくは400℃を上回る、特に400〜600℃の温度で、遊離した材料の形態で存在する、または流動層にある小板に空気またはいくらか他の酸素含有ガスを通過させることができる。
【0113】
顔料サイズへの膜の断片の粉砕は、例として、液状媒体において高速攪拌機を使用して、または断片の乾燥後に回転分級器を有するエアジェットミルにおいて、超音波手段または機械的手段によって行うことができる。顔料の粉砕を液状媒体において実施するのか、または乾燥状態で実施するのかに応じて、粉砕手順中または粉砕手順後にアルミニウム顔料の金属自由表面の不動態化が先に言及したプロセスの一つによって実施される。
【0114】
アルミニウムフレークまたは顔料に後被覆または後処理を施すことも可能であり、これにより、光安定性、耐侯安定性および化学安定性がさらに増加し、または顔料の取り扱い、特に各種媒体への混和が促進される。例として、欧州特許第A−1084198号、欧州特許第A−826745号、ドイツ特許第A−22 15 191号、ドイツ特許第A−31 51 354号、ドイツ特許第A−32 35 017号またはドイツ特許第A−33 34 598号に記載されているプロセスが、後処理または後被覆として好適である。
【0115】
適宜、SiO保護層を施すことができ、そのためにソーダ水ガラス溶液を計量し、およそ50〜100℃、特に70〜80℃に加熱されている、被覆される材料の懸濁液に添加するという方法を使用することができる。同時に10%の塩酸を添加することにより、pHを4〜10、好ましくは6.5〜8.5に維持する。水ガラス溶液の添加後、30分間にわたって攪拌を実施する。
【0116】
顔料の際立った特徴は、非常に均一な厚さを有することである。
【0117】
「0.70≦z≦2.0であるSiO」という用語は、酸化ケイ素層の平均値におけるケイ素に対する酸素のモル比率が0.70〜2.0であることを意味する。酸化ケイ素層の組成は、ESCA(lectron pectroscopy for hemical nalysis:X線電子分光法)によって特定することができる。酸化ケイ素基材のケイ素および酸素の化学量論は、RBS(utherford−ackcattering:ラザフォード後方散乱)によって特定することができる。
【0118】
「0.70≦y≦1.95であるSiO」という用語は、酸化ケイ素層の平均値におけるケイ素に対する酸素のモル比率が0.70〜1.95であることを意味する。酸化ケイ素層の組成は、ESCA(electron spectroscopy for chemical analysis:X線電子分光法)によって特定することができる。酸化ケイ素基材のケイ素および酸素の化学量論は、RBS(Rutherford-Backscattering:ラザフォード後方散乱)によって特定することができる。
【0119】
本発明によると、「アルミニウム」という用語は、アルミニウムおよびアルミニウムの合金を含む。アルミニウムの合金は、例として、ウルマンの工業化学百科事典第四版(ヴァインハイム(Weinheim)のVerlag Chemie社)第七巻281〜292ページのG.Wassermannに記載されている。特に好適であるのは、国際公開公報第00/12634号の10〜12ページに記載されている腐食安定性アルミニウム合金であり、これには、アルミニウムの他に、20重量%未満、好ましくは10重量%未満の量のケイ素、マグネシウム、マンガン、銅、亜鉛、ニッケル、バナジウム、鉛、アンチモン、スズ、カドミウム、ビスマス、チタン、クロムおよび/または鉄が含まれる。
【0120】
本発明の実施態様では、米国特許第A−4,321,087号に記載されている装置および方法は、面平行な構造の調製のために使用される。前記実施態様は、アルミニウムフレークに基づいて記載されているが、これらに限定されるものではない。
【0121】
不連続的なプロセスでは、必要な場合、表面被覆(使用される典型的な樹脂系は、アクリル、セルロース系、ビニル樹脂などである)を被覆または印刷技術(好ましくは輪転グラビアまたはフレキソ)によって少なくともキャリヤーシートの側に塗布する。好適なキャリヤーは、ポリエステル、ポリオレフィンまたは他の一般的な材料からなる膜である。
【0122】
被覆された膜は、次に、典型的なPVD(物理蒸着)プロセスにおいて、分離剤I、II、アルミニウム層および分離剤IIの層が続いて剥離被覆上に蒸着されるロールコーターを通過する。
【0123】
付着させるアルミニウムの厚さは、最終的な顔料の望ましい特性を得るために重大である。通例、厚さは、30〜50nmの間で調節される。50nmを超える厚さでは、顔料の配向性が負の作用を受け、顔料の端部における散乱効果が増加する。両方の効果は、輝度、不透過度およびフロップに対して負の影響力を有する。
【0124】
30nmに満たない厚さでは、アルミニウムは透明になり、顔料の取り扱いは、より高い凝集傾向によってさらに困難である。
【0125】
次工程において、金属化膜が第一の溶剤タンク(脱離器)を通り抜けると、分離剤Iが水中に溶解し、アルミニウムおよび分離剤IIの層が粗い前駆体フレークとして取り除かれる。
【0126】
アルミニウム前駆体フレークは、好ましくは洗い落としおよびその後のろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発により、分離剤の溶剤から分離される。
【0127】
アルミニウム前駆体フレークの分離剤IIを適当な溶剤中に溶解させ、アルミニウムフレークを好ましくは洗い落としおよびその後のろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離剤の溶剤から分離させる。あるいは、アルミニウム粒子を洗浄し、所望の場合、普通は10〜20%の顔料を含有する分散物に濃縮する。次に、粒子を激しい攪拌または超音波処理によってサイジングする。
【0128】
分離剤Iは、好ましくは水中に溶解することができるペンタエリスリトールである。分離剤IIは、好ましくはトルエンに溶解することができるアダマンタンである。
【0129】
本発明の好ましい実施態様では、米国特許第B−6,270,840号に記載の装置は、面平行な構造の調製のために使用される。前記実施態様は、SiOフレークに基づいて記載されているが、これらに限定されるものではない。
【0130】
SiOフレークは、原則として、:
a)水に溶かし得る分離剤Iをキャリヤーに付着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)水に溶かし得ない分離剤IIを工程a)の分離剤層に蒸着させる工程と、
c)SiO層を工程b)の分離剤層に蒸着する工程と、
d)水に溶かし得ない分離剤IIを工程c)の生成物層に蒸着させる工程と、
e)工程a)の分離剤層を水中に溶解させ、SiO層が、側部表面を除く上部表面および下部表面が分離剤Iで覆われている面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と、
f)工程b)およびd)の分離剤層を溶剤中に溶解させ、SiOが面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含むプロセスによって調製することができる。
【0131】
前記実施態様にしたがうと、分離剤I、例としてペンタエリスリトールに続いて、分離剤IIの層、例としてアダマンタンおよび一酸化ケイ素(SiO)を、蒸発器を経由して0.5Pa未満の真空下を通過させながら、連続(金属)ベルトであるキャリヤーに蒸着させる。生成物の使用目的に応じて、蒸着される分離剤IおよびIIの厚さは、およそ50nm、特に50〜300nmであり、SiOの厚さは、20〜2000nmである。
【0132】
SiO蒸着の場合、100nmを超える層厚さは膜キャリヤーの実質的な加熱を生じさせ、それがプラスチック膜のガラス転移温度を超えるならば、軟化および熱劣化を生じさせる。そのため、このような負荷に耐える金属キャリヤーを使用することが有利であるとわかった。
【0133】
超高真空下を除き、数10−2Paの技術的な真空中では、蒸発したSiOは、常に、1≦y<1.8、特に1.1<y<1.8のSiOとして凝縮するが、それは、表面からガスが放出する結果、蒸発温度で容易に反応するSiOと反応する水蒸気を高真空装置が常に微量含有するからである。
【0134】
さらなる過程において、閉じてループを形成するベルト形態のキャリヤー(米国特許第6270840号を参照されたい)が、公知である様式の構成の動的真空封止室を通り抜け、1〜5×10Paの圧力、好ましくは600〜10Paの圧力、特に10〜5×10Paの圧力の領域に入り、そこで溶解槽に浸される。溶剤(水)の温度は、その蒸気圧力が指示される圧力範囲に収まるように選択すべきである。機械的補助により、分離剤Iの層が急速に溶解し、「生成物」層が面平行な小板の前駆体(生成物および分離剤IIからなるフレーク)に分割され、次にフレークが溶剤中において懸濁形態で存在する。さらなる過程において、ベルトを乾燥させ、いまだにそれに密着している不純物を除去する。それは、第二の動的真空封止室群を通り抜けて蒸発室に戻り、そこで分離剤およびSiOの生成物層の被覆プロセスが繰り返される。
【0135】
次に、生成物前駆体構造と、分離剤Iが溶解している溶剤とを含む、両方の場合において存在する懸濁液を、公知の技術にしたがうさらなる作業で分離させる。そのために、生成物前駆体構造をまず液体中で濃縮させ、溶解した分離剤Iを洗い落とすために新鮮な溶剤で数回にわたってすすぎ洗いする。次に、いまだに湿っている固体の形態の生成物前駆体をろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離させる。
【0136】
生成物前駆体は、第二の分離剤を適当な溶剤、例としてトルエンまたはベンゼンに溶解させることにより、SiOフレークに変換する。SiOフレークをまず液体中で濃縮させ、溶解した分離剤IIを洗い落とすために新鮮な溶剤で数回にわたってすすぎ洗いする。次に、いまだに湿っている固体の形態のSiOフレークをろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離させる。
【0137】
次に、乾燥後、生成物に酸化的熱処理を施すことができる。このために、公知の方法が利用可能である。200℃を超える、好ましくは400℃を超える、特に500〜1000℃の温度で、遊離した材料の形態で存在する、または流動層にあるSiO(yは、蒸着条件に応じて1〜およそ1.8である)の面平行な構造に空気またはいくらか他の酸素含有ガスを通過させる。次に、生成物を破砕または空気篩によって所望の粒子サイズにし、さらなる使用のために送り出すことができる。
【0138】
SiOの面平行な構造の生成では、変形態様が可能である。
【0139】
蒸発区域中、いくつかの分離剤および生成物蒸発器をベルトの走行方向に一列に並べることが可能である。この手段により、装置の点でほとんど追加の出費なしに、SI+SII+P+SII+P+SII(SIは分離剤Iの層であり、SIIは分離剤IIの層であり、Pは生成物層である)の連続層が得られる。蒸発器の数が倍になり、ベルト速度が同じであれば、二倍の量の生成物が得られる。
【0140】
真空中において1300℃を超える温度、好ましくは1300℃〜1600℃でケイ素と二酸化ケイ素とが反応し、
Si+SiO→2SiO
によってケイ素と二酸化ケイ素から生成される一酸化ケイ素を、本発明にしたがってSiOの蒸発と組み合わせる。このために特別に設定された蒸発器では、ケイ素および石英微粉末の好ましくは化学量論的な混合物を、例として、高真空下でおよそ1450℃まで加熱する。反応生成物は、一酸化ケイ素ガスである。一酸化ケイ素を収集し、後の段階でそれを蒸発させるために破砕する代りに、真空中での化学反応から生じる一酸化ケイ素蒸気を、通過するキャリヤーに直接導き、そこでSiOとして凝縮させる。そのため、別工程でSiOを別に生成することは不要である。非化学量論的混合物を使用することも可能である。しかし、反応後、SiOまたはSiいずれかの残渣が残る。
【0141】
本発明によると、蒸発器は、SiとSiOとの混合物、SiOまたはその混合物を含む装入物を含有し、相互に反応する物質(SiおよびSiO)の粒子サイズは、有利には0.3mm未満である。SiとSiOとの重量比率は、有利には0.15:1〜0.75:1(重量部)の範囲であり、好ましくは化学量論的混合物が存在する。SiOの量は、実際の要件にしたがって選択することができる。蒸発器中に存在するSiOは、直接蒸発する。SiとSiOとは、1300℃を超える温度で反応し、一酸化ケイ素蒸気を形成する。面平行な構造の表面積に対する厚さの比率は、好ましくは0.01μm-1未満である。キャリヤー上に凝縮した分離剤は、真空中で蒸発可能な水溶性の無機塩または真空中で蒸発可能な溶解することができる有機物質であることができる。
【0142】
本発明によると、工程e)およびf)は、工程a)〜d)における圧力よりも高く、かつ大気圧力よりも低い圧力で実施する。
【0143】
可動キャリヤーは、好ましくは、ポリマーで被覆された、もしくは被覆されない一つ以上の連続金属ベルトまたは一つ以上のポリイミドもしくはポリエチレンテレフタレートのベルトを含む。
【0144】
本発明の好ましい実施態様によると、交互に連続する複数の分離剤層および亜酸化ケイ素層は、真空中において可動キャリヤー上に蒸着させた後、凝縮した分離剤層の溶解によって除去する。SiOの面平行な構造は、好ましくは洗い落としおよびその後のろ過、沈降、遠心分離、デカンテーションまたは蒸発によって分離剤の溶剤から分離させる。
【0145】
可動キャリヤー上で凝縮した亜酸化ケイ素は、1≦y≦1.8、好ましくは1.1≦y≦1.6の式SiOに対応する。蒸発器材料中の過剰なケイ素を使用することにより、y=0.95を最小として1未満のy値を得ることも可能である。
【0146】
本明細書において先に記載した生成方法では、好ましくは、酸化ケイ素の面平行な構造に光学吸収特性を提供する目的をもって、さらなる蒸発性物質、たとえば有機顔料、特に金属または金属酸化物を亜酸化ケイ素と混ぜ合わせ、この混ぜ合わせは固体相で行うか、または蒸気相において第二のソースからの蒸発によって行うことが可能である。
【0147】
生成物単独の代わりに、SiOおよび分離剤IIを同時に分離剤層II上に蒸着させ、多孔性のSiOフレークを得ることができる(詳細は、国際公開公報第04/065295号を参照されたい)。
【0148】
多孔性のSiOフレークは、分離剤II層上にSiOy/分離剤IIの混合層を付着させることで生成される。混合層中の分離剤IIの量を制御することにより、SiOフレークの多孔性は、単純な手法で制御することができる。
【0149】
概して、混合層は、SiOおよび分離剤IIの総重量をベースとして1〜60重量%の量の分離剤IIを含有する。
【0150】
SiOフレークを無酸素雰囲気中、すなわちアルゴンまたはヘリウム雰囲気中または13Pa(10−1Torr)未満の真空中において、400℃を超える温度、特に400〜1100℃の温度で加熱する場合、「ケイ素/酸化ケイ素」フレークが得られる(詳細は、国際公開公報第03/106569号を参照されたい)。
【0151】
無酸素雰囲気中でSiO粒子を加熱することにより、SiOにおけるSiOおよびSiが不均衡化すると仮定する。
SiO→(y/y+a)SiOy+a+(1−y/y+a)Si
この不均衡化において、(1−(y/y+a))Siを含有するSiOy+aフレークが形成され、ここで0.70≦y≦1.8、特に0.70≦y≦0.99または1≦y≦1.8、0.05≦a≦1.30であり、yとaとの和は2または2未満である。
【0152】
0.70≦y≦1.95、特に0.70≦y≦1.80、とりわけ1.0≦y≦1.8であるSiOフレークは、反応性中心を含む。「反応性中心」という用語は、SiOフレーク内に少なくとも一つのSi−Si群、好ましくは複数のSi−Si群、すなわち[SiO4−xSi]成分(x1)が存在することを意味する。反応SiOフレークは、例として、Si−Si群を切断することができる機能群を有する化合物と反応させ、化合物を化学的にSiOフレークに結合させることができる(詳細は、国際公開公報第06/010720号を参照されたい)。
【0153】
y>1.0であるSiOは、酸素の存在下でSiOを蒸発させて得ることができる。蒸発中、成長するSiO層に紫外線を照射すると、基本的に吸収を免れる層を得ることができる(ドイツ特許第A−1621214号)。純酸素雰囲気中でのSiOのいわゆる「反応性蒸着」により、可視領域においては吸収せず、550nmで1.55の屈折率を有するSiO1.5層を得ることが可能である(E.Ritter、J.Vac.Sci.Technol.3(1966年)225)。
【0154】
SiOフレークは、流動層において、少なくとも200℃、特に400℃を上回る温度で、好ましくは遊離した材料の形態において、酸素含有ガス、例として空気を使用して酸化するか、または好ましくは500〜1000℃の範囲の温度で酸化炎内に導入し、面平行な構造のSiOを形成することができる(国際公開公報第03/068868号)。
【0155】
SiOフレークは、例として、さらなる層を塗布することでさらに加工し、干渉顔料を得ることができる。
【0156】
このような顔料の粒子は、一般的に、2μm〜5mmの長さ、2μm〜2mmの幅および20nm〜2μmの厚さを有し、長さと厚さの比率が2:1であって、これらの粒子は、0.70≦z≦2.0、特に1.1≦z≦2.0、もっとも好ましくは1.4≦z≦2.0であるSiOのコアを含み、このコアは実質的に平行な二つの面を有しており、それらの面間の距離はコアの最短軸(厚さ)であり、このような顔料は、(a)高い屈折率を有する材料、特に金属酸化物を含み、または顔料は(a)(薄い半透明の)金属層を含む。
【0157】
半透明の金属層に好適な金属は、例として、Cr、Ti、Mo、W、Al、Cu、Ag、AuまたはNiである。半透明の金属層は、通常、5〜25nm、特に5〜15nmの厚さを有する。SiO基材は、平行な表面の一方にのみ金属層を有することができるが、好ましくは、金属層は、基材の平行な表面の両方に存在する。
【0158】
半透明の金属層が望ましい場合、金属層の厚さは、一般的には5〜25nm、特に5〜15nmである。
【0159】
金属的な外観を有する顔料が望ましい場合、金属層の厚さは>25nm〜100nm、好ましくは30〜50nmである。有色金属効果を有する顔料が望ましい場合、有色または無色の金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物および/または金属の追加的な層を付着させることができる。これらの層は透明または半透明である。屈折率が高い層と屈折率が低い層とが交互に並ぶか、または一つの層が存在し、その層内で屈折率が徐々に変わることが好ましい。追加的な被覆によって耐候性を増加させることが可能であり、これにより同時に、バインダー系への最適な適応がもたらされる(欧州特許第A−268918号および欧州特許第A−632109号)。
【0160】
本発明の好ましい実施態様では、干渉顔料は、本明細書においておよそ1.65を上回る屈折率として定義される「高い」屈折率を有する材料と、場合により、本明細書においておよそ1.65以下の屈折率として定義される「低い」屈折率を有する材料とを含む。利用することができるさまざまな(誘電体)材料としては、無機材料、たとえば金属酸化物、金属亜酸化物、金属フッ化物、金属酸ハロゲン化物、金属硫化物、金属カルコゲニド、金属窒化物、金属酸窒化物、金属炭化物およびこれらの組み合わせ等ならびに有機誘導体材料が含まれる。これらの材料は容易に利用可能であり、物理蒸着もしくは化学蒸着プロセスまたは湿式化学被覆プロセスによって簡単に塗布することができる。
【0161】
特に好ましい実施態様では、酸化ケイ素基材に基づく干渉顔料は、「高い」屈折率、換言すればおよそ1.65を上回る屈折率、好ましくはおよそ2.0を上回る屈折率、もっとも好ましくは約2.2を上回る屈折率を有する誘電体材料のさらなる層を含み、この層がケイ素/酸化ケイ素基材の表面全体に塗布される。このような誘電体材料の例は、硫化亜鉛(ZnS)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、二酸化チタン(TiO)、炭素、酸化インジウム(In)、インジウムスズ酸化物(ITO)、五酸化タンタル(Ta)、酸化クロム(Cr)、酸化セリウム(CeO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ユウロピウム(Eu)、酸化鉄、たとえば酸化鉄(II)/酸化鉄(III)(Fe)および酸化鉄(III)(Fe)、窒化ハフニウム(HfN)、炭化ハフニウム(HfC)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化ランタン(La)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ネオジム(Nd)、酸化プラセオジム(Pr11)、酸化サマリウム(Sm)、三酸化アンチモン(Sb)、一酸化ケイ素(SiO)、三酸化セレン(Se)、酸化スズ(SnO)、三酸化タングステン(WO)またはこれらの組み合わせである。誘電体材料は、好ましくは金属酸化物である。金属酸化物は、吸収特性を有する、または有さない単一の酸化物または酸化物の混合物、例としてTiO、ZrO、Fe、Fe、Cr、CeOまたはZnOであることが可能であり、TiOが特に好ましい。
【0162】
TiO層の上部に屈折率が低い金属酸化物、たとえばSiO、Al、AlOOH、Bまたはこれらの組み合わせ、好ましくはSiOを塗布し、場合により、後者の層の上部にさらにTiO層を塗布することにより、色がより濃い顔料およびより透明な顔料を得ることが可能である(欧州特許第A−892832号、欧州特許第A−753545号、国際公開公報第93/08237号、国際公開公報第98/53011号、国際公開公報第9812266号、国際公開公報第9838254号、国際公開公報第99/20695号、国際公開公報第00/42111号および欧州特許第A−1213330号)。使用することができる好適な低屈折率誘電体材料の限定されない例としては、二酸化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(Al)および金属フッ化物、たとえばフッ化マグネシウム(MgF)、フッ化アルミニウム(AlF)、フッ化セリウム(CeF)、フッ化ランタン(LaF)、フッ化アルミニウムナトリウム(NaAlFまたはNaAl14など)、フッ化ネオジム(NdF)、フッ化サマリウム(SmF)、フッ化バリウム(BaF)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化リチウム(LiF)ならびにこれらの組み合わせ、またはおよそ1.65以下の屈折率を有する他の任意の低屈折率材料が含まれる。例として、有機モノマーおよびポリマーを低率材料として利用することができ、これらの材料としては、ジエンまたはアルケン、たとえばアクリレート(メタクリレートなど)、ペルフルオロアルケンのポリマー、ポリテトラフルオロエチレン(TEFLON(登録商標))、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)のポリマー、パリレン、p−キシレン、これらの組み合わせ等が含まれる。また、上記の材料には、その開示が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第5,877,895号に記載されている方法によって付着させることができる、蒸発、凝縮および架橋結合された透明なアクリレート層が含まれる。
【0163】
したがって、好ましい干渉顔料は、(a)屈折率が高い金属酸化物に加え、(b)屈折率が低い金属酸化物を含み、ここで両方の屈折率の差は少なくとも0.1である。
【0164】
指示された順序で湿式化学方法によって被覆された酸化ケイ素(SiO)基材に基づく顔料が特に好ましく、その順序とは、:
TiO(基材:酸化ケイ素、層:TiO、好ましくはルチル型)、(SnO)TiO、Fe、Fe、TiFe、Cr、ZrO、Sn(Sb)O、BiOCl、Al、Ce、MoS、Fe・TiO(基材:酸化ケイ素、FeとTiOとの混合層)、TiO/Fe(基材:酸化ケイ素、第一層:TiO、第二層:Fe)、TiO/ベルリンブルー、TiO/CrまたはTiO/FeTiO
である。概して、層厚さの範囲は1〜1000nm、好ましくは1〜300nmである。
【0165】
もう一つの具体的に好ましい実施態様では、本発明は、高屈折率および低屈折率の交互に並ぶ少なくとも三つの層、たとえばTiO/SiO/TiO、(SnO)TiO/SiO/TiO、TiO/SiO/TiO/SiO/TiOまたはTiO/SiO/Feを含む干渉顔料に関する。好ましくは、この層構造は、:
(A)1.65を上回る屈折率を有する被覆、
(B)≦1.65の屈折率を有する被覆、
(C)1.65を上回る屈折率を有する被覆、及び
(D)場合により、外側の保護層と
である。
【0166】
ベース基材上の高屈折率および低屈折率の個々の層の厚さは、顔料の光学的特性にとって必須である。個々の層、特に金属酸化物層の厚さは、使用分野によって異なり、一般的には10〜1000nm、好ましくは15〜800nm、具体的には20〜600nmである。
【0167】
層(A)の厚さは、10〜550nm、好ましくは15〜400nm、具体的には20〜350nmである。層(B)の厚さは、10〜1000nm、好ましくは20〜800nm、具体的には30〜600nmである。層(C)の厚さは、10〜550nm、好ましくは15〜400nm、具体的には20〜350nmである。
【0168】
層(A)にとって具体的に好適な材料は、金属酸化物、金属硫化物または金属酸化物混合物、たとえばTiO、Fe、TiFe、Fe、BiOCl、CoO、Co、Cr、VO、V、Sn(Sb)O、SnO、ZrO、チタン酸鉄、酸化鉄水和物、亜酸化チタン(2〜<4未満の酸化状態を有する還元チタン種)、バナジウム酸ビスマス、アルミン酸コバルトであり、これらの化合物同士または他の金属酸化物との混合物または混合相でもある。金属硫化物被覆は、好ましくは、スズ、銀、ランタン、希土類金属、好ましくはセリウム、クロム、モリブデン、タングステン、鉄、コバルトおよび/またはニッケルの硫化物から選択される。
【0169】
層(B)にとって具体的に好適な材料は、金属酸化物または対応する酸化物水和物、たとえばSiO、MgF、Al、AlOOH、Bまたはこれらの混合物、好ましくはSiOである。
【0170】
層(C)にとって具体的に好適な材料は、無色または有色の金属酸化物、たとえばTiO、Fe、TiFe、Fe、BiOCl、CoO、Co、Cr、VO、V、Sn(Sb)O、SnO、ZrO、チタン酸鉄、酸化鉄水和物、亜酸化チタン(2〜<4の酸化状態を有する還元チタン種)、バナジウム酸ビスマス、アルミン酸コバルトであり、これらの化合物同士または他の金属酸化物との混合物または混合相でもある。また、TiO層は、吸収材料、たとえば炭素、選択的に吸収する着色剤、選択的に吸収する金属カチオンを含むこともでき、吸収材料で被覆する、または部分的に還元することができる。
【0171】
吸収または非吸収材料の中間層は、層(A)、(B)、(C)および(D)の間に存在することができる。中間層の厚さは、1〜50nm、好ましくは1〜40nm、具体的には1〜30nmである。
【0172】
この実施態様では、好ましい干渉顔料は下記の層構造を有する。
【表3】

【0173】
顔料は、薄いSiOフレークの厚さが精密に画定され、その表面が平滑であることを特徴とする。
【0174】
ジルコニウム、チタン、鉄および亜鉛の金属酸化物、これらの金属の酸化物水和物、チタン酸鉄、亜酸化チタンまたはこれらの混合物は、好ましくは湿式化学方法による沈殿によって塗布し、適宜、金属酸化物を還元することが可能である。金属酸化物の層は、好ましくは湿式化学被覆で塗布し、真珠光沢顔料の生成用に開発された湿式化学被覆方法を使用することができる。これらの湿式化学被覆は、例として、ドイツ特許第A−14 67 468号、ドイツ特許第A−19 59 988号,ドイツ特許第A−20 09 566号、ドイツ特許第A−22 14 545号、ドイツ特許第A−22 15 191号、ドイツ特許第A−22 44 298号、ドイツ特許第A−23 13 331号、ドイツ特許第A−25 22 572号、ドイツ特許第A−31 37 808号、ドイツ特許第A−31 37 809号、ドイツ特許第A−31 51 343号、ドイツ特許第A−31 51 354号、ドイツ特許第A−31 51 355号、ドイツ特許第A−32 11 602号およびドイツ特許第A−32 35 017号、ドイツ特許第195 99 88号、国際公開公報第93/08237号、国際公開公報第98/53001号ならびに国際公開公報第03/6558号に記載されている。
【0175】
屈折率が高い金属酸化物は、好ましくはTiOおよび/または酸化鉄であり、屈折率が低い金属酸化物は、好ましくはSiOである。TiOの層は、ルチル型またはアナターゼ型であることができ、ルチル型が好ましい。例として、欧州特許第A−735,114号、ドイツ特許第A−3433657号、ドイツ特許第A−4125134号、欧州特許第A−332071号、欧州特許第A−707,050号または国際公開公報第93/19131号に記載されている、アンモニア、水素、炭化水素蒸気もしくはこれらの混合物または金属粉末といった公知の手段によってTiO層を還元することもできる。
【0176】
例として、ドイツ特許第A−195 01 307号に記載されている方法と同様に、適宜、有機溶剤および塩基触媒の存在下でソルゲルプロセスによって一つ以上の金属酸エステルの制御加水分解を行い、金属酸化物層を生成することにより、金属酸化物層を得ることも可能である。好適な塩基触媒は、例として、アミン、たとえばトリエチルアミン、エチレンジアミン、トリブチルアミン、ジメチルエタノールアミンおよびメトキシプロピルアミンである。有機溶剤は、水混和性溶剤、たとえばC1−4アルコール、特にイソプロパノールである。
【0177】
あるいは、流動層において、少なくとも400℃、特に400℃を上回る温度、好ましくは900℃〜1100℃の温度で、好ましくは遊離した材料の形態において、無酸素雰囲気中、たとえば、例としてアルゴンおよび/もしくはヘリウムまたは13Pa(10−1Torr)未満の真空下でSiOフレークを加熱し、ケイ素/酸化ケイ素フレークを形成することができる。SiOの代わりに、ケイ素/酸化ケイ素フレークをエフェクト顔料の基材として使用することができる(国際公開公報第03/106569号)。
【0178】
あるいは、本発明のプロセスを使用して、国際公開公報第04/065295号に記載されている多孔性のSiOフレークを生成することができる。
【0179】
本発明のプロセスを使用することにより、(国際公開公報第03/106569号)に記載されている顔料であって、:
(a2)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.70〜0.99層を加熱することで得ることが可能なケイ素/酸化ケイ素層と、
(b2)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO1.00〜1.8層を加熱することで得ることが可能なケイ素/酸化ケイ素層と、
(c2)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.70〜0.99層を加熱することで得ることが可能なケイ素/酸化ケイ素層と、
場合によりさらなる層とをこの順序で含む顔料を調製することができる。
【0180】
SiO1.00〜1.8層は、好ましくは、1300℃を上回る温度でのSiとSiOとの混合物の反応によって蒸発器内で生成される一酸化ケイ素蒸気から形成される。
【0181】
SiO0.70〜0.99層は、好ましくは、最大で20重量%の量のケイ素を含有する一酸化ケイ素を、1300℃を上回る温度で蒸発させることで形成される。
【0182】
例として、≦1.6の屈折率を有する無機誘電体(たとえばSiO、SiO(OH)等)の、2〜250nmの厚さ(好ましくは10〜100nmの厚さ)の追加的な保護層によって耐候性を増加させることが可能である。
【0183】
層(b2)の厚さは、一般的には50〜400nm、特に50〜300nmである。
【0184】
層(a2)および(c2)の厚さは、一般的には50〜200nm、特に50〜100nmである。
【0185】
加えて、空気またはいくらか他の酸素含有ガス中で200℃を上回る温度、好ましくは400℃を上回る温度、特に500〜1000℃の温度でフレークに酸化的加熱処理を施すことができる。
【0186】
近似した手法において、:
(a3)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO1.00〜1.8層を加熱することで得ることが可能なケイ素/酸化ケイ素層と、
(b3)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.70〜0.99層を加熱することで得ることが可能なケイ素/酸化ケイ素層と、
(c3)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO1.00〜1.8層を加熱することで得ることが可能なケイ素/酸化ケイ素層と、
場合によりさらなる層(層(b2)の厚さは一般的には50〜400nm、特に100〜300nmであり、層(a3)および(c3)の厚さは一般的には50〜200nm、特に50〜100nmである)とをこの順序で含む顔料が利用可能である。
【0187】
数10−2Paの工業用真空下で(Si/SiOまたはSiO/Siの代わりに)Siを蒸発させると、酸素含有量が0.70未満の酸化ケイ素、換言すると0.03≦x≦0.69、特に0.05≦x≦0.50、とりわけ0.10≦x≦0.30であるSiOを得ることができる(国際公開公報第03/076520号)。
【0188】
したがって、さらなる好ましい態様では、顔料は、:
(a4)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.03〜0.69層を加熱することで得ることができるケイ素/酸化ケイ素層と、
(b4)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO1.00〜1.8層を加熱することで得ることができるケイ素/酸化ケイ素層と、
(c4)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.03〜0.69層を加熱することで得ることができるケイ素/酸化ケイ素層と、
場合によりさらなる層とをこの順序で含むか、
または、顔料は、:
(a5)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.03〜0.69層を加熱することで得ることができるケイ素/酸化ケイ素層と、
(b5)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.70〜0.99層を加熱することで得ることができるケイ素/酸化ケイ素層と、
(c5)無酸素雰囲気中で400℃を上回る温度でSiO0.03〜0.69層を加熱することで得ることができるケイ素/酸化ケイ素層と、
場合によりさらなる層とをこの順序で含む。
【0189】
酸素の存在下で150〜500℃、好ましくは175〜300℃で加熱すると、予想外の結果として、約20nmの厚さなど、非常に薄い二酸化ケイ素表層が生成され、これは、SiO/(a4)/(b4)/(c4)/SiOまたはSiO/(a5)/(b5)/(c5)/SiOという層順序を有する構造を生成するための非常に好都合な方法である。
【0190】
本発明は、塗料、織物、インクジェット印刷、化粧品、印刷インク、プラスチック材料、被覆、特に自動車仕上げ、セラミックおよびガラスの艶出しならびにセキュリティ印刷における、本発明によるSiOフレークをベースとする顔料の使用にも関する(例として、国際公開公報第04/035693号を参照されたい)。
【0191】
加えて、米国特許第6376018号および国際公開公報第01/025500号に記載されている装置は、原則として、面平行な構造の生成に使用することができる。
【0192】
このような装置は、本発明のプロセスに適応され、:
軸を中に回転可能であり、真空室内に配設される硬いキャリヤーと、
少なくとも一つの生成物層によって前記キャリヤーの部分的表面を被覆するための手段と、
前記生成物層を塗布する前に、分離剤IおよびIIの層で前記キャリヤーを被覆するための手段と、
前記分離剤Iの層を溶解させ、面平行な小板の前駆物質を生成することにより、前記キャリヤーの前記部分的表面から前記生成物層を脱離させるための手段とを含み、
前記被覆手段と前記脱離手段との間における前記部分的表面の移動が前記キャリヤーの回転を通して行われる。
【0193】
好ましくは、前記キャリヤーを真空室内に配設し、二つの圧力段階を設けるための中間分離を、前記の生成物および分離剤層で被覆するための手段と脱離手段との間に提供する。
【0194】
キャリヤーは、開放された、または閉じられた硬い回転対称体を含む。
【0195】
キャリヤーは、共通の軸またはいくつかの軸を中心に回転する、開放された、または閉じられたいくつかの硬い回転対称体を含むか、または、キャリヤーは、前記被覆手段によって少なくとも一つを両面被覆することができるいくつかの平行なディスクを含む。
【0196】
前記実施態様では、面平行な小板を生成するためのプロセスは、;
I)軸を中心に回転可能であり、真空室内に配設される硬いキャリヤーの部分的表面を、その後、分離剤Iの層、分離剤IIの層、少なくとも一つの生成物層および分離剤IIの層で被覆する工程と、
II)工程I)の後、前記キャリヤーの回転を通して前記部分的表面を移動させる工程と、
III)工程II)の後、分離剤Iの層を溶解させ、面平行な小板の前駆物質を生成することを通し、前記真空室内に配設される前記キャリヤーの前記部部的表面から前記生成物層を脱離させる工程と
を含む。
【0197】
分離IIを好適な溶剤に溶解させることにより、面平行な小板の前駆物質を面平行な小板に変換する。
【0198】
工程I)〜III)は、好ましくは前記キャリヤーの一回転中に実行する。
【0199】
工程I)、II)およびIII)は、好ましくは、前記キャリヤーの同じ角速度において前記キャリヤーの異なる部分的表面上で連続的かつ同時に実行する。
【0200】
分離剤IおよびIIは、原則として、浸漬、転造、注入または溶射によって塗布することができるが、好ましくは物理蒸着によって塗布する。
【0201】
有利には、工程I)において表面被覆をキャリヤーの部分的表面に塗布することができ、場合により、キャリヤーの冷却を通してキャリヤー上で層を凝固させる。その後、分離剤I、IIおよび生成物の層を高真空中で蒸着させた後、工程III)において前記表面被覆を溶融させると、分離剤I、IIおよびその上に配設された生成物の追加的な層が脱落し、フレークとなる。
【0202】
表面被覆は、好ましくは、安価な冷却手段、たとえば水冷却および単純な冷凍機器によって簡単に得られる温度において固体である。分離剤および生成物の層の付着中に表面被覆が溶融することのないよう、表面被覆は、比較的高い十分な融点を有するべきである。プロセスに固有な条件について、表面被覆は、化学的に不活性であるべきである。詳しくは、表面被覆は、表面被覆に付着する薄い膜の層と反応するべきではない。表面被覆は、容易に分離させることができるよう、穏やかな温度で容易に溶融するべきである。
【0203】
好ましくは、表面材料は、薄い膜の粒子に負の影響を及ぼさない好都合な溶剤に対して可溶性である。好ましい表面材料は、オレフィン材料、たとえば高精製ワックスから作製される。好ましくは、ワックスは、最終的な融点よりもおよそ20℃高い初期の融点を有する。本明細書で使用する「ワックス」という用語は、パラフィンワックス、微結晶ワックス、ポリエチレンワックスおよび類似の特性を有する他の類似の材料を含むものとする。本発明において有効であることが確認されている特定の材料は、精製パラフィンワックスとして指定されるROBWAX2600、ROBWAX2521、ROBWAX2421、ROBWAX2351およびROBWAX2271であり、すべてペンシルバニア州ハーバーフォード(Haverford)のC.J.Robertson Co.Inc.によって販売されている。
【0204】
分離剤Iの層を溶解させる代わりに、ドラムの表面に隣接して置かれたナイフの刃を使用し、薄い膜の構造を掻き落とすことができる。
【0205】
装置を変更することなく、プロセスを使用して、分離剤I上に分離IIおよび生成物の交互に並ぶ層を膨大な数にわたって調製することができる[分離剤I/(分離剤II、生成物)n/分離剤II、ここでnは分離IIおよび生成物の繰り返し数であり、好ましい範囲は1〜150である。原則として、さらなる繰り返しが可能であり、最大の繰り返し数nは、分離剤Iの接着力によって画定される。
【0206】
まず、蒸発器を使用して分離剤Iを蒸着させる。分離剤IIおよび生成物の蒸発器を密閉型バッフルで閉じる。
【0207】
次に、二つの異なる蒸発器を使用して分離剤IIおよび生成物を蒸着させる。分離剤Iの蒸発器を密閉型バッフルで閉じる。
【0208】
次に、分離剤IおよびIIならびに生成物の蒸発器を密閉型バッフルで閉じ、水中で分離剤Iを溶解させることにより、フレークを回転可能体から分離させる。
【0209】
蒸発区域中、いくつかの分離剤および生成物蒸発器を回転可能体の走行方向に一列に並べることが可能である。この手段により、装置の点でほとんど追加的な出費なしに、SI+SII+P+SII+P+SII(SIは分離剤Iの層であり、SIIは分離剤IIの層であり、Pは生成物層である)の連続層が得られる。
【0210】
もう一つの好ましい実施態様では、本発明は、回折顔料フレークの生成に関する。回折顔料フレークは、その表面上に形成される回折構造を有する単一または複数の層を含む。複数層のフレークは、反射コア層の対向する両側部に対称のスタック化被覆構造を有するか、または反射コア層の周囲を封止被覆して形成することができる。回折顔料フレークは、その上に多様な回折構造を載せ、選択された光学効果を生成するように形成することができる。具体的には、回折顔料フレークは、その製作上、高度な光学効果を提供する物理および微小機械性質と共に特定の回折表面微細構造を有する。フレーク上の回折構造は、光学干渉パターン、たとえば回折格子またはホログラフィー像パターンであることができる。所望の光学効果に応じて、最適な回折効果を有するフレークの生成に好適な格子状微細構造が選択される。回折および反射光学素子を正しく組み合わせることにより、このような光学効果を設け、例として、見る人の位置が変わるにつれて変化し、きらめく、強力で目立つ光学効果を生成する。例として、顔料フレークは、広範な光学効果を設ける高頻度回折格子微細構造、たとえば1mm当たりの格子線数(ln/mm)がおよそ1100を超える回折格子パターンを含むことができる。換言すると、この回折効果は、可視光波長領域の外側、たとえば紫外線(UV)波長領域または赤外線(IR)波長領域においてのみ知覚可能である。この隠れたフィーチャは、UVまたはIR波長領域のみで優先的に回折効果を設ける格子を使用することで生成される。例として、法線入射において、およそ2500ln/mmを上回る格子頻度を有するフレークは、およそ100nm〜およそ400nmの波長領域においてのみ知覚可能な回折効果を生成する。このため、このような回折フレークの存在を迅速かつ正確に検知するように従来型のUV検知装置を構成することができるが、一方で人間の肉眼では、この回折構造の存在を検知することはできない。
【0211】
回折フレークは、およそ500nm〜およそ2ミクロン(2,000nm)、好ましくはおよそ500nm〜およそ1400nm(1.4ミクロン)の物理厚さを有するように形成することができる。フレーク上の回折構造の線頻度は、好ましくはおよそ1,200ln/mmを上回り、これにより、法線入射から少なくともおよそ60度まで、法線入射において照らされるときに、一次または高次の回折ビームにおける可視光波長領域に対応する光が、高次の回折ビームにおける同じ波長領域から実質的に角度分離されるようになる。回折構造は、少なくともおよそ1,400ln/mmの頻度とおよそ160nmを上回る溝深さとを有する線形ブレーズされた(すなわち鋸歯形状)格子であるか、または少なくともおよそ2,000ln/mmの頻度とおよそ160nmを上回る溝深さとを有する線形正弦格子であることができる。
【0212】
回折フレークの一つの好ましい実施態様では、透明な誘電体材料、たとえばフッ化マグネシウム(MgF)およびSiOを第一層および第三層として付着させ、不透明な第二(内側)アルミニウム層を覆う補強保護層を形成することができる。MgFまたはSiO層は、好ましくはそれぞれおよそ250nm〜およそ450nmの厚さであり、アルミニウム層は、好ましくはおよそ80nm〜およそ160nmの厚さである。回折フレークは、約1,400nm未満、好ましくはおよそ500nm〜およそ900nmの合計厚さを有する。
【0213】
回折構造は、フレークの主表面の一方または両方の少なくとも一部の上に形成される。フレーク上の回折構造は、少なくともおよそ1,400ln/mmの格子と少なくともおよそ150nmの格子深さとを有する回折格子パターンであることができる。好ましくは、回折格子パターンは、およそ1400〜およそ3500ln/mmの格子とおよそ150nm〜およそ230nmの格子深さとを有することができ、より好ましくは、この回折格子パターンは、およそ1400〜およそ1700ln/mmの格子とおよそ160nm〜およそ220nmの格子深さとを有することができる。
【0214】
回折フレークが単一層からなる場合、反射材料を使用して前記層を形成することができる。現在のところ好ましい反射材料としては、さまざまな金属または金属合金が含まれ、その理由として、金属または金属合金は反射率が高く、かつ使用し易いことがあるが、非金属反射材料を使用することもできる。好適な金属性材料の限定されない例としては、アルミニウム、銀、銅、金、白金、スズ、チタン、パラジウム、ニッケル、コバルト、ロジウム、ニオブ、クロムおよびこれらの化合物、組み合わせまたは合金が含まれる。単一層からなるフレークは、およそ500nm〜およそ1400nm、好ましくはおよそ700nm〜およそ1200nmの物理厚さを有することができる。
【0215】
もう一つの好ましい実施態様では、回折金属フレークは、厚さが20〜60nmであり、回折格子がcm当たりでおよそ5,000〜およそ11,000の溝を有する単一層からなる。
【0216】
回折フレークは、中央の反射体層および対向する誘電体層を含み、反射体層の少なくとも一つの側部表面ではない反射体層の対向する主表面上において、一般的に対称的な薄い膜の構造を有する三層設計を有することができる。反射体層は、単一層フレークについて前述したものと同じ反射材料から構成することができる。誘電体層は、さまざまな誘電体、たとえばおよそ1.65以下の屈折率、好ましくはおよそ1.5以下の屈折率を有するものから構成することができる。好適な誘電体材料の限定されない例としては、フッ化マグネシウム、SiO、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、フッ化セリウム、フッ化ランタン、フッ化ネオジム、フッ化サマリウム、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウムおよびこれらの組み合わせが含まれる。反射体層は、およそ40nm〜およそ200nm、好ましくはおよそ80nm〜およそ160nmの物理厚さを有することができる。誘電体層は、それぞれおよそ1ミクロン以下、好ましくはおよそ200nm〜およそ600nm、より好ましくはおよそ250nm〜およそ450nmの物理厚さを有することができる。
【0217】
回折フレークを製作するための方法では、分離剤層、反射体層および場合により誘電体層を、その表面に回折格子を有する(可動)キャリヤーに、所望のフレーク構成にしたがって順次的な手法で付着させる。回折フレークは、分離剤を好適な溶剤中に溶解させることで分離させる。キャリヤーは、型押し金属キャリヤー、たとえば金属ベルト、回転ディスクまたは円筒であることができる。回折格子はエッチングによって生成することができる。金属の代わりに、耐熱プラスチック、たとえばCapton(登録商標)を使用することができる。
【0218】
本発明は、塗料、織物(例として、国際公開公報第04/035911号を参照されたい)、インクジェット印刷(例として、国際公開公報第04/035684号を参照されたい)、化粧品(例として、国際公開公報第04/020530号を参照されたい)、印刷インク、プラスチック材料、被覆、特に自動車仕上げ、セラミックおよびガラスの艶出しならびにセキュリティ印刷における、本発明によるアルミニウムフレークをベースとする顔料の使用にも関する。
【0219】
アルミニウムコア上に存在する層がPVDによって塗布される場合、これらの層は、コアの平行面上のみに存在し、側部面上には存在しない。(さらなる)層を湿式化学沈殿によって塗布する場合、これらの層はフレークの表面全体を覆う。
【0220】
次の実施例は本発明を例示するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。別段の指示がない限り、百分率および部はそれぞれ重量百分率および重量部である。
【0221】
実施例
【0222】
実施例1
【0223】
10−5mbarの真空下の真空室内において、下記の工程を行う。
a)ペンタエリスリトールの300nmの層を1.2m2の研磨されたステンレス鋼基材上に昇華させる。
b)ピロメリット酸二無水物(CAS[89−32−7])の300nmの層をペンタエリスリトール層上に昇華させる。
c)Alの40nmの層をピロメリット酸二無水物層上に蒸発させる。
d)工程2)および3)を8回にわたって繰り返す。
e)最終的に、ピロメリット酸二無水物の300nmの層を最後のAl層上に昇華させる。
【0224】
ステンレス鋼基材を真空室から取り除く。ペンタエリスリトール層を水中に溶解させ、Al/ピロメリット酸二無水物の多層フレークを集める(スラリー)。スラリーの水をエタノールで置換し、ピロメリット酸二無水物を溶解させ、エタノールを酢酸エチルで代替した後、酸化に対して安定な光輝Alフレークを得る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
面平行な小板を生成するためのプロセスであって、:
a)水に溶かし得る分離剤Iをキャリヤー上に付着させ、分離剤層を生成する工程と、
b)水に溶かし得ない分離剤IIを工程a)の分離剤層上に蒸着させる工程と、
c)少なくとも一つの生成物層を工程b)の分離剤層上に蒸着させる工程と、
d)水に溶かし得ない分離剤IIを工程c)の生成物層上に蒸着させる工程と、
e)工程a)の分離剤層を水中に溶解させ、少なくとも一つの生成物層が、側部表面を除く上部表面および下部表面を分離剤IIで覆われている面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と、
f)工程b)およびd)の分離剤層を溶剤中に溶解させ、少なくとも一つの層を含む生成物が面平行な小板の形態で存在する懸濁液を生成する工程と
を含むプロセス。
【請求項2】
分離剤Iが蒸着される、請求項1記載のプロセス。
【請求項3】
分離剤Iが、アントラセン、アントラキノン、アセトアミドフェノール、アセチルサリチル酸、ショウノウ酸無水物、ベンズイミダゾール、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、ビフェニル−2,2−ジカルボン酸、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ジヒドロキシアントラキノン、ヒダントイン、3−ヒドロキシ安息香酸、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホン酸一水和物、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリン、3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、イソフタル酸、4,4−メチレン−ビス−3−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸、ナフタレン−1,8−ジカルボン酸無水物、フタルイミドおよびそのカリウム塩、フェノールフタレイン、フェノチアジン、サッカリンおよびその塩、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノールならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物、特にペンタエリスリトール(C(CHOH))、トリメシン酸(=1,3,5ベンゼントリカルボン酸)、DL−アラニン、DL−バリン、2,6−ジアミノプリン、アスコルビン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、o−アセチルサリチル酸、ジフェン酸、テレフタル酸、ピロガロール、シアヌル酸、ヘキサメチルテトラミン(ウロトロピン)、フマル酸および4−アセチル安息香酸ならびにこれらの物質の少なくとも二つの混合物から選択される、請求項1または2記載のプロセス。
【請求項4】
分離剤IIが、ポリマー、特に溶解することができる部分的に硬化したポリマー、ベンズイミダゾール、ジヒドロキシアントラキノン、4−ヒドロキシクマリン、7−ヒドロキシクマリン、アセトアミドフェノール、アントラセン、アントラキノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、フェノールフタレイン、テトラフェニルメタン、トリフェニレン、トリフェニルメタノール、アダマンタンならびにアダマンタンの誘導体、たとえば1−シアノアダマンタン、1−アダマンタンカルボン酸、1−ヒドロキシアダマンタン、2−ヒドロキシアダマンタン、2−オキソアダマンタン、ジフェン酸、7−ヒドロキシクマリン、ベンゾグアナミン(2,4,6−ジアミノ−4−フェニル−1,3,5−トリアジン)、フェロセン、ショウノウおよび誘導体、アントラセン、9,10−アントラキノンおよびピロメリット酸二無水物から選択される、請求項1〜3のいずれか一項記載のプロセス。
【請求項5】
面平行な小板が金属小板、特にAl、Cu、Mo、V、Ag、Cr、Zr、Nb、Ni、Fe、Co、Ti、Au、Pd、W、Hf、Rh、Ir、Pt、Cdまたはその合金、たとえばクロム−ニッケル、鉄−ニッケル、鉄−クロムおよびニッケル−コバルトの小板、とりわけCu、Ag、TiもしくはAlまたはその合金の小板である、請求項1〜4のいずれか一項記載のプロセス。
【請求項6】
面平行な小板が、0.70≦y≦1.95、好ましくは1.0≦z≦1.8、もっとも好ましくは1.0≦z≦1.6のSiOフレークである、請求項1〜4のいずれか一項記載のプロセス。
【請求項7】
分離剤IIおよび生成物の複数の層を交互に付着させ、各生成物層の上部表面および下部表面を分離剤II層で覆う、請求項1〜6のいずれか一項記載のプロセス。
【請求項8】
面平行な小板の前駆体であって、:
(A1)水中に溶かし得ない分離剤IIからなる層と、
(B)層(A1)上の少なくとも一つの生成物層と、
(A2)層(B)上の分離剤IIからなる層と
を含む面平行な小板の前駆体。
【請求項9】
分離剤層(A1)および(A2)の層厚さが20〜500nm、特に50〜300nmである、請求項8記載の面平行な小板の前駆体。
【請求項10】
生成物層が、金属、特にAl、Cu、Mo、V、Ag、Cr、Zr、Nb、Ni、Fe、Co、Ti、Au、Pd、W、Hf、Rh、Ir、Pt、Cdもしくはその合金、特にAl、Cu、AgもしくはTi;またはSiOからなり,ここで0.70≦y≦1.95、好ましくは1.0≦z≦1.8、もっとも好ましくは1.0≦z≦1.6である、請求項8または9記載の面平行な小板の前駆体。
【請求項11】
面平行な小板を生成するための、請求項8〜10のいずれか一項記載の面平行な小板の前駆体の使用。

【公表番号】特表2009−516074(P2009−516074A)
【公表日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−540578(P2008−540578)
【出願日】平成18年11月8日(2006.11.8)
【国際出願番号】PCT/EP2006/068200
【国際公開番号】WO2007/057328
【国際公開日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【出願人】(508120547)チバ ホールディング インコーポレーテッド (81)
【氏名又は名称原語表記】CIBA HOLDING INC.
【Fターム(参考)】