Uso de pigmentos difractivos de orden cero.

Composición que comprende

a) un pigmento difractivo de orden cero que muestra un efecto de color basado en difracción de orden cero y que consiste en una capa guía de ondas ópticas

, en la que dicha capa está fabricada con un material con un índice de refracción que es más alto que el índice de refracción del material adyacente en al menos 0,25, tiene una estructura de rejilla difractiva de orden cero de un periodo de 300 a 500 nm y una profundidad de rejilla de 30 a 300 nm y tiene un grosor entre 50 nm y 500 nm y

b) un material de matriz que comprende un polímero orgánico natural o sintético, un tensioactivo, cera cosmética y/o aceite cosmético,

conteniendo preferentemente componente a) en una estructura del 0,0001 al 90 % en peso de la composición total.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/065819.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: WALTER, HARALD, BUGNON, PHILIPPE, REICHERT, HANS, STUCK,Alexander.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN... > C09C1/00 (Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón)
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > ELEMENTOS, SISTEMAS O APARATOS OPTICOS (G02F tiene... > Elementos ópticos distintos de las lentes (guías... > G02B5/18 (Rejillas de difracción)

PDF original: ES-2522914_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Uso de pigmentos difractivos de orden cero

La presente invención se refiere a composiciones que muestran un efecto de color difractivo de orden cero deseado tomando en cuenta la influencia del material de la matriz orgánica en la respuesta de color de los pigmentos difractivos de orden cero.

Se sabe que el color físico se puede obtener combinando muy bien, usualmente sublongitud de onda, rejillas con uno o más apilamientos dieléctricos y/o metálicos. Un así llamado filtro difractivo de orden cero tal (filtro ZOD) o dispositivo difractivo de orden cero (dispositivo ZOD) usa difracción de orden cero para producir efectos de color muy pronunciados, como se describe por ejemplo por M.T. Gale et al., SPIE Vol. 121, Optical Security and Anticounterfeiting Systems, p. 83 (199), o en los documentos US4484797, EP-A-1775142, W6/3812.

El documento W3/1198 describe escamas de pigmentos difractivos que incluyen escamas de capa única o de multicapa. Las escamas comprenden una capa que tiene una superficie reflectante y una superficie difractiva formada sobre la superficie reflectante, en la que el tono y la amplitud de la estructura están seleccionados para disminuir la intensidad de un haz de luz difractada de orden cero con el fin de incrementar la intensidad y el contraste de color de haz de luz difractada de orden superior. Se mencionan los procedimientos de elaboración de tales pigmentos por deposición al vacío. El documento WO-A-96/3962 divulga una composición cosmética en forma de una emulsión que comprende un aceite de silicona, un pigmento "interferencia!" o tipo plaqueta compuesto de un soporte tal como mica revestida con una capa dada de óxido de titanio con un grosor dado y un pigmento basado en óxido de hierro. Debido al pigmento interferencia! presente en estas composiciones, las composiciones dan una sombra a lo largo de un ángulo dado y no producen un efecto goniométrico. Como el efecto de color de tales pigmentos se basa en un primer orden de difracción o en un orden de difracción superior solo se puede alcanzar el efecto de colores del arco iris típico de hologramas.

El documento WO424836A2 describe pigmentos difractivos de primer orden y de orden superior, que pueden separar la luz en componentes espectrales, de forma similar a un prisma y que incluyen una capa magnética que alinea selectivamente los pigmentos.

Los documentos US27/285782 y WO7/137438 describen la preparación de pigmentos ZOD.

Pigmentos ZOD. su preparación v composiciones que los contienen

A menos que se establezca lo contrario, las siguientes definiciones se aplicarán en la presente memoria descriptiva: Pigmentos difractivos de orden cero ("pigmentos ZOD") son pigmentos que muestran un efecto de color (es decir cambio de color) tras rotación y/o inclinación, en los que dicho efecto de color se basa en difracción de orden cero.

"Color" o "efecto de color" incluye una diferencia entre el espectro de luz incidente y reflejada o transmitida por encima de longitud de onda de 4 nm (especialmente en el intervalo de 4-8 nm, véase también Fig. 1.9).

Un material se considera "grabable en relieve" si mantiene la estructura de una herramienta de grabado en relieve sobre su superficie después de someterse a una etapa de grabado en relieve.

Un "microestructura periódica" es una estructura periódica (rejilla) que tiene un periodo entre 1 nm y 1 nm, por ejemplo 1 nm y 6 nm. "Microestructurado" se refiere generalmente a la generación de una microestructura periódica, tal como una estructura de rejilla difractiva de orden cero, sobre un sustrato. El término "pigmento" se conoce en el campo, se refiere principalmente a un ensamblado de partículas sólidas, cada partícula generando color, es decir una diferencia entre la radiación antes y después de interacción con la partícula.

Los pigmentos están mostrando un color y/o un efecto de color con el espectro visible.

Si se ilumina con luz blanca, la estructura ZOD refleja directa y muy eficazmente un intervalo espectral o color particular. Esto es el resultado de un efecto de resonancia en la ondulación óptica (acoplamiento resonante).

La presente invención pertenece, en general, a una composición que comprende

a) un pigmento difractivo de orden cero que muestra un efecto de color basado en difracción de orden cero y que consiste en una capa guía de ondas ópticas, considerando que dicha capa está fabricada con un material con un índice de refracción que es más alto que el índice de refracción del material adyacente en al menos ,25,

tiene una estructura de rejilla difractiva de orden cero y tiene un grosor entre 5 nm y 5 nm y

b) un material de matriz que comprende un polímero orgánico natural o sintético, un tensioactivo, cera cosmética y/o aceite cosmético.

El pigmento contiene una estructura de rejilla difractiva de orden cero que tiene un periodo de 3 a 5 nm y una profundidad de rejilla de 3 a 3 nm; los periodos de rejilla típicos para los presentes pigmentos son, por ejemplo,

del intervalo de 35 a 48 nm.

Cualquiera de las siguientes realizaciones preferidas (a)-(o) asi como aquellas enumeradas adlclonalmente más adelante se puede combinar con la composición anterior o con el procedimiento anterior, así como entre sí:

a) una composición en la que el material de la matriz es transparente, el pigmento está dispersado en dicho material de matriz y el material adyacente a la capa guía de ondas ópticas es un material idéntico al material de matriz;

b) una composición que contiene componente (a) en una cantidad desde el ,1 hasta el 9 % en peso de la composición total;

c) una composición en la que el pigmento contiene una estructura de rejilla difractiva de orden cero que posee un periodo que es menor que la longitud de onda de la luz que se reflejará en el orden de reflexión cero;

d) una composición en la que el pigmento tiene una forma lateral anisótropa;

e) una composición en la que la capa guía de ondas ópticas del pigmento está hecha de material adecuado para administración humana, en particular TÍO2 y en la que dicho pigmento está incluido en una matriz digerible;

f) una composición en la que el componente (b) comprende

polímeros orgánicos seleccionados de resinas naturales, aceites secantes, caucho o caseína, o sustancias derivadas de los mismos, resinas alquídicas modificadas con aceite, viscosa, polisacáridos como éteres o ésteres de

celulosa;

polímeros no iónicos, por ejemplo copolímeros de vinilpirrolidona/vinilacrilato, copolímeros de polivinilpirrolidona y vinilpirrolidona/acetato de vinilo y polisiloxanos;

polímeros catiónicos; alcohol polivinílico cuaternizado; polímeros zwiteriónicos y anfóteros; polímeros aniónicos; espesantes poliméricos; hidrolisados proteicos o productos de condensación de los mismos; polioles; poliéteres; polímeros que contienen azúcares; polímeros orgánicos sintéticos termoendurecibles y termoplásticos que pueden obtenerse por polimerización, policondensación, poliadición y/o reticulación, especialmente poliolefinas tales como polietileno, polipropileno o poliisobutileno, poliolefinas sustituidas, tales como productos de polimerización de cloruro de vinilo, acetato de vinilo, estireno, acrilonitrilo, ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico o butadieno y también productos de copolimerización de los citados monómeros; resinas de poliadición y resinas de policondensación tales como productos de condensación de formaldehído con fenoles, productos de condensación de formaldehído con urea, tiourea y melamina, poliésteres tales como resinas alquídicas o resinas de maleato; poliésteres lineales y poliamidas, poliuretanos; siliconas; resinas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición que comprende

a) un pigmento difractivo de orden cero que muestra un efecto de color basado en difracción de orden cero y que consiste en una capa guia de ondas ópticas, en la que dicha capa está fabricada con un material con un índice de refracción que es más alto que el índice de refracción del material adyacente en al menos ,25,

tiene una estructura de rejilla difractiva de orden cero de un periodo de 3 a 5 nm y una profundidad de rejilla de 3 a 3 nm y tiene un grosor entre 5 nm y 5 nm y

b) un material de matriz que comprende un polímero orgánico natural o sintético, un tensioactivo, cera cosmética y/o aceite cosmético,

conteniendo preferentemente componente a) en una estructura del ,1 al 9 % en peso de la composición total.

2. Composición de la reivindicación 1, en el que el material de matriz es transparente, el pigmento está disperso en dicho material de matriz

y/o el material adyacente a la capa guía de ondas ópticas es un material de componente b) de la reivindicación 1, o preferentemente el material adyacente a la capa gula de ondas ópticas es un material idéntico al material de matriz.

3. Composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el pigmento es incorporado en el material de matriz en una cantidad desde el ,1 hasta el 9 % en peso del material final obtenido o de la composición total.

4. Composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el pigmento contiene una estructura de rejilla difractiva de orden cero que posee un periodo que es menor que la longitud de onda de la luz que se reflejará en el orden de reflexión de orden cero.

5. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el pigmento tiene una forma lateral anisotrópica.

6. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que el pigmento está embebido en una gotita orgánica o inorgánica y está fijado dentro de dicha gotita.

7. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que la capa gula de ondas ópticas del pigmento está fabricada de material adecuado para administración humana, en particular TÍO2 y en la que dicho pigmento está incluido en una matriz digerible.

8. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el material de matriz (componente b) comprende

polímeros orgánicos seleccionados de resinas naturales, aceites secantes, caucho o caseína, o sustancias derivadas de los mismos, resinas alquídicas modificadas con aceite, viscosa, polisacáridos como éteres o ésteres de celulosa;

polímeros no iónicos, por ejemplo copolímeros de vinilpirrolidona/vinilacrilato, copolímeros de polivinilpirrolidona y vinilpirrolidona/acetato de vinilo y polisiloxanos;

polímeros catiónicos; alcohol polivinílico cuaternizado; polímeros zwiteriónicos y anfóteros; polímeros aniónicos; espesantes poliméricos; hidrolisados proteicos o productos de condensación de los mismos; polioles; poliéteres; polímeros que contienen azúcares; polímeros orgánicos sintéticos termoendurecibles y termoplásticos que pueden obtenerse por polimerización, policondensación, poliadición y/o reticulación, especialmente poliolefinas tales como polietileno, polipropileno o poliisobutileno, poliolefinas sustituidas, tales como productos de polimerización de cloruro de vinilo, acetato de vinilo, estireno, acrilonitrilo, ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico o butadieno y también productos de copolimerización de los citados monómeros; resinas de poliadición y resinas de policondensación, tales como productos de condensación de formaldehído con fenoles, productos de condensación de formaldehído con urea, tiourea o melamina, poliésteres tales como resinas alquídicas o resinas de maleato; poliésteres lineales y poliamidas, poliuretanos; siliconas; resinas de melamina, resinas de urea-formaldehído; resinas acrílicas;

tensioactivos seleccionados de tensioactivos aniónicos, zwiteriónicos, anfolíticos, no iónicos y catiónicos; ceras cosméticas, aceites cosméticos y/o alcoholes cosméticos seleccionado de alcoholes grasos; ésteres o ácidos grasos; di- y triglicéridos naturales o sintéticos; aceites de hidrocarburos tales como aceite de parafina; aceites minerales que tienen un punto de ebullición aproximadamente desde 31 hasta 41 °C; aceites de silicona; ceras de silicona, celofán, aceites hidrogenados que son sólidos a 25 °C; glicéridos de azúcar; sales de ácidos grasos de calcio, magnesio circonio, aluminio; siloxanos; aceites fluorados y perfluorados; fosfolípidos; cefalinas; aceites de perfume; solubilizadores; espermaceti, cera de abejas, cera montana; parafinas; alcoholes grasos; ésteres de ácidos grasos; alcanolaminas grasas; poliglicoles tales como polietilenglicoles y polipropilenglicoles; sustancias de hinchazón y penetración; opacificadores.

9. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que la matriz está en forma de un revestimiento, especialmente un revestimiento de color para automóviles, plásticos, metales, papel y similares; un glaseado; laca; barniz; pintura; pasta de empastación; tinta; imagen impresa o diseño impreso; una formulación cosmética elegida por ejemplo de filtros solares, lociones corporales, lociones para el cabello, tintes para el cabello, bases, sombras de ojos, coloretes, barras de labios, brillos de labios, labios efecto charol, rímeles, esmaltes de uñas y delineadores; una formulación de cuidado personal, por ejemplo elegida de champúes, formulaciones de lavado, productos de limpieza para el cabello y/o para el cuerpo.

1. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en la que el pigmento es obtenido por un procedimiento que comprende las etapas de

depositar y opcionalmente microestructurar sobre un sustrato una primera capa que es soluble en un primer disolvente;

fabricar capas de dichos pigmentos ZOD por una o más etapas de deposición y opcionalmente por una o más etapas de microestructuración

disolver dicha primera capa para obtener sustratos de ZOD o pigmentos de ZOD;

opcionalmente someter los sustratos ZOD obtenidos o los pigmentos ZOD obtenidos a una o más etapas de selección tal como para medir y/o dar forma

en el que al menos tiene lugar una etapa de microestructuración.

11. Composición de acuerdo con la reivindicación 5 en la que el pigmento de forma lateral anisótropa se obtiene estampando puntos de ruptura predeterminados o líneas de ruptura predeterminadas antes, simultáneamente o subsiguientemente, en particular simultáneamente, con la estampación de la microestructura periódica.

12. Procedimiento de preparación de un revestimiento, glaseado, laca, barniz, pintura, pasta de impresión, tinta, imagen impresa o diseño impreso, formulación cosmética o formulación para el cuidado personal, caracterizado porque un pigmento , en particular un pigmento difractivo de orden cero, según se define como componente a) en la reivindicación 1 es incorporado en dicho revestimiento, glaseado, laca, barniz, pintura, pasta de impresión, tinta, imagen impresa o diseño impreso, formulación cosmética o formulación para el cuidado personal en combinación con un polímero orgánico natural o sintético, un tensioactivo, cera cosmética y/o aceite cosmético;

13. Uso de una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en forma de un revestimiento, especialmente un revestimiento de color para automóviles, plásticos, metales, papel y similares; un glaseado; laca; barniz; pintura; pasta de empastación; tinta; imagen impresa o diseño impreso; una formulación cosmética elegida por ejemplo de filtros solares, lociones corporales, lociones para el cabello, tintes para el cabello, bases, sombras de ojos, coloretes, barras de labios, brillos de labios, labios efecto charol, rímeles, esmaltes de uñas y delineadores; una formulación de cuidado personal, por ejemplo, elegida de champúes, formulaciones de lavado, productos de limpieza para el cabello y/o para el cuerpo.