Procedimiento para mejorar el brillo cromático y la estabilidad de un sistema polímero cromático constituido por una matriz y por partículas polímeras discretas,

que están distribuidas en la matriz de conformidad con una estructura reticular definida en el espacio, caracterizado porque se aplica superficialmente sobre la capa polímera cromática una capa polímera transparente

Dispersión polímera con efecto cromático.

La invención se refiere a procedimientos para mejorar el brillo cromático y la estabilidad de un sistema polímero cromático, que está constituido por una matriz y por partículas discretas polímeras, que están distribuidas en la matriz de conformidad con una estructura reticular definida en el espacio, caracterizados porque se aplica superficialmente sobre la capa polímera cromática una capa polímera transparente.

Por otra parte, la invención se refiere a sistemas polímeros cromáticos, que pueden ser obtenidos de conformidad con este procedimiento, y al empleo de los sistemas polímeros cromáticos para el recubrimiento, por ejemplo, de materiales sintéticos, de papel o en dispositivos indicadores ópticos.

Se conocen sistemas polímeros cromáticos por las publicaciones DE-19717879, DE-19820302 y DE-19834194, en los cuales están dispersadas partículas polímeras discretas en una matriz.

En la publicación DE 10229732 (PF 53679) ha sido descrito el empleo de tales capas polímeras en elementos indicadores ópticos.

La publicación EP-A-0 847 852 divulga la provisión de placas o láminas estratificadas compuestas, que están constituidas por, al menos, 3 capas, estando constituida la capa 1 por un copolímero de injerto A y por un copolímero B así como, de manera opcional, por un policarbonato C y materiales de carga D en forma de fibras o en forma de partículas, la capa 2 representa una capa cromófora o bien una capa intermedia y la capa 3 actúa como capa protectora PMMA con elevada resistencia a los arañazos.

La tarea de la presente invención consistía en mejorar el brillo cromático y la estabilidad de los sistemas polímeros cromáticos. Por consiguiente se encontró el procedimiento que ha sido descrito al principio.

Los sistemas polímeros cromáticos están constituidos, de manera esencial, por una matriz y por partículas polímeras discretas, que están distribuidas en la matriz de conformidad con una estructura reticular definida en el espacio.

Con relación a las partículas polímeras

Para la formación de una estructura reticular definida en el espacio las partículas polímeras discretas deben tener el mismo tamaño, dentro de lo posible. Una magnitud de la uniformidad de las partículas polímeras es el denominado índice de polidispersidad, que se calcula de conformidad con la fórmula

en la que D₉₀, D₁₀ y D₅₀ designan los diámetros de las partículas, cumpliéndose que

Otras explicaciones relativas al índice de polidispersidad se encuentran, por ejemplo, en la publicación DE-A 19717879 (de manera especial en la página 1 de los dibujos).

La distribución del tamaño de las partículas puede ser determinada de una manera en sí conocida, por ejemplo con una ultracentrífuga analítica (W. Mächtle, Makromolekulare Chemie 185 (1984) páginas 1025-1039) y a partir de dicha distribución se toman el valor D₁₀, D₅₀ y D₉₀ y se determinan los índices de polidispersidad.

Las partículas polímeras tienen, de manera preferente, un valor D₅₀ situado en el intervalo comprendido entre 0,05 y 5 µm. Las partículas polímeras pueden estar constituidas por un tipo de partículas o por varios tipos de partículas con un valor D₅₀ diferente, teniendo cada tipo de partícula un índice de polidispersidad preferentemente menor que 0,6, de manera especialmente preferente menor que 0,4 y, de una manera muy especialmente preferente, menor que 0,3 y, en particular, menor que 0,15.

De manera especial, las partículas polímeras están constituidas ahora por un solo tipo de partículas. El valor D₅₀ se encuentra situado entonces, de manera preferente, entre 0,05 y 2 µm, de manera especialmente preferente se encuentra situado entre 100 y 400 nanómetros.

De igual modo, pueden formar una estructura reticular conjunta (cristalizada) partículas polímeras, que estén constituidas, por ejemplo, por 2 o por 3, de manera preferente por 2 tipos de partículas diferentes en lo que respecta al valor D₅₀, en tanto en cuanto para cada tipo de partículas se cumpla la condición precedente en lo que se refiere al índice de polidispersidad. Son adecuadas, por ejemplo, aquellas mezclas con tipos de partículas con un valor D₅₀ comprendido entre 0,3 y 0,5 µm y con un valor D₅₀ comprendido entre 0,1 y 0,3 µm.

Las partículas polímeras están constituidas, de manera preferente, por un polímero con una temperatura de transición vítrea mayor que 30ºC, de manera especialmente preferente mayor que 50ºC y, de una forma muy especialmente preferente, mayor que 70ºC, de manera especial mayor que 90ºC.

La temperatura de transición vítrea puede ser determinada según los métodos usuales tales como el análisis térmico diferencial o Differential Scanning Calorimetrie (véase por ejemplo la publicación ASTM 3418/82, denominada "temperatura del punto medio -mid-point temperature-").

El polímero está constituido, de manera preferente, por un 40% en peso al menos, de manera preferente por un 60% en peso, al menos, de manera especialmente preferente por un 80% en peso, al menos, de los denominados monómeros principales.

Los monómeros principales se eligen entre los (met)acrilatos de alquilo con 1 hasta 20 átomos de carbono, los ésteres de vinilo de los ácidos carboxílicos que contienen hasta 20 átomos de carbono inclusive, los hidrocarburos vinilaromáticos con hasta 20 átomos de carbono inclusive, los nitrilos etilénicamente insaturados, los halogenuros de vinilo, los viniléteres de los alcoholes que contienen desde 1 hasta 10 átomos de carbono, los hidrocarburos alifáticos con 2 hasta 8 átomos de carbono y 1 o 2 dobles enlaces o mezclas de estos monómeros.

Pueden citarse, por ejemplo, los ésteres alquilo del ácido (met)acrílico con un resto alquilo con 1 hasta 10 átomos de carbono, tales como el metacrilato de metilo, el acrilato de metilo, el acrilato de n-butilo, el acrilato de etilo y el acrilato de 2-etilhexilo.

De manera especial, son adecuadas, así mismo, las mezclas de los ésteres de alquilo del ácido (met)acrílico.

Los ésteres de vinilo de los ácidos carboxílicos con 1 hasta 20 átomos de carbono son, por ejemplo, el laurato de vinilo, el estearato de vinilo, el propionato de vinilo, los ésteres de vinilo de los ácidos versáticos y el acetato de vinilo.

Como compuestos vinilaromáticos entran en consideración el viniltolueno, el a-metilestireno y el p-metilestireno, el alfa-butilestireno, el 4-n-butilestireno, el 4-n-decilestireno y, de manera preferente, el estireno. Ejemplos de nitrilos son el acrilonitrilo y el metacrilonitrilo.

Los halogenuros de vinilo son compuestos etilénicamente insaturados que están substituidos por cloro, por flúor o por bromo, siendo preferentes el cloruro de vinilo y el cloruro de vinilideno.

A título de viniléteres deben ser citados, por ejemplo, el vinilmetiléter o el vinilisobutiléter. Son preferentes los viniléteres de alcoholes que contengan desde 1 hasta 4 átomos de carbono.

A título de hidrocarburos con 2 hasta 8 átomos de carbono y uno o dos dobles enlaces olefínicos pueden ser citados el butadieno, el isopreno y el cloropreno, con un doble enlace, por ejemplo el etileno o el propileno.

A título de monómeros principales son preferentes los acrilatos de alquilo y los metacrilatos de alquilo con 1 hasta 20 átomos de carbono, de manera especial los acrilatos de alquilo y los metacrilatos de alquilo con 1 hasta 8 átomos de carbono, los hidrocarburos vinilaromáticos, de manera especial el estireno, y sus mezclas, de manera especial también mezclas de los (met)acrilatos de alquilo y de los...

1. Procedimiento para mejorar el brillo cromático y la estabilidad de un sistema polímero cromático constituido por una matriz y por partículas polímeras discretas, que están distribuidas en la matriz de conformidad con una estructura reticular definida en el espacio, caracterizado porque se aplica superficialmente sobre la capa polímera cromática una capa polímera transparente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas polímeras del sistema polímero cromático están constituidas por una o por varios tipos de partículas con un diámetro medio de las partículas situado en el intervalo comprendido entre 0,05 y 5 µm, teniendo sin embargo cada tipo de partículas un índice de polidispersidad (PI) menor que 0,6, calculado según la fórmula

en la que D₉₀, D₁₀ y D₅₀ designan los diámetros de las partículas, cumpliéndose que

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las partículas polímeras del sistema polímero cromático están constituidas por un tipo de partículas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las partículas polímeras del sistema polímero cromático están constituidas por dos tipos de partículas.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los polímeros, que están contenidos en el sistema polímero cromático, están constituidos en conjunto en un 40% en peso como mínimo por los denominados monómeros principales, elegidos entre los (met)acrilatos de alquilo con 1 hasta 20 átomos de carbono, los ésteres de vinilo de los ácidos carboxílicos que contienen hasta 20 átomos de carbono inclusive, los hidrocarburos vinilaromáticos con hasta 20 átomos de carbono inclusive, los nitrilos etilénicamente insaturados, los halogenuros de vinilo, los éteres de vinilo de los alcoholes que contienen desde 1 hasta 10 átomos de carbono, los hidrocarburos alifáticos con 2 hasta 8 átomos de carbono y uno o dos dobles enlaces o las mezclas de estos monómeros.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque las partículas polímeras del sistema polímero cromático y la matriz se diferencian en el índice de refracción.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque la diferencia en el índice de refracción es, al menos, de 0,01, de manera especial es, al menos, de 0,1.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque la matriz está constituida por un compuesto polímero.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las partículas polímeras pueden ser obtenidas por medio de una polimerización de compuestos (monómeros) polimerizables por medio de radicales o por medio de catálisis metálica, en agua, en presencia de un compuesto tensioactivo (polimerización en emulsión).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las partículas polímeras del sistema polímero cromático están constituidas por el núcleo de polímeros de núcleo/envoltura y la matriz se establece por medio de la formación de una película de la envoltura.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el índice de polidispersidad del núcleo de los polímeros de núcleo/envoltura es menor que 0,45.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el núcleo de los polímeros de núcleo/envoltura está reticulado.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la temperatura de transición vítrea del polímero de la envoltura en el caso de los polímeros de núcleo/envoltura, es menor que la del polímero del núcleo.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la relación en peso en el caso de los polímeros de núcleo/envoltura, entre el núcleo y la envoltura está comprendida entre 1 : 0,05 y 1 : 20.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la distancia comprendida entre las partículas polímeras de la capa polímera cromática está comprendida entre 100 y 400 nanómetros.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el polímero de la capa transparente está formado en conjunto por, al menos, en un 40% en peso por los denominados monómeros principales, elegidos entre los (met)acrilatos de alquilo con 1 hasta 20 átomos de carbono, los ésteres de vinilo de los ácidos carboxílicos que contienen hasta 20 átomos de carbono inclusive, los hidrocarburos vinilaromáticos con hasta 20 átomos de carbono inclusive, los nitrilos etilénicamente insaturados, los halogenuros de vinilo, los éteres de vinilo de los alcoholes que contienen desde 1 hasta 10 átomos de carbono, los hidrocarburos alifáticos con 2 hasta 8 átomos de carbono y uno o dos dobles enlaces o las mezclas de estos monómeros.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el polímero de la capa transparente está constituido por un polímero en emulsión.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el polímero en emulsión tiene un diámetro promedio en peso de las partículas comprendido entre 10 y 500 nm, de manera preferente comprendido entre 30 y 200 nm.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el polímero de la capa transparente se aplica superficialmente sobre la capa cromática en forma de una solución o de una dispersión y, a continuación, se lleva a cabo un secado.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque el espesor de la capa transparente está comprendido entre 0,2 y 100 µm.

21. Procedimiento para mejorar el brillo cromático y la estabilidad de un sistema polímero cromático constituido por una matriz y por partículas polímeras discretas, que están distribuidas en la matriz de conformidad con una estructura reticular definida en el espacio, caracterizado porque la capa polímera cromática se calienta a temperaturas situadas por encima de 60ºC.

22. Sistema polímero cromático, que puede ser obtenido según un procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 21.

23. Empleo de un sistema polímero cromático según una de las reivindicaciones 1 a 22 como o en agente de recubrimiento, por ejemplo para el recubrimiento de materiales sintéticos, de láminas de material sintético, de papel, de envases, etc. o en dispositivos señalizadores ópticos con un color variable de la capa polímera.