Una escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrico que comprende:

una capa de película fina dieléctrica inorgánica que incluye una superficie que tiene un modelo de rejilla de difracción

ÁMBITO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere generalmente a pigmentos ópticamente variables y más particularmente a 5 pigmentos difractivos totalmente dieléctricos, incluyendo pigmentos difractivos totalmente dieléctricos con estructuras de interferencia de película fina.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

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Los pigmentos ópticamente variables («OVP»™) se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Pueden utilizarse en pintura o tinta, o mezclados con plástico. Dicha pintura o tinta se utiliza con finalidades decorativas o como una medida para evitar la falsificación de las papel moneda. Aunque las escamas del pigmento pueden ser muy pequeñas, los efectos ópticos surgen de los efectos agregados de las escamas, que a menudo están generalmente alineadas con el plano del sustrato. Un tipo de OVP utiliza capas de película fina en un sustrato para 15 formar una estructura óptica de tipo Fabry-Perot. Generalmente, una capa de material ópticamente absorbente se separa de una capa reflectora mediante una capa (espaciadora) dieléctrica. Pueden añadirse capas adicionales para efectos adicionales, como la adición de pares de capas absorbentes espaciadoras adicionales. La capa reflectora suele ser una capa de metal que convierte en opaca la escama del pigmento. Las imágenes impresas o pintadas con las escamas de pigmento opacas también son opacas, o las escamas de pigmento apagan el brillo o 20 cambian el color subyacente.

Las escamas de pigmento transparente pueden realizarse utilizando capas alternas de materiales dieléctricos en un forma (alta-baja-alta)n o (baja-alta-baja)n para formar una pila de interferencia óptica, que suele denominarse pila dicroica. Las escamas de pigmento dicroico pueden ser básicamente transparentes, reflejando un color y 25 transmitiendo otro color. El color de una imagen impresa con algunas escamas de pigmento dicroico cambia con el ángulo de visión, y dichos pigmentos permiten la sobreimpresión, de modo que el espectador puede ver la imagen subyacente a través de las escamas de pigmento dicroico.

Otro tipo de pigmento utiliza un modelo de difracción (rejilla), como una serie de ranuras, para crear una estructura 30 de interferencia difractiva. La rejilla de difracción está formada en una capa reflectora en la escama, similar a los modelos formados en láminas difractivas. Los pigmentos difractivos se han utilizado para crear un efecto iridiscente, tanto en medios impresos como en pinturas, como la pintura para vehículos. Lamentablemente, las capas reflectivas suelen ser opacas, de modo que las escamas de pigmento difractivas pierden brillo o cambian el color subyacente, como con las escamas de pigmento opaco de tipo Fabry-Perot. 35

Las pinturas nacaradas y los aditivos nacarados han sido populares durante algún tiempo para pintar automóviles, motocicletas, barcos, cascos y otros objetos. Muchos de estos pigmentos se realizan utilizando escama de mica procesada revestida con un material de índice alto, como el óxido de hierro o el titanio. El grosor de la mica y/o revestimiento pueden variar para obtener diferentes colores nacarados; sin embargo, las pinturas realizadas con 40 dichos pigmentos no muestran un efecto difractivo. En la técnica anterior, el documento US 6,383,638 B1 divulga un pigmento con base de escama que tiene unas características mejoradas de reflectancia especular en el rango de la longitud de onda visible, que tiene una pluralidad de secciones de escama central formada cada una por una capa reflectora central y capas de apoyo dieléctrico en lados opuestos, y la sección de escama central resultante es una estructura muy fina de tres capas que muestra una fuerza compresiva uniaxial mucho mayor que una fuerza de 45 tracción uniaxial correspondiente. En la técnica anterior, el documento WO 93/23481 A1 describe un proceso para preparar pequeñas partículas gofradas de metal brillante finamente divididas. Dicho proceso comprende la formación de una superficie gofrada de salida a al menos un lado de la hoja portadora, depositando una película de metal en la superficie de salida de modo que la película de metal se ajuste a la superficie gofrada, solubilizando la superficie de salida, eliminando la película de metal de la hoja portadora y rompiendo la fina película de metal en 50 partículas gofradas que tienen un diámetro medio de entre 25 a 50 micrómetros, y la película también puede tomar la forma de una pila óptica.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

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Una escama de pigmento producida de acuerdo con las realizaciones de la presente invención proporciona efectos difractivos sin una capa reflectora de metal. En una realización particular, una escama de pigmento difractivo tiene una rejilla de difracción formada en la superficie de una capa de película fina dieléctrica inorgánica. La superficie proporciona una interfaz difractiva cuando la escama de pigmento se dispersa en un portador, como un vehículo de tinta o un vehículo de pintura, o cuando se forma una segunda capa de película fina sobre el modelo de la rejilla de 60 difracción. En algunas realizaciones, el modelo de la rejilla de difracción se duplica a través del segundo, y quizá posterior(es) capa(s) de película fina(s) y se forman interfaces difractivas adicionales. Se activan fuertes efectos

difractivos cuando las escamas de pigmento con cinco o menos capas dieléctricas se dispersan en un portador.

A diferencia de las escamas difractivas que tienen reflectores metales opacos, algunas realizaciones de escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico de acuerdo con la presente invención son semitransparentes y pueden tener colores reflectores y/o transmisores para coincidir con el objeto sobre el que se aplican. En otras 5 realizaciones, las escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico que tienen un diseño óptico alto-bajo-alto-bajo-alto centrado en 550 nm proporcionan un efecto difractivo blanco cuando se aplican sobre un objeto blanco. Dichas realizaciones se aplican alternativamente sobre superficies coloreadas para conferir un efecto difractivo sin cambiar sustancialmente el color de fondo de la superficie. En algunas realizaciones de las escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico realizadas de acuerdo con las realizaciones de la presente invención, el grosor de 10 las capas dieléctricas se elige para crear una interferencia de película fina y conferir un cambio de color o efecto nacarado, así como un efecto difractivo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1A es una sección transversal simplificada de una pila dieléctrica multicapa general formada sobre un 15 sustrato modelado de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 1B es una sección transversal simplificada de una escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrico de acuerdo con una realización de la presente invención.

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La figura 1C es una sección transversal simplificada de una escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrico de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La figura 2A es un conjunto de trazados simplificados de reflectancia frente a la longitud de onda medidos para tres diseños ópticos diferentes de acuerdo con las realizaciones de la presente invención. 25

La figura 2B es un conjunto de trazados simplificados gonioespectrofotométricos de las muestras tratadas en conjunción con la figura 2A.

La figura 3A es un conjunto de trazados simplificados de reflectancia frente a una longitud de onda medida para tres 30 diseños ópticos neutrales diferentes.

La figura 3B es un conjunto de trazados gonioespectrofotométricos de las muestras ilustradas en la figura 3A.

La figura 4A es un conjunto de trazados simplificados de reflectancia frente a longitud de onda comparando muestras difractivas y no difractivas. 35

Las figuras 4B-4D muestran conjuntos de trazados simplificados gonioespectrofotométricos de trayectoria de color y cromaticidad de tres muestras diferentes de pigmentos totalmente dieléctricos en varios ángulos de visión.

La figura 4E... [Seguir leyendo]

1. Una escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrico que comprende:

una capa de película fina dieléctrica inorgánica que incluye una superficie que tiene un modelo de rejilla de difracción.

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2. La escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrico de la reivindicación 1 que comprende además una segunda capa de película fina dieléctrica en la superficie de la primera capa de película fina dieléctrica inorgánica.

3. El pigmento difractivo totalmente dieléctrico de la reivindicación 2 en el que la segunda capa de película fina difractiva incluye el modelo de rejilla de difracción en una segunda superficie, siendo la segunda superficie distal de 10 la capa de película fina dieléctrica no orgánica.

4. Una escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrica como se define en la reivindicación 1 en la que la escama incluye una pluralidad de capas de película fina dieléctricas y en la que la escama de pigmento difractivo totalmente dieléctrico tiene una reflectividad media en el espectro visible de al menos 20% medido en aire. 15

5. La escama de pigmento totalmente dieléctrico de la reivindicación 4 en la que la reflectividad media en el espectro visible de la escama del pigmento difractivo totalmente dieléctrico no es superior al 90% medido en aire.

6. La escama de pigmento totalmente dieléctrico de la reivindicación 4 en la que al menos parte de la pluralidad de 20 capas de película fina forman un filtro dicroico.

7. La escama de pigmento totalmente dieléctrico de la reivindicación 6 en la que el filtro dicroico refleja un primer color en un primer ángulo de visión y un segundo color en un segundo ángulo de visión.

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8. La escama del pigmento totalmente dieléctrico de la reivindicación 4 en la que el modelo de rejilla de difracción se duplica a través de al menos algunas capas adyacentes de la pluralidad de capas de películas finas dieléctricas.

9. La escama de pigmento totalmente dieléctrico de la reivindicación 4 en la que la pluralidad de capas de finas películas dieléctricas de material dieléctrico de índice alto y material dieléctrico de índice bajo. 30

10. Una escama de pigmento totalmente dieléctrico como se define en la reivindicación 1, en la que la escama incluye una pluralidad de capas de finas películas dieléctricas y en la que el modelo de la rejilla de difracción se replica a través de la pluralidad de capas de finas películas dieléctricas para formar interfaces difractivas entre capas dieléctricas adyacentes. 35

11. La escama de pigmento totalmente dieléctrico de la reivindicación 10 en la que las interfaces difractivas proporcionan una reflectividad combinada entre el 20% y el 90% medido en aire.

12. Una composición de pigmento difractivo que comprende: 40

un medio de pigmento y una pluralidad de escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 dispersas en el medio de pigmento.

13. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 12 en la que las escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico incluyen además: 45

una segunda capa dieléctrica dispuesta en el modelo de rejilla de difracción de la primera capa dieléctrica para formar una primera interfaz difractiva y que replica el modelo de rejilla de difracción para formar una segunda interfaz difractiva entre la segunda capa dieléctrica y el medio de pigmento.

14. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 12 en la que las escamas de pigmento difractivo 50 totalmente dieléctricas comprenden un número impar de capas dieléctricas, incluyendo una primera capa externa y una segunda capa externa que replica el modelo de rejilla de difracción y forma interfaces difractivas con el medio de pigmento.

15. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 14 en la que la primera capa externa y la segunda 55 capa externa son capas de índice alto y el medio de pigmento es un medio de índice bajo.

16. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 14 en la que la primera capa externa y la segunda capa externa son capas de índice bajo y el medio de pigmento es un medio de índice alto.

17. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 12 en la que las escamas de pigmento difractivo 60 totalmente dieléctricas incluyen una capa dieléctrica externa que no forma una interfaz difractiva con el medio de

pigmento.

18. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 17 en la que la capa dieléctrica externa es una capa de índice bajo y el medio de pigmento es un medio de índice bajo.

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19. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 12 en la que el medio de pigmento es transparente.

20. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 12 en la que el medio de pigmento es teñido o coloreado.

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21. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 12 en la que las escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctricas incluyen además una estructura de interferencia óptica de película fina.

22. La composición de pigmento difractivo de la reivindicación 21 en la que la estructura de interferencia óptica de película fina proporciona un cambio de color en función del ángulo de visión. 15

23. Un procedimiento para conferir un efecto difractivo a una superficie de un artículo, comprendiendo el procedimiento: el suministro de un objeto que tiene un color de fondo y la aplicación de escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico al objeto.

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24. El procedimiento de la reivindicación 23 en el que el color de fondo es blanco y el efecto difractivo conferido al artículo es un efecto difractivo blanco.

25. El procedimiento de la reivindicación 23 en el que el efecto difractivo conserva fundamentalmente el color de fondo del objeto. 25

26. El procedimiento de la reivindicación 23 en el que las escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctrico incluyen una estructura de interferencia de película fina y la aplicación de escamas de pigmento difractivo totalmente dieléctricas al objeto confieren además un efecto de cambio de color al artículo.