Colorantes de difracción de radiación.

Un material de difracción de radiación que comprende una agrupación periódica y ordenada de partículas que semantienen en una matriz polimérica en el que dichas partículas comprenden cada una un núcleo rodeado por unacubierta de una composición no formadora de película que es diferente de dicha matriz,

en el que el índice derefracción de dicho núcleo es diferente del índice de refracción de dicha cubierta.

Colorantes de difracción de radiación Campo de la invención La presente invención se refiere a colorantes de difracción de Bragg producidos a partir de partículas de núcleocubierta.

Antecedentes de la invención La goniocromaticidad es el efecto del color percibido cuando se produce variación en el ángulo de iluminación o de observación. Los pigmentos goniocromáticos se usan, por ejemplo, como revestimientos en automóviles, revestimientos decorativos, pigmentación de plásticos, tintas de impresión (en particular tintas de seguridad) , textiles y cosméticos. Su efecto óptico depende de la reflexión direccional de la luz a partir de partículas de tipo predominantemente lámina que de manera convencional son metálicas o que presentan un contraste de índice de refracción estructurado, cuya longitud de escala es comparable con la longitud de onda de la luz. De acuerdo con la naturaleza de las partículas de pigmento, se conocen pigmentos como pigmentos de efecto metálico (por ejemplo, aluminio, cinc, cobre o sus aleaciones) o pigmentos de interferencia (por ejemplo, basados en mica revestida con dióxido de titanio, tales como muscovita, flogopita y biotita) .

Como resultado de que la luz incidente es reflejada de manera direccional por medio de las partículas predominantemente de tipo lámina, los pigmentos de efecto de color que se encuentran orientados, por ejemplo, en un revestimiento, exhiben goniocromaticidad; es decir, el color que se percibe de ellos (claridad y/o matiz y/o croma) varía con el ángulo de iluminación o de observación.

El documento WO 2004/098793 describe un procedimiento para mejorar el brillo de color y la estabilidad de un sistema polimérico de color que consiste en una matriz y partícula poliméricas discretas distribuidas en la matriz de acuerdo con una estructura reticular de espacio definido y se obtiene por medio de formación de película de un polímero de emulsión que presenta una estructura de núcleo/cubierta.

Existe la necesidad de materiales goniocromáticos duraderos que se puedan producir en forma de partículas y que resulten apropiados para su uso como colorantes con mínima turbidez.

Sumario de la invención La presente invención va destinada a un material de difracción de la radiación que comprende una agrupación periódica y ordenada de partículas que se mantienen en una matriz polimérica en la que dichas partículas comprende cada una un núcleo rodeado por una cubierta, de una composición que no forma película que es diferente de dicha matriz, en la que el índice de refracción de dicho núcleo es diferente del índice de refracción de dicha cubierta.

La invención además va destinada a un procedimiento para la producción de una composición coloreada que comprende:

- aplicar una dispersión de partículas de núcleo-cubierta a un substrato, siendo los núcleos sustancialmente no aptos para hinchamiento y siendo las cubiertas no formadoras de película;

- disponer las partículas en una agrupación periódica ordenada que provoca la difracción de la radiación;

- revestir la agrupación de partículas con una composición de matriz;

- alterar la composición de las cubiertas que comprenden los monómeros o el disolvente a partir de la composición de la matriz polimérica para difundir con un gradiente a través del espesor de la cubierta, produciendo de este modo el hinchamiento de la cubierta, con el fin de crear una diferencia en el índice de refracción entre la cubierta y el núcleo, escogiendo de este modo la intensidad de color exhibida por los colorantes;

- fijar la agrupación revestida de partículas de núcleo-cubierta para formar un material de difracción de radiación;

- desmenuzar el material de difracción de radiación para dar lugar a una forma particulada y

- dispersar el material de difracción de radiación en un aglutinante resinoso.

El presente procedimiento además va destinada a un procedimiento para producir un material de difracción de radiación que comprende las etapas de:

- aplicar una dispersión de partículas de núcleo-cubierta sobre un substrato, siendo los núcleos sustancialmente no aptos para hinchamiento y siendo las cubiertas no formadoras de película;

- agrupar las partículas en una agrupación periódica ordenada que provoca la difracción de la radiación;

- revestir la agrupación de partículas con una composición de matriz;

- provocar el hinchamiento de las cubiertas por medio de la difusión de los componentes de la matriz hacia el interior de las cubiertas produciendo de este modo un gradiente de índice de refracción a través del espesor de la cubierta, y

- fijar la agrupación de partículas revestidas.

- de manera opcional, retirar la agrupación fija del substrato y desmenuzar la agrupación fija para dar lugar a una forma de partículas.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es un corte transversal de material de difracción de la radiación preparado de acuerdo con la presente invención;

La Figura 2 es una vista detallada del material de difracción de radiación de la Fig. 1 que muestra la difracción de Bragg de luz visible en un ángulo de visión; y La Figura 3 es un esquema de un procedimiento para la preparación del material de difracción de la radiación de la presente invención.

Descripción detallada de la invención La presente invención proporciona materiales de difracción de la radiación que comprenden una agrupación periódica y ordenada de partículas de núcleo-cubierta dentro de una matriz como se ha definido anteriormente. Los materiales son apropiados para su uso en forma de partículas como colorantes, entre otras cosas. Según se emplea en el presente documento, el términos "colorantes" se refiere a materiales de difracción de radiación que provocan la difracción de la misma en el espectro visible, mientras que los materiales de difracción de la radiación se refieren a un material que provoca la difracción de cualquier longitud de onda de la radiación electromagnética.

El material de núcleo y el material de cubierta presentan diferentes índices de refracción. Además, el índice de refracción de la cubierta puede variar en función del espesor de la cubierta como gradiente de índice de refracción a través del espesor de la cubierta. El gradiente de índice de refracción es el resultado de un gradiente en la composición del material de cubierta a través del espesor de la cubierta.

En una realización de la invención, el gradiente a través del espesor de cubierta de la composición y las propiedades se producen mediante la aplicación de una dispersión de partículas polimerizables de núcleo-cubierta sobre un substrato, siendo los núcleos sustancialmente no aptos para hinchamiento y siendo las cubiertas no aptas para la formación de película. Las partículas se encuentran dispuestas según una agrupación periódica ordenada que provoca la difracción de la radiación, y la agrupación de partículas se encuentra revestida con una composición de matriz. Uno o más componentes de la matriz difunden hacia el interior de las cubiertas dando lugar a gradientes de la composición de cubierta y de las propiedades de la cubierta. La composición de matriz puede incluir monómeros aptos para reticulación. La polimerización de los monómeros de matriz de la cubierta y de la matriz fija la agrupación.

En el presente documento se describe un sistema para producir un material de difracción de la radiación que presenta un substrato para recibir una dispersión de partículas que forman una agrupación periódica y ordenada y una dispositivo de suministro de matriz para revestir la agrupación con una composición de matriz. Se dispone una fuente de radiación para iluminar la agrupación revestida al tiempo que el detector de radiación mide el espectro de la radiación sometida a difracción por parte de la agrupación revestida. Se ajusta el espacio entre las partículas para conseguir una longitud de onda deseada de la radiación sometida a difracción. Un sistema de curado provoca el curado de los componentes de la agrupación revestida y fija las posiciones relativas de las partículas.

Haciendo referencia a las Figs. 1 y 2, el material 2 de difracción de radiación de la presente invención incluye una agrupación periódica y ordenada de partículas 4 en una matriz polimérica 6. Las partículas 4 están formadas por un núcleo 8 rodeado por una cubierta 10. El material de la cubierta 10 es no formador de película y es diferente del material de la matriz 6. Como tal, la agrupación incluye al menos... [Seguir leyendo]

1. Un material de difracción de radiación que comprende una agrupación periódica y ordenada de partículas que se mantienen en una matriz polimérica en el que dichas partículas comprenden cada una un núcleo rodeado por una cubierta de una composición no formadora de película que es diferente de dicha matriz, en el que el índice de refracción de dicho núcleo es diferente del índice de refracción de dicha cubierta.

2. El material de difracción de radiación de la reivindicación 1, en el que el diámetro de dicho núcleo es de 80 a 90 por ciento del diámetro total de partícula.

3. El material de difracción de radiación de la reivindicación 1, en el que dicha cubierta presenta un gradiente de índice de refracción a través del espesor de dicha cubierta.

4. El material de difracción de radiación de la reivindicación 3, en el que dicha matriz se produce a partir de monómeros reticulables, y dichos monómeros se encuentran presentes en dicha cubierta en un gradiente de concentración a través del espesor de dicha cubierta y en el que dicha cubierta es apta para hinchamiento por parte de los monómeros de dicho polímero de matriz y dicho núcleo es sustancialmente no apto para hinchamiento.

5. El material de difracción de radiación de la reivindicación 1, en el que dicha matriz y dicha cubierta comprenden cada una un material polimérico diferente uno de otro, en el que el material polimérico comprende un poliestireno, un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, un polímero que contiene epoxi y/o un polímero procedente de un polímero que contiene epoxi.

6. El material de difracción de radiación de la reivindicación 1, en el que dicho núcleo de partícula comprende un material polimérico que comprende un poliestireno, un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, un polímero que contiene epoxi, un polímero procedente de un polímero que contiene epoxi, un óxido de metal y/o un polímero inorgánico.

7. El material de difracción de radiación de la reivindicación 1, en el que el material de difracción de radiación se encuentra en forma de lámina.

8. El material de difracción de radiación de la reivindicación 1, en el que el material de difracción de radiación se encuentra en forma de partículas.

9. El material de difracción de radiación de la reivindicación 8, en el que el material de difracción de radiación presenta una proporción de aspecto de 2 a 100.

10. Una composición coloreada que comprende un aglutinante resinoso y el material de difracción de radiación de la reivindicación 8 ó 9.

11. Un procedimiento para producir una composición coloreada que comprende:

- aplicar una dispersión de partículas de núcleo-cubierta a un substrato, siendo los núcleos sustancialmente no aptos para hinchamiento y siendo las cubiertas no formadoras de película;

- disponer las partículas en una agrupación periódica ordenada que provoca la difracción de la radiación;

- revestir la agrupación de partículas con una composición de matriz;

- alterar la composición de las cubiertas que comprenden los monómeros o el disolvente a partir de la composición de matriz polimérica para difundir con un gradiente a través del espesor de la cubierta, produciendo de este modo el hinchamiento de la cubierta, con el fin de crear una diferencia en el índice de refracción entre la cubierta y el núcleo, escogiendo de este modo la intensidad de color exhibida por los colorantes;

- fijar la agrupación revestida de partículas de núcleo-cubierta para formar un material de difracción de radiación;

- desmenuzar el material de difracción de radiación para dar lugar a una forma particulada y

- dispersar el material de difracción de radiación en un aglutinante resinoso.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, que además comprende reticular los monómeros de la matriz difundida en el interior de la cubierta para fijar las dimensiones de la cubierta.

13. Un procedimiento para producir un material de difracción de radiación que comprende las etapas de:

- aplicar una dispersión de partículas de núcleo-cubierta sobre un substrato, siendo los núcleos sustancialmente no aptos para hinchamiento y siendo las cubiertas no formadoras de película;

- disponer las partículas en una agrupación periódica ordenada que provoca la difracción de la radiación;

- revestir la agrupación de partículas con una composición de matriz;

- provocar el hinchamiento de las cubiertas por medio de difusión de los componentes de la matriz en el interior de las cubiertas produciendo de este modo un gradiente de índice de refracción a través del espesor de la cubierta; y

- fijar la agrupación revestida de partículas .

- de manera opcional, retirar la agrupación fijada del substrato y desmenuzar la agrupación fijada para dar lugar a una forma de partículas.

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dichos componentes de difusión se escogen entre monómeros aptos para reticulación y un disolvente.

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicha etapa de hinchamiento además comprende medir la longitud de onda de difracción de la agrupación y ajustar el grado de hinchamiento de las cubiertas con el fin de lograr una longitud de onda deseada de la agrupación.