Pigmento de efecto multicapa.

Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido detitanio sobre él;

una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio; y una capa más externa dedióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio, en donde dicha capa interna de dióxido de titanio,dicha capa de dióxido de silicio, y la capa más externa de dióxido de titanio tienen espesores ópticos de

203 ± 12 nm, 117 ± 8 nm y 203 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 227 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 114 ± 8 nm y 205 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 111 ± 8 nm y 208 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 108 ± 8 nm y 208 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 105 ± 8 nm y 210 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 102 ± 8 nm y 212 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 99 ± 8 nm y 212 ± 12 nm respectivamente; o

203 ± 12 nm, 96 ± 8 nm y 215 ± 12 nm respectivamente;

siendo dicho pigmento amarill

Pigmento de efecto multicapa

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los pigmentos de efecto, también conocidos como pigmentos perlados o nacarados, se basan en el uso de un sustrato laminar tal como mica o escama de vidrio que se ha recubierto con una capa de óxido metálico. Estos pigmentos exhiben brillo parecido a la perla como resultado de la reflexión y refracción de la luz, y dependiendo del espesor de la capa de óxido metálico, pueden exhibir también efectos de color por interferencia.

Los pigmentos de efecto de mica recubierta con dióxido de titanio y mica recubierta con óxido de hierro son los pigmentos de efecto que se encuentran más a menudo en una base comercial. Los pigmentos en que el óxido metálico se ha sobre-recubierto con otro material también son bien conocidos en la técnica.

Los pigmentos de efecto disponibles comercialmente que contienen solo un recubrimiento sencillo de un material de índice de refracción alto proporcionan solo dos interfases reflectantes entre materiales. Estas dos interfases (y reflejos) de material son, por lo tanto, solamente responsables de la reflectividad alcanzada desde la superficie de la plaqueta. Un porcentaje sustancial de la luz incidente se transmite así a través de la plaqueta y mientras que esto es necesario para crear la apariencia nacarada del pigmento, también disminuye otras propiedades deseables de los pigmentos de efecto tales como brillo, cromaticidad y poder de cubrición. Para contrarrestar esta consecuencia, la técnica o bien ha mezclado los pigmentos de efecto con otros pigmentos o añadido capas adicionales de materiales transparentes y/o de absorción selectiva en el pigmento de efecto.

Los ejemplos de la técnica anterior que describen pigmentos de efecto multi-recubiertos incluyen los documentos JP 7-246366, WO 98/53011, WO 98/53012 y Patente de EE.UU. núm. 4.434.010. Todas estas técnicas anteriores necesitan que cada capa recubierta posea un espesor óptico igual a un número entero múltiplo de un cuarto de la longitud de onda a la que se espera la interferencia. Dicha construcción de las llamadas láminas de cuarto de onda es una condición ampliamente aceptada e implementada en las industrias de película fina. Por esta limitación, una combinación de espesor de capa única es esencial para crear cada color individual de los colores de interferencia del espectro visible. El sustrato base es la única dimensión común para todas las composiciones que presentan diferentes colores de interferencia.

El documento WO 03/006558A describe pigmentos basados en escamas de vidrio con un recubrimiento de primera capa que tiene un índice de refracción > 1, 8, un recubrimiento de segunda capa que tiene un índice de refracción º 1, 8, y un recubrimiento de tercera capa que tiene un índice de refracción > 1, 8.

El documento EP1281732A describe un pigmento de interferencia multicapa que comprende un sustrato de plaqueta de sílice recubierto de forma alternativa con dos o más capas de materiales transparentes que tienen un índice de refracción por encima de 1, 8 y una o más capas con un índice de refracción de hasta 1, 8, donde el espesor óptico del sustrato es igual al de las capas individuales.

Pfaff G. y Reynders P. “Angle-Dependent Optical Effects Deriving from Submicron Structures of Films and Pigments” CHEMICAL REVIEWS, vol. 99, núm. 7, 1999, páginas 1963-1981, describe el uso de simulaciones informáticas relacionadas con pigmentos y sus limitaciones.

Se ha descubierto actualmente que la adherencia a la aproximación de lámina de cuarto de onda es innecesaria y productos adecuados, incluso con ganancias sustanciales en brillo, cromaticidad y poder de cubrición, pueden alcanzarse sin observar este necesidad. Además, pueden realizarse otras numerosas ventajas.

El documento US2004/0139889A describe un pigmento de efecto multicapa que incluye un sustrato transparente, una capa de material de alto índice de refracción en el sustrato, y capas alternantes de materiales de bajo índice de refracción y de alto índice de refracción en la primera capa, siendo el número total de capas un número impar de al menos tres. El pigmento multicapa resultante no es una lámina de cuarto de onda.

Por consiguiente, es el objeto de esta invención proporcionar un nuevo pigmento de efecto multicapa, que incluye tener brillo, cromaticidad y/o poder de cubrición mejorado respecto a otros pigmentos de efecto.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a pigmentos de efecto multicapa como se define por las reivindicaciones.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la presente invención, el pigmento de efecto es un producto multicapa compuesto de un sustrato transparente que tiene un número impar de capas sobre él y en que al menos una de las capas tiene un espesor óptico que es diferente del de todas las demás capas provocando que el pigmento no sea una lámina de cuarto de onda como se define por las reivindicaciones.

Cualquier plaqueta lisa y transparente encapsulable puede usarse como el sustrato en la presente invención. Ejemplos de plaquetas útiles incluyen mica, tanto natural como sintética, caolín, escamas de vidrio y similares. El sustrato no necesita ser totalmente transparente pero debería, preferiblemente, tener al menos aproximadamente 75% de transmisión. El tamaño del sustrato con forma de plaqueta no es crítico por si mismo y puede adaptarse al uso particular. Generalmente, las partículas tienen las dimensiones principales más grandes promediando aproximadamente las 5-250 micras, preferiblemente 5-100 micras, y una relación de aspecto mayor que aproximadamente 5. Su área superficial libre específica (BET) es, en general, de aproximadamente 0, 2 a 25 m2/g.

Las capas que encapsulan el sustrato alternan entre materiales de alto índice de refracción y materiales de bajo índice de refracción. Los materiales de alto índice de refracción incluyen aquellos con un índice de refracción de aproximadamente 2, 00 a aproximadamente 3, 10. Los materiales de bajo índice de refracción incluyen aquellos con un índice de refracción de aproximadamente 1, 30 a aproximadamente 1, 80. Los materiales de alto índice de refracción pueden ser dióxido de titanio anatasa o dióxido de titanio rutilo.

El CRC Handbook of Chemistr y and Physics, 63ª edición, presenta índices de refracción para estos materiales de alto índice de refracción como sigue.

Material Índice de Refracción

TiO2 – anatasa 2, 55

TiO2 – rutilo 2, 90

Fe2O3 – hematita 3, 01

ZrO2 2, 20

ZnO 2, 03

ZnS 2, 38

BiOCl 2, 15

El material de bajo índice de refracción es dióxido de silicio.

El CRC Handbook of Chemistr y and Physics, 63ª edición, presenta índices de refracción para estos materiales de bajo índice de refracción como sigue.

Material Índice de Refracción

SiO2 – amorfo 1, 46

MgF2 1, 39

Al2O3 1, 76

Polímeros 1, 4 – 1, 6 es típico

La frase “un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él” como se usa en este documento significa que el dióxido de titanio puede estar en contacto directo con el sustrato transparente o aditivos u otras capas pueden estar presentes entre el sustrato transparente y la capa de dióxido de titanio. Los aditivos incluyen directores de rutilo para dióxido de titanio tal como estaño. La frase “una capa de un material de bajo índice de refracción sobre dicha capa de dióxido de titanio” como se usa en este documento significa que el material de bajo índice de refracción puede estar en contacto directo con el dióxido de titanio o aditivos u otras capas pueden estar presentes entre el dióxido de titanio y el material de bajo índice de refracción. La frase “capa más externa de un material de alto índice de refracción situada sobre dicha capa de material de bajo índice de refracción” como se usa en este documento significa que la capa más externa de un material de alto índice de refracción puede estar en contacto directo con la capa de material de bajo índice de refracción o aditivos u otras capas pueden estar presentes.

Las capas individuales pueden aplicarse al sustrato y a cada una de las otras usando técnicas bien conocidas en la técnica. Cualquiera técnica dicha puede utilizarse. Una de las ventajas de la invención es que pueden usarse técnicas sol-gel para aplicar los recubrimientos. Dichas técnicas son bien conocidas y ampliamente practicadas para deposición en película fina, y son seguras, económicas y disponibles para una amplia variedad de formas y tamaños de partícula. Las técnicas de deposición por vapor químico... [Seguir leyendo]

1. Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él; una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio; y una capa más externa de dióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio, en donde dicha capa interna de dióxido de titanio, dicha capa de dióxido de silicio, y la capa más externa de dióxido de titanio tienen espesores ópticos de

203 ± 12 nm, 117 ± 8 nm y 203 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 227 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 114 ± 8 nm y 205 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 111 ± 8 nm y 208 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 108 ± 8 nm y 208 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 105 ± 8 nm y 210 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 102 ± 8 nm y 212 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 99 ± 8 nm y 212 ± 12 nm respectivamente; o 203 ± 12 nm, 96 ± 8 nm y 215 ± 12 nm respectivamente; siendo dicho pigmento amarillo.

2. Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él; una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio; y una capa más externa de dióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio en donde dicha capa interna de dióxido de titanio tiene un espesor óptico de 243 ± 12 nm, dicha capa de dióxido de silicio tiene un espesor óptico de 58 ± 8 nm, y dicha capa más externa de dióxido de titanio tiene un espesor óptico de 243 ± 12 nm, siendo dicho pigmento naranja.

3. Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él; una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio; y una capa más externa de dióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio en donde dicha capa interna de dióxido de titanio, dicha capa de dióxido de silicio y dicha capa más externa de dióxido de titanio tiene espesores ópticos de

243 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 267 ± 12 nm respectivamente; o 243 ± 12 nm, 117 ± 8 nm y 248 ± 12 nm respectivamente;

siendo dicho pigmento rojo.

4. Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él; una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio; y una capa más externa de dióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio en donde dicha capa interna de dióxido de titanio, dicha capa de dióxido de silicio y la capa más externa de dióxido de titanio tienen espesores ópticos de

372 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 67 ± 12 nm respectivamente; o 143 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 45 ± 12 nm respectivamente; o 95 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 72 ± 12 nm respectivamente; o 107 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 64 ± 12 nm respectivamente; o 265 ± 12 nm, 117 ± 8 nm y 265 ± 12 nm respectivamente; siendo dicho pigmento violeta.

5. Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él; una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio; y una capa más externa de dióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio en donde dicha capa interna de dióxido de titanio, dicha capa de dióxido de silicio, y la capa más externa de dióxido de titanio tienen espesores ópticos de

143 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 72 ± 12 nm respectivamente; o 119 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 86 ± 12 nm respectivamente; o 131 ± 12 nm, 58 ± 8 nm y 79 ± 12 nm respectivamente;

siendo dicho pigmento azul.

6. Un pigmento de efecto multicapa que comprende: un sustrato transparente que tiene una capa de dióxido de titanio sobre él, teniendo dicha capa un espesor óptico de 489 ± 12 nm; una capa de dióxido de silicio sobre dicha capa de dióxido de titanio, teniendo dicha capa de dióxido de silicio un espesor óptico de 117 ± 8 nm; y una capa más externa de dióxido de titanio situada sobre dicha capa de dióxido de silicio y que tiene un espesor óptico de 489 ± 12 nm, siendo dicho pigmento rojo.

7. El pigmento de efecto multicapa de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sustrato transparente es escama de vidrio.

8. Un cosmético que comprende líquido o polvo y dicho pigmento de efecto multicapa de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.