Pigmento que posee una dependencia angular de los colores de interferencia y su proceso de producción.

Un pigmento alocroico multicapa que tiene dependencia angular de los colores de interferencia,

caracterizadoporque se utiliza una escama sintética de silicato como sustrato, y una capa de recubrimiento de óxido metálico coníndice de refracción de más de 1.8 y una capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 sedepositan de forma alterna sobre una superficie de la escama sintética de silicato, el número de capas de recubrimientoes por lo menos tres, dicha capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 siempre seencuentra entre dos capas de recubrimiento de óxido metálico con índice de refracción de más de 1.8, y dicha escamasintética de silicato es una escama sintética de silicato de sodio y calcio que tiene un espesor de 0.1-10 μm y undiámetro de partícula de 5-1500 μm.

Campo Técnico [0001] La presente invención se refiere a pigmentos alocroicos, más especialmente, a pigmentos que presentan diferentes colores de interferencia cuando son observados desde diferentes ángulos de visión. La presente invención también se refiere a métodos para producir los pigmentos alocroicos.

Antecedentes de la técnica [0002] Los pigmentos alocroicos multicapa exhibirán un color que varía entre dos o más colores fuertes de interferencia cuando se observan desde diferentes ángulos de visión. Actualmente, la mayoría de este tipo de pigmentos que tienen dependencia angular de los colores de interferencia, tiene una estructura multicapa formada recubriendo óxido metálico y óxido no metálico sobre una superficie de sustrato utilizando método de vapor, método de pulverización de plasma o método químico por vía húmeda. Aunque los métodos de producción de pigmentos varían con los sustratos, se dan problemas tales como un proceso complejo, un alto coste, una pequeña gama de color variable y otros.

Los pigmentos multicapa con láminas metálicas opacas u óxidos metálicos como sustratos se producen formando sustratos sobre redes con unas ciertas mallas o una membrana soluble, recubriendo luego óxido metálico sobre una o ambas superficie (s) de la lámina metálica utilizando el método de pulverización de vacío y finalmente pelando, en donde dichas capas de recubrimiento de óxido metálico constan de capas de recubrimiento alternas con materiales que tienen bajo índice de refracción y alto índice de refracción, y los cambios de color y las gamas variables de color de los pigmentos multicapa se varían controlando el espesor óptico de las capas de recubrimiento. Este proceso requiere un aparato de alta precisión, productos químicos de alta pureza, control estricto del proceso y su rendimiento es bajo. Por lo tanto, su coste de producción es alto, lo que restringe su aplicación de forma masiva. Además, el color y gama variable del mismo no son fáciles de controlar.

Los pigmentos multicapa que tienen polvo de aluminio o escamas sintéticas de óxido férrico (dichas escamas de óxido férrico se preparan por un método de alta temperatura y alta presión) como sustratos son producidos formando alternadamente capas de recubrimiento de óxido metálico con bajo índice de refracción y con alto índice de refracción sobre superficies de los sustratos que utilizan el método de deposición de vapor, llevando el compuesto metálico orgánico con un gas inerte a un lecho de ebullición, absorbiendo luego el compuesto metálico orgánico sobre el sustrato y descomponiendo a cierta temperatura en un óxido metálico y depositándolo sobre el sustrato para formar una capa de recubrimiento con el espesor deseado en la superficie del sustrato. Los problemas de este proceso radican en que es difícil añadir el sustrato de una manera métrica controlada y el sustrato difícilmente puede ser dispersado eficazmente en el lecho de ebullición. Además, el uso de compuestos orgánicos metálicos causará problemas ambientales. El proceso de producción de pigmentos es complejo, con altas exigencias sobre los aparatos y en los productos químicos de precisión de control, y el coste de producción del sustrato es alto y otros similares. Por lo tanto, este producto tiene un alto coste, lo que restringe su aplicación extensa.

Los pigmentos alocroicos que tienen dióxidos de silicio sintéticos como sustratos (los sustratos son preparados por recubrimiento de una cierta concentración de vidrio soluble sobre un dispositivo especial, luego secando y pelando) , son producidos por hidrolización de un compuesto metálico inorgánico soluble y de un compuesto soluble no metálico para formar hidratos de un óxido metálico y de un óxido no metálico, mediante el uso de procesos químicos por vía húmeda, que son depositados sobre el sustrato, y una capa de recubrimiento de óxido metálico con bajo índice de refracción y una capa de recubrimiento de óxido metálico con alto índice de refracción pueden ser depositadas de forma alterna en el sustrato. Debido a que este proceso emplea procesos químicos por vía húmeda, es fácil de manejar y controlar el espesor óptico de las capas de recubrimiento que se desean. Por lo tanto, este proceso es sencillo y puede aplicarse fácilmente a una producción en masa. También puede formar solamente una capa de recubrimiento de óxido metálico con alto índice de refracción sobre la superficie del sustrato de dióxido de silicio para lograr el efecto de la dependencia angular de los colores de interferencia. Sin embargo, se requiere que el espesor de este tipo de sustrato sea inferior a 1 μm, normalmente en un intervalo de 200-500nm, lo que causa grandes problemas en la preparación del sustrato, por lo que el coste del sustrato es alto y su rendimiento es bajo. Problemas como un alto coste y un estrecho margen de aplicación existen también en estos tipos de pigmentos.

La patente U.S. Nº 6.692.561 divulga pigmentos con fuertes colores de interferencia en los cuales la mica se utiliza como sustrato. Dichos pigmentos son preparados recubriendo una primera capa de recubrimiento de óxido metálico con bajo índice de refracción y una segunda capa de recubrimiento de óxido metálico con alto índice de refracción sobre el sustrato de mica. Al no estar dado el valor óptimo de espesor de la capa de recubrimiento de óxido, se considera que no se ha resuelto el problema sustancial en esta patente.

Además, como puede ser analizado a partir de sus datos de ensayo, el ángulo de ensayo en la patente es fijo. Puede verse que el intervalo de variación de color es estrecho. Estos tipos de pigmentos pertenecen a pigmentos alocroicos corrientes, y la dependencia angular de los colores de interferencia no se consigue.

DE 19 618 569 A (correspondiente a CN 1, 225, 657A) divulga pigmentos de interferencia multicapa, que constan de un portador transparente con capas alternas de recubrimiento de óxido metálico de bajo y alto RI (diferencia de al menos 0, 1) obtenido por recubrimiento por procesos húmedos e hidrólisis de los apropiados compuestos metálicos solubles en agua sobre el portador, siendo esto seguido de separación, secado y opcionalmente calcinación del producto. El material del portador se suspende en agua y alternativamente se recubre con hidrato de óxido metálico.

EP 1213330 (correspondiente a CN 1357578 A) se refiere a pigmentos brillantes de color plateado basados en multiplicar sustratos de plaquetas recubiertas, los cuales tienen al menos una secuencia de capas de TiO2, una capa de recubrimiento incolora y otra capa de TiO2. El pigmento puede tener opcionalmente una capa protectora exterior. Estos pigmentos brillantes son útiles. El documento describe el uso de los mismos en pinturas, barnices, tintas de impresión, incluyendo tintas de impresión de seguridad, plásticos, materiales cerámicos, vidrios, formulaciones cosméticas y para producir preparados de pigmentos y formas de producto seco como gránulos, píldoras, pastillas y briquetas.

DE 19 746 067 A (correspondiente a CN 1270615A) se refiere a pigmentos de interferencia basados en sustratos en escamas los cuales tienen al menos una serie de capas que comprenden (A) una capa de recubrimiento con un índice de refracción n > 2.0, (B) una capa de recubrimiento incoloro con un índice de refracción n : 1.8 y (C) una capa de recubrimiento altamente refractiva, no absorbente, y opcionalmente (D) una capa de recubrimiento protectora exterior.

El espesor de las capas de recubrimiento de óxido sobre sustratos es difícil de medir, por lo que se calcula generalmente en términos de proporción de recubrimiento, es decir el porcentaje de peso de capa de recubrimiento de óxido respecto al peso total del pigmento.

Divulgación de la invención [0012] Uno de los objetos de la invención es proporcionar pigmentos alocroicos que muestren diferentes colores fuertes de interferencia cuando se observan desde diferentes ángulos de visión y puedan ser producidos a un bajo coste y con un proceso sencillo.

Otro objeto de la invención es proporcionar métodos de producción de dichos pigmentos alocroicos.

Para lograr los objetos antes mencionados, el pigmento de la presente invención tiene una escama sintética de silicato como sustrato, y una capa de recubrimiento de óxido metálico con un índice de refracción de más de 1.8 y una capa de recubrimiento de óxido con un índice de refracción de menos de 1.8 son depositadas alternadamente sobre una superficie de la escama sintética de silicato. El número de las capas de recubrimiento es al menos tres, y dicha capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 siempre se encuentra... [Seguir leyendo]

1. Un pigmento alocroico multicapa que tiene dependencia angular de los colores de interferencia, caracterizado porque se utiliza una escama sintética de silicato como sustrato, y una capa de recubrimiento de óxido metálico con índice de refracción de más de 1.8 y una capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 se depositan de forma alterna sobre una superficie de la escama sintética de silicato, el número de capas de recubrimiento es por lo menos tres, dicha capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 siempre se encuentra entre dos capas de recubrimiento de óxido metálico con índice de refracción de más de 1.8, y dicha escama sintética de silicato es una escama sintética de silicato de sodio y calcio que tiene un espesor de 0.1-10 μm y un diámetro de partícula de 5-1500 μm.

2. El pigmento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha escama sintética de silicato es una escama sintética de silicato de sodio y calcio que tiene un espesor de 1-5 μm y un diámetro de partícula d.

3. 150 μm.

3. El pigmento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dicha capa de recubrimiento de óxido metálico con índice de refracción de más de 1.8 tiene un porcentaje de recubrimiento de 1-50%.

4. El pigmento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dicha capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 tiene un porcentaje de recubrimiento de 5-80%.

5. El pigmento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicha capa de recubrimiento de óxido metálico con índice de refracción de más de 1.8 tiene un porcentaje de recubrimiento de 3-30%.

6. El pigmento según la reivindicación 4, caracterizado porque dicha capa de recubrimiento de óxido con índice de refracción de menos de 1.8 tiene un porcentaje de recubrimiento de 10-60%.

7. El pigmento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dicho óxido metálico con índice de refracción de más de 1.8 es TiO2, SnO2, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co2O3, ZrO2, Cr2O3 o una mezcla o complejo de los mismos.

8. El pigmento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dicho óxido con índice de refracción de menos de 1.8 es SiO2, Al2O3, Al (OH) 3, B2O3 o una mezcla o complejo de los mismos.

9. Un método para producir el pigmento según la reivindicación 1, que comprende los siguientes pasos:

paso (1) , en el que una escama sintética de silicato que tiene un espesor de 0, 1-10 μm y un diámetro de partícula de 51500 μm es añadida a una cierta cantidad de agua desionizada y agitada para formar un líquido en suspensión con contenido sólido de 1-20%; este líquido en suspensión es calentado .

6. 90°C y ajustado a pH 2-9; y a continuación es agregada una solución de sal metálica inorgánica soluble para alcanzar un porcentaje de recubrimiento de la capa de recubrimiento de óxido metálico de 1-50%, mientras el valor de pH del mismo se mantiene constante; después de terminar la adición de la solución, se agita la mezcla a una temperatura constante durante 10-30 minutos;

paso (2) , en el que el líquido en suspensión obtenido en el paso (1) se ajusta a un pH 6-14, entonces se agrega una solución de una sal inorgánica soluble para alcanzar un porcentaje de recubrimiento de la capa de recubrimiento de óxido de 5-80%, mientras el valor del pH del líquido en suspensión se mantiene constante; tras terminar la adición de la solución, la mezcla es agitada a una temperatura constante durante 10-30 minutos;

paso (3) , en el que el líquido en suspensión obtenido en el paso (2) se ajusta a un pH 2-9, y luego se agrega una solución de una sal metálica inorgánica soluble para alcanzar un porcentaje de recubrimiento de la capa de recubrimiento de óxido metálico de 1-50%, mientras el valor de pH del mismo se mantiene constante; tras terminar la adición de la solución, la mezcla es agitada a una temperatura constante durante 10-30 minutos;

paso (4) , en el que el líquido en suspensión obtenido en el paso (3) es filtrado, lavado con agua desionizada, secado, calcinado y tamizado;

en el que el óxido metálico como un hidrolizado de dicha sal metálica inorgánica soluble tiene un índice de refracción de más de 1.8, y el óxido como un hidrolizado de dicha sal inorgánica soluble tiene un índice de refracción de menos de 1.8.

10. El método según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha escama sintética de silicato es una escama sintética de silicato de sodio y calcio que tiene un espesor de 1-5 μm y un diámetro de partícula d.

3. 150 μm.

11. El método según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque los pasos (1) , (2) , y (3) antes mencionados pueden ser repetidos de forma alterna.

12. El método según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque dicha sal metálica inorgánica soluble es seleccionada de un grupo que consta de TiCl4, TiOCl2, SnCl4, SnCl2, FeCl3, FeCl2, CoCl2, ZrOCl2, CrCl3.

13. El método según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque dicha sal inorgánica soluble es seleccionada de un grupo que consta de vidrio soluble, silicato, AlCl3, NaAlO2, o bórax.

14. El método según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque la temperatura de secado en el paso (4) e.

10. 150°C y la temperatura de calcinación e.

25. 1000°C.