Sistema para producir material difractivo de radiación.

Un sistema (20) para producir material difractivo de radiación que comprende:

- un sustrato (24) para recibir una dispersión de partículas de núcleo-vaina que forman una disposiciónperiódica ordenada (2), siendo las vainas hinchables y sustancialmente no formadoras de película;

- un dispositivo de liberación de matriz (28) para el recubrimiento de la disposición con una composición dematriz;

- una fuente de radiación (32) para iluminar la disposición recubierta;

- un detector de radiación (34) para medir el espectro de radiación difractado por la disposición recubierta;

- un sistema de curado (30) para curar componentes en la disposición recubierta y fijar las posicionesrelativas de las partículas; y

- medios (38) para establecer una correlación entre el espectro medido de luz difractada por la disposiciónrecubierta y un aspecto deseado de la disposición curada.

Sistema para producir material difractivo de radiación Campo de la invención La presente invención se refiere a colorantes difractantes de Bragg producidos a partir de partículas de núcleo-vaina.

Antecedentes de la invención La goniocromaticidad es el efecto de color percibido que varía a medida que el ángulo de iluminación u observación varía. Los pigmentos goniocromáticos se usan, por ejemplo, en recubrimientos para automóviles, recubrimientos decorativos, pigmentación de plásticos, tintas de impresión (en particular tintas de seguridad) , textiles y cosméticos. Su efecto óptico resulta de la reflexión direccional de la luz de partículas predominantemente similares a hoja que convencionalmente son metálicas o que tienen un contraste del índice de refracción estructurado, cuya escala de longitud es comparable a la longitud de onda de la luz. Según la naturaleza de las partículas de pigmento, los pigmentos se conocen como pigmentos de efecto metálico (por ejemplo, aleaciones de aluminio, cinc, cobre o de los mismos) o pigmentos de interferencia (por ejemplo, basados en mica recubierta de dióxido de titanio tal como moscovita, flogopita y biotita) .

Como resultado de la luz incidente que es reflejada direccionalmente por las partículas predominantemente similares a hoja, los pigmentos de efecto color que están orientados, por ejemplo, en un recubrimiento presentan goniocromaticidad; es decir, su color percibido (claridad y/o tono y/o croma) varía con el ángulo de iluminación u observación.

El documento US 2003/0125416 desvela un procedimiento de fijación de una disposición de partículas en una matriz.

Existe la necesidad de proporcionar un sistema en el que las propiedades de difracción del material difractivo de radiación que van a producirse puedan controlarse durante el procedimiento de preparación.

Resumen de la invención El presente procedimiento se refiere a un sistema para producir material difractivo de radiación que comprende:

un sustrato para recibir una dispersión de partículas de núcleo-vaina que forman una disposición periódica ordenada, siendo las vainas hinchables y sustancialmente no formadoras de película; un dispositivo de liberación de matriz para el recubrimiento de la disposición con una composición de matriz; una fuente de radiación para iluminar la disposición recubierta; un detector de radiación para medir el espectro de radiación difractado por la disposición recubierta; y un sistema de curado para curar componentes en la disposición recubierta y fijar las posiciones relativas de las partículas.

Breve descripción de los dibujos La Fig. 1 es una sección transversal de un material difractivo de radiación;

la Fig. 2 es una vista detallada del material difractivo de radiación de la Fig. 1 que muestra difracción de Bragg de luz visible a un ángulo de visualización; y

la Fig. 3 es un esquema del procedimiento de la presente invención para preparar un material difractivo de radiación.

Descripción detallada de la invención Los materiales difractivos de radiación comprenden una disposición periódica ordenada de partículas de núcleovaina fijadas dentro de una matriz siendo el material de vaina no formador de película y diferente del material de matriz. Los materiales son adecuados para su uso en forma particulada como colorantes, entre otras cosas. Como se usa en el presente documento, el término “colorantes” se refiere a materiales difractivos de radiación que difractan la radiación en el espectro visible, mientras que material difractivo de radiación se refiere a material que difracta cualquier longitud de onda de radiación electromagnética.

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

El gradiente a través del espesor de la vaina de composición y propiedades se produce aplicando una dispersión de partículas polimerizables de núcleo-vaina sobre un sustrato, siendo los núcleos sustancialmente no hinchables y siendo las vainas no formadoras de película. Las partículas están dispuestas en una disposición periódica ordenada

que difracta radiación, y la disposición de partículas está recubierta con una composición de matriz. Uno o más componentes de la matriz difunden en las vainas produciendo gradientes de la composición de la vaina y de las propiedades de la vaina. La composición de matriz puede incluir monómeros reticulables. La polimerización de los monómeros de matriz en la vaina y en la matriz fija la disposición.

La presente invención incluye un sistema para producir material difractivo de radiación que tiene un sustrato para recibir una dispersión de partículas que forman una disposición periódica ordenada y un dispositivo de liberación de matriz para el recubrimiento de la disposición con una composición de matriz. Una fuente de radiación está dispuesta para iluminar la disposición recubierta, mientras que un detector de radiación mide el espectro de radiación difractado por la disposición recubierta. La separación entre las partículas se ajusta para lograr una longitud de onda deseada de radiación difractada. Un sistema de curado cura componentes en la disposición recubierta y fija las posiciones relativas de las partículas.

Con referencia a las Figs. 1 y 2, el material 2 de difracción de radiación incluye una disposición periódica ordenada de partículas 4 contenidas en una matriz 6 polimérica. Las partículas 4 están compuestas por un núcleo 8 rodeado por una vaina 10. El material de la vaina 10 es no formador de película y es diferente del material de la matriz 6. Como tal, la disposición incluye al menos tres regiones generales, concretamente, la matriz 6, la vaina 10 de la partícula y el núcleo 8 de la partícula. Normalmente, las partículas 4 son generalmente esféricas constituyendo el diámetro del núcleo 8 del 80 al 90 por ciento del diámetro de partícula total o constituyendo el 85 por ciento del diámetro de partícula total con la vaina 10 el equilibrio del diámetro de partícula y teniendo una dimensión de espesor radial. El material de núcleo y el material de vaina tienen diferentes índices de refracción. Además, el índice de refracción de la vaina varía en función del espesor de la vaina en forma de un gradiente del índice de refracción a través del espesor de la vaina. El gradiente del índice de refracción es un resultado de un gradiente en la composición del material de vaina a través del espesor de la vaina.

El material de matriz es un polímero orgánico tal como un poliestireno, un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, polímero que contiene epoxi o un polímero derivado de un polímero que contiene epoxi. El material de los núcleos de partícula también es polimérico y puede elegirse de los mismos polímeros que el material de matriz y también puede ser material inorgánico tal como un óxido metálico (por ejemplo, alúmina, sílice o dióxido de titanio) o un semiconductor (por ejemplo, seleniuro de cadmio) . El (los) polímero (s) de la vaina de las partículas puede (n) seleccionarse de la misma lista de polímeros que la material de matriz; sin embargo, para una disposición de partículas particular, el (los) polímero (s) de la vaina de la partícula se diferencia (n) del (de los) polímero (s) del material de matriz. Por “no formador de película” se indica que el material de vaina sigue estando en posición rodeando cada núcleo de la partícula sin formar una película del material de vaina; como tales, las partículas de núcleo-vaina son partículas discretas dentro del material de matriz. Tales partículas de núcleo-vaina pueden producirse por polimerización en emulsión de monómeros del núcleo seguido de polimerización de monómeros de la vaina sobre los mismos.

Las partículas de núcleo-vaina resultantes se disponen en una disposición ordenada dispersando las partículas de núcleo-vaina en un vehículo y recubriendo la dispersión sobre un sustrato. La dispersión de las partículas puede contener del 1 a 70 % en vol de las partículas, o del 30 al 65 % en vol de las partículas. Una composición adecuada para el vehículo es agua. La dispersión puede recubrirse sobre un sustrato por diversas técnicas que incluyen inmersión, pulverización, cepillado, recubrimiento... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (20) para producir material difractivo de radiación que comprende:

- un sustrato (24) para recibir una dispersión de partículas de núcleo-vaina que forman una disposición periódica ordenada (2) , siendo las vainas hinchables y sustancialmente no formadoras de película;

- un dispositivo de liberación de matriz (28) para el recubrimiento de la disposición con una composición de matriz;

- una fuente de radiación (32) para iluminar la disposición recubierta;

- un detector de radiación (34) para medir el espectro de radiación difractado por la disposición recubierta;

- un sistema de curado (30) para curar componentes en la disposición recubierta y fijar las posiciones 10 relativas de las partículas; y

- medios (38) para establecer una correlación entre el espectro medido de luz difractada por la disposición recubierta y un aspecto deseado de la disposición curada.

2. El sistema (20) de la reivindicación 1, en el que dicha fuente de radiación (32) produce luz visible.

3. El sistema (20) de la reivindicación 2, en el que dicho detector de radiación (34) comprende un espectrógrafo (36) .

4. El sistema (20) de la reivindicación 1 que comprende además medios para eliminar la disposición curada del sustrato y triturar la disposición curada en forma particulada.