Emulsión de cristales líquidos del tipo aceite en agua y método de preparación de la emulsión de cristal líquido.

Una emulsión de cristal líquido del tipo aceite en agua, caracterizada porque consiste en

a) una fase continua (fase acuosa) que contiene agua,

alcohol etílico, acetona, alcohol de polivinilo, agente dispersante y ácido bórico,

b) una fase dispersa (fase oleosa) que contiene la mezcla de los cristales líquidos termotrópicos

Una presente invencion se refiere a la emulsion de una mezcla de cristales liquidos termotropicos en solucion acuosa de alcohol de polivinilo (PAW) y al metodo para la preparacion de esta emulsion.

Los cristales liquidos termotropicos pertenecen a un grupo de cristales liquidos, que pasan a la fase de cristal liquido durante el calentamiento de cristales solidos, llamados mesofase termotropica, en la que los cristales en vez de fundirse en un liquido convencional, pasan al estado mesofase a cierta temperatura determinada, y la isotropizacion de la mesofase se produce solo a temperatura mas alta, es decir un cambio de los cristales liquidos en liquido isotropico. Dependiendo del cristal liquido, puede pasar a traves de las diferentes mesofases durante la reduccion de la temperatura. Los cristales liquidos termotropicos se caracterizan por las propiedades termoopticas, basado en el efecto de cambio de color de la luz reflejada por la mesofase, en dependencia de la temperatura del mismo.

A partir de las especificaciones de las patentes de la decada de 1970 se conocen las emulsiones, en las que las soluciones acuosas de alcohol polivinilico, que contenia del 5 al 10% de formaldehido, se utilizaron como una fase continua. Las emulsiones de acuerdo con estas especificaciones no eran adecuadas para aplicaciones industriales debido a la baja estabilidad y el fuerte y desagradable olor despedido, tanto en el proceso de emulsificacion y como en su almacenamiento, y la mas importante, su aplicacion sobre grandes superficies. El proceso de emulsificacion requeria utilizar homogeneizadores con velocidad de rotacion por encima de 12.000 l/min y sistema de refrigeracion. Como resultado de los problemas con el logro (usando dicho metodo) de emulsiones reproducibles, con respecto a los requisitos de termooptica significativos, se abandono el uso de este metodo en los procesos industriales.

El metodo de encapsulacion aplicado en la actualidad es el proceso de microencapsulacion. La microencapsulacion de los cristales liquidos termotropicos, que es valido en las aplicaciones tecnicas y de publicidad, no es apropiado ya que el metodo de encapsulacion para aplicaciones medicas, exigiendo para el campo de la observacion de la superficie termografiadas asegurar la continuidad optica ajustada a la resolucion optica de las imagenes de color registrandose, por medio de ojo humano. La ausencia de continuidad optica resulta de dimensiones y densidad de empaquetamiento de "capsulas", con respecto a un espesor de paredes que rodean los agregados de cristal liquido (macroparticulas) y es una desventaja en el caso de aplicaciones medicas, en particular en aplicaciones en matrices a un diagnostico temprano de un cancer de mama en las mujeres. Por eso, hay una demanda del desarrollo de emulsiones liquido-cristalinas novedosas y los metodos para su preparacion.

GB 1 322 809 A 11 julio 1973 (Hoffmann La Roche) describe una emulsion estable que contiene una fase oleosa hidrofoba (por ejemplo: 37, 25 partes en peso de nonanoato de colesterilo, 12, 75 partes en peso de carbonato de oleil colesterilo, 10, 0 partes en peso de cloruro de colesterilo, 0, 50 partes en peso de hidroxitolueno butilado y 0, 06 partes en peso) y una fase acuosa adecuada para su uso en la termometria y la termografia, en el que la fase oleosa hidrofoba comprende material liquido cristalino colesterico y una composicion antioxidante y la fase acuosa comprende polimero formador de pelicula de origen vegetal o animal o un polimero de polivinilo. Sin embargo, no ensefa ni sugiere que la fase continua (fase acuosa) contiene alcohol etilico, acetona, alcohol de polivinilo, agente dispersante y acido borico en cualquier cantidad.

GB 1 317 450 A 16 mayo 1973 (Hoffmann La Roche) describe una emulsion estable que contiene una fase oleosa hidrofoba dispersa en una fase acuosa en la que la fase oleosa hidrofoba comprende uno o mas materiales liquido-cristalinos colestericos (por ejemplo: nonanoato de colesterilo, carbonato de oleil colesterilo, benzoato de colesterilo, cloruro de colesterilo, por lo tanto, termotropico) y la fase acuosa comprende gelatina, y en el que la fase oleosa hidrofoba y la fase acuosa estan presentes en una relacion en peso sobre una base de peso en seco de 25% a 75% de la fase oleosa a 75% a 25% de la fase acuosa. Sin embargo, no ensefa ni sugiere que la fase continua (fase acuosa) contiene alcohol etilico, acetona, alcohol de polivinilo, agente dispersante y acido borico en cualquier cantidad.

US 4.992.201 A 12 febrero de 1991 (PEARLMAN Kenneth N.) describe una composicion que comprende una suspension de particulas de latex en un medio acuoso en el que dichas particulas de latex son insolubles en dicho medio y un material de cristal liquido funcionalmente nematico dispersado en dicho medio en el que dicho medio despues de que se haya secado induce una alineacion generalmente distorsionada de dicho material de cristal liquido que en respuesta a dicha alineacion al menos una de las dispersa y absorbe la luz y que, en respuesta a una entrada prescrita reduce la cantidad de tales dispersion o absorcion. De acuerdo con US 4.992.201, un material de cristal liquido se puede emulsionar agitandolo en una fase acuosa para formar un material de cristal liquido emulsionado. La emulsion de cristal liquido se mezcla a continuacion con una suspension de particulas de latex. Ademas, el tamafo de particula de cristal liquido en tales emulsiones puede ser controlada por la cantidad y las caracteristicas quimicas del agente tensioactivo utilizado para la emulsificacion. US. 4.992.201 sin embargo, no ensefa ni sugiere que la fase continua (fase acuosa) contiene alcohol etilico, acetona, agente dispersante y acido borico en cualquier cantidad.

US 4.441.508 A 10 de abril 1984 (BUIRLEY William L) describe una placa termografica particular para la investigacion medica que comprende una hoja de sustrato de pelicula de polimero y una capa de aproximadamente 1 a 6 milimetros de espesor que comprende microcapsulas de gota-unica que tiene material de la pared transparente, y que tiene material de nucleo que consiste esencialmente de aproximadamente 55 a aproximadamente 75% de pelargonato de colesterilo, aproximadamente 14 a aproximadamente 35% de carbonato de colesterilo de isoestearilo, aproximadamente 2, 0 a aproximadamente 6, 0% de propionato de colesterilo y aproximadamente 4, 5 a aproximadamente 7, 2% de cloruro de colesterilo. Sin embargo, no ensefa ni sugiere que la fase continua (fase acuosa) contiene agua, alcohol etilico, acetona, alcohol polivinilico, agente dispersante y acido borico, ni el uso de carbonato de oleil colesterilo ni de 4, 4'-dipentilazoxibenceno en cualquier cantidad.

El documento JP 60-047093 A 14 marzo de 1985 (FUJITSU LTD) da a conocer una composicion de cristal liquido preparada mediante la mezcla de (A) de cristal liquido de ciclohexano de formula I (en la que R1 es 1-7C alquilo de cadena lineal o alcoxilo de cadena lineal) , (B) azoxi cristal liquido de formula II y/o III (donde R2 es alquilo 1-7C o alcoxilo; R3 es R1 o ciano) , (C) cristal liquido colesterico del tipo de compensacion que consiste en una mezcla de miristato de colesterilo de formula IV y cloruro de colesterilo de formula V en una relacion de mezcla de 1-1, 75:1 en peso y (D) nonanoato de colesterilo de la formula VI, conteniendose (C) y (D) cada uno en 6-10% en peso y utilizados en una proporcion de 2:3 o inferior. Sin embargo, no ensefa ni sugiere que la fase continua (fase acuosa) contiene agua, alcohol etilico, acetona, alcohol polivinilico, agente dispersante y acido borico, ni el uso de carbonato de oleil colesterilo ni de propionato de colesterilo en cualquier cantidad.

Es un objeto de la presente invencion proporcionar una composicion de cristal liquido en forma de una emulsion termoopticamente estable que no desprenda un olor desagradable y sea suficientemente estable desde el punto de vista de un proceso tecnologico para la produccion de las matrices de cristal liquido termoopticas demandas, y el metodo para la preparacion de dicha composicion. Mas aun, tal emulsion deberia ser facil de preparar y deberia caracterizarse por la repetibilidad y la estabilidad de los parametros a traves del tiempo, tales como la viscosidad y dimensiones medias relacionadas a ella de los agregados de fase dispersa.

Se encontro que es posible obtener los parametros exigidos, relativos a las condiciones de "proceso" y los parametros fisico-quimicos de la emulsion de cristal liquido, mediante el uso para la fase continua apropiada, en relacion al peso molecular y grado de hidrolisis, de alcohol polivinilico, en forma de solucion de acetona-aguaalcohol que contiene de 5 a 20% en peso de PAW, de 0, 1 a 1, 0% de acido borico y de 1 a 2% nonoxinol-5 (nonilfenol etoxilado, un producto de la adicion de aproximadamente 5 moleculas... [Seguir leyendo]

1. Una emulsion de cristal liquido del tipo aceite en agua, caracterizada porque consiste en a) una fase continua (fase acuosa) que contiene agua, alcohol etilico, acetona, alcohol de polivinilo, agente dispersante y acido borico,

b) una fase dispersa (fase oleosa) que contiene la mezcla de los cristales liquidos termotropicos.

2. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene la fase continua que contiene el alcohol de polivinilo en una cantidad de 5 a 20% en peso.

3. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene la fase continua que contiene un agente dispersante en una cantidad de 1 a 2% en peso.

4. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene la fase continua que contiene acido borico en una cantidad de 0, 1% a 1, 0% en peso.

5. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene un 14 a 48% en peso (sobre una base de materia seca) de la mezcla de compuestos termotropicos y 50 a 86% en peso (sobre una base de materia seca) de el alcohol de polivinilo.

6. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene alcohol polivinilico de un peso molecular desde 50.000 hasta 130.000 y el grado de hidrolisis de 83 a 98% molar.

7. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene la mezcla de los compuestos termotropicos seleccionados del grupo que consiste pelargonato de colesterilo, carbonato de oleil colesterilo, propionato de colesterilo, cloruro de colesterilo y 4, 4'-dipentilazoxibenceno.

8. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque contiene nonoxinol-5 como el agente dispersante.

9. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el tamafo de gota de la fase oleosa (fase de cristal liquido) es menor que 5 micrometros.

10. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el tamafo de gota de la fase oleosa (fase de cristal liquido) es menor que 4 micrometros.

11. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el tamafo de gota de la fase oleosa (fase de cristal liquido) es de 1 a 2 micrometros.

12. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque la viscosidad de la emulsion es menor que 5.000 mPaïs.

13. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque la viscosidad de la emulsion es menor que 4.500 mPaïs.

14. La emulsion de cristal liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque la viscosidad de la emulsion es desde 4.000 hasta 4.500 mPaïs.

15. Un metodo para la preparacion de la emulsion de cristal liquido, caracterizado porque comprende las etapas de:

a) preparacion de la fase oleosa por mezcla de los cristales liquidos termotropicos;

b) preparacion de la fase acuosa mediante la adicion de alcohol polivinilico a la solucion acuosaalcoholica que contiene disuelto el acido borico., y mezclado y calentamiento de la mezcla hasta que el alcohol polivinilico esta completamente disuelto, a continuacion, la solucion obtenida se enfria, se afade acetona y agente emulsionante y el conjunto se mezcla para obtener masa homogenea, despues de enfriar a la temperatura ambiente, la masa obtenida se pasa a traves del tamiz de un numero 29T, y se transfiere a los recipientes hermeticamente cerrados y se coloca en una habitacion en la temperatura no inferior a 20'C durante 10 a 60 dias;

c) la mezcla de los cristales liquidos termotropicos se vierte vigorosamente en la fase acuosa y el conjunto se mezcla usando el agitador con una velocidad de rotacion de 500 a 5.000 l/min. durante 1 a 15 minutos para obtener la emulsion de cristal liquido.

16. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque en la etapa b) la mezcla se calienta a una temperatura de aproximadamente 80 a 85'C.

17. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque en la etapa b) la disolucion obtenida se enfria a una temperatura de 40ºC.

18. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque en la etapa c) la mezcla de los cristales liquidos termotropicos se vierte en la fase acuosa a la temperatura de aproximadamente 60 a 65 º C.

19. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque la fase acuosa se acondiciona durante 10 a 15 dias antes de utilizarse en el proceso de emulsificacion.

20. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque la fase acuosa se acondiciona durante 15 a 30 dias antes de utilizarse en el proceso de emulsificacion.

21. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque la fase acuosa se acondiciona durante 30 a 60 dias antes de utilizarse en el proceso de emulsificacion.

22. El metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado porque para la agitacion de la fase acuosa y la fase oleosa, se utiliza un agitador de lenta rotacion.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCION

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es unicamente para conveniencia del lector. No forma parte del documento de patente Europea. A pesar de que se ha tenido gran cuidado en la compilacion de las referencias, los errores u omisiones no se pueden excluir y la EPO declina toda responsabilidad en este aspecto.

Los documentos de patente citados en la descripcion

• GB 1322809 A, HOFFMANN LA ROCHE [0005]

• GB 1317450 A, HOFFMANN LA ROCHE [0006]

• US 4992201 A, PEARLMAN KENNETH N. [0007]

• US 4441508 A, BUIRLEYWILLIAM L. [0008] 10 • JP 60047093 A, FUJITSU LTD [0009]