Pigmentos y láminas magnéticos multicapa.

Una laminilla de pigmento magnetico, que consiste en:

una capa magnetica central que tiene una primera superficie principal,

una segunda superficie principal opuesta y al menos una superficie lateral;

una primera capa reflectora sobre la primera superficie principal de la capa magnetica, la primera capa reflectora para reflejar luz y una segunda capa reflectora sobre la segunda superficie principal de la capa magnetica, la segunda capa para reflejar luz;

en la que cada una de la primera y la segunda capa reflectora esta constituida por al menos una de: un 10 metal, una aleación de metal o una combinación de los mismos;

en la que la primera y la segunda capa reflectora estan en cada una de la primera y la segunda superficie principal pero no en al menos una superficie lateral de la capa magnetica y en la que la laminilla de pigmento presenta una reflectancia que corresponde a la reflectancia de las capas reflectoras y presenta caracterfsticas magneticas basadas en el magnetismo relativo de la capa magnetica.

Pigmentos y laminas magneticos multicapa

1. El Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a pigmentos y laminas. En particular, la presente invención se refiere a 5 laminillas de pigmento multicapa y laminas con capas magneticas y composiciones de pigmento que incorporan laminillas de pigmento multicapa con capas magneticas.

2. La Tecnologia Pertinente Se han desarrollado diversos pigmentos, colorantes y laminas para una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, se han desarrollado pigmentos magneticos para uso en aplicaciones tales como utensilios de cocina decorativos, creando superficies estampadas y dispositivos de seguridad. De manera similar, se han desarrollado pigmentos que cambian de color para usos tales como cosmeticos, tintas, materiales de revestimiento, adornos, materiales ceramicos, pinturas para automóviles, sellos en caliente para la lucha contra la falsificación y tintas para la lucha contra la falsificación para documentos de seguridad y moneda.

Los pigmentos que cambian de color, colorantes y laminas presentan la propiedad de cambiar de color con la variación del angulo de la luz incidente o a medida que cambia el angulo de visión del observador. Las propiedades que cambian el color de los pigmentos y las laminas se pueden controlar por el diseno apropiado de las pelfculas delgadas ópticas o la orientación de las especies moleculares usadas para conformar la estructura de revestimiento de la laminilla o la lamina. Los efectos deseados se pueden conseguir por la variación de parametros tales como espesor de las capas que forman las laminillas y las laminas y el índice de refracción de cada capa. Los cambios en el color percibido que tienen lugar para diferentes angulos de visión o angulos de la luz incidente son un resultado de una combinación de absorción selectiva de los materiales que comprenden las capas y los efectos de interferencia que dependen de la longitud de onda. Los efectos de interferencia, que surgen de la superposición de las ondas de luz que han experimentado reflexiones multiples, son responsables de los cambios de color percibidos con diferentes angulos. El maximo de la reflexión cambia en posición e intensidad, a medida que cambia el angulo de visión, debido a efectos de interferencia cambiantes que surgen de diferencias en el camino óptico de la luz en las diversas capas de un material que mejoran selectivamente a longitudes de onda particulares.

Se han usado diversas propuestas para conseguir tales efectos de cambio de color. Por ejemplo, las laminillas multicapa pequenas, típicamente constituidas por multiples capas de pelfculas delgadas, se dispersan por todo un medio tal como pintura o tinta que se puede aplicar despues con posterioridad a la superficie de un objeto. Tales laminillas se pueden recubrir opcionalmente para conseguir los colores y los efectos ópticos deseados. Otra propuesta es encapsular pequenos sustratos metalicos o de silicato con capas variables y dispersar despues los sustratos encapsulados por todo un medio tal como pintura o tinta. Adicionalmente, se han hecho laminas constituidas por multiples capas de pelfculas delgadas sobre un material sustrato.

Una manera de producir una estructura de pelfcula delgada multicapa es conformandola sobre un material de bandas flexible con una capa de liberación en el mismo. Las diversas capas se depositan sobre la banda por metodos conocidos en la tecnica de conformación de estructuras de revestimiento delgadas, tales como PVD, pulverización catódica o similares. La estructura de pelfcula delgada multicapa se retira despues del material de la banda como laminillas que cambian de color de pelfcula delgada, que se pueden anadir a un medio polimerico tal como diversos vehículos de pigmento para uso como tinta o pintura. Ademas de las laminillas que cambian de color, se pueden anadir aditivos a las tintas o pinturas para obtener los resultados de cambio de color deseados.

Los pigmentos que cambian de color o las laminas se conforman de una estructura de pelfcula delgada multicapa que incluye las mismas capas basicas. Estas incluyen una capa o capas absorbentes, una capa o capas de dielectrico y opcionalmente una capa reflectora, en órdenes variables de las capas. Los recubrimientos se pueden conformar para presentar una estructura de pelfcula delgada multicapa simetrica, tal como:

45 absorbente/dielectrico /reflector/dielectrico/absorbente o absorbente/dielectrico/absorbente.

Tambien se pueden conformar revestimientos que tengan una estructura de pelfcula delgada multicapa asimetrica, tal como:

absorbente/dielectrico/reflector.

50 Por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 5.135.812 para Phillips et al., describe laminillas de pelfcula delgada que cambian el color con diversas configuraciones diferentes de capas tales como pilas estratificadas de dielectrico transparentes y metalicas semitransparentes. En la Patente de EE.UU. N° 5.278.590 para Phillips et al., se describe un revestimiento de interferencia óptica de tres capas simetricas que comprende primera y segunda capa absorbente de transmisión parcial que tiene esencialmente el mismo material y espesor y una capa espaciadora de

dielectrico situada entre la primera y la segunda capa absorbente.

Las plaquetas que cambian de color para uso en pinturas se describen en la Patente de EE.UU. N° 5.571.624 para Phillips et al. Estas plaquetas estan compuestas de una estructura de pelfcula delgada multicapa simetrica en que se conforma una primera capa semiopaca tal como cromo sobre un sustrato, con una primera capa de dielectrico conformada sobre la primera capa semiopaca. Una capa de metal reflectora, opaca, tal como aluminio, se conforma sobre la primera capa de dielectrico, seguido por una segunda capa de dielectrico del mismo material y espesor que la primera capa de dielectrico. Una segunda capa semiopaca del mismo material y espesor que la primera capa semiopaca se conforma sobre la segunda capa de dielectrico.

Con respecto a pigmentos magneticos, la Patente de EE.UU. N° 4.838.648 para Phillips et al., (de ahora en adelante 'Phillips '648'' describe una estructura que cambia de color, magnetica, de pelfcula delgada, en la que el material magnetico se puede usar como reflector o capa absorbente. Un material magnetico descrito es una aleación de cobalto - nfquel. Phillips '648 describe laminillas y laminas con las siguientes estructuras:

superestrato tenido/absorbente/dielectrico/capa magnetica/sustrato;

superestrato tenido/absorbente/dielectrico/capa magnetica/dielectrico/absorbente/superestrato tenido;

y adhesivo/capa magnetica/dielectrico/absorbente/revestimiento duro liberable/sustrato.

Se han proporcionado superficies estampadas por exposición de laminillas magneticas a una fuerza magnetica para efectuar una modificación ffsica en la estructura del pigmento. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 6.103.361 para Batzar et al., (de ahora en adelante 'Batzar'' usa pigmentos hechos de materiales magnetizables para decorar utensilios de cocina. En particular, Batzar se refiere a controlar la orientación de las laminillas de acero inoxidable en un revestimiento de liberación de fluoropolímero para fabricar patrones donde al menos algunas de las laminillas son mas largas que el espesor del revestimiento. El sustrato estampado se conforma por aplicación de una fuerza magnetica por los bordes de una boquilla magnetizable situada debajo de una base recubierta para modificar la orientación de las laminillas dentro del revestimiento, induciendo de ese modo un efecto o patrón de formación de imagenes. Sin embargo, Batzar no discute el uso de pilas o plaquetas de pelfcula delgada, ópticas, empleando una capa magnetica. Ademas, aunque las laminillas de acero inoxidable usadas en Batzar son adecuadas para decorar utensilios de cocina, son reflectantes de manera deficiente.

La Patente de EE.UU. N° 2.570.856 para Pratt et al., (de ahora en adelante 'Pratt'' se refiere a pigmentos de laminillas metalicos que estan basados en plaquetas de metal ferromagnetico. Como Batzar, sin embargo, Pratt usa metales de reflexión deficiente y no explica el uso de pilas de óptica de pelfcula delgada.

Las Patentes de EE.UU. Nos. 5.364.689 y 5.630.877 para Kashiwagi et al., (de ahora en adelante conjuntamente 'las patentes de Kashiwagi') , describen metodos y aparato para crear patrones pintados formados de manera magnetica. Las patentes de Kashiwagi explican el uso de una capa de pintura magnetica, que incluye partfculas magneticas no esfericas en un medio... [Seguir leyendo]

1. Una laminilla de pigmento magnetico, que consiste en:

una capa magnetica central que tiene una primera superficie principal, una segunda superficie principal opuesta y al menos una superficie lateral;

una primera capa reflectora sobre la primera superficie principal de la capa magnetica, la primera capa reflectora para reflejar luz y una segunda capa reflectora sobre la segunda superficie principal de la capa magnetica, la segunda capa para reflejar luz;

en la que cada una de la primera y la segunda capa reflectora esta constituida por al menos una de: un 10 metal, una aleación de metal o una combinación de los mismos;

en la que la primera y la segunda capa reflectora estan en cada una de la primera y la segunda superficie principal pero no en al menos una superficie lateral de la capa magnetica y en la que la laminilla de pigmento presenta una reflectancia que corresponde a la reflectancia de las capas reflectoras y presenta caracterfsticas magneticas basadas en el magnetismo relativo de la capa magnetica.

2. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica comprende un material magnetico blando.

3. La laminilla segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica esta constituida por un material con una coercitividad menor que 159.154 A/m (2.000 Oe) .

4. La laminilla segun la reivindicación 3, en la que la capa magnetica esta constituida por un material con una 20 coercitividad menor que 23.873 (300 Oe) .

5. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica comprende un material seleccionado del grupo que consiste en: hierro, nfquel, cobalto, gadolinio, terbio, disprosio, erbio y aleaciones u 6xidos de los mismos.

6. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica comprende un material 25 seleccionado del grupo que consiste en: Fe/Si, Fe/Ni, FeCo, Fe/Ni/Mo y combinaciones de los mismos.

7. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica comprende un material magnetico duro.

8. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica comprende un material seleccionado del grupo que consiste en: SmCo5, NdCo5, Sm2Co17, Nd2Fe14B, TbFe2 y combinaciones de los mismos.

9. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica comprende un material seleccionado del grupo que consiste en: Fe3O4, NiFe2O4, MnFe2O4, CoFe2O4, YIG, GdIG y combinaciones de los mismos.

10. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que la capa magnetica presenta un espesor físico de aproximadamente 200 A a 10.000 A.

11. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que las capas reflectoras comprenden un material reflectante seleccionado del grupo que consiste en: aluminio, plata, cobre, oro, platino, estano, titanio, paladio, nfquel, cobalto, rodio, niobio, cromo y combinaciones o aleaciones de los mismos.

12. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 1, en la que las capas reflectoras presentan cada una un espesor físico de 400 A a 2.000 A.

13. Una composición de colorante magnetica que comprende:

un medio de pigmento y una pluralidad de laminillas de pigmento dispersadas en el medio del pigmento, teniendo las laminillas de pigmento una estructura multicapa igual que la laminilla de pigmento definida en la reivindicación 1.

14. La composición de colorante segun la reivindicación 13, en la que el medio del pigmento comprende un material 45 seleccionado del grupo que consiste en: melamina acrflica, uretanos, poliesteres, resinas vinflicas, acrilatos, resinas ABS, resinas epoxfdicas, estirenos, formulaciones de tinta y pintura basadas en resinas alquídicas y mezclas de los mismos.

15. Una laminilla de pigmento magnetico como se define en la reivindicación 1, en la que la capa magnetica es un material ferromagnetico que tiene un espesor entre 500 y 1.500 angstroms.

16. Una laminilla de pigmento que comprende una sección de nucleo magnetico que consiste en la laminilla de

pigmento magnetico segun la reivindicación 1 y una capa de dielectrico que rodea sustancialmente la sección de 5 nucleo magnetico.

17. La laminilla de pigmento segun la reivindicación 16, en la que la capa de dielectrico se absorbe selectivamente y proporciona efectos de color adicionales a la laminilla de pigmento.

18. Una composición de pigmento colorante, magnetico, que comprende:

un medio de pigmento y una pluralidad de laminillas de pigmento dispersadas en el medio de pigmento, teniendo las laminillas de pigmento una estructura multicapa igual que la laminilla de pigmento definida en la reivindicación 16.

19. La composición de colorante, magnetica, segun la reivindicación 18, en la que el medio de pigmento comprende un material seleccionado del grupo que consiste en: resinas vinflicas, acrilatos, resinas ABS, resinas epoxfdicas, estirenos, formulaciones de tinta y pintura basadas en resinas alquídicas y mezclas de los mismos.