BR0115123B1

BR0115123B1 - material de efeito em cores; método para fabricar um material de efeito em cores de metal precioso.

Info

Publication number: BR0115123B1
Application number: BRPI0115123-1A
Authority: BR
Inventors: James D Christie; Daniel S Fuller; Curtis J Zimmerman
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2011-02-08
Also published as: DE60122594D1; KR20030045162A; JP2004522853A; CA2427664A1; US6440208B1; AU2002239416A1; CA2427664C; DE60122594T2; WO2002042522A3; BR0115123A; EP1404895A2; EP1404895B1; KR100832195B1; MXPA03003877A; WO2002042522A2; ATE337418T1

Description

"MATERIAL DE EFEITO EM CORES; MÉTODO PARA FABRICARUM MATERIAL DE EFEITO EM CORES DE METAL PRECIOSO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os pigmentos opticamente variáveis têm sidodescritos na literatura de patentes desde os anos 60.Hanke, na patente n° US 3.438.796, descreve o pigmento comosendo "películas ou camadas finas, aderentes, translúcidas,transmissoras de luz, de alumínio metálico, cada umaseparada por uma pclícula fina translúcida de sílica, quesão depositadas sucessivamente sob condições controladas emespessuras seletivas controladas sobre a película ousubstrato central de alumínio". Estes materiaisreconhecidamente proporcionam propagação de cores e efeitosópticos de cores singulares.

As abordagens das técnicas anteriores parapigmentos opticamente variáveis têm adotado genericamenteuma entre duas técnicas. Na primeira, uma pilha de camadasé colocada sobre um substrato temporário que éfreqüentemente uma manta flexível. As camadas sãogenericamente fabricadas a partir de aço e MgF2. A pilha depelícula é separada do substrato e subdividida através doprocessamento do pó em partículas adequadamentedimensionadas. Os pigmentos são produzidos por técnicasfísicas, tais como deposição física de vapor sobre osubstrato, separação do substrato e subseqüentepulverização. Nos pigmentos obtidos desta maneira, a camadacentral e todas as outras camadas na pilha não ficamcompletamente confinadas pelas outras camadas. A estruturaem camadas é visível nas faces formadas pelo processo depulverização.

Na outra abordagem, um substrato metálico opacocom formato de plaqueta é revestido ou encapsulado comcamadas sucessivas de óxidos metálicos seletivamenteabsorventes e camadas não-seletivamente absorventes decarvão, metal e/ou óxido metálico. Para obter materiaissatisfatórios usando esta abordagem, as camadas sãotipicamente aplicadas por técnicas de deposição química devapores em um leito fluidizado. Uma desvantagem importantedesta técnica é que os processos de leito fluidizado sãoinconvenientes e requerem uma infra-estrutura técnicasubstancial para a produção. Uma limitação adicionalrelacionada aos substratos utilizados é que os flocosmetálicos tradicionais têm problemas de integridadeestrutural, problemas de liberação de gás hidrogênio eoutras preocupações pirofóricas. As abordagens das técnicasanteriores padecem de desvantagens adicionais. Por exemplo,certos metais ou flocos metálicos, tais como cromo ealumínio, especificamente quando eles são usados comocamadas externas podem ter seu uso associado a impactossobre a saúde e o meio ambiente. A minimização do seu usoem materiais de efeito óptico deve ser vantajosa devido aoseu impacto percebido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção fornece um material de efeitoem cores, compreendendo um substrato com formato de plaquetaencapsulado com (a) uma primeira camada selecionada no grupoque consiste de cobre, zinco, uma liga de cobre, e uma ligade zinco, onde a dita primeira camada é altamente refletivapara a luz direcionada sobre ela; e (b) uma segunda camadaencaDSulando a primeira camada, onde a segunda camadaconsiste de um material com baixo índice de refração,tipicamente um índice de refração entre 1,3 e 2,5, e maisespecificamente entre 1,4 e 2,0, que proporciona umaextensão de trajetória variável para a luz dependente doângulo de incidência da luz que colide nela; e (c) umaterceira camada seletivamente transparente para a luzdirecionada sobre ela.

O grau de reflexibilidade da primeira camadaencapsuladora deve ser entre 100% e 5% de reflexibilidade,enquanto que a transparência seletiva da terceira camadaencapsuladora deve ser entre 5% e 95% de transmissão. Maisespecificamente, preferir-se-ia ter 50-100% dereflexibilidade e 50-95% de transparência para a primeira eterceira camadas encapsuladoras, respectivamente. O grau dereflexibilidade e transparência para as diferentes camadaspode ser determinado por uma série de métodos, tais como ométodo ASTM E1347-97, E-1348-90 (1996) ou F1252-89 (1996) .

0 substrato pode ser mica, óxido de alumínio,oxicloreto de bismuto, nitreto de boro, flocos de vidro,mica revestida com óxido de ferro (ICM), dióxido de silício,mica revestida com dióxido de titânio (TCM), flocos decobre, liga de flocos de cobre, liga de flocos de zinco, ouqualquer plaqueta lisa encapsulável. A primeira camada queencapsula o substrato pode ser cobre, zinco, uma liga decobre e uma liga de zinco. Evidentemente, quando osubstrato é floco de cobre, floco de zinco, liga de floco decobre ou liga de floco de zinco, não há a necessidade destaprimeira camada, pois ela seria parte do substrato. Asegunda camada encapsuladora pode ser dióxido de silício oufluoreto de magnésio. A terceira camada encapsuladora podeser um metal precioso, isto é, prata, ouro, platina,paládio, ródio, rutênio, ósmio e/ou irídio, ou ligas deles.Alternativamente, a terceira camada pode ser cobre, silício,dióxido de titânio, óxido de ferro, oxido de cromo, um óxidode metal misto, alumínio e zinco.

Uma vantagem da presente invenção é que não énecessário partir de um floco metálico tradicional que possater problemas de integridade estrutural, problemas deliberação de gás hidrogênio e um hospedeiro de outrosproblemas percebidos (preocupações pirofóricas e ambientais)tipicamente associados aos flocos metálicos. A liga delatão usada nesta invenção é muito mais quimicamente estáveldo que o alumínio e tem reconhecidamente estabilidade contraintempéries a longo prazo. 0 latão é quase quimicamenteinerte, o que permite grande flexibilidade nos sistemasquímicos empregados na fabricação desses materiais de efeitoe nas suas aplicações em usos finais tais como em sistemasde tintas e polímeros. Outra vantagem sobre as técnicasanteriores é que o latão, como uma das camadas refletorasusadas nesta invenção, é um bom refletor de luz branca e aomesmo tempo proporciona uma cor densa atraente. 0 mesmoseria verdadeiro para uma liga de alumínio-cobre. Esta ligaé vantajosa devido ao seu efeito de cor densa atraente, e aomesmo tempo mantendo alta reflexibilidade. Adicionalmenteos substratos revestidos com latão e cobre proporcionam osatributos decorativos/funcionais do latão e do cobre;entretanto, em termos ambientalmente mais favoráveis devidoà concentração reduzida do metal, pois os materiais deefeito em cores da presente invenção não são latão ou cobrepuros, e ao invés disso, substratos inorgânicos revestidoscom latão ou cobre. Além disso,. pode-se produzir materiaisde efeito em cores nos quais as camadas encapsuladorasexternas não são feitas de latão. Outra vantagem sobre astécnicas anteriores é que a prata, ou outros metais como oouro, platina, paládio, ródio, rutênio, ósmio e irídio, comocamada encapsuladora final (externa) do material de efeito,conferirá condutividade elétrica ao pigmento, o que pode serdesejável em algumas aplicações tais como revestimentos empó.

Um efeito surpreendente da presente invenção é queos materiais compósitos de baixo custo são criados compropriedades de efeito óptico desejáveis.

As camadas metálicas são, de preferência,depositadas por deposição química e as camadas não-metálicas, de preferência, por deposição de sol-gel. Umavantagem da deposição química (Egypt. J. Anal. Chem., Volume3, 118-123 (1994)) é que ela é uma técnica químicamundialmente estabelecida que não requer infra-estruturainconveniente e onerosa, comparado com outras técnicas. Atécnica de deposição química permite também que se controleo grau de reflexibilidade da luz precisa e facilmentevariando a espessura da película metálica. Adicionalmente,os procedimentos conhecidos são procedimentos generalizadoscapazes de serem utilizados para revestir uma série desuperfícies. Além disso, uma camada encapsuladora de ummetal ou óxido metálico pode ser depositada também sobrequaisquer substratos por deposição química de vapores apartir de um precursor apropriado ("The Chemistry of MetalCVD" , editado por Toivo T. Kodas e Mark J. Hampden-Smith;VCH Verlagsgesellschaft mbH, D-69451, Weinheim, 1994, ISBN3-527-29071-0).

Para deposição de ligas, um método singular foidesenvolvido, como descrito na patente n5 US 4.940.523, quedelineia um "processo e aparelho para revestir partículasfinas". Além disso, a técnica pode ser usada para depositarmetais puros tais como cromo, platina, ouro e alumínio, oucerâmicas.

Os produtos da presente invenção são úteis emaplicações na indústria automotiva, de cosméticos, e outrasaplicações industriais onde flocos metálicos ou pigmentosperolizantes são usados tradicionalmente.

0 tamanho do substrato com forma de plaqueta não écrítico de per si e pode ser adaptado ao uso específico.Genericamente, as partículas têm dimensões principais médiasmaiores de cerca de 5-250 μιη, particularmente, 5-100 μπι.Sua área superficial livre específica (BET) é genericamenteentre 0,2 e 2 5 m2/g.Os materiais de efeito em cores da invenção sãonotáveis para encapsulamento múltiplo do substrato comformato de plaqueta.

A primeira camada encapsuladora metálica éaltamente refletiva para a luz direcionada sobre ela. Aespessura da primeira camada não é crítica, desde que elaseja suficiente para tornar a camada altamente refletiva.Caso desejável, a espessura da primeira camada pode servariada para permitir a transmissão seletiva da luz. Aespessura da primeira camada metálica pode ser entre 5 nm e500 nm, e de preferência, entre 25 nm e 100 nm de cobre,zinco ou suas ligas. Uma espessura da camada metálica foradas faixas mencionadas acima tipicamente será, oucompletamente opaca, ou permitirá substancial transmissão daluz. Além das suas propriedades ref letivas, a camadaencapsuladora metálica pode apresentar singulares efeitos decores densas, dependendo da espessura da película. Porexemplo, uma espessura de revestimento de latão > 50 nmcomeçará a apresentar uma cor densa de ouro metálico, e aomesmo tempo mantendo boa reflexibilidade. A massapercentual do revestimento estará diretamente relacionada àárea superficial do substrato específico que está sendoutilizado.

A segunda camada encapsuladora deve proporcionaruma extensão de trajetória variável para a luz dependente doângulo de incidência da luz que colide sobre ela, eportanto, qualquer material com baixo índice de refração,que seja visivelmente transparente, pode ser utilizado. Depreferência, a segunda "camada é selecionada no grupo queconsiste de dióxido de silício (SiO2) , subóxidos de dióxidode silício (SiO0,25 até SiOii95) ou fluoreto de magnésio.

A espessura da segunda camada varia dependendo dograu desejado da trajetória da cor. Além disso, a segundacamada deve ter uma espessura variável, dependendo de umasérie de fatores, especialmente o índice de refração. Osmateriais que têm um índice de ref ração ao redor de 1,5tendem a requerer uma espessura de película de algumascentenas de manômetros para a geração de singular trajetóriada cor. Por exemplo, uma segunda camada tem uma espessurapreferível de cerca de 75 a 500 nm para dióxido de silício epara fluoreto de magnésio.

Em uma modalidade, a segunda camada é encapsuladapor uma terceira camada seletivamente transparente quepermite a reflexão parcial da luz direcionada sobre ela. Depreferência, a terceira camada encapsuladora é selecionadano grupo que consiste de prata, ouro, platina, paládio,ródio, rutênio, ósmio e/ou irídio, ou suaé ligas.

Evidentemente, a terceira camada pode contribuirtambém para a cor de interferência do pigmento. Suaespessura pode variar, mas deve sempre permitirtransparência parcial. Por exemplo, uma terceira camada temuma espessura preferível de cerca de 5 a 20 nm para silício;cerca de 2 a 15 nm para alumínio; cerca de 2 a 10 nm paracobre; cerca de 2 a 10 nm para zinco; cerca de 1 a 5 nm paranitreto de titânio; cerca de 10 a 60 nm para óxido de ferro;cerca de 10 a 60 nm para óxido de cromo; cerca de 10 a 100nm para dióxido de titânio; cerca de 5 a 60 nm para um óxidode metal misto; e cerca de 5 a 20 nm para paládio. 0 metalprecioso e as ligas de metais básicos têm genericamente umrequisito de espessura de película similar comparado com ometal puro. Reconhece-se que uma espessura de película forada faixa acima pode ser aplicável dependendo do efeitodesej ado.

Todas as camadas encapsuladoras do material deefeito em cores da invenção são conjuntamente notáveis parauma estrutura uniforme, homogênea, similar a uma película,que resulta da maneira de preparação de acordo com ainvenção.

No processo inovador para preparar os substratossimilares a plaquetas revestidos, as etapas individuais derevestimento são, cada uma, efetuadas por deposição porcintilação, deposição química, ou hidrólise/condensação decompostos de partida apropriados, na presença das partículasdo substrato a ser revestido. A ligas, como o latão, podemser depositadas por uma técnica de cintilação, como descritona patente n- US 4.940.523. Além disso, metais puros, taiscomo alumínio, cobre e zinco, bem como outros, podem serdepositados por cintilação. Por exemplo, os metais podemser depositados a partir da redução de sais aquosos dosmetais, tais como HAuCl4, AgNO3, CuSO4, H2PtCl6, PdCl2. 0dióxido de silício pode ser depositado a partir de umcomposto selecionado no grupo que consiste de tetraalcóxidosde silício, tal como tetraetóxissilano, bases tais comosilicato de sódio e halogenetos de silanos, como otetracloreto de silício; dióxido de titânio a partir detetraalcóxidos, como o tetraetóxido de titânio, halogenetos,tais como o tetracloreto de titânio, sulfatos, como osulfato de titânio, nitreto de titânio, a partir detetracloreto de titânio, tetrakis-(dietil-amido)-titânio(TDEAT) e tetrakis-(dimetil-amido)-titânio (TDMAT); óxido deferro a partir de ferro-carbonila, sulfato de ferro ecloreto de ferro; e óxido de cromo a partir de cromo-carbonila e cloreto de cromo.

Genericamente, a síntese de um material de liga deefeito em cores pode ser da seguinte maneira: um material deplaqueta, tal como floco de vidro, é colocado em um cilindrorotativo evacuado, como descrito na patente n- 4.940.523.Um alvo de cintilação de latão é utilizado para revestir omaterial particulado com um revestimento altamentereflexivo. O substrato revestido com a liga altamenterefletiva é removido do cilindro evacuado e recolocado emsuspensão em um solvente alcoólico, tal como butanol, paradeposição da camada encapsuladora de dióxido de silício. Umprocesso de Stòber pode ser empregado para a deposição dodióxido de silício sobre a mica ou outro substrato revestidocom metal (C. Jeffery Brinker e George W. Scher, "Sol-GelScience, The Physics and Chemistry of Sol-gel Processing",Academic Press, Inc., (1990)). Uma mistura alcoólicaazeotrópica, tal como etanol e água, pode ser usada no lugarde álcool puro para o processo de Stòber. A plaqueta desílica encapsuladora revestida com metal é filtrada, lavadae recolocada em suspensão em um meio aquoso sob agitação.Adiciona-se ao meio aquoso um precursor de prata capaz dedepositar prata sobre o substrato por deposição química,junto com um agente redutor apropriado. A solução do metalpara a deposição química é adicionada como descrito acima,permitindo a deposição de um revestimento metálicoseletivamente transparente. 0 produto particulado final élavado, secado e apresenta efeitos ópticos em cores emfunção do ângulo de visualização.

Dependendo da espessura da segunda camadaencapsuladora com baixo índice de refração, o material deefeito em cores final apresentará múltiplos efeitos em coresdiferentes em função do ângulo de visualização (vermelho,laranja, verde, violeta). 0 substrato de plaqueta atua comoum substrato carreador. Ele pode ou não ter umacontribuição ou efeito sobre as propriedades ópticas finaisdo particulado.

Os materiais de efeito em cores da invenção sãovantajosos para muitos propósitos, tais como coloração detintas, tintas de impressão, plásticos, vidros, produtos decerâmica e preparações cosméticas decorativas. Suaspropriedades funcionais especiais tornam-nos apropriadospara muitos outros propósitos. Os materiais de efeito emcores poderiam ser usados, por exemplo, em plásticos, tintasou revestimentos eletricamente condutores oueletromagneticamente blindadores, ou em polímeroscondutores. A funcionalidade condutora dos materiais deefeito em cores torna-os de grande utilidade para aplicaçõesde revestimentos em pó.As composições mencionadas acima,, nas quais ascomposições desta invenção são úteis, são bem conhecidaspelos versados nessas técnicas. Os exemplos incluem tintasde impressão, esmaltes para unhas, vernizes, materiaistermoplásticos e termofixos, resinas naturais e resinassintéticas, poliestireno e seus polímeros mistos,poliolefinas, particularmente polietileno e polipropileno,compostos poliacrílicos, compostos polivinílicos, como porexemplo, poli(cloreto de vinila) e poli(acetato de vinila),poliésteres e borracha, e também filamentos feitos deviscose e éteres de celulose, ésteres de celulose,poliamidas, poliuretanas, poliésteres, como por exemplo,tereftalatos de poliglicóis, e poliacrilonitrila.

Devido à sua boa resistência térmica, o pigmento éparticularmente apropriado para a pigmentação de plásticosem massa, tal como, por exemplo, de poliestireno e seuspolímeros mistos, poliolefinas, e particularmente,polietileno e polipropileno e os polímeros mistoscorrespondentes, poli(cloreto de vinila) e poliésteres,particularmente, terftalato de polietilenoglicol etereftalato de polibutileno e os produtos mistos decondensação correspondentes baseados em poliésteres.

Para obter uma introdução detalhada de uma sériede aplicações de pigmentos, vide Temple, C. Patton, editor,"The Pigment Handbook", volume II, "Applications andMarkets", John Wiley & Sons, New York (1973) . Além disso,vide por exemplo, com relação a tintas de impressão: R. H.Leach, editor, "The Printing Ink Manual", Quarta Edição,VanNostrand Reinhold (International) Co. Ltd., Londres (1988),particularmente as páginas 282-591; com relação a tintas: C.H. Hare, "Protective Coatings", Technology Publishing Co.,Pittsburg (1994), particularmente as páginas 63-288. Asreferências precedentes são aqui incorporadas comoreferência quanto a seus ensinamentos sobre composições,formulações e veículos para tintas de impressão, cosméticos,tinas e plásticos, nas quais as composições desta invençãopodem ser usadas, inclusive as quantidades de colorantes.Por exemplo, o pigmento pode ser usado em um nível de 10 a15% em uma tinta litográfica de offset, sendo o restante umveículo que contém resinas de hidrocarbonetos geleificados enão-geleifiçados, resinas alquídicas, compostos de ceras esolvente alifático. 0 pigmento pode ser usado também, porexemplo, em um nível de 1 a 10% em uma formulação de tintaautomotiva junto com outros pigmentos que podem incluirdióxido de titânio, látices acrílicos, agentes coalescentes,água ou solventes. 0 pigmento pode ser usado também, porexemplo, em um nível de 2 0 a 3 0% em um concentrado deplástico colorido em polietileno.

EXEMPLO 1

Procedimento para Avaliação dos Materiais de Efeito em Coresde Acordo com Invenção

0 lustro e a cor são avaliados usandoescorrimentos sobre um cartão de encobrimento (Cartões deOpacidade Modelo 2-6 da Leneta Company) visualmente einstrumentalmente. 0 escorrimento sobre a parte preta docartão apresenta a cor da reflexão enquanto que a partebranca apresenta a cor da transmissão em ângulos nãoespeculares.

Os escorrimentos são preparados incorporando 3-12%do material de efeito em cores em um verniz denitrocelulose, sendo a concentração dependente dadistribuição do tamanho das partículas do material de efeitoem cores. Por exemplo, um escorrimento de 3% poderia serpossivelmente usado para um tamanho médio de partícula domaterial de efeito em cores de 2 0 μπι, enquanto que umescorrimento de 12% poderia ser usado para um tamanho médiode partícula do material de efeito em cores de 100 μπι. Asuspensão do material de efeito em cores na nitrocelulose éaplicada ao cartão de escorrimento usando uma haste deap]icação de película Bird com uma espessura da películaúmida de 7,5 χ IO"3 cm (3 χ IO"3 in) .

Quando estes escorrimentos são observadosvisualmente, uma série de cores pode ser observadadependendo do ângulo de visualização, tal como aqua paraazul para violeta. O grau do trajeto das cores observado écontrolado pela espessura da camada com baixo índice derefração. Outros parâmetros quantificáveis, comumenteusados para descrever pigmentos de efeito, tais comoclaridade (L*) e cromaticidade (C*) , podem ser controladosatravés de: (a) escolha de materiais usados como camadasrefletora inferior e seletivamente transmissora de topo, e(b) espessura das ditas camadas inferior e de topo.

Os escorrimentos foram caracterizadosadicionalmente usando um gonioespectrofotômetro (CMS-1500 daHunter). As curvas de reflexibilidade contra comprimento deonda foram obtidas em vários ângulos de visualização. Otrajeto das cores para o material de efeito em cores foidescrito usando o sistema CIELab L*a*b*. Os dados sãoregistrados numericamente e graficamente. O registronumérico para os três materiais de efeito em coresrepresentativo daquele obtido no Exemplo 3 é o seguinte:

TABELA 1

<table>table see original document page 16</column></row><table>As amostras acima são:

8% de SiO211% de SiO213% de SiO2

Os dados de L*a*b* caracterizam a aparência daamostra. L* é o componente claridade/escuridade, a*descreve o componente de cores vermeIho/verde, e b*representa o componente de cores azul/amarelo.

EXEMPLO 2

Preparação do Material de Efeito em Cores de Cu/Si02/Cu

0 cobre é depositado de acordo com as técnicas bemestaoelecidas de deposição química, como demonstrado noexemplo que se segue.

Duzentos gramas de flocos de vidro (dimensão maiormédia de 100 mícrons) e 500 ml de água destilada sãocolocados em um frasco Morton de 3 litros equipado com umaparelho de agitação mecânica para formar uma lama. A lamaé agitada à temperatura ambiente.

Adiciona-se rapidamente à lama uma solução que épreparada da seguinte maneira: 11,0 gramas de ácido maléico,16,0 gramas de hidróxido de sódio em pérolas, 80,0 gramas detrietanol-amina, 36,0 gramas de sulfato de cobrepent hidratado, 8,0 ml de sulfóxido de dimetila, sãodissolvidos em 800 ml de água destilada em um bécher de 1litro equipado com um agitador magnético. Estesingredientes são misturados à temperatura ambiente até queseja conseguida uma solução homogênea.A lama é então aquecida até 45 °C. Doze gramas desolução de hidrazina a 35% são adicionados ao frasco e alama é agitada por 90 min a 45 0C e depois, filtrada. Oproduto resultante é enxaguado com 500 ml de água destiladae depois com 500 ml de isopropanol.

Cem gramas do produto úmido (75 gramas de produtoseco) são transferidos para dentro de um frasco Morton de 2litros equipado com um aparelho de agitação mecânica.Novecentos mililitros de isopropanol, 5,3 g de solução dehidróxido de amônio a 29%, 112 g de água destilada e 112 gde tetraetóxissilano são adicionados ao frasco. A lama éagitada por 7 horas à temperatura ambiente e depoisfiltrada, e o produto é lavado e secado no forno.

Dez gramas deste material revestido com sílica sãoadicionados a um bécher de 50 ml contendo uma solução de0,20 g de ácido maléico, 0,30 g de NaOH em pérolas, 1,49 gde trietanol-amina, 0,67 g de sulfato de cobrepentaidratado, 0,15 g de sulfóxido de dimetila e 20 ml deágua destilada. A lama é agitada magneticamente e aquecidaaté 45 °C. Adiciona-se 0,25 g de uma solução de hidrazina a35% à lama. A lama é então agitada a 45 0C por 30 min, edepois o produto é filtrado e lavado com água destiladaantes de secar a 12 0 °C. 0 produto apresenta uma reversãoclara de cores do violeta até cor de cobre densa após umamudança no ângulo de visualização de uma película de vernizque contém o produto.

EXEMPLO 3

Preparação de Material de Efeito em Cores de Latão/SiQ2/AgSetenta e cinco gramas de uma amostra de floco devidro revestido com Cu-Zn (latão) são transformados em lamaem 110 ml de isopropanol em um frasco de fundo redondo com 3gargalos. A lama é então agitada intensamente por meiomecânico. Adiciona-se 2,6 ml de solução de NH4OH a 29% e 31ml de água destilada à lama. A lama é aquecida até um pontode fixação de 60 °C. Uma solução de 25,0 g detetraetóxissilano em 25 ml de isopropanol é adicionada àlama em um período de 6 h. A lama é agitada por 16 h depoisda adição na temperatura de fixação. A lama é entãoresfriada até a temperatura ambiente, filtrada em um pano defiltro, enxaguada com isopropanol, e secada a 120 °C.

Cinco gramas deste material revestido com sílicasão transformados em lama em 50 ml de água. Uma soluçãocoloidal de 0,10 g de SnCl2 · 2H20 em 50 ml de água éadicionada à lama. A lama é agitada por 10 min e filtrada,e o produto é lavado para eliminar os solutos. Uma torta daprensa é então transformada novamente em lama em 50 g de umasolução de dextrose a 0,2%. Uma solução de 0,08 g de AgNO3,45 g de água e um ligeiro excesso de 2-amino-2-metil -1-propanol é adicionada rapidamente à lama. Dentro de 1 minde agitação, a lama produziu uma cor de interferência verde.Depois de 15 min de agitação, o líquido sobrenadante étestado quanto ao íon prata pela adição de algumas gotas deácido clorídrico concentrado. O teste é uma determinaçãovisual de qualquer precipitado e/ou turbidez, nada tendosido encontrado. A lama foi filtrada e o produto foi lavadoe secado a 120 °C. O material particulado de efeito emcores apresentou uma reversão de cores do verde para o azulapós uma mudança no ângulo de visualização quando dispersadoem uma película de verniz de nitrocelulose e aplicado sobreum cartão de escorrimento preto e branco. Quando besuntadosobre a pele, os mesmos materiais particulados de efeitoapresentaram trajetórias de cores similares (deslocamentosde cores), comparado com o cartão de escorrimento.

0 procedimento acima é reproduzido comconcentrações variadas de tetraetóxissilano. Três amostrassão produzidas, tendo 8,0, 12,0 e 13,0 por cento de dióxidode silício. Os dados numéricos para estas amostras estãoindicados no Exemplo 1.

EXEMPLO 4

Preparação de Material de Efeito em Cores de Zn/SiQ2/Ag

Uma amostra de 50 g de floco de zinco (K-308 daTransmet Corporation) misturada com 80,0 ml de álcoolisopropílico é colocada em um frasco de fundo redondo de 250ml com três gargalos, equipado com uma manta de aquecimento,condensador de refluxo, sonda de temperatura e pá deagitação de Teflon. Adiciona-se ao frasco 1,0 ml de soluçãode hidróxido de amônio a 2 9% e 2,0 ml de água destilada. Alama é aquecida até 60 0C e agitada intensamente. Depois deaquecer e agitar por 20 min, 0,8 g de tetraetóxissilano(TEOS) é adicionado à lama e deixa-se agitando à temperaturaambiente por mais 20 h. Um adicional de 3,0 g de TEOS, 3,0ml de água destilada e 1,0 ml de hidróxido de amônio a 2 9% éadicionado à suspensão e deixou-se agitando à temperaturaambiente por mais 23 h. A suspensão é então filtrada,lavada com álcool isopropílico e secada a 120 °C. A partirdo pó seco, 10 g da amostra são misturados com 50,0 ml deágua destilada em um frasco de fundo redondo com 3 gargalos,como descrito acima. Uma solução de 0,2 g de SnCl2,2 "H2O em50 ml de água destilada é adicionada ao frasco que contém asuspensão e agitou-se por 20 min, e em seguida, filtrou-sede enxaguou-se. A torta úmida da prensa é então colocada devolta em um frasco de fundo redondo de 250 ml contendo umasolução de 0,1 g de dextrose em 50 ml de água destilada a 21°C sob agitação intensa. Uma solução adicional consistindode 0,08 g de nitrato de prata, 45 ml de água destilada e umligeiro excesso de 50% de 2-amino-2-metil-1-propanol éadicionada ao frasco. Depois de mais 25 min de agitação, asuspensão é filtrada, lavada e secada.

EXEMPLO 5

Preparação de um Material de Efeito em Cores de Al-Cu/SiO2/Ag

O procedimento similar ao Exemplo 4 foi repetidoutilizando uma amostra de 50 gramas de floco de liga dealumínio-cobre (K-3402 da Transmet Corporation).

EXEMPLO 6

Um material de efeito em cores de liga, preparadode acordo com o Exemplo 3, é incorporado dentro de lascas depolipropileno escalonadas em uma concentração de 1%. Aslascas escalonadas são denominadas adequadamente pois elastêm espessuras graduadas em cada escalão da face da lasca.Os escalonamentos graduados permitem que se examine odiferente efeito do material de efeito em cores de liga,baseado na espessura do polímero.

EXEMPLO 7

Um material de efeito em cores de liga, de acordocom o Exemplo 3, é incorporado dentro de um esmalte de unha.Mistura-se 10 g do material de efeito em cores de liga com82 g de verniz de suspensão SLF-2, 4 g de verniz 127P e 4 gde acetato de etila. 0 verniz de suspensão SLF-2 é esmaltede unha genérico que consiste de acetato de butila, tolueno,nitrocelulose, resina de tosilamida/formaldeído, álcoolisopropílico, ftalato de dibutila, acetato de etila,cânfora, álcool n-butílico e sílica.

EXEMPLO 8

Um material de efeito em cores a 10% em peso,preparado de acordo com o Exemplo 3, é pulverizado em umrevestimento em pó de poliéster TGIC da Tiger Drylac, usandouma pistola corona PGI n- 110347.

1. O material de efeito de liga é misturado em umsistema de poliéster transparente e pulverizado sobre umabase pulverizada com pó preto RAL 9005.

2. O material de efeito em cores de liga émisturado dentro do pó de poliéster pigmentado preto RAL9005. O material de efeito em cores é altamente atraídopara o painel metálico do fundo devido às suas propriedadeselétricas. Adicionalmente, devido â sua alta afinidade paraorientar proximamente até a superfície que resultou em umaacabamento que tem uma alta distinção de imagem (DOI) , elenão requer um revestimento transparente adicional parareduzir a protrusão causada freqüentemente por pigmentosperolizantes e de flocos metálicos tradicionais.

EXEMPLO 9

Uma dispersão a 10% do material de efeito em coresde liga, preparado de acordo com o Exemplo 3, é misturadadentro de um sistema de tinta de revestimento transparentede uretana acrílica transparente DBX-689 (PPG) junto comvários matizes (PPG), para atingir a cor desejada. Aspastas de matizes consistem de colorantes orgânicos ouinorgânicos dispersados em várias concentrações em umsistema apropriado baseado em solventes com a linha de TintaDMD Deltron Automotive Refinish da PPG. A formulaçãocompleta é pulverizada usando uma pistola de pulverizaçãoconvencional alimentada por sifão sobre painéis curvos dotipo automotivo "X12", fornecidos pela Graphic Metals. Opainel é revestido com um revestimento transparente depoliuretana com alto teor de sólidos PPG 2001 e secado aoar.

Várias mudanças e modificações podem ser feitas noprocesso e nos produtos da invenção sem fugir do seuespírito e âmbito. As várias modalidades aqui descritasforam somente a título ilustrativo e não se pretendeulimitar a invenção.

Claims

1. Material de efeito em cores, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende um substrato com forma deplaqueta encapsulado com:(a) uma primeira camada selecionada no grupo queconsiste de cobre, zinco, uma liga de cobre e uma liga dezinco, onde a dita camada é altamente refletora para a luzdirecionada sobre ela; e(b) uma segunda camada encapsulando a primeiracamada e proporcionando uma extensão de trajetória variávelpara a luz dependente do ângulo de incidência da luz quecolide com ela; sendo que o material possui um índice deref ração entre 1,3 e 2,5 e é selecionado do grupo queconsiste em dióxido de silício e fluoreto de magnésio; e(c) uma terceira camada seletivamente transparentepara a luz direcionada sobre ela, selecionada no grupo queconsiste em prata, ouro, platina, paládio, ródio, rutênio,ósmio, irídio e suas ligas, cobre, silício, dióxido detitânio, óxido de ferro, óxido de cromo, um óxido metálicomisto, alumínio, e suas ligas.

2. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o substratoé selecionado no grupo que consiste de mica, óxido dealumínio, oxicloreto de bismuto, nitreto de boro, floco devidro, mica revestida com óxido de ferro, vidro revestidocom óxido de ferro, dióxido de silício, mica revestida comdióxido de titânio, vidro revestido com dióxido de titânio,flocos de cobre, flocos de zinco, liga de flocos de cobre, eliga de flocos de zinco.

3. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é uma liga de cobre e zinco.

4. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é uma liga de alumínio e cobre.

5. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é uma liga de alumínio e zinco.

6. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é cobre.

7. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é zinco.

8. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a segundacamada encapsuladora é dióxido de silício.

9. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceiracamada encapsuladora é prata

10. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceiracamada encapsuladora é ouro.

11. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceiracamada encapsuladora é platina.

12. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceiracamada encapsuladora é paládio.

13. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceiracamada encapsuladora é cobre.

14. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada encapsuladora é a dita liga.

15. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é uma camada depositada por cintilação.

16. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeiracamada é uma camada de deposição química.

17. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a segundacamada é uma camada de deposição de sol-gel.

18. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o substratoé floco de vidro com formato de plaqueta, a primeira camadaencapsuladora altamente refletora é uma liga de cobre ezinco, a segunda camada encapsuladora é dióxido de silício,e a terceira camada encapsuladora é uma camada seletivamentetransparente de prata.

19. Material de efeito em cores, de acordo com areivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o substratoé floco de vidro com formato de plaqueta, a primeira camadaencapsuladora altamente refletora é uma liga de cobre ezinco, a segunda camada encapsuladora é dióxido de silício,e a terceira camada encapsuladora é uma camada seletivamentetransparente de cobre.

20. Método para fabricar um material de efeito emcores de metal precioso, conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:(a) revestir um substrato em formato de plaquetacom uma primeira camada selecionada no grupo que consiste decobre, zinco, uma liga de cobre, e uma liga de zinco, onde adita primeira camada é altamente refletora para a luzdirecionada sobre ela;(b) encapsular a primeira camada com uma segundacamada que proporciona uma extensão de trajetória para luz,dependente do ângulo de incidência da luz que colide comela; e(c) encapsular a segunda camada com uma terceiracamada seletivamente transparente para a luz direcionadasobre ela.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20,CARACTERIZADO pelo fato de que o substrato é selecionado nogrupo que consiste de óxido de alumínio, oxicloreto debismuto, nitreto de boro, floco de vidro, mica revestida comóxido de ferro, vidro revestido com óxido de ferro, dióxidode silício, mica revestida com dióxido de titânio, vidrorevestido com dióxido de titânio, flocos de cobre, flocos dezinco, liga de flocos de cobre, e liga de flocos de zinco.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20,CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda camada éselecionada no grupo que consiste de dióxido de silício efluoreto de magnésio, e onde a terceira camada é selecionadano grupo que consiste de cobre, prata, ouro, platina,paládio, silício, óxido de ferro, óxido de cromo, um óxidometálico misto, alumínio, e suas ligas.