ES2332709T3

ES2332709T3 - Composiciones con efecto de color.

Info

Publication number: ES2332709T3
Application number: ES02799978T
Authority: ES
Inventors: Calum H. Munro; Mark D. Merritt; Paul H. Lamers
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: CA2471739A1; EP1459112B1; DE60234212D1; WO2003058299B1; MXPA04006290A; US6894086B2; CA2471739C; CN1610844A; WO2003058299A1; CN100399067C; US20030125416A1; AU2002364597A1; US20070215499A1; US7220192B2; EP1459112A1; US20040266560A1

Abstract

Una partícula de pigmento con efecto de color no gelatinosa por defracción de Bragg que posee una relación de aspecto de al menos 2 que comprende un arreglo periódico ordenado de partículas ordenadas en capas y apiladas una sobre otra de manera que las superficies de las partículas estén en contacto una con otra, obtenidas a partir de una dispersión de partículas similarmente cargadas en un vehículo contenido en una matriz en la que una diferencia en el índice de refracción entre dicha matriz y dichas partículas es al menos aproximadamente 0,01 y dicha matriz es un polímero reticulado, por lo que el contenido de disolvente es 1% en volumen o menor.

Description

Composiciones con efecto de color.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a pigmentos con efecto de color, a procesos por medio de los que se fabrican estos pigmentos y, más particularmente, al uso de los mismos para proporcionar un acabado goniocromático.

2. Técnica anterior

La goniocromaticidad es el efecto de color percibido que varía a medida que varía el ángulo de iluminación u observación. Los pigmentos goniocromáticos se utilizan, por ejemplo, en revestimientos automotrices, revestimientos decorativos, pigmentación plástica, tintas de impresión (en particular tintas de seguridad), textiles y productos cosméticos. Su efecto óptico resulta de la reflexión direccional de luz de partículas predominantemente similares a una lámina que convencionalmente son metálicas o poseen un contraste de índice de refracción estructurado, cuya escala de longitud es comparable con la longitud de onda de la luz. De acuerdo con la naturaleza de las partículas de pigmento, los pigmentos se conocen como pigmentos con efecto metálico (por ejemplo, aluminio, zinc, cobre o aleaciones de los mismos) o pigmentos de interferencia (por ejemplo, basados en mica revestida con dióxido de titanio, tales como muscovita, flogopita y biotita).

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

Los pigmentos de interferencia pueden comprender una única capa similar a una placa, o una estructura multicapa. El color percibido es afectado, por ejemplo, por la interferencia en la capa o capas delgadas, y opcionalmente también por la absorción por parte de un cromóforo (un resto orgánico o complejo inorgánico que absorbe longitudes de onda de luz en los rangos visible y/o UV) o un centro de color. Un centro de color es un par electrón-hueco que resulta de un defecto reticular en un material en estado sólido cristalino y que absorbe longitudes de onda en los rangos visible y/o UV. La interferencia, con o sin absorción, da como resultado una multiplicidad de variaciones de tonos que dependen del espesor de la capa o capas delgadas y el índice de refracción efectivo de la capa o capas.

Los pigmentos con efecto de color que dependen de los fenómenos de interferencia generados por la presencia de una o más capas delgadas para desarrollar alta cromaticidad (es decir, pureza de color) generalmente utilizan una a cinco capas delgadas de materiales que poseen alto contraste de índice de refracción. Los ejemplos de este tipo generalmente son conocidos e incluyen, sin limitación, pigmentos silicáticos revestidos con óxidos metálicos (incluyendo mica) y pigmentos metálicos. La densidad de dichos materiales que contienen metal es típicamente 2 a 4 veces mayor que la densidad de su composición de revestimiento circundante (por ejemplo en una pintura). Como resultado, estos materiales que contienen metal tienden a fijarse, lo que puede dar como resultado un efecto de color no uniforme de la composición de revestimiento.

Ha habido un abordaje que evita los problemas asociados a materiales que contienen metal en el uso de cristales líquidos orgánicos, tal como se desvela en la Patente Estadounidense No. 5.824.733. Sin embargo, los cristales líquidos no son tan durables físicamente como los materiales con efecto de color que contienen metal en una composición de revestimiento y su composición altamente aromática está sujeta a la fotodegradación con cambio o pérdida concomitante de su efecto de color, lo que es sumamente inconveniente.

Aunque las partículas de pigmento de materiales de múltiples capas que contienen metal se han utilizado exitosamente por sus propiedades ópticas dependientes del ángulo, los materiales orgánicos de múltiples capas se han limitado al uso en forma de película. La Patente Estadounidense No. 5.122.905 describe una película orgánica de múltiples capas para su uso como lámina o cuerpo reflectante. En forma similar, la Patente Estadounidense No. 5.783.120 desvela una película óptica de partículas poliméricas dispersas en una matriz. Estos materiales son flexibles y maleables y, por consiguiente, no apropiados para la conversión a la forma particulada como pigmentos.

Más recientemente, se han utilizado matrices de partículas poliméricas como filtros de radiación. Se describen ejemplos de estas matrices en una familia de patentes que incluyen las Patentes Estadounidenses Nos. 5.281.370, 5.711.884, 5.944.994, 6.001.251 y 6.123.845. Las matrices se forman a partir de un arreglo ordenado en una membrana de hidrogel de partículas de poliestireno, polimetacrilato de metilo, dióxido de silicio, óxido de aluminio o polímeros fluorados en un medio fluido. El arreglo selectivamente filtra una estrecha banda de longitudes de onda de luz (radiación) de un espectro más ancho de luz incidente. Las partículas se mantienen en un arreglo ordenado mediante diversas técnicas que incluyen evaporar el líquido circundante y fusionar las partículas, polimerizar las partículas una con otra, solidificar el líquido circundante (tal como mediante polimerización), o someter partículas cargadas en forma similar a un campo eléctrico. Los arreglos son capaces de difractar por Bragg la radiación en luz reflejada y luz transmitida. Estas membranas de gel exhiben algunas propiedades refractarias cuando se rompen en pequeños trozos y se mezclan en una composición de revestimiento. Sin embargo, su utilidad como colorante, por ejemplo, en productos plásticos o composiciones de revestimiento, tales como pintura, es limitada debido a su naturaleza gelatinosa. Los materiales gelatinosos pueden deformarse fácilmente o pueden hincharse o deshincharse con agua o disolventes orgánicos causando cambios o inhomogeneidades en el efecto de color percibido, lo que no es deseable.

El documento EP-A 955 323 desvela partículas de envoltura cóncava que después de formar una película del material de envoltura forma un arreglo ordenado de partículas cóncavas en la matriz del material de envoltura llevando a efectos de color y al uso de dicho material como pigmentos con efecto de color.

Por consiguiente, persiste la necesidad de materiales goniocromáticos durables que puedan producirse en forma particulada y que sean apropiados para su uso como colorantes.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un pigmento con efecto de color no gelatinoso por difracción de Bragg conforme a la reivindicación 1 y un proceso para la preparación del mismo conforme a la reivindicación 23. La presente invención proporciona pigmentos. Toda referencia a "colorante" de aquí en adelante es igualmente aplicable a la caracterización general de la presente invención como material difractante de radiación con la excepción de que los "colorantes" reflejan específicamente la radiación en el espectro visible, mientras que el material difractante de radiación hace referencia a un material que refleja cualquier longitud de onda de radiación electromagnética. El colorante incluye un arreglo periódico ordenado de partículas contenidas en una matriz en la que la diferencia en el índice de refracción entre la matriz y las partículas es al menos aproximadamente 0,01, preferentemente al menos aproximadamente 0,05, y, más preferentemente, al menos aproximadamente 0,1. La matriz puede ser un polímero orgánico, tal como un poliuretano, policarbonato, poliestireno, acrílico, alquídico, poliéster, siloxano, polisulfuro, epoxi o mezclas de los mismos, y es reticulado. En forma alternativa, la matriz puede ser un polímero inorgánico, tal como un óxido metálico (por ejemplo, alúmina, sílice o dióxido de titanio) o un semiconductor (por ejemplo, seleniuro de cadmio).

El arreglo de partículas puede ser mayor que varios milímetros de espesor. Para la facilidad en el uso como colorante en forma análoga a una partícula de pigmento con efecto convencional, el arreglo de partículas tiene preferentemente un máximo de aproximadamente 20 micrometros de espesor, más preferentemente un máximo de aproximadamente 10 micrometros de espesor, mucho más preferentemente un máximo de aproximadamente 5 micrometros de espesor. La relación de aspecto de las partículas es al menos aproximadamente 2, más preferentemente aproximadamente 5 a 100, mucho más preferentemente aproximadamente 10. Las partículas en el arreglo preferentemente tienen similar tamaño y difieren en tamaño en hasta aproximadamente 5 a aproximadamente 15%. Típicamente, el arreglo incluye al menos aproximadamente 5 capas de las partículas, más preferentemente aproximadamente 10 a aproximadamente 30 capas de las partículas. Las partículas pueden estar compuestas de un polímero orgánico, tal como un poliuretano, policarbonato, poliestireno, un polímero acrílico, un polímero alquídico, poliéster, siloxano, polisulfuro, un polímero que contiene epoxi o un polímero derivado de un polímero que contiene epoxi y, preferentemente, es reticulado. En forma alternativa, las partículas pueden estar compuestas de un material inorgánico, tal como un óxido metálico (por ejemplo, alúmina, sílice o dióxido de titanio) o un semiconductor (por ejemplo, seleniuro de cadmio).

Las partículas se fijan en la matriz polimérica proporcionando una dispersión de las partículas, portando una carga similar, en un vehículo, aplicando la dispersión en un sustrato, evaporando el vehículo para producir un arreglo periódico ordenado de las partículas sobre el sustrato, revistiendo el arreglo de partículas con el polímero, y curando el polímero para fijar el arreglo de partículas dentro del polímero. La dispersión puede contener aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en volumen de las partículas cargadas, preferentemente aproximadamente 30 a aproximadamente 65% en volumen de las partículas cargadas. El arreglo fijo se remueve del sustrato y se convierte en una forma particulada. El sustrato puede ser un material flexible (tal como una película de poliéster) o un material inflexible (tal como vidrio). La dispersión puede aplicarse al sustrato por inmersión, pulverización, cepillado, revestimiento por rodillo, revestimiento por cortina, revestimiento por flujo o revestimiento por matriz a un espesor deseado, preferentemente un espesor máximo de aproximadamente 20 micrometros, más preferentemente un máximo de aproximadamente 10 micrometros, mucho más preferentemente un máximo de aproximadamente 5 micrometros. El arreglo de partículas fijo se remueve del sustrato en forma de película extendida o en forma de laminillas que pueden suspenderse en una composición de revestimiento.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una sección transversal de un colorante fabricado conforme a la presente invención;

la Fig. 2 es una vista detallada del colorante de la Fig. 1 que muestra la difracción de Bragg de luz visible en un ángulo de visión;

la Fig. 3 es una sección transversal del colorante que se muestra en la Fig. 1, que muestra la difracción de Bragg de luz visible en dos ángulos de visión; y

la Fig. 4 es un esquema de un proceso para preparar el colorante de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

A los efectos de la descripción de aquí en adelante, se entenderá que la invención puede suponer diversas variaciones alternativas y secuencias de etapas, excepto donde se especifique expresamente lo contrario. También se entenderá que los dispositivos específicos y procesos ilustrados en los dibujos adjuntos, y descritos en la siguiente memoria descriptiva, son realizaciones simplemente representativas de la invención. Por consiguiente, las dimensiones específicas y otras características físicas relacionadas con las realizaciones desveladas en la presente memoria no se considerarán restrictivas.

El colorante de la presente invención incluye un arreglo periódico ordenado de partículas contenidas en una matriz polimérica en el que una diferencia en el índice de refracción entre el polímero y las partículas es de al menos aproximadamente 0,01, preferentemente al menos aproximadamente 0,05, mucho más preferentemente al menos aproximadamente 0,1.

Según se muestra en a Fig. 1, el colorante 2 incluye un arreglo 4 de partículas P_{1}, P_{2}, ...P_{x-1} y P_{x} contenidas en una matriz polimérica 6. Las partículas están ordenadas en capas L_{1}, L_{2}, ... L_{x-1} y L_{x} apiladas una sobre otra de manera que las superficies de las partículas P_{1}-P_{x} están en contacto una con otra. La superficie de cada partícula está en contacto con al menos otra partícula. Las partículas P_{1}-P_{x} pueden estar compuestas de un polímero orgánico, tal como un poliuretano, policarbonato, poliestireno, un polímero acrílico, un polímero alquídico, poliéster, polímero de siloxano, polisulfuro, un polímero que contiene epoxi o un polímero derivado de un polímero que contiene epoxi y, preferentemente, es reticulado. En forma alternativa, las partículas P_{1}-P_{x} pueden estar compuestas de un polímero inorgánico, tal como un óxido metálico (por ejemplo,alúmina, sílice o dióxido de titanio) o un semiconductor (por ejemplo, seleniuro de cadmio).

Las partículas cargadas P_{1}-P_{x} se purifican a partir de la dispersión por medios tales como ultrafiltración, diálisis o intercambio iónico para eliminar los materiales no deseados, tales como monómeros sin reaccionar, pequeños polímeros, agua, iniciador, tensioactivo, sal no unida y arenilla (partículas aglomeradas) para producir una monodispersión de las partículas cargadas P_{1}-P_{x}. La ultrafiltración es una técnica preferida para purificar las partículas cargadas P_{1}-P_{x}. Se ha descubierto que tras una etapa de ultrafiltración, las partículas cargadas P_{1}-P_{x} se ordenan en el arreglo 4. Con la eliminación de las materias primas en exceso, subproductos, disolvente y similares, las partículas P_{1}-P_{x} se alinean naturalmente en el arreglo 4 debido a sus cargas similares (repelentes). Cuando se encuentran en dispersión con otros materiales (por ejemplo, sales o subproductos) las fuerzas repelentes de las partículas cargadas se mitigan. Sin embargo, cuando la dispersión se purifica para que esencialmente contenga solamente las partículas cargadas P_{1}-P_{x}, las partículas P_{1}-P_{x} se repelen fácilmente una con otra y forman un arreglo ordenado.

La matriz polimérica 6 es una composición polimérica curable, tal como una composición curable por UV con alto contenido de acrilato. Los polímeros apropiados para la matriz 6 incluyen poliuretanos, polímeros acrílicos, polímeros alquídicos, poliésteres, polímeros que contienen siloxano, polisulfuros, polímeros que contienen epoxi y polímeros derivados de polímeros que contienen epoxi. La matriz polimérica 6 puede comprender básicamente un material polimérico o puede ser una mezcla de una pluralidad de materiales poliméricos apropiados. La Tabla 1 proporciona un listado de materiales representativos para cada una de las partículas P_{1}-P_{x} y la matriz polimérica 6 y sus indices de refracción.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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TABLA 1

1

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5

6

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El colorante 2 es no gelatinoso y básicamente sólido. Por no gelatinoso se entiende que el colorante 2 no contiene un material fluidizante, tal como agua. El colorante básicamente sólo incluye las partículas P_{1}-P_{x} y la matriz de polímero 6 con algún disolvente residual en una cantidad de 1% en volumen o menos y, de este modo, es básicamente sólido. La relación volumétrica de las partículas P_{1}-P_{x} respecto de la matriz de polímero 6 en el colorante 2 es aproximadamente 25:75 a aproximadamente 80:20, preferentemente aproximadamente 72:28 a aproximadamente 76:24. Debe entenderse que todos los intervalos de valores establecidos en la presente memoria incluyen los puntos extremos de los intervalos y todos los valores intermedios entre los puntos extremos del intervalo establecido.

Las partículas P_{1}-P_{x} ordenadas en el arreglo periódico que se muestran en la Fig. 1 difractan la luz conforme a la ley de Bragg. Con referencia a la Fig. 2, un rayo de luz incidente I se refleja parcialmente en una primer capa L_{1} de primeras partículas P_{1}. Una porción del rayo incidente I se refleja como primer rayo reflejado R_{1} que forma un ángulo \theta con el plano de la primer capa L_{1} de las partículas P_{1}. La otra porción de rayo incidente I se transmite a través de la primera capa de partículas P_{1} como rayo T. El rayo T se refleja parcialmente en la segunda capa L_{2} del arreglo 4 como segundo rayo reflejado R_{2} que también forma un ángulo \theta con el plano de la segunda capa L_{2} de las partículas P_{2}. El rayo reflejado R_{2} está en fase con el rayo reflejado R_{1}. La Fig. 2 muestra los rayos reflejados R_{1} y R_{2} que se originan cerca de los centros de las partículas P. Esto no tiene el objeto de ser restrictivo debido a que se considera que la reflexión ocurre en las capas L_{1}-L_{x} y puede ocurrir en cualquier lugar dentro de las partículas P. La longitud de onda de los rayos reflejados R_{1} y R_{2} satisface la ecuación:

Ecuación 1

m\lambda = 2 n d sen\theta

en la que m es un número entero (m = 1,2,3....), n es el índice de refracción efectivo del colorante 2 y d es la distancia entre las capas de partículas, por ejemplo L_{1} y L_{2}. El índice de refracción efectivo (n) se aproxima mucho a un promedio en volumen del índice de refracción de las partículas P_{1}-P_{x} (denominado RI_{\text{partículas}}) y el índice de refracción de la matriz de polímero 6 (denominado RI_{\text{polímero}}) presente en el colorante 2 determinado conforme a la ecuación:

Ecuación 2

n = (% en volumen de partículas/100) x RI_{\text{partículas}} + (% en volumen de polímero/100) x RI_{\text{polímero}}

Por ejemplo, las partículas de poliestireno poseen un índice de refracción de aproximadamente 1,6. El poli metacrilato de metilo posee un índice de refracción de aproximadamente 1,49. Para un colorante que posee una cantidad igual en volumen de partículas de poliestireno P_{1}-P_{x} y una matriz de poli metacrilato de metilo 6, el índice de refracción efectivo (n) del colorante es 1,545.

La Fig. 2 muestra la reflexión de luz de dos capas L_{1}-L_{x} de partículas P_{1}-P_{2}. El efecto de interferencia, es decir la intensidad de luz reflejada, puede aumentarse incrementando el número de capas L_{1}-L_{x} en el arreglo 4. Mientras que se requieren al menos dos capas L_{1}-L_{2} para inducir un efecto de Bragg sobre la luz incidente, se desean preferentemente al menos aproximadamente cinco y, más preferentemente, aproximadamente cinco, seis, siete, ocho, nueve o diez capas L_{1}-L_{x} de partículas P_{1}-P_{x} para lograr una intensidad deseada de luz reflejada. Menos capas L_{1}-L_{x} de partículas P_{1}-P_{x} reflejan menos luz disminuyendo de este modo la intensidad de luz reflejada y tendiendo a ampliar la longitud de onda de la luz reflejada. Estos efectos, asociados con menos (dos, tres, o cuatro) capas L_{1}-L_{x}, pueden compensarse incrementando la diferencia entre el RI_{\text{partículas}} y el RI_{\text{polímero}}. Se pueden utilizar más de aproximadamente diez capas L_{1}-L_{x} en ciertas aplicaciones donde se desea una mayor intensidad de luz reflejada.

El tamaño de partícula promedio de las partículas P-{1}-P_{x} es aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 micrómetro, preferentemente aproximadamente 0,06 a aproximadamente 0,5 micrómetro. La distancia d entre las capas L_{1}-L_{x} está controlada básicamente por el tamaño de las partículas P_{1}-P_{x}. Si el tamaño de partícula varía dentro de una capa L o si el tamaño de partícula varía entre las capas L_{1}-L_{x}, el espacio d entre las capas L_{1}-L_{x} variará a lo largo del arreglo 4. Según lo observado más arriba, la longitud de onda \lambda de luz reflejada bajo la condición de Bragg es función del espaciado d entre las capas L_{1}-L_{x}. Una distribución en el tamaño de partícula causa variación en la longitud de onda de la luz reflejada que se observa como un ancho de banda amplio de luz que exhibe una mezcla de colores en vez de un color limpio y nítido. Por consiguiente, a fin de mantener un arreglo regular, las partículas P_{1}-P_{x} tienen tamaño similar y, preferentemente, difieren en tamaño una de otra en un máximo de aproximadamente 5 a aproximadamente 15%.

Para el uso en revestimientos automotrices típicos y revestimientos industriales (por ejemplo, para teléfonos celulares) de espesor convencional, el colorante 2 preferentemente posee un espesor no mayor que aproximadamente 20 micrómetros, preferentemente menos que aproximadamente 10 micrómetros, más preferentemente menos que aproximadamente 5 micrómetros. Los colorantes básicamente más espesos que aproximadamente 20 micrometros pueden ser difíciles de dispersar adecuadamente y alinear en un revestimiento automotriz o industrial típico. Los colorantes básicamente más espesos que aproximadamente 20 micrómetros también pueden poner áspera la superficie de un revestimiento automotriz o revestimiento industrial típico, causando una reducción en el brillo del revestimiento, que puede o no ser deseable. Los colorantes más espesos 2 pueden ser aceptables o deseables en otros tipos de revestimientos que sean más espesos que los revestimientos automotrices, y también pueden ser aceptables o deseables, por ejemplo, en pigmentación de plásticos, textiles y productos cosméticos. El número de capas L_{1}-L_{x} de partículas P_{1}-P_{x} en el colorante 2 se selecciona para lograr las propiedades ópticas deseadas utilizando el mínimo número de capas para lograr la intensidad de color deseada. En estas dimensiones, el colorante 2 posee una relación de aspecto que permite que los colorantes en una composición de revestimiento se alineen uno con otro, y con el sustrato revestido, a lo largo de sus ejes largos. La relación de aspecto para el colorante 2 en una composición de revestimiento automotriz es al menos 2, más preferentemente aproximadamente 5 a 100, mucho más preferentemente aproximadamente 10.

La longitud de onda e intensidad de la luz reflejada puede seleccionarse variando el espaciado (d) entre las capas L_{1}-L_{x} (ajustando el tamaño de las partículas P_{1}-P_{x}), el número (X) de capas de partículas L_{1}-L_{x}, la diferencia y el índice de refracción entre la matriz polimérica 6 y las partículas P_{1}-P_{x}, y el índice de refracción efectivo (n) del colorante 2 conforme a la Tabla 2.

TABLA 2

10

Por ejemplo, si se desea que la luz reflejada en el espectro visible cambie a azul (a longitudes de onda más cortas), el espaciado (d) entre las capas de las partículas y/o el índice de refracción efectivo (n) puede reducirse. De la misma manera, un cambio a color rojo (a longitudes de onda más largas) de luz reflejada puede lograrse mediante un mayor espaciado entre las capas de partículas y un mayor índice de refracción efectivo. De esta manera, se puede seleccionar un color particular de luz reflejada. No sólo es seleccionable un color particular de luz reflejada, sino que también al utilizar partículas con una estrecha distribución de tamaño de partícula, las longitudes de onda de luz reflejada poseen anchos de banda relativamente estrechos y exhiben un color limpio y nítido.

La presente invención no se limita al uso en la difracción de luz visible. Pueden reflejarse otras longitudes de onda de radiación electromagnética fuera del espectro visible como rayos R, tal como radiación ultravioleta o radiación infrarroja. Puede utilizarse el arreglo ordenado 2 en la matriz 6 para reflejar dicha radiación para evitar o minimizar la exposición de un sustrato sobre el que se posiciona el arreglo 4 a esa radiación. La longitud de onda \lambda de la radiación reflejada puede seleccionarse según lo descrito más arriba ajustando el índice de refracción efectivo n y la distancia d entre las capas L_{1}-L_{x}. Por consiguiente, mientras que el arreglo ordenado 4 fijo en la matriz 6 generalmente se denomina colorante en la presente memoria, el colorante 2 no está limitado al uso para proporcionar luz reflejada de color sino que también es útil en reflejar otra radiación electromagnética.

El efecto goniocromático del colorante 2 se ilustra en la Fig. 3. Múltiples rayos de luz incidente (solo se muestran dos, I_{a} e I_{b}) chocan contra el colorante 2. Las porciones de luz de rayos incidentes I_{a} y I_{b} se reflejan en el colorante 2 como rayos reflejados R_{a} y R_{b}. Los ángulos \Theta_{a} y \Theta_{b} con los que los rayos incidentes la y I_{b} chocan contra el colorante 2 son diferentes, por consiguiente la longitud de onda de luz del rayo reflejado R_{a} es diferente de la longitud de onda de luz del rayo reflejado R_{b} conforme a la Ecuación 1. Se produce un efecto goniocromático debido a que el color de luz del rayo reflejado R_{a} visible desde un ángulo de visión difiere del color de luz del rayo reflejado R_{b} visible desde otro ángulo de visión.

Cuando el índice de refracción de las partículas (RI_{\text{partículas}}) está cerca del índice de refracción del polímero
(RI_{\text{polímero}}), la composición de matriz de polímero puede ajustarse para cambiar suficientemente el RI_{\text{polímero}} a fin de incrementar la diferencia entre el RI_{\text{partículas}} y el RI_{\text{polímero}}. Esto puede lograrse añadiendo partículas a nanoescala (con un tamaño de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 nm) a la matriz 6. Las partículas a nanoescala poseen tamaños de partículas menores que la longitud de onda de luz visible y, de este modo, básicamente no reflejan ni dispersan la luz. Los materiales apropiados para las partículas a nanoescala que incrementan el RI_{\text{polímero}} efectivo incluyen metales (por ejemplo, oro, plata, platino, cobre, titanio, zinc, níquel), óxidos metálicos (por ejemplo, óxido de aluminio, óxido de cerio, óxido de zinc, dióxido de titanio), óxidos metálicos mezclados, bromuros metálicos y semiconductores. Los materiales apropiados para las partículas a nanoescala que reducen el RI_{\text{polímero}} efectivo incluyen óxidos metálicos (por ejemplo sílice), óxidos metálicos mezclados y fluoruros metálicos (por ejemplo, fluoruro de magnesio, fluoruro de calcio). También pueden producirse burbujas de aire a nanoescala en la matriz del polímero para disminuir el RI_{\text{polímero}}. En forma similar, el RI_{\text{partículas}} puede ajustarse añadiendo partículas a nanoescala a las partículas P.

La presente invención también incluye un procedimiento para preparar el colorante de la presente invención. Según se muestra en la Fig. 4, se reviste una dispersión 10 de las partículas P descritas más arriba en un vehículo en un sustrato 12 que puede ser un material flexible (tal como una película de polímero, por ejemplo tereftalato de polietileno o cinta metálica) o un material inflexible (tal como vidrio o placa metálica). Preferentemente, la dispersión 10 de las partículas P contiene aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en volumen de las partículas, más preferentemente aproximadamente 30 a aproximadamente 65% en volumen de las partículas. Una composición apropiada para vehículo es agua. La Fig. 4 describe el sustrato 12 donde se desplaza en la dirección de la flecha A y se sumerge en un recipiente que contiene la dispersión 10 para revestir la dispersión 10 en el sustrato 12. Otros métodos para aplicar la dispersión 10 al sustrato 12 incluyen pulverización, pintura, revestimiento por rodillo, revestimiento por grabado, revestimiento por cortina, revestimiento por flujo, revestimiento a boquilla o revestimiento por chorro de tinta. El sustrato 12 puede tratarse antes del revestimiento con la dispersión 10 para aumentar la humectación del sustrato 12 mediante la dispersión 10. El tratamiento superficial puede comprender tratamientos de corona, plasma, llama, ozono o tratamientos químicos. El tratamiento superficial también puede comprender la deposición de una composición de revestimiento de película delgada de energía superficial apropiada. Las partículas P en la dispersión 10 están cargadas en forma similar lo que determina que las partículas P se repelan una con otra y formen un arreglo periódico de partículas P. El sustrato 12 revestido con una capa de la dispersión 10 se seca para eliminar el vehículo de la dispersión 10 y permitir que las partículas P se empaqueten básicamente adyacentes una con otra en tres dimensiones. El secado puede lograrse utilizando aire forzado, o por calentamiento convectivo o radiante del sustrato 12 y/o la dispersión 10. Después de la etapa de secado, esencialmente sólo permanece un arreglo periódico de partículas P sobre el sustrato 12. Las partículas empaquetadas P sobre el sustrato 12 son interpenetradas con una composición de matriz curable por fluido, tal como una composición curable por UV con alto contenido de acrilato, tal como dimetacrilato de etilenglicol. El polímero puede aplicarse a las partículas empaquetadas por inmersión, pulverización, pintura, revestimiento a rodillo, revestimiento por grabado, revestimiento por cortina, revestimiento por flujo, revestimiento a boquilla o revestimiento por chorro de tinta. La composición de la matriz se cura (tal como mediante exposición a luz ultravioleta) para fijar el arreglo de partículas empaquetadas P. Pueden utilizarse otros mecanismos de curado para fijar la composición de matriz alrededor de las partículas P. Las partículas embebidas en la composición polimérica de la matriz se remueven del sustrato 12 en forma de laminillas de colorante 2 o como una película continua (no se muestra). Las laminillas de colorante 2 son apropiadas para su uso como partículas de pigmento en una composición de revestimiento, tal como pintura.

En otra realización de la presente invención, se produce una composición de revestimiento que posee un color percibido que exhibe goniocromaticidad, es decir, el color percibido varía con el ángulo de iluminación u observación. La composición de revestimiento goniocromática incluye uno o más materiales formadores de película (que se tratará en detalle más abajo) y una pluralidad de colorantes de la presente invención y, si se desea, otros aditivos descritos más abajo.

El tipo y cantidad de material formador de película y otros componentes incluidos en la composición de revestimiento dependerá en parte de la naturaleza del revestimiento y su método de aplicación. No se ha descubierto ninguna medición particular necesaria para incorporar los colorantes de la presente invención en las formulaciones típicas de revestimiento. Si se desea, para un dispensado mejorado, los colorantes pueden incorporarse primero a un vehículo polimérico en forma de pasta, opcionalmente ayudado por adición de tensioactivos utilizados convencionalmente con otros tipos de pigmentos.

La relación específica de colorante a componente formador de película puede variar ampliamente siempre que proporcione la apariencia de color necesaria en el espesor de película deseado y sólidos de aplicación y dependerá de los ingredientes particulares empleados, el tipo de superficie a ser revestida, el uso previsto de la superficie, como así también factores tales como el tamaño específico de los colorantes utilizados. Tomando como base el volumen, la cantidad de colorante usualmente sería similar a la empleada con otros pigmentos con efecto de color, tales como micas revestidas o esencia de perla natural (fishsilver). Aunque no existen límites críticos, los efectos pueden no ser perceptibles en la mayoría de las aplicaciones a concentraciones de colorante menores que 0,2 por ciento en volumen, sería inusual que un revestimiento contenga más del 50 por ciento en volumen de estos colorantes con efecto especial (los porcentajes basados en el contenido total de sólidos de la composición de revestimiento).

Los colorantes con efecto especial de la presente invención pueden utilizarse en una amplia variedad de composiciones de revestimiento, tales como pinturas y esmaltes de uñas. Estos incluyen composiciones de revestimiento líquidas a base de disolvente y a base de agua, composiciones de revestimiento en polvo, composiciones de suspensión en polvo y composiciones de electrodeposición. Estas pueden utilizarse en revestimientos transparentes (es decir, aquellos que producen películas curadas que poseen considerable transparencia) o pueden añadirse a otros pigmentos y/o tinturas en revestimientos de color. Funcionalmente, los revestimientos que pueden incluir los colorantes de la presente invención incluyen imprimaciones, capas base y capas finales, así como también uno o mas de los revestimientos en una combinación de múltiples capas. Se ha observado la compatibilidad de los colorantes con una variedad de tipos de polímero, y se puede esperar que se pueda utilizar cualquier composición de polímero conocida formadora de película utilizada para revestimientos. Algunas de las familias más comunes de composiciones de polímero utilizadas en revestimientos incluyen poliuretanos, polímeros acrílicos, polímeros alquídicos, poliésteres, polímeros que contienen siloxano, polisulfuros, polímeros que contienen epoxi y polímeros obtenidos de polímeros que contienen epoxi y combinaciones de los mismos. Se sabe que éstas se proporcionan en revestimientos como lacas, termoplásticos o tipos de composiciones termoendurecibles. Las composiciones termoendurecibles además incluirán agentes reticulantes, tales como poliisocianatos, aminoplastos de aminoformaldehído, poliácidos, polianhidridos y combinaciones de los mismos. Según se utiliza en la presente memoria, "formador de película" significa que los materiales formadores de película forman una película continua autoportante sobre al menos una superficie horizontal tras la eliminación de cualquier disolvente o vehículo presente en la composición o tras el curado a temperatura ambiente o temperatura elevada.

Los materiales volátiles que pueden incluirse como diluyentes en las composiciones de revestimiento de suspensión en polvo o líquidas incluyen agua y/o disolventes orgánicos, tales como alcoholes, éteres y alcohol-éteres,cetonas, ésteres, hidrocarburos alifáticos y alicíclicos, e hidrocarburos aromáticos según se emplea comúnmente en la industria de revestimientos. Los ejemplos de disolventes para revestimientos incluyen disolvente alifáticos, tales como hexano, nafta y aguarrás mineral; disolventes aromáticos y/o aromáticos alquilados, tales como tolueno, xileno y SOLVESSO 100 (mezcla aromática de Exxon Chemicals); alcoholes, tales como alcohol etílico, metílico, n-propílico, isopropílico, n-butílico, isobutílico y amilico, y m-priol; ésteres, tales como acetato de etilo, acetato de n-butilo, acetato de isobutilo e isobutirato de isobutilo; cetonas, tales como acetona, metiletilcetona, metilisobutilcetona, diisobutilcetona, metil-n-amilcetona e isoforona, glicol éteres y ésteres de glicol éter, tales como éter monobutílico de etilenglicol, éter monobutílico de dietilenglicol, éter monohexílico de etilenglicol, éter monometílico de propilenglicol, éter monopropílico de propilenglicol, acetato de éter monobutílico de etilenglicol, acetato de éter monometílico de propilenglicol y acetato de éter monometílico de dipropilenglicol.

Las composiciones de revestimientos además pueden incluir uno o más aditivos, tales como absorbedores y estabilizadores UV, agentes de control de reología, tensioactivos, catalizadores, aditivos formadores de película, agentes de relleno, agentes de aplanamiento, deformadores, microgeles, aditivos para control de pH y otros pigmentos. Junto con los colorantes de la presente invención, puede ser útil en algunos casos incluir también pigmentos y tinturas convencionales. Estos incluyen micas, óxidos de hierro, negro de humo, dióxido de titanio, laminillas de aluminio, laminillas de bronce, mica revestida, laminillas de níquel, laminillas de estaño, laminillas de plata, laminillas de cobre y combinaciones de los mismos. También podrían incluirse otros agentes colorantes orgánicos (es decir, colorantes o pigmentos orgánicos). Si se desea igualar el peso específico de los componentes poliméricos y de disolventes de la composición de revestimiento, el contenido de colorante de la composición esencialmente no deberá tener ningún componente metálico elemental y, preferentemente, esencialmente ningún componente que sea óxido metálico.

Los acabados revestidos, particularmente para automóviles, a menudo son provistos por múltiples capas de diferentes revestimientos. Un revestimiento de automóvil típicamente puede incluir una imprimación electrodepositada, un revestimiento de superficie con imprimación, una capa base de color, y una capa final transparente. Pueden utilizarse capas de revestimiento adicionales con fines de apariencia o desempeño. Los colorantes de la presente invención pueden incorporarse en un revestimiento de otra manera transparente que se aplica sobre una capa base que no contiene el colorante sino que es pigmentado convencionalmente (es decir, el denominado acabado compuesto "color-más-transparente"). La capa transparente o la capa base o ambas en este ejemplo pueden ser a base de agua como se conoce en la técnica.

Aún en otra realización alternativa, el revestimiento que incluye el colorante con efecto de color puede ser una capa base, sobre la que se aplica una capa transparente que no contiene el colorante. Los componentes de la capa base y los de la capa transparente pueden ser cualquiera de los descritos más arriba.

Aún en otra realización alternativa, el revestimiento que incluye el colorante puede ser una capa transparente que se aplica sobre una capa base que también contiene colorante. Los componentes de la capa base y los de la capa transparente pueden ser cualquiera de los descritos más arriba.

Aún en otra realización alternativa, el revestimiento que incluye el colorante con efecto de color puede ser una capa transparente que se aplica sobre una capa base que no contiene colorante, y sobre la que se aplica otra capa transparente que no contiene colorante. Los componentes de la capa base y los de las dos capas transparentes pueden ser cualquiera de los descritos más arriba.

Los revestimientos líquidos o de suspensión en polvo pueden aplicarse a la superficie a ser revestida mediante cualquier proceso de revestimiento apropiado bien conocido por aquellos expertos en la técnica, por ejemplo mediante revestimiento por inmersión, revestimiento por rodillo directo, revestimiento por rodillo inverso, revestimiento por cortina, revestimiento con pulverizador, revestimiento a pincel, revestimiento por grabado, revestimiento por flujo, revestimiento a boquilla, revestimiento por chorro de tinta, electrodeposición y combinaciones de los mismos. Los revestimientos en polvo generalmente se aplican por deposición electrostática.

La presente invención también incluye el uso del colorante (o material reflectante de radiación) 2 en otros tipos de vehículos distintos del componente formador de película. Otros usos no restrictivos del colorante 2 incluyen un componente disperso en un producto cosmético o un pigmento impregnado en plástico.

La preparación y uso de los colorantes de la presente invención se ilustran en los ejemplos que siguen. Los siguientes ejemplos son simplemente ilustrativos de la invención y no tienen el objeto de ser restrictivos. A menos que se indique lo contrario, todas las partes son en peso.

Ejemplos Ejemplo 1 Matriz de polímero orgánico

Se preparó una composición orgánica curable por radiación ultravioleta a través del siguiente procedimiento. Se añadieron óxido de difenil(2,4,6-trimetilbenzoil)fosfina/2-hidroxi-2-metilpropiofenona (40 gramos), mezcla 50/50 de Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, WI, en 116 g de alcohol etílico y 250 g de tetraacrilato de pentaeritritol (4) etoxilado, de Sartomer Company, Inc., Exton, PA, con agitación, a 750 g de diacrilato de neopentilglicol de Sartomer Company, Inc., Exton, PA.

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Ejemplo 2 Partículas orgánicas

Se preparó una dispersión de partículas de poliestireno-divinilbenceno en agua, a través del siguiente procedimiento. Se mezcló un gramo de bicarbonato de sodio de Aldrich Chemical Company, Inc., con 853 g de agua desionizada y se añadió a una caldera de reacción, Modelo # 6947-21 de Corning, Inc., Corning NY, equipada con una termocupla, deflectores, agitador, condensador de reflujo, manto de calentamiento y entrada de nitrógeno. La mezcla se purgó con nitrógeno durante 40 minutos con agitación y se cubrió con una atmósfera de nitrógeno. Se añadió aerosol MA80-I (8,2 g) de Cytec Industries, Inc., en 90 g de agua desionizada a la mezcla con agitación, y la mezcla se calentó hasta 50ºC utilizando una manta eléctrica. Se añadió monómero de estireno (360 g) de Aldrich Chemical Company, Inc., con agitación. Se añadieron ácido 3-aliloxi-2-hidroxi-1-propansulfonico, sal sódica (17,2 g, 40% en agua) de Aldrich Chemical Company, Inc., y 5 g de agua desionizada a la mezcla con agitación. La mezcla se calentó hasta 60ºC. Se añadió persulfato de sodio de Aldrich Chemical Company, Inc., (4,5 g en 30 g de agua desionizada) a la mezcla con agitación. La temperatura de la mezcla se mantuvo durante 40 minutos. Se añadió divinilbenceno de Aldrich Chemical Company, Inc. (14 g), a la mezcla con agitación y la temperatura de la mezcla se mantuvo a aproximadamente 60ºC durante 6 horas. Se permitió que la dispersión de polímero resultante se enfriara hasta temperatura ambiente y se filtró a través de un filtro de acero inoxidable de malla 325. El proceso se repitió tres veces. Se añadieron las cuatro dispersiones resultantes juntas y se ultrafiltraron utilizando un ultrafiltro del tipo de tres placas en serie con membranas de copolímero 50.000 NMWL PAN/PVC de 150 mm de diámetro de Millipore Corporation, Bedford, MA.y se bombeó utilizando una bomba de diafragma con un caudal de aproximadamente 250 ml por segundo. Se añadió agua desionizada (500 g) a la dispersión después de que se habían eliminado 500 g del ultrafiltrado. Este intercambio se repitió 9 veces. El ultrafiltrado adicional después se eliminó hasta que el contenido de sólidos de la mezcla fue 40 por ciento en peso.

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Ejemplo 3 Partículas inorgánicas

Se preparó una dispersión de partículas de sílice de aproximadamente 150 nm de diámetro en agua a través del siguiente procedimiento. Se añadieron hidróxido de amonio (12 g, amoníaco al 28% en agua) de Aldrich Chemical Company, Inc., 40 g de agua desionizada, y 320 g de alcohol etílico de grado reactivo de Aldrich Chemical Company, Inc., a una jarra de vidrio de 473,17 mililitros y la mezcla se agitó durante 30 segundos. Se añadieron ortosilicato de tetraetilo (80 g, 98% de pureza) y 320 g de alcohol etílico de grado reactivo, ambos de Aldrich Chemical Company, Inc., a una segunda jarra de vidrio de 473,17 mililitros y la mezcla se agitó durante 30 segundos. Las dos mezclas se vertieron en una jarra de vidrio de 946,34 mililitros y se mezclaron agitando durante 60 segundos, después se mantuvo a temperatura ambiente durante 3 horas. La dispersión resultante se pipeteó en alícuotas de 100 ml en tubos de diálisis de membrana de celulosa regenerada con corte de paso de peso molecular 12.000 a 14.000, de 20 micrometros de espesor de pared, 25 mm de ancho plano, de Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, y se dializó contra agua desionizada durante aproximadamente 500 horas. El agua desionizada se intercambió en promedio cada 30 horas.

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Ejemplo 4

Se aplicaron 700 gramos de material preparado en el Ejemplo 2 a través de un revestidor de boquilla de Frontier Technologies, Towanda, PA a un sustrato de tereftalato de polietileno y se secó a 65,5ºC durante 1 minuto hasta un espesor de película seca porosa de aproximadamente 2,5 micrometros. Se aplicaron 100 gramos del material preparado en el Ejemplo 1 a través del revestidor de boquilla de Frontier Industrial Technologies en los espacios intersticiales de la película seca porosa sobre el sustrato de tereftalato de polietileno, se secó a 48,9ºC durante 1 minuto, y después se curó por radiación ultravioleta utilizando una lámpara de mercurio de 100 W. La película endurecida después se eliminó del sustrato de tereftalato de polietileno.

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Ejemplo 5 Colorante con Partículas Inorqánicas

El Ejemplo 4 se repitió excepto que se utilizó el material preparado en el Ejemplo 3 en vez del material del Ejemplo 2.

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Ejemplo 6 Composición de Revestimiento que Contiene Colorante con Partículas Orgánicas

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El material preparado en el Ejemplo 4 se incorporó en un revestimiento de la siguiente manera. La película del Ejemplo 4 se colocó en un mortero de porcelana junto con trozos de hielo seco. Con la ayuda de un pilón de porcelana, la película se molió a mano durante 15 minutos hasta obtener un polvo fino. El polvo se secó en un horno fijado a 48,9ºC. Después de 1 hora de secado y un período de enfriamiento de 15 minutos, el polvo se añadió a un contenedor que contenía un primer componente de un ligante formador de película, DCU2042 (un componente de capa transparente disponible de PPG Industries, Pittsburgh, PA) y un diluyente, DT870 (un reductor disponible de PPG Industries). El contenedor se tapó y se agitó a mano durante 1 minuto. Después de agitar, el contenedor se abrió nuevamente, y se añadió un segundo componente del ligante, DCX61 (un componente reticulante disponible de PPG Industries). El contenedor se selló nuevamente y se agitó a mano durante 1 minuto. Las cantidades relativas de componentes de la pintura fueron las siguientes.

La composición de pintura resultante estaba lista para la aplicación de pulverización. Se preparó un panel
(APR24711 disponible de ACT Laboratories, Inc., Hillsdale, MI) para la evaluación mediante el lijado con un papel de lijar de Scotch-Brite muy fino (papel de lijar abrasivo disponible de 3M Corp., Minneapolis, MN). El panel erosionado se secó a mano y se limpió con DX330 (un desengrasante disponible de PPG Industries). Después que el panel sellado se secó y se curó durante 1 hora, el panel se revistió con una capa base negra, D9700 diluido al 100% con D871 (paquete de capa base y reductor disponible de PPG Industries). Después que se secó la capa durante 1/2 hora, el panel se pulverizó con la pintura.

El panel revestido con la pintura se secó y se curó durante 24 horas. El panel se lijó con papel de lijar fino de Scotch-Brite secado y limpiado con DX330, y se revistió con una capa transparente protectora, DCU2042/DCX61.

Después que se secó y se curó la capa transparente protectora durante 24 horas, el panel revestido se inspeccionó para determinar las coloraciones de cara y ángulo. El panel revestido paralelo o a 0 grado del observador proporcionó un color rojo cobre. El mismo panel revestido visto a 45 grados o más respecto del observador proporcionó un color verde.

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Ejemplo 7 Composición de Revestimiento que Contiene Colorante con Partículas Inorgánicas

Se siguió el procedimiento del Ejemplo 6 excepto que se utilizó el material del Ejemplo 5 en lugar del material del Ejemplo 4.

Después que se secó y se curó la capa transparente durante 24 horas, los paneles revestidos se inspeccionaron para determinar las coloraciones de. cara y ángulo. Los paneles revestidos paralelos o a 0 grado del observador proporcionaron un color verde. El mismo panel revestido visto a 45 grados o más respecto del observador proporcionó un color azul.

Los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que pueden realizarse modificaciones a la invención sin apartarse de los conceptos desvelados en la descripción que antecede. Se considerará que dichas modificaciones están incluidas dentro de las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Una partícula de pigmento con efecto de color no gelatinosa por defracción de Bragg que posee una relación de aspecto de al menos 2 que comprende un arreglo periódico ordenado de partículas ordenadas en capas y apiladas una sobre otra de manera que las superficies de las partículas estén en contacto una con otra, obtenidas a partir de una dispersión de partículas similarmente cargadas en un vehículo contenido en una matriz en la que una diferencia en el índice de refracción entre dicha matriz y dichas partículas es al menos aproximadamente 0,01 y dicha matriz es un polímero reticulado, por lo que el contenido de disolvente es 1% en volumen o menor.

2. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que la diferencia en el índice de refracción entre dicha matriz y dichas partículas es al menos aproximadamente 0,1.

3. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 2, en la que dicho polímero se selecciona del grupo que consiste en un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, un polímero que contiene epoxi y un polímero obtenido de un polímero que contiene epoxi.

4. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que dichas partículas comprenden un material polimérico seleccionado del grupo que consiste en un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, un polímero que contiene epoxi y un polímero obtenido de un polímero que contiene epoxi.

5. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que dichas partículas comprenden un material seleccionado del grupo que consiste en un óxido metálico y un semiconductor.

6. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que dicho arreglo tiene menos de 20, preferentemente menos de 10, más preferente menos de 5 \mum de espesor.

7. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 6, en la que dicho arreglo posee una relación de aspecto de al menos 2, preferentemente de 5 a 100, más preferentemente de 10.

8. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que los tamaños de dichas partículas difieren en hasta 5 a 15 por ciento.

9. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que dichas partículas tienen un diámetro de 0,01 a 1 micrómetro, preferentemente tienen un diámetro de aproximadamente 0,06 a aproximadamente 0,5 micrómetro.

10. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que una superficie de cada una de dichas partículas está en contacto con otra partícula.

11. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 10, en la que dichas partículas están ordenadas en al menos 5 capas de partículas, más preferentemente 10 a 30 capas de dichas partículas.

12. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que dicha partícula refleja luz visible.

13. La partícula de pigmento con efecto de color de la reivindicación 1, en la que dicha partícula refleja radiación electromagnética fuera del espectro visible.

14. Una composición de color que comprende un vehículo y un colorante en forma particulada, siendo dicho colorante una partícula de pigmento con efecto de color según se define en cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

15. La composición de color de la reivindicación 14, en la que dicho vehículo comprende un ligante resinoso.

16. La composición de color de la reivindicación 14, en la que dicha composición es una pintura.

17. La composición de color de la reivindicación 14, en la que dicha composición es un producto cosmético.

18. La composición de color de la reivindicación 14, en la que dicha matriz o dichas partículas además comprenden una pluralidad de partículas a nanoescala.

19. La composición de color de la reivindicación 18, en la que dichas partículas a nanoescala aumentan el índice de refracción de dicha matriz o partículas.

20. La composición de color de la reivindicación 19, en la que dichas partículas a nanoescala se seleccionan del grupo que consiste en un metal, un óxido metálico, un óxido metálico mixto, un bromuro metálico, y un semiconductor.

21. La composición de color de la reivindicación 18, en la que dichas partículas a nanoescala reducen el índice de refracción de dicha matriz o partículas.

22. La composición de color de la reivindicación 21, en la que dichas partículas a nanoescala se seleccionan del grupo que consiste en un óxido metálico, un óxido metálico mixto y un fluoruro metálico.

23. Un procedimiento para preparar partículas de pigmento con efecto de color no gelatinosas por difracción de Bragg conforme a la reivindicación 1:

(a) proporcionando una dispersión de partículas similarmente cargadas en un vehículo;

(b) aplicando la dispersión sobre un sustrato;

(c) evaporando el vehículo para producir un arreglo periódico ordenado de las partículas sobre el sustrato;

(d) revistiendo un arreglo de partículas con un polímero curable; y

(e) fijando los arreglos de partículas mediante la curación del polímero,

(f) removiendo el arreglo fijo del sustrato y convirtiendo éste en una forma particulada y en el que las partículas producidas en la etapa (f) son no gelatinosas en el que el contenido del disolvente es 1% en volumen o menor.

24. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que la dispersión comprende 1 a 70% en volumen, preferentemente 30 a 65% en volumen de las partículas cargadas.

25. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que dicha etapa de proporcionar una dispersión de partículas cargadas además comprende (i) dispersar las partículas cargadas en el vehículo para producir una pre-dispersión y (ii) purificar la predispersión para producir la dispersión.

26. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que la etapa (ii) comprende purificar la pre-dispersión mediante ultrafiltración.

27. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que la etapa (ii) comprende purificar la pre-dispersión mediante intercambio iónico, diálisis, separación electrostática, fraccionamiento por flujo de campo o centrifugación.

28. El procedimiento de la reivindicación 23, que además comprende remover el arreglo fijo de partículas del sustrato.

29. El procedimiento de la reivindicación 28, en el que el sustrato es un miembro flexible.

30. El procedimiento de la reivindicación 29, en el que el miembro flexible comprende una película de polímero o metal.

31. El procedimiento de la reivindicación 28, en el que el sustrato comprende un miembro inflexible.

32. El procedimiento de la reivindicación 31, en el que el miembro inflexible comprende vidrio o metal.

33. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que el arreglo fijo producido en la etapa (e) tiene menos de aproximadamente 20 \mum de espesor.

34. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que la dispersión se aplica al sustrato por inmersión, pulverizando, pintando, revestimiento con rodillo, revestimiento por grabado, revestimiento a cortina, revestimiento a boquilla o revestimiento por chorro de tinta.

35. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que la matriz se reviste en el arreglo de partículas por inmersión, pulverizando, pintando, revestimiento a rodillo, revestimiento por grabado, revestimiento a cortina, revestimiento a boquilla o reviestimiento por chorro de tinta.

36. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que el arreglo fijo de partículas se remueve del sustrato en forma de laminillas.

37. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que el vehículo es agua.

38. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que el polímero se selecciona del grupo que consiste en un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, un polímero que contiene epoxi y un polímero obtenido de un polímero que contiene epoxi.

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39. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que dichas partículas comprenden un material polimérico seleccionado del grupo que consiste en un poliuretano, un polímero acrílico, un polímero alquídico, un poliéster, un polímero que contiene siloxano, un polisulfuro, un polímero .que contiene epoxi y un polímero obtenido de un polímero que contiene epoxi.

40. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que dichas partículas comprenden un material seleccionado del grupo que consiste en un óxido metálico y un semiconductor.