ES2357490A1

ES2357490A1 - Procedimiento para la metalización de fibras de nylon y cepillo para el cabello de fibras de nylon metalizadas obtenido mediante tal procedimiento.

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Publication number: ES2357490A1
Application number: ES201130272A
Authority: ES
Original assignee: DOLS INDUSTRIAL DE PELUQUERIA SA; DOLS PELUQUERIA IND
Current assignee: DOLS INDUSTRIAL DE PELUQUERIA SA; DOLS PELUQUERIA IND
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2031-03-01
Also published as: ES2357490B1; WO2012117125A1

Abstract

Procedimiento para la metalización de fibras de nylon y cepillo para el cabello de fibras de nylon metalizadas obtenido mediante tal procedimiento.La presente invención se refiere a un procedimiento para la metalización de fibras de nylon particularmente aplicable a cepillos para el cabello basado en la deposición de una fina capa de metal a nivel nanométrico sobre dichas fibras. La presente invención se aplica especialmente a fibras de nylon y en concreto a las fibras de nylon presentes en los cepillos para el cabello con el fin de eliminar la acumulación de electricidad estática durante el peinado y, por ello, el encrespamiento del cabello.

Description

Procedimiento para la metalización de fibras de nylon y cepillo para el cabello de fibras de nylon metalizadas obtenido mediante tal procedimiento.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la metalización de fibras de nylon. Más en particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para la metalización de fibras de nylon basado en la deposición de una fina capa de metal a nivel nanométrico sobre dichas fibras. La presente invención se aplica especialmente a fibras de nylon y en concreto a las fibras de nylon presentes en los cepillos para el cabello, con el fin de eliminar la acumulación de electricidad estática durante el peinado y, por ello, el encrespamiento del cabello. Así, la presente invención encuentra su aplicación principalmente en el campo de la estética y la peluquería.

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para la metalización de fibras, particularmente aplicable a las fibras de nylon constituyentes de un cepillo para el cabello, que permita eliminar la acumulación de electricidad estática por fenómenos de triboelectricidad. Es igualmente objeto de la invención el cepillo para el cabello obtenido tras la aplicación del procedimiento de la invención.

Durante el cepillado del cabello se produce un exceso de carga debido al fenómeno de triboelectricidad, induciendo una acumulación de electrones libres en el cabello y provocando el encrespamiento. A este respecto, cuando se frotan dos materiales compuestos por elementos diferentes, la diferencia en afinidad electrónica provoca que uno de los materiales adquiera electrones del otro y, por tanto, que uno quede cargado positiva y otro negativamente. Para que se produzca esta transferencia de cargas no es necesario el frotamiento; mediante contacto también se produce esta transferencia, pero al frotar se renuevan continuamente los puntos de contacto por donde se transfieren las cargas, y por ende tiene el mismo efecto que si aumentáramos la superficie real de contacto. Una vez que el intercambio de cargas ha tenido lugar y los dos cuerpos se han separado, si el material es conductor las cargas se repartirán uniformemente por todo su volumen, mientras que si el material es aislante, la carga permanecerá muy cerca de la superficie donde ha tenido lugar la transferencia de cargas. En este último caso, el valor de la carga depositada puede oscilar entre 10^{-11} y 10^{-9} C por cada milímetro cuadrado de superficie (aproximadamente un electrón libre por cada 1.000 átomos). Igualmente, cuando dos cuerpos se tocan, normalmente hay una diferencia de cargas y de polaridad. Esta diferencia se ve por supuesto afectada por la influencia del ambiente. Suponiendo que los dos cuerpos en contacto estarán así por un tiempo limitado, entonces habrá una transferencia de electrones de uno a otro como para satisfacer un momento de equilibrio en los átomos de las dos superficies, pero si este breve contacto se rompe violentamente (como por ejemplo al mover el pie cuando uno camina o cuando se pasa repetidamente un cepillo por el cabello) entonces algunos electrones permanecerán apegados a los átomos de una u otra superficie (dependiendo de las fuerzas de esta unión). Durante este fenómeno de triboelectricidad, los dos cuerpos que brevemente estuvieron en contacto se separan con cargas diferentes a las que tenían antes del evento. El volumen de electrones transferidos entre las superficies dependerá de los parámetros ambientales así como estructurales de los materiales, el tiempo del contacto, la cantidad de presión ejercida, etc. La protección contra la generación de cargas producidas por triboelectricidad puede conseguirse usando materiales como algodón virgen, algunos tipos de papeles y madera virgen, sin embargo la cantidad de cargas generadas por el fenómeno de triboelectricidad depende de factores como la calidad del contacto de las superficies que están frotándose por ejemplo, el tamaño del área de contacto, la rapidez con que las superficies se mueven, la lubricación y la granulación microscópica de las superficies en contacto.

Del estado de la técnica se conocen diversos procedimientos que intentan minimizar los fenómenos de triboelectricidad en fibras. Por ejemplo, la EP 0407960, "Filamento antiestático de núcleo envuelto", se refiere a filamentos sintéticos antiestáticos de dos componentes de tipo de núcleo y envolvente, provistos de un núcleo de conductividad eléctrica aumentada, a base de un polímero sintético, en el que están dispersadas partículas sólidas eléctricamente conductoras, las partículas sólidas conductoras del material de núcleo constan de carbono conductor o de materiales semiconductores conocidos, donde la envolvente también tiene una conductividad aumentada y consta de un polímero formador de hilos, que contiene una sal metálica de un ácido sulfónico o carboxílico que tiene un radical alifático de cadena larga, siendo de 3 a 60% en peso la proporción de carbono conductor en el núcleo y de 60 a 80% en peso la proporción de materiales semiconductores en el núcleo.

Igualmente, en la EP0564331, "Hilo para refuerzo textix con pérdidas eléctricas controladas y su procedo de fabricación", se describe un procedimiento de fabricación de hilo que comprende una sucesión de operaciones de craqueo, estirado y de mezclado, caracterizado porque se aplica a la obtención de un hilo para refuerzo textil con pérdida eléctrica controlada que comprende unas fibras no conductoras y unas fibras conductoras, no excediendo la proporción en peso de las fibras conductoras de 20%, dichas fibras son discontinuas y aproximadamente paralelas y que: a) se utilizan unos filamentos, respectivamente conductores y no conductores; b) los filamentos, conductores por una parte, no conductores por otra parte, se someten a un craqueo-estirado, y un hilado no conductor; c) un hilado conductor es mezclado con un hilado no conductor, de manera que se obtenga un hilado mezclado de nivel 1; d) el hilado mezclado de nivel 1 es estirado; e) el hilado mezclado estirado de nivel 1 es mezclado con un hilado no conductor, de manera que se obtenga un hilado mezclado de nivel 2; f) las etapas d) y e) se repiten tan a menudo como sea necesario para obtener un hilado de nivel n, en el cual la proporción en peso de fibras conductoras corresponde al valor deseado inferior a 20%, y después de estirado para obtener la masa lineal buscada, y porque las fibras no conductoras y las fibras conductoras son discontinuas y aproximadamente paralelas.

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El procedimiento para la metalización de fibras particularmente aplicable a las fibras de nylon constituyentes de un cepillo para el cabello de la invención permite la eliminación completa de la acumulación de electricidad estática en el cabello y, por tanto, evitar el encrespamiento durante el cepillado, obteniéndose un cepillo de alta durabilidad en cuanto a su capacidad antiestática debido a la alta adhesión del revestimiento metalizador aplicado durante el procedimiento, sin que las fibras del cepillo pierdan por ello su capacidad funcional y su alta flexibilidad.

El procedimiento para la metalización de fibras de nylon de la presente invención se basa esencialmente en la deposición de una fina capa de metal, tal como, por ejemplo, aluminio, cromo, titanio, zirconio, etc., a nivel nanométrico, preferentemente aluminio, sobre dichas fibras de nylon presentes en un cepillo para el cabello con el fin de eliminar la acumulación de electricidad estática durante el peinado y, con ello, el encrespamiento del cabello.

En el contexto de la presente invención, con el término a nivel nanométrico se pretende indicar un nivel de tamaño de partícula de entre 100 y 900 nm.

En el contexto de la presente invención, la metalización consiste en la deposición de una fina capa de metal de tamaño nanométrico sobre las fibras de nylon, de forma que el metal se adhiere sobre estas fibra a nivel atómico. El conjunto formado por las fibras de nylon y el revestimiento presenta un comportamiento elástico sin que se vean alteradas las propiedades de flexibilidad de la fibra. El presente procedimiento permite que la carga se redistribuya entre las fibras del nylon del cepillo rápidamente, recombinándose los electrones en el metal y eliminando así los fenómenos de triboelectricidad.

Básicamente, el procedimiento de metalización de la invención se desarrolla en sofisticadas cámaras de vacío mediante tecnologías de "deposición física en fase vapor". En el proceso se sublima el metal (pasa directamente de sólido a gas) y se deposita sobre las fibras de nylon. La técnica de evaporación empleada es la pulverización catódica. La pulverización catódica es un método específico de deposición en fase vapor. Tradicionalmente, el método habitualmente empleado consiste en la evaporación térmica, por ejemplo calentando mediante resistencias hilos de aluminio que se evaporan; sin embargo, la calidad de la capa depositada con estos procedimientos tradicionales es baja y la adherencia pobre. Básicamente, para la realización de este proceso se introducen los cepillos en la cámara y se extrae el aire hasta llegar a tener alto vacío (10^{-5} mbar). Posteriormente se introduce una pequeña cantidad de gas argón. Cuando se conecta el metal a un voltaje negativo se provoca la ionización del gas argón, generando una reacción en cadena y creando un plasma (conocido como el cuarto estado de la materia). Durante el proceso, los iones de argón bombardean el metal y provocan que el metal pase directamente a estado gaseoso, extrayendo las partículas metálicas a escala atómica. Las nanopartículas de metal se lanzan entonces contra la fibra de nylon para revestirla de metal y hacerla conductora. Este proceso garantiza una altísima adhesión entre el metal y el nylon. Se consigue así una fibra con aspecto metálico con un recubrimiento de unos pocos centenares de nanómetros que no modifica la estructura del nylon ni la flexibilidad de la fibra.

De acuerdo con una forma de realización preferente del procedimiento de la invención, éste consta de las siguientes etapas:

i): limpieza básica de los cepillos de fibras de nylon mediante su inmersión en una serie de baños alcalinos y posterior secado de los mismos con aire caliente, manteniendo los cepillos en un horno a 80ºC durante dos horas;

ii): los cepillos limpios y secos se trasladan inmediatamente a una cámara de vacío donde se someten a un vacío inicial hasta una presión absoluta en el rango de 10^{-4} mbar, donde se mantienen durante una hora mientras que se van calentando lentamente mediante unas resistencias calefactoras infrarrojas controladas por medio de un termopar enfundando en contacto con las mismas, manteniéndose la temperatura del termopar en 100ºC.

iii): después de la fase de calentamiento, el nivel de vacío en la cámara se sitúa por debajo de 10^{-4} mbar y, a este nivel de vacío, se introducen en la cámara un flujo de gas noble, preferentemente de argón, de forma que se mantiene una presión absoluta dinámica de 10^{-4} a 2\cdot10^{-2} mbar;

iv): Evaporación, y deposición en las piezas de aluminio a partir de uno o más evaporadores de sputtering a los que se les aplica una potencia pulsante con densidad de potencia inferior a 20 W/cm^{2}, mientras las piezas a recubrir se someten a una polarización eléctrica continua de al menos 20 voltios. Esta fase se extenderá el tiempo necesario para alcanzar el espesor de aluminio prefijado, que será de al menos 50 nm.

v): extracción de los cepillos de la cámara.

Claims

1. Procedimiento para la metalización de fibras de nylon para su aplicación a cepillos para el cabello, caracterizado porque consta de las siguientes etapas:

i): limpieza básica de los cepillos de fibras de nylon mediante su inmersión en una serie de baños alcalinos y posterior secado de los mismos con aire caliente;

ii): traslado de los cepillos inmediatamente a una cámara de vacío donde se someten a un vacío inicial hasta una presión absoluta en el rango de 10^{-4} mbar durante una hora mientras se van calentando lentamente;

iii): introducción en la cámara de un flujo de un gas noble, preferentemente argón, de forma que se obtenga una presión absoluta dinámica estable fijada en el rango de 10^{-4} a 2\cdot10^{-2} mbar;

iv): evaporación, y deposición en las piezas, de aluminio a partir de uno o más evaporadores de sputtering a los que se les aplica una potencia pulsante con densidad de potencia inferior a 20 W/cm^{2}, mientras las piezas a recubrir se someten a una polarización eléctrica continua de al menos 20 voltios negativos;

v): extracción de los cepillos de la cámara.

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2. Procedimiento para la metalización de fibras de nylon para su aplicación a cepillos para el cabello según la reivindicación 1, caracterizado porque el secado durante la etapa i) se lleva a cabo en un horno a 80ºC durante dos horas.

3. Procedimiento para la metalización de fibras de nylon para su aplicación a cepillos para el cabello según la reivindicación 1, caracterizado porque el calentamiento lento de la etapa ii) se lleva a cabo a 100ºC mediante unas resistencias calefactoras infrarrojas controladas por un termopar.

4. Procedimiento para la metalización de fibras de nylon para su aplicación a cepillos para el cabello según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase iv) puede ir precedida de una fase en la que los evaporadores depositan el material sobre una pantalla móvil situada frente a ellos, que luego se retirará, con la finalidad de realizar la limpieza del material a evaporar.

5. Procedimiento para la metalización de fibras de nylon para su aplicación a cepillos para el cabello según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase de recubrimiento iv) se extenderá el tiempo necesario para alcanzar el espesor de aluminio prefijado, que será de al menos 50 nanómetros.

6. Cepillo para el cabello de fibras de nylon metalizadas obtenido por la aplicación del procedimiento según las reivindicaciones 1-5.