MX2010010935A - Composiciones de pigmento organico. - Google Patents

Abstract

La presente descripción proporciona pigmentos orgánicos y métodos para su producción. En modalidades, un pigmento orgánico puede incluir una configuración de núcleo/revestimiento, con una resma no reticulada y una resma reticulada en el núcleo, con una segunda resma no reticulada en el revestimiento, pigmento/pigmentos y una cera que posee ambos carbonos ramificados y lineales.

Description

COMPOSICIONES DE PIGMENTO ORGANICO CAMPO DE LA INVENCION La presente descripción se relaciona con pigmentos orgánicos y procesos útiles para proporcionar pigmentos orgánicos adecuados para aparatos electrostatográficos , incluyendo aparatos xerográficos como aparatos digitales, imagen sobre imagen y similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Numerosos procesos están dentro del punto de vista de aquellos expertos en la técnica para la preparación de pigmentos orgánicos. La agregación en emulsión (EA por sus siglas en inglés) es uno de esos métodos. Esos pigmentos orgánicos están dentro del punto de vista de aquellos expertos en la técnica y los pigmentos orgánicos pueden ser formados agregando un colorante con un polímero de látex formado por polimerización en emulsión. Por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 5,853,943 la descripción de la cual es incorporada aquí como referencia en su totalidad, está dirigida a un proceso de polimerización en emulsión semicontinuo para preparar látex formando primero un polímero semilla. Otros ejemplos de procesos en emulsión/agregación/coalescencia para la preparación de pigmentos orgánicos son ilustrados en las Patentes Estadounidenses No. 5,403,693, 5,418,108, 5,364,729, y Ref. 213731 5,346,797 las descripciones de cada una de las cuales se incorporan por lo tanto como referencia en su totalidad. Otros procesos son descritos en las Patentes Estadounidenses No. 5/527,658, 5,585,215, 5,650,255, 5,650,256 y 5,501,935 las descripciones de cada una de las cuales se incorporan por lo tanto como referencia en su totalidad.

Algunos pigmentos orgánicos EA de alto brillo usan resinas que poseen la configuración núcleo-revestimiento, con una resina de temperatura de transición vitrea (Tv) más baja en el núcleo y una resina de Tv más alta en el revestimiento.

Esos pigmentos orgánicos pueden incluir ceras y pueden ser producidos con agentes agregantes basados en aluminio. Los procesos para producir esos pigmentos orgánicos pueden utilizar agentes secuestrantes para remover iones de aluminio y reticulación iónica menor, incrementando por lo tanto el brillo. Un problema con esos pigmentos orgánicos es que pueden ser propensos a problemas de bloqueo y pueden tener muchas proyecciones de cera sobre la superficie.

Métodos mejorados para producir pigmento orgánico, pueden disminuir el tiempo de producción y permiten un excelente control de carga de las partículas de pigmento orgánico, siguen siendo deseables.

SUMARIO DE LA INVENCION La presente descripción proporciona formulaciones de pigmento orgánico las cuales pueden ser adecuadas, en modalidades, para impresoras monocromáticas de Revelado de un Solo Componente (SCD por sus siglas en inglés) . Los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden poseer el desempeño de la relación de transferencia por calor y fusión mejorado y mayor densidad óptica de las imágenes impresas. También se proporcionan los procesos para producir esos pigmentos orgánicos.

En modalidades, el pigmento orgánico de la presente descripción puede incluir un núcleo y un revestimiento, donde el núcleo incluye una resina que incluye un primer polímero no reticulado . en combinación con un polímero reticulado, al menos una cera de parafina modificada que posea carbonos ramificados en combinación con carbonos lineales, y un colorante opcional, donde el revestimiento incluye un segundo polímero no reticulado presente en una cantidad de aproximadamente 20% en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 40% en peso del pigmento orgánico, y donde los carbonos ramificados de al menos una cera de parafina modificada están presentes en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la cera y tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 520 hasta aproximadamente 600, y los carbonos lineales están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% hasta aproximadamente 99% de la cera y tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 505 hasta aproximadamente 530.

En otras modalidades, el pigmento orgánico de la presente descripción puede incluir un núcleo y un revestimiento, incluyendo el núcleo un primer polímero no reticulado como estírenos, acrilatos, metacrilatos, butadienos, isoprenos, ácidos acrílieos, ácidos metacrílieos , acrilonitrilos y combinaciones de los mismos, en combinación con un polímero reticulado, al menos una cera de parafina modificada que posea carbonos ramificados en combinación con carbonos lineales y un colorante opcional, donde el revestimiento incluye un segundo polímero no reticulado como estírenos, acrilatos, metacrilatos, butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acrilonitrilos y combinaciones de los mismos, presentes en una cantidad de aproximadamente 26% en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 36% en peso del pigmento orgánico, donde los carbonos ramificados están presentes en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la cera y tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 520 hasta aproximadamente 600, y los carbonos lineales están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% hasta 99% de la cera y tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 505 hasta aproximadamente 530, y donde las partículas que incluyen el pigmento orgánico poseen una circularidad de aproximadamente 0.950 hasta aproximadamente 0.998.

Un proceso de la presente descripción puede incluir, en modalidades poner en contacto una emulsión que incluya un primer polímero no reticulado en combinación con un polímero reticulado, al menos una cera de parafina modificada que posee carbonos ramificados en combinación con carbonos lineales y un colorante opcional; agregar las partículas poniendo en contacto las partículas con, de aproximadamente 0.1 partes por cien hasta aproximadamente 0.25 partes por cien de un agente agregante para formar partículas agregadas; formar un revestimiento sobre las partículas agregadas por contacto de las partículas agregadas por una emulsión que incluya un segundo polímero no reticulado; y recuperar las partículas de pigmento orgánico, donde las partículas de pigmento orgánico poseen una circularidad de aproximadamente 0.900 hasta aproximadamente 0.999.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Varias modalidades de la presente descripción serán descritas aquí más adelante con referencia a las Figuras donde : Las Figuras 1A-1D son imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM por sus siglas en inglés) de partículas que constituyen un polímero de látex producido de acuerdo con la presente descripción; y Las Figuras 2A-2D son imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) de pigmentos orgánicos producidos de acuerdo con la presente descripción.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAINVENCION La presente descripción proporciona pigmentos orgánicos y procesos para la preparación de partículas de pigmento orgánico. En modalidades, los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden ser preparados combinando un polímero de látex, una cera, un colorante opcional, y otros aditivos opcionales. Aunque el polímero de látex puede ser preparado con cualquier método dentro del punto de vista de aquellos expertos en la técnica, en modalidades el polímero de látex puede ser preparado por métodos de polimerización en emulsión, incluyendo polimerización en emulsión semicontinua, y el pigmento orgánico puede incluir pigmentos orgánicos de agregación en emulsión. La agregación en emulsión implica agregar ambos del látex submicrónico y partículas de pigmento y partículas del tamaño del pigmento orgánico, donde el crecimiento en el tamaño de la partícula es, por ejemplo, en modalidades de aproximadamente 0.1 micrómetros hasta aproximadamente 15 micrómetros.

Resinas Cualquier monómero adecuado para preparar un látex para usarse en el pigmento orgánico puede ser utilizado. Como se hizo notar anteriormente, en modalidades el pigmento orgánico puede ser producido por agregación en emulsión. Los monómeros adecuados útiles para formar una emulsión de polímero de látex, y de este modo las partículas de látex resultantes en la emulsión de látex, incluyen, pero no se limitan a estírenos, acrilatos, metacrilatos , butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos , acrilonitrilos , combinaciones de los mismos, y similares.

En modalidades, el polímero de látex puede incluir al menos un polímero. En modalidades, al menos uno puede ser de aproximadamente uno hasta aproximadamente veinte y, en modalidades de aproximadamente tres hasta aproximadamente 10. Los polímeros ejemplares incluyen acrilatos de estireno, estiren butadienos, metacrilatos de estireno, y de manera más específica, poli (estireno-acrilato de alquilo), poli (estireno- 1 , 3 -dieno) , poli (estireno-metacrilato de alquilo), poli (estireno-acrilato de alquilo-ácido acrílico) , poli (estireno-1 , 3 -dieno-ácido acrílico), poli (estireno-metacrilato de alquilo-ácido acrílico), poli (metacrilato de alquilo-acrilato de alquilo) , poli (metacrilato de alquilo-acrilato de arilo) , poli (metacrilato de arilo-acrilato de alquilo), poli (metacrilato de alquilo-ácido acrílico), poli (estireno-acrilato de alquilo-acrilonitrilo-ácido acrílico) , poli (estireno-1, 3 -dieno-acrilonitrilo-ácido acrílico) , poli (acrilato de alquilo-acrilonitrilo-ácido acrílico), poli (estireno-butadieno) , poli (metilestireno-butadieno) , poli (metacrilato de metilo- butadieno), poli (metacrilato de metilo-butadieno) , poli (metacrilato de pro ilo-butadieno) , poli (metacrilato de butilo-butadieno), poli (metacrilato de metilo-butadieno) , poli (acrilato de etilo-butadieno) , poli (acrilato de propilo-butadieno) , poli (acrilato de butilo-butadieno), poli (estireno-isopreno) , poli (metilestireno-isopreno) , poli (metacrilato de metilo-isopreno) , poli (metacrilato de etilo- isopreno) , poli (metacrilato de propilo- isopreno) , poli (metacrilato de butilo- isopreno) , poli (acrilato de metilo- isopreno) , poli (acrilato de etilo-isopreno) , poli (acrilato de propilo-isopreno) , poli (acrilato de butilo-isopreno) , poli (estireno-acrilato de propilo) , poli (estireno-acrilato de butilo) , poli (estireno-butadieno-ácido acrílico) , poli (estireno-butadieno-ácido metacrílico) , poli (estireno-butadieno-acrilonitrilo-ácido acrílico) , poli (estireno-acrilato de butilo-ácido acrílico) , poli (estireno-acrilato de butilo-ácido metacrílico), poli (estireno-acrilato de butilo-acrilonitrilo) , poli (estireno-acrilato de butilo-acrilonitrilo-ácido acrílico), poli (estireno-butadieno) , poli (estireno- isopreno) , poli (estireno-metacrilato de butilo) , poli (estireno-acrilato de butilo-ácido acrílico) , poli (estireno-metacrilato de butilo-ácido acrílico) , poli (metacrilato de butilo-acrilato de butilo), poli- (metacrilato de butilo-ácido acrílico) , poli (acrilonitrilo-acrilato de butilo-ácido acrílico) , y combinaciones de los mismos. Los polímeros pueden ser copolímeros de bloques, aleatorios o alternados.

Además, las resinas de poliéster que pueden ser usadas incluyen aquéllas obtenidas de los productos de reacción de bisfenol A y óxido de propileno o carbonato de propileno, así como los poliésteres obtenidos haciendo reaccionar aquellos productos de reacción con ácido fumárico (como se describe en la Patente Estadounidense No. 5,227,460, toda la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia) , y resinas del poliéster ramificadas resultantes de la reacción de tereftalato de dimetilo con 1 , 3 -butandiol , 1 , 2 -propandiol y pentaeritritol .

En modalidades, puede ser utilizado un poli (estireno-acrilato de butilo) como el polímero de látex. La temperatura de transición vitrea de este látex, la cual en modalidades puede ser usada para formar un pigmento orgánico de la presente descripción, puede ser de aproximadamente 35 °C hasta aproximadamente 75°C, en modalidades de aproximadamente 40°C hasta aproximadamente 70°C.

Tensioactivos En modalidades, el látex puede ser preparado en una fase acuosa que tenga un tensoactivo o cotensoactivo . Los tensioactivos que pueden ser utilizados dentro del polímero para formar una dispersión de látex pueden ser tensioactivos iónicos o no iónicos en una cantidad para proporcionar una dispersión de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso de sólidos, en modalidades, de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 por ciento en peso de sólidos.

Los tensioactivos aniónicos que pueden ser utilizados incluyen sulfatos y sulfonatos, dodecilsulfato de sodio (SDS) , dodecilbencensulfonato de sodio, dodecilnaftalensulfonato de sodio, sulfatos y sulfonatos de dialquilbencen alquilo, ácidos como el ácido abiético disponible de Aldrich, NEOGEN RMR, NEOGEN SCMR obtenidos de Daiichi Kogyo Seiyaku Co . Ltd., DOWFAXMR obtenido de Dow Chemical, combinaciones de los mismos, y similares.

Los ejemplos de tensioactivos catiónicos incluyen, pero no se limitan a amonios, por ejemplo cloruro de alquilbencil dimetil amonio, cloruro de dialquil bencenalquil amonio, cloruro de lauril trimetil amonio, cloruro de alquilbencil metil amonio, bromuro de alquilbencil dimetil amonio, cloruro de benzalconio, bromuros de trimetil amonio de C12, C15, C17, combinaciones de los mismos, y similares. Otros tensioactivos catiónicos incluyen bromuro de cetilpiridinio, sales de haluro de polioxietilalquilaminas cuaternizadas , cloruro de dodecilbenciltrietil amonio, MIRAPOL y ALKAQUAT disponibles de Alkaril Chemical Company, SA ISOL (cloruro de benzalconio) , disponible de Kao Chemicals, combinaciones de los mismos, y similares. En modalidades, un tensoactivo catiónico adecuado incluye SANISOL B 50,, disponible de Kao Corp., el cual es principalmente un cloruro de bencil dimetil alconio.

Los ejemplos de tensioactivos no iónicos incluyen, pero no se limitan a, alcoholes, ácidos y éteres, por ejemplo, alcohol polivinílico, ácido poliacrílico, metalosa, metilcelulosa, etilcelulosa, propilcelulosa, hidroxietilcelulosa , carboximetilcelulosa , polioxietilen cetil éter, polioxietilen lauril éter, polioxietilen octil éter, polioxietilen octilfenil éter, polioxietilen oleil éter, monolaurato de polioxietilen sorbitan, polioxietilen estearil éter, polioxietilen nonilfenil éter, dialquil fenoxi poli (etilen oxi) etanol, combinaciones de los mismos, y similares. En modalidades pueden ser utilizados los tensioactivos comercialmente disponibles de Rhone Poulenc como IGEPAL CA 210MR, IGEPAL CA 520MR, IGEPAL CA 720MR, IGEPAL CO 890MR, IGEPAL CO 720MR, IGEPAL CO 290MR, IGEPAL CA 210MR, A TAROX 890MR y A TAROX 897R.

La elección de los tensioactivos particulares o combinaciones de los mismos, así como las cantidades de cada una a ser usadas, están dentro del punto de vista de aquellos expertos en la técnica.

Iniciadores En modalidades, los iniciadores pueden ser agregados para la formación del polímero de látex. Los ejemplos de iniciadores adecuados incluyen iniciadores solubles en agua, como persulfato de amonio, persulfato de sodio y persulfato de potasio, y los iniciadores solubles orgánicos incluyen peróxidos orgánicos y compuestos azo incluyendo los peróxidos Vazo, como el VAZO 64MR, 2-metil-2-2 '-azobis propannitrilo, VAZO 88MR, deshidrato de 2-2' -azobis isobutiramida, y combinaciones de los mismos. Otros iniciadores solubles en agua que pueden ser utilizados incluyen compuestos de azoamidina, por ejemplo diclorhidrato de 2-2 ' -azobis (2-metil-N-fenilpropionamidina) , diclorhidrato de 2-2 ' -azobis [N- (4-clorofenil) -2-metilpropionamidina] , diclorhidrato de 2-2 ' -azobis [N- (4-hidroxifenil) -2-metilpropionamidina] , tetraclorhidrato de 2 -2 ' -azobis [N- (4 -amino-fenil) -2-metil)propionamidina] , diclorhidrato de 2-2' -azobis [2-metil-N- (fenilmetil) propionamidina] , diclorhidrato de 2-2 ' -azobis [2-metil-N-2-propenilpropionamidina] , diclorhidrato de 2-2 ' -azobis [N- (2-hidroxi-etil) -2-metilpropionamidina] , diclorhidrato de 2 -2 ' -azobis [2 ( 5-metil-2 - imidazolin-2 - il) -propano] , diclorhidrato de 2 -2 ' -azobis [2 - ( 2-imidazolin-2-il) propano], diclorhidrato de 2 -2 ' -azobis [2 - (4 , 5 , 6 , 7 -tetrahidro-1H-1, 3-diacepin-2-il)propano] , diclorhidrato de 2-2'-azobi s [2- (3,4,5,6, - 1etrahidropi rimidina - 2 - i 1 ) propano] , diclorhidrato de 2 -2 ' -azobis [2 - ( 5-hidroxi -3 , 4 , 5 , 6 -tetrahidro pirimidin-2-il) propano] , diclorhidrato de 2-2 ' -azobis [2- [1- (2-hidroxietil) -2-imidazolin-2-il] propano] , combinaciones de los mismos y similares.

Los iniciadores pueden ser agregados en cantidades adecuadas, como de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 8 por ciento en peso de los monómeros, y en modalidades de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 5 por ciento en peso de los monómeros.

Agentes de Transferencia de Cadena En modalidades, también 'pueden ser utilizados agentes de transferencia de cadena en la formación del polímero de látex. Los agentes de transferencia de cadena adecuados incluyen dodecan tiol, octan tiol, tetrabromuro de carbono, combinaciones de los mismos, y similares, en cantidades de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 por ciento, y en modalidades, de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 5 por ciento en peso de los monómeros, para controlar las propiedades de peso molecular del polímero de látex donde la polimerización en emulsión es conducida de acuerdo a la presente descripción .

Látex en Gel En modalidades, puede ser agregado un látex en gel a la resina de látex no reticulada suspendida en el tensoactivo. Como se usa aquí, un látex en gel puede referirse a, en modalidades, una resina o polímero reticulado, o mezclas de los mismos, o una resina no reticulada como se describió anteriormente, que ha sido sometida a reticulación.

El látex en gel puede incluir partículas de resina reticuladas submicrónicas que tienen un tamaño de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 200 nanometros en el diámetro promedio en volumen, en modalidades de aproximadamente 20 hasta 100 nanometros de diámetro promedio en volumen. El látex en gel puede ser suspendido en una fase acuosa de agua que contenga el tensoactivo, donde el tensoactivo puede estar en una cantidad de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 5 por ciento en peso de los sólidos totales, o de aproximadamente 0.7 hasta aproximadamente 2 por ciento en peso de los sólidos totales.

La resina reticulada puede ser un polímero reticulado como estireno - acrilatos, estireno - butadienos, y/o estireno - metacrilato reticulados. En particular, las resinas reticuladas ejemplares son poli (estireno-acrilato de alquilo) , poli (estireno-butadieno) , poli (estireno- isopreno) , poli (estireno-metacrilato de alquilo) , poli (estireno-acrilato de alquilo-ácido acrílico) , poli (estireno-butadieno-ácido acrílico) , poli (estireno- isopreno-ácido acrílico), poli (estireno-metacrilato de alquilo-ácido acrílico) , un (met ) acrilato de alquilo-acrilato de alquilo, poli (metacrilato de alquilo-acrilato de arilo) , poli (metacrilato de arilo-acrilato de alquilo), poli (metacrilato de alquilo-ácido acrílico) , poli (estireno-acrilato de alquilo-acrilonitrilo-ácido acrílico) , poli (acrilato de alquil-acrilonitrilo-ácido acrílico), reticulados, y mezclas de los mismos.

Un reticulador, como el divinil benceno y otros monómeros aromáticos de divinilo o acrilato o metacrilato de divinilo pueden ser usados en la resina reticulada. El reticulante puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 25 por ciento en peso de la resina reticulada, o de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso de la resina reticulada .

Las partículas de resina reticulada pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 14 por ciento en peso del pigmento orgánico.

En modalidades, la resina utilizada para formar el pigmento orgánico puede ser una mezcla de resina en gel y una resina no reticulada.

Monómeros Funcionales En modalidades, puede ser ventajoso incluir un monómero funcional cuando se forme un polímero de látex y las partículas que constituyen el polímero. Los monomeros funcionales adecuados incluyen monomeros que tienen funcionalidad de ácido carboxílico. Esos monomeros funcionales pueden ser de la siguiente fórmula (I) : donde Rl es hidrógeno o un grupo metilo; R2 y R3 son seleccionados independientemente de grupos alquilo que contienen de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 12 átomos de carbono o un grupo fenilo; n es de aproximadamente 0 hasta aproximadamente 20, en modalidades de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10. Los ejemplos de esos monomeros funcionales incluyen beta acrilato de carboxietilo (ß-CEA) ,. acrilato de poli (2-carboxietilo) , metacrilato de 2-carboxietilo, combinaciones de los mismos y similares. Otros monomeros funcionales que pueden ser utilizados incluyen, por ejemplo, ácido acrílico y sus derivados.

En modalidades, el monómero funcional que tiene funcionalidad de ácido carboxílico también puede contener una pequeña cantidad de iones metálicos, como sodio, potasio y/o calcio, para lograr mejores resultados de polimerización en emulsión. Los iones metálicos pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 10 por ciento en peso del monómero funcional que tiene funcionalidad de ácido carboxílico, en modalidades de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 5 por ciento en peso del monómero funcional que tiene funcionalidad de ácido carboxílico .

Donde estén presentes, los monómeros funcionales pueden ser agregados en cantidades de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 2 por ciento en peso de pigmento orgánico.

Los monómeros funcionales adicionales que pueden ser utilizados en los procesos de formulación de pigmento orgánico incluyen bases como hidróxidos de metal, incluyendo hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de amonio y opcionalmente combinaciones de los mismos. También útiles como un monómero funcional son los carbonatos incluyen el carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, carbonato de calcio, carbonato de potasio, carbonato de amonio, combinaciones de los mismos, y similares. En otras modalidades, un monómero funcional puede incluir una composición que contenga silicato de sodio disuelto en hidróxido de sodio.

Condiciones de Reacción En el proceso de polimerización en emulsión, los reactivos pueden ser agregados a un reactor adecuado, como un recipiente de mezclado. La cantidad apropiada de al menos dos monómeros, en modalidades de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 10 monómeros, tensioactivos , monómero funcional si lo hay, iniciador, si lo hay, agente de transferencia de cadena, si lo hay, colorante, si lo hay, y similares, pueden ser combinados en el reactor y puede permitirse que el proceso de polimerización en emulsión comience. Las condiciones de reacción seleccionadas para efectuar la polimerización en emulsión incluyen temperatura de, por ejemplo, de aproximadamente 45°C hasta aproximadamente 120°C, en modalidades de aproximadamente 60°C hasta aproximadamente 90 °C.

La polimerización puede ocurrir hasta que puedan formarse partículas de tamaño nanométrico, de aproximadamente 50 nm hasta aproximadamente 800 nm de diámetro promedio en volumen, en modalidades de aproximadamente 100 nm hasta aproximadamente 400 nm de diámetro promedio en volumen, de acuerdo a lo determinado, por ejemplo, por un analizador de partículas de tamaño nanométrico Brookhaven.

Agente para ajustar el pH En algunas modalidades puede ser agregado un agente para ajustar el pH para controlar la velocidad del proceso de agregación en emulsión. El agente para ajustar el pH utilizado en el proceso de la presente descripción puede ser cualquier ácido o base que no afecte de manera adversa el producto que esté siendo producido. Las bases adecuadas pueden incluir hidróxidos de metal, como el hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de amonio, y opcionalmente combinaciones de los mismos. Los ácidos adecuados incluyen ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido cítrico, ácido acético y opcionalmente combinaciones de los mismos .

Ceras También pueden ser agregadas dispersiones de cera durante la formación de una partícula de pigmento orgánico en un proceso de agregación en emulsión. Las ceras adecuadas incluyen, por ejemplo, partículas de cera submicrónicas en el intervalo de tamaño de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 1000 nanómetros, en modalidades de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 500 nanómetros de diámetro promedio en volumen, suspendidas en una fase acuosa de agua y un tensoactivo iónico, tensioactivos no iónicos o combinaciones de los mismos. Los tensioactivos adecuados incluyen aquéllos descritos anteriormente. Los tensioactivos iónicos o tensioactivos no iónicos pueden estar presentes en una cantidad de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso, y en modalidades de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso de la cera.

La dispersión de cera de acuerdo con modalidades de la presente descripción puede incluir, por ejemplo, una cera vegetal natural, cera animal natural, cera mineral, y/o cera sintética. Los ejemplos de ceras vegetales naturales incluyen, por ejemplo, cera de carnauba, cera de candelilla, cera de Japón, y cera de arrayán. Los ejemplos de ceras animales naturalés incluyen, por ejemplo, cera de abejas, cera púnica, lanolina, cera de laca, cera de goma laca, y cera de esperma. Las ceras minerales incluyen, por ejemplo, cera de parafina, cera microcristalina, cera de montana, cera de ozoquerita, cera de ceresina, cera de petrolato, y cera de petróleo. Las ceras sintéticas de la presente descripción incluyen por ejemplo, cera de Fischer-Tropsch, cera de acrilato, cera de amida de ácido graso, cera de silicón, cera de politetrafluoroetileno, cera de polietileno, cera de polipropileno, y combinaciones de las mismas.

En modalidades, una cera adecuada puede incluir una cera de parafina. Las ceras de parafina adecuadas incluyen, por ejemplo, ceras de parafina que poseen estructuras cristalinas modificadas, las cuales pueden ser referidas aquí, en modalidades, como cera de parafina modificada. De este modo, comparadas con las ceras de parafina convencionales, las cuales pueden tener una distribución simétrica de carbonos lineales y carbonos ramificados, las ceras de parafina modificadas de la presente descripción pueden poseer carbonos ramificados en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la cera, en modalidades de aproximadamente 8% hasta aproximadamente 16% de la cera, con carbonos lineales presentes en una cantidad de aproximadamente 80% hasta aproximadamente 99% de la cera, en modalidades de aproximadamente 84% hasta aproximadamente 92% de la cera.

Además, los isómeros, es decir los carbonos ramificados, presentes en esas ceras de parafina modificadas pueden tener un peso molecular promedio numérico (Mn) , de aproximadamente 520 hasta aproximadamente 600, en modalidades de aproximadamente 550 hasta aproximadamente 570, en modalidades de aproximadamente 560. Los carbonos lineales, algunas veces referidos aquí, en modalidades, como normales, presentes en esas ceras pueden tener un Mn de aproximadamente 505 hasta aproximadamente 530, en modalidades de aproximadamente 512 hasta aproximadamente 525, en modalidades de aproximadamente 518. El peso molecular promedio en peso (Mw) de los carbonos ramificados en las ceras de parafina modificadas puede ser de aproximadamente 530 hasta aproximadamente 580, en modalidades de aproximadamente 555 hasta aproximadamente 575, y el Mw de los carbonos lineales en las ceras de parafina modificadas puede ser de aproximadamente 480 hasta aproximadamente 550, en modalidades de aproximadamente 515 hasta aproximadamente 535.

Para los carbonos ramificados, el peso molecular promedio en peso (Mw) de las ceras de parafina modificadas puede demostrar un número de átomos de carbono de aproximadamente 31 hasta aproximadamente 59 átomos de carbono, en modalidades de aproximadamente 34 hasta aproximadamente 50 átomos de carbono, con un pico en aproximadamente 41 átomos de carbono para los carbonos lineales, el Mw puede demostrar un número de átomos de carbono de aproximadamente 24 hasta aproximadamente 54 átomos de carbono, en modalidades de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 50 átomos de carbono, con un pico en aproximadamente 36 átomos de carbono.

La cera de parafina modificada puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 2% en peso hasta aproximadamente 20% en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 4% en peso hasta aproximadamente 15% en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 5% en peso hasta aproximadamente 13% en peso del pigmento orgánico.

Un beneficio de la presente descripción incluye la uniformidad obtenida con partículas formadas con esas ceras, y que las ceras no migran hacia la superficie de la partícula .

Colorantes Puede ser agregada una dispersión de colorante a las partículas de látex y cera. La dispersión de colorante puede incluir, por ejemplo, partículas colorantes submicrónicas que tengan un tamaño de, por ejemplo, de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 500 nanómetros de diámetro promedio en volumen, y en modalidades, de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 400 nanómetros de diámetro promedio en volumen. Las partículas de colorante pueden ser suspendidas en una fase acuosa que contenga, un tensoactivo aniónico, un tensoactivo no iónico, o combinaciones de los mismos. En modalidades, el tensoactivo puede ser iónico y puede estar de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25% en peso, y en modalidades de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 15% en peso, del colorante .

Los colorantes útiles para formar pigmentos orgánicos de acuerdo con la presente descripción incluyen pigmentos, tintes, mezclas de pigmentos y tintes, mezclas de pigmentos, mezclas de tintes, y similares. Los colorantes pueden ser, por ejemplo, negro de humo, cian, amarillo, magenta, rojo, anaranjado, marrón, verde, azul, violeta o combinaciones de los mismos. En modalidades puede ser utilizado un pigmento. Como se usa aquí, un pigmento incluye un material que cambia el color de la luz que refleja como resultado de la absorción selectiva de color. En modalidad, en contraste con un tinte el cual puede ser aplicado generalmente en una solución acuosa, un pigmento generalmente es insoluble. Por ejemplo, aunque un tinte puede ser soluble en el vehículo portador (el aglutinante) , un pigmento puede ser insoluble en el vehículo portador.

En modalidades donde el colorante es un pigmento, el pigmento puede ser, por ejemplo, negro de humo, ftalocianinas , quinacridonas , colorantes rojos, verdes, anaranjados, marrón, violeta, amarillos incluyendo los del tipo de la RHODAMINE BMR, y similares.

El colorante puede estar presente en el pigmento orgánico de la descripción en una cantidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades en una cantidad de aproximadamente 12 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso del pigmento orgánico .

Los colorantes ejemplares incluyen negro de humo como las magnetitas REGAL 330®; magnetitas de Mobay incluyendo MO8029R, MO8060MR, magnetitas de Columbian; MAPICO BLACKSMR, y magnetitas tratadas superficialmente; magnetitas de Pfizer incluyendo CB4799MR, CB5300MR, CB5600MR, MCX6369MR, magnetitas de Bayer incluyendo, BAYFERROX 8600MR, 8610MR, magnetitas de Northern Pigments incluyendo NP 604MR, NP 608MR, magnetitas de Magnox incluyendo TMB 100MR, o TMB 104MR, HELIOGEN BLUE L6900MR, D6840MR, D7080MR, D7020MR, PYLAM OIL BLUEMR, PYLAM OIL YELLO MR, PIGMENT BLUE 1MR, disponibles de Paul Uhlich and Company, Inc.; PIGMENT VIOLET 1MR, PIGMENT RED 48MR, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026MR, E.D. TOLUIDINE REDMR, y BON RED C , disponibles de Dominion Color Corporation Ltd. , Toronto, Ontario; NOVAPERM YELLO FGLMR, HOSTAPERM PINK Em disponible de Hoechst; y CINQUASIA MAGENTAMR disponible de E.I. DuPont de Nemours and Company. Otros colorantes incluyen tinte de quinacridona y antraquinona sustituido con 2,9-dimetilo identificado en el Indice de Color como CI60710, Rojo Disperso 15 CI, tinte diazo identificado en el Indice de Color como CI 26050, Rojo Solvente 19 CI , tetra (octadecil sulfonamido) ftalocianina de cobre, pigmento de ftalocianina de x-cobre listado en el Indice de Color como CI 74160, Azul Pigmento CI , Azul de Antratreno identificado en el Indice de Color como CI 69810, Azul Especial X2137, amarillo de diarilida 3 , 3 -diclorobenciden-acetoacetanilidas , pigmento monoazo identificado en el Indice de Color como CI 12700, Amarillo Solvente 16 CI , una nitrofenil -amina- sulfonamida identificada en el Indice de Color como Amarillo Foron SE/GLN, Amarillo Disperso CI 33, 2 , 5-dimetoxi-4-sulfonanilida fenilazo-4 ' -cloro-2 , 5-dimetoxi acetoacetanilida, Amarillo 180 y Amarillo Permanente FGL. Los tintes solubles orgánicos que tienen una alta pureza para el propósito de la gama de color que pueden ser utilizados incluyen el Amarillo de Neopen 075, Amarillo de Neopen 159, Anaranjado de Neopen 252, Rojo de Neopen 336, Rojo de Neopen 335, Rojo de Neopen 366, Azul de Neopen 808, Negro de Neopen X53, Negro de Neopen X55, donde los tintes son seleccionados en varias cantidades adecuadas, por ejemplo, de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso, en modalidades de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 18% en peso de pigmento orgánico.

En modalidades, los ejemplos de colorantes incluyen Azul Pigmento 15:3 (algunas veces referido aquí, en modalidades, como pigmento cían PB 15:3) que tiene un número de constitución del Indice de Color de 74160, Rojo Pigmento Magenta 81:3 que tiene un Número de Constitución del Indice de Color de 45160:3, Amarillo 17 que tiene un Número de Constitución del Indice de Color de 21105, y tintes conocidos como tintes para alimentos, tintes amarillos, azules, verdes, rojos, magenta y similares.

En otras modalidades, puede ser utilizado un pigmento magenta, Rojo Pigmento 122 (2,9-dimetilquinacridona) , Rojo Pigmento 185, Rojo Pigmento 192, Rojo Pigmento 202, Rojo Pigmento 206, Rojo Pigmento 235, Rojo Pigmento 269, combinaciones de los mismos, y similares como colorante. El Rojo Pigmento 122 (algunas veces referido aquí como PR-122) ha sido ampliamente usado en la pigmentación de pigmentos orgánicos, plásticos, tintas, y recubrimientos, debido a su tono magenta único.

Revestimiento En modalidades, aunque no se requiere, puede ser formado un revestimiento sobre las partículas agregadas. Cualquier látex utilizado anotado anteriormente para formar el núcleo de látex puede ser utilizado para formar látex del revestimiento. En modalidades, puede ser utilizado un copolímero de estireno-acrilato de n-butilo para formar el látex del revestimiento. En modalidades, el látex utilizado para formar el revestimiento puede tener una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 35 °C hasta aproximadamente 75°C, en modalidades de aproximadamente 40°C hasta aproximadamente 70 °C.

Donde esté presente, un revestimiento de látex puede ser aplicado por cualquier método dentro del punto de vista de aquellos expertos en la técnica, incluyendo inmersión, rocío y similares. El látex del revestimiento puede ser aplicado hasta que se alcance el tamaño final deseado de las partículas de pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 3 micrómetros hasta aproximadamente 12 micrómetros, en otras modalidades de aproximadamente 4 micrómetros hasta aproximadamente 9 micrómetros. En otras modalidades, las partículas de pigmento orgánico pueden ser preparadas por copolimerización en emulsión semicontinua sembrada in situ del látex con adición del látex de revestimiento una vez que se han formado partículas agregadas.

Donde esté presente, el- látex de revestimiento puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40% en peso de la partícula de pigmento orgánico seca, en modalidades de aproximadamente 26 hasta aproximadamente 36 por ciento en peso de la partícula de pigmento orgánico seca, en modalidades de aproximadamente 27 hasta aproximadamente 34 por ciento en peso de la partícula de pigmento orgánico seca.

Agentes Agregantes En modalidades, puede ser agregado un agente agregante durante o antes de la agregación del látex y la dispersión de colorante acuosa.

Los ejemplos de agentes agregantes adecuados incluyen haluros de polialuminio como el cloruro de polialuminio (PAC) , o el bromuro, fluoruro o yoduro correspondiente, silicatos de polialuminio como el sulfosilicato de polialuminio (PASS) , y sales de metal solubles en agua incluyendo el cloruro de aluminio, nitruro de aluminio, sulfato de aluminio, sulfato de potasio y aluminio, acetato de calcio, cloruro de calcio, nitrito de calcio, oxilato de calcio, sulfato de calcio, acetato de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio, acetato de zinc, nitrato de zinc, sulfato de zinc, combinaciones de los mismos y similares. En modalidades, los agentes agregantes adecuados incluyen una sal de polimetal como, por ejemplo, cloruro de polialuminio (PAC) , bromuro de polialuminio o sulfosilicato de polialuminio. La sal de polimetal puede estar en una solución de ácido nítrico, u otras soluciones de ácido diluidas como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido cítrico o ácido acético.

En modalidades, un agente agregante adecuado incluye PAC, el cual se encuentra comercialmente disponible y puede ser preparado por la hidrólisis controlada de cloruro de aluminio con hidróxido de sodio.

Las cantidades adecuadas de agente agregante pueden ser de aproximadamente 0.1 partes por cien (pph) hasta aproximadamente 0.25 pph, en modalidades de aproximadamente 0.12 pph hasta aproximadamente 0.20 pph.

La mezcla de látex resultante, opcionalmente en una dispersión, dispersión de colorante opcional, cera, y agente agregante, puede entonces ser agitada y calentada a una temperatura cercana a la Tv del látex, en modalidades de aproximadamente 30°C hasta aproximadamente 70°C, en modalidades de aproximadamente 40°C hasta aproximadamente 65°C, dando como resultado agregados de pigmento orgánico de aproximadamente 3 micrómetros hasta aproximadamente 15 micrómetros de diámetro promedio en volumen, en modalidades de aproximadamente 5 micrómetros hasta aproximadamente 9 micrómetros de diámetro promedio en volumen.

Una vez alcanzado el tamaño final deseado de las partículas de pigmento orgánico, el pH de la mezcla puede ser ajustado con una base a un valor de aproximadamente 3.5 hasta aproximadamente 7, en modalidades de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 6.5. La base puede incluir cualquier base adecuada como, por ejemplo, hidróxidos de metal alcalino como, por ejemplo, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de amonio. El hidróxido de metal alcalino puede ser agregado en cantidades de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 30 por ciento en peso de la mezcla, en modalidades de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso de la mezcla.

La mezcla de látex, colorante opcional y cera puede hacerse coalescer posteriormente. La coalescencia puede incluir agitar y calentar a una temperatura de aproximadamente 80°C hasta aproximadamente 99°C, en modalidades de aproximadamente 85°C hasta aproximadamente 98°C, dando como resultado una forma de pigmento orgánico, algunas veces referida aquí, en modalidades, como circularidad, de aproximadamente 0.900 hasta aproximadamente 0.999, y en modalidades de aproximadamente 0.950 hasta aproximadamente 0.998, en modalidades de aproximadamente 0.970 hasta aproximadamente 0.995.

La coalescencia puede ser acelerada ajustando el pH de la mezcla a menos de 6 con, por ejemplo, un ácido para hacer coalescer los agregados de pigmento orgánico.

Una vez alcanzada la forma deseada de las partículas de pigmento orgánico, el pH de la mezcla puede ser ajustado con una base hasta un valor de menos de 9.

La mezcla puede entonces ser enfriada en un paso de enfriamiento o congelamiento a menos de la Tv de la partícula .

La suspensión de pigmento orgánico puede entonces ser lavada para remover tensioactivos .

Las partículas son entonces secadas de modo que tengan un nivel de humedad inferior al 1%.

Las partículas de la presente descripción pueden tener un área superficial deseable para usarse como un pigmento orgánico. El área superficial puede ser determinada en modalidades, por el método de Brunauer, Emmett y Teller (BET) . El área superficial de BET de una esfera puede ser calculada por la siguiente ecuación: Area Superficial (m2/g) = 6/ (Diámetro de Partícula (um) * Densidad (g/cc) ) .

Las partículas de pigmento orgánico pueden tener un área superficial de aproximadamente 0.5 m2/g hasta aproximadamente 1.4 m2/g, en modalidades de aproximadamente 0.6 m2/g hasta aproximadaménte 1.2 m2/g, en modalidades de aproximadamente 0.7 m2/g hasta aproximadamente 1.0 m2/g.

En modalidades, los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden tener una carga triboeléctrica de aproximadamente -10 µ?/g hasta aproximadamente -60 pC/g, en modalidades de aproximadamente -20 µ?/g hasta aproximadamente -50 yC/g. Los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden poseer también una relación de carga por masa de pigmento orgánico original (Q/M) de aproximadamente -3 C/g hasta aproximadamente -35 C/g, y una carga de pigmento orgánico final después de mezclar el aditivo de superficie de de -10 µ?/g hasta aproximadamente -45 µ?/g.

Aditivos Los aditivos opcionales adicionales que pueden ser combinados con un pigmento orgánico incluyen cualquier aditivo para mejorar las propiedades de las composiciones de pigmento orgánico. Por ejemplo, el pigmento orgánico puede incluir agentes de control de carga positiva o negativa, por ejemplo en una cantidad de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 3 por ciento en peso del pigmento orgánico. Los ejemplos de agentes de control de carga adecuados incluyen compuestos de amonio cuaternario inclusive de haluros de alquil piridinio; bisulfatos, compuestos de alquil piridinio, incluyendo aquéllos descritos en la Patente Estadounidense No. 4,298,672, la descripción de la cual se incorpora por lo tanto como referencia en su totalidad; composiciones de sulfato y sulfonato orgánicas, incluyendo aquéllas descritas en la Patente Estadounidense No. 4,338,390, la descripción de la cual se incorpora por lo tanto como referencia en su totalidad; tetrafluoroboratos de cetil piridinio; metil sulfato de diestearil dimetil amonio; sales de aluminio como BONTRON E84MR, o E88MR (Hodogaya Chemical) ; combinaciones de los mismos y similares.

Otros aditivos que pueden ser combinados con la composición de pigmento orgánico de la presente descripción incluyen aditivos de superficie, mejoradores del color, etc. Los aditivos de superficie que pueden ser agregados a las composiciones de pigmento orgánico después de lavar o secar, incluyen, por ejemplo, sales de metal, sales de metal de ácidos grasos, silicatos coloidales, óxidos de metal, titanatos de estroncio, combinaciones de los mismos, y similares, aditivos los cuales están cada uno usualmente presentes en una cantidad de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 7 por ciento en peso del pigmento orgánico. Los ejemplos de esos aditivos incluyen, por ejemplo, aquéllos descritos en las Patentes Estadounidenses Nos. 3,590,000, 3,720,617, 3,655,374, y 3,983,045, las descripciones de cada una de las cuales se incorpora por lo tanto aquí como referencia en su totalidad. Otros aditivos incluyen estearato de zinc y AEROSIL R9728 disponible de Degussa. Los silicatos recubiertos de la Patente Estadounidense No. 6,190,815 y la Patente Estadounidense No.6, 004,714 la descripción de cada una de las cuales se incorpora por lo tanto como referencia en su totalidad, y también pueden ser seleccionados en cantidades, por ejemplo, de aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 5 por ciento en peso del pigmento orgánico, en modalidades de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2 por ciento en peso del pigmento orgánico. Esos aditivos pueden ser agregados durante la agregación o mezclados en el producto del pigmento orgánico formado.

Las partículas del pigmento orgánico producidas utilizando un látex de la presente descripción pueden tener un tamaño de aproximadamente 1 micrómetro hasta aproximadamente 20 micrómetros, en modalidades de aproximadamente 2 micrómetros hasta aproximadamente 15 micrómetros, en modalidades de aproximadamente 6.5 micrómetros hasta aproximadamente 8 micrómetros . Las partículas de pigmento orgánico de la presente descripción pueden tener una circularidad de aproximadamente de 0.900 hasta aproximadamente 0.999, en modalidades de aproximadamente de 0.950 hasta aproximadamente 0.998, en algunas modalidades de aproximadamente de 0.970 hasta aproximadamente 0.995.

Siguiendo los métodos de la presente descripción, pueden ser obtenidas partículas de pigmento orgánico que tengan varias ventajas en comparación con los pigmentos orgánicos convencionales: (1) incremento en la robustez de la carga triboeléctrica de las partículas debido, en parte, a la cera reducida en la superficie de las partículas, lo cual reduce defectos de pigmento orgánico y mejora el desempeño en la máquina, incluyendo un flujo mejorado y baja cohesión; (2) fácil de implementar, sin cambios mayores a los procesos de agregación/coalescencia existentes; y (3) incremento en la productividad y reducción en los costos de fabricación unitarios (UMC) reduciendo el tiempo de producción y la necesidad del manufacturado (mejoran el rendimiento de calidad debido, al menos en parte, a la naturaleza reproducible del proceso) .

Los pigmentos orgánicos de la presente descripción tienen propiedades excelentes, incluyendo transferencia en caliente, relación de fusión, y densidad. Por ejemplo, los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden poseer temperaturas de transferencia en caliente, es decir, temperaturas a las cuales las imágenes producidas con el pigmento orgánico pueden fijarse a un sustrato, de aproximadamente 135°C hasta aproximadamente 220°C, en modalidades de aproximadamente 155°C hasta aproximadamente 200°C. La relación de fusión de una imagen puede ser evaluada de la siguiente manera. Primero, se mide una densidad de estado A (0D1) correspondiente a cada color de una imagen, y entonces se adhiere una cinta adhesiva a la imagen. Posteriormente, la cinta adhesiva es desprendida, y entonces se mide una densidad de estado A (0D2) correspondiente a cada color de una imagen. La densidad óptica es medida con un espectrómetro (por ejemplo, un Espectrodensímetro 938, fabricado por X-Rite) . Entonces, las densidades ópticas así determinadas son usadas para calcular la relación de fusión de acuerdo con la siguiente Ecuación.

Relación de fusión (%)= ?? x 100 0D1 Los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden de este modo exhibir una relación de fusión de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 1, en modalidades de aproximadamente 0.6 hasta aproximadamente 0.9.

Mediante la optimización de tamaño de partícula de las partículas, en algunos casos de aproximadamente 6.5 micrómetros hasta aproximadamente 7.7 micrómetros, los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden ser especialmente adecuados para sistemas de limpieza sin cuchilla, es decir, sistemas de revelado de un solo componente (SCD) . Con una esfericidad apropiada, los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden ayudar a un desempeño de máquina optimizado.

Utilizando la cera N-539, la cera en la superficie es muy baja o no existente, los glóbulos de cera se forman debajo de la superficie de la partícula permitiendo una superficie muy lisa y una partícula muy redonda. Esto permite buenas características de flujo y valores de torsión del cartucho bajos.

Usos Los pigmentos orgánicos de acuerdo con la presente descripción pueden ser usados en una variedad de dispositivos de formación de imágenes incluyendo impresoras, máquinas copiadoras, y similares. Los pigmentos orgánicos generados de acuerdo con la presente descripción son excelentes para procesos de formación de imágenes, especialmente procesos xerográficos , y son capaces de proporcionar imágenes coloreadas de alta calidad con excelente resolución de imagen, relación de señal a ruido aceptable, y uniformidad de imagen. Además, los pigmentos orgánicos de la presente descripción pueden ser seleccionados para procesos de formación de imágenes e impresión electrofotográficos como sistemas y procesos de formación de imágenes digitales.

Las composiciones reveladoras pueden ser preparadas mezclando los pigmentos orgánicos obtenidos con los procesos descritos aquí con partículas de soporte o portadoras conocidas, incluyendo soportes recubiertos, como acero, ferritas y similares. Esos soportes o portadores incluyen aquéllos descritos en las Patentes Estadounidenses Nos. 4,937,166 y 4,935,326 las descripciones de cada una de las cuales se incorporan aquí como referencia. Los soportes o portadores pueden estar presentes de aproximadamente 2 por ciento en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 8 por ciento en peso del pigmento orgánico, de aproximadamente 4 por ciento en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 6 por ciento en peso del pigmento orgánico. Las partículas de soporte o portadoras también pueden incluir un núcleo con un recubrimiento polimérico sobre el, como metacrilato de polimetilo (PMMA) , que tengan dispersas en ellas un componente conductor como negro de humo conductor. Los recubrimientos de soporte incluyen resinas de silicio como metil silsesquioxanos , fluoropolímeros como fluoruro polivinilideno, mezclas de resinas no cercanas en la serie triboeléctrica como fluoruro de polivinilideno y acrílieos, resinas termoendurecibles , como acrílieos, combinaciones de los mismos y otros componentes conocidos.

El revelado puede ocurrir vía revelado de área de descarga. En el revelado de área de descarga, el fotorreceptor es cargado y entonces las áreas a ser reveladas son descargadas. Los campos de revelado y cargas del pigmento orgánico son tales que el pigmento orgánico es repelido por las áreas de carga sobre el fotorreceptor y atraído hacia las áreas descargadas.

El revelado puede ser efectuado por el proceso de revelado de cepillo magnético descrito en la Patente Estadounidense No. 2,874,063, la descripción de la cual se incorpora por lo tanto como referencia en su totalidad. Este método implica el transporte de un material revelador que contiene el pigmento orgánico de la presente descripción y partículas de soporte magnéticas por medio de un imán. El campo magnético de un imán produce la alineación de los soportes magnéticos en una configuración similar a un cepillo, y este "cepillo magnético" es puesto en contacto con la superficie que contiene la imagen electrostática del fotorreceptor . Las partículas del pigmento orgánico son atraídas del cepillo hacia la imagen electrostática por atracción electrostática a las áreas descargadas del fotorreceptor, y resulta el revelado de una imagen. En modalidades, el proceso del cepillo magnético conductor es usado donde el revelador incluye partículas de soporte conductoras y es capaz de conducir una corriente eléctrica entre el imán desviado a través de las partículas de soporte hacia el fotorreceptor .

Formación de imágenes También se contemplaron métodos de formación de imágenes con los pigmentos orgánicos descritos aquí. Esos métodos incluyen, por ejemplo, algunas de las patentes mencionadas anteriormente y las Patentes Estadounidenses Nos. 4,265,990, 4,584,253 y 4,563,408 las descripciones de cada una de las cuales se incorporan por lo tanto aquí como referencia. El proceso de formación de imágenes incluye la generación de una imagen en un aparato de reconocimiento de caracteres de imágenes magnéticas de impresión electrónica y posteriormente revelar la imagen con una composición de pigmento orgánico de la presente descripción. La formación y revelado de imágenes sobre la superficie de los •materiales fotoconductores por medios electrostáticos es bien conocida. El proceso xerográfico básico implica colocar una carga electrostática uniforme sobre una capa aislante fotoconductora, exponer la capa a la imagen de luz y sombra para visitar la carga sobre las áreas de la capa expuestas a la luz, y revelar la imagen electrostática latente resultante depositando la imagen sobare materiales electroscópicos finamente dividido, por ejemplo, el pigmento orgánico. El pigmento orgánico normalmente será atraído hacia aquellas áreas de la capa, las cuales retienen una carga, formando por lo tanto una imagen de pigmento orgánico correspondiente a la imagen electrostática latente. Esta imagen de polvo puede entonces ser transferida a una superficie de soporte como papel. La imagen transferida puede ser posteriormente fijada permanentemente a la superficie de soporte por calor. En lugar de la formación de la imagen latente cargando uniformemente la capa fotoconductora y exponer entonces la capa a la imagen de luz y sombra, puede formarse la imagen latente cargando directamente la capa en la configuración de la imagen.

Posteriormente, la imagen de polvo puede ser fijada a la capa fotoconductora eliminado la transferencia de la imagen de polvo. Otros medios de fijación adecuados como el tratamiento con solvente o recubrimiento pueden ser sustituidos por el paso de fijación con calor anterior.

Los siguientes ejemplos se presentan para ilustrar modalidades de la presente descripción. Esos Ejemplos pretenden ser ilustrativos únicamente y no pretenden limitar el alcance de la presente descripción. También las partes y porcentajes están en peso a menos que se indique otra cosa.

EJEMPLOS EJEMPLO 1 Se prepararon pigmentos orgánicos usando un mezclador de Henschel de 10 litros. La cantidad de gel y cera fue optimizada para evitar problemas en la relación de transferencia en caliente y fusión. Las formulaciones generales se resumen a continuación en la Tabla 1. Se agregó agua de modo que el reactor tuviera un contenido de sólidos de aproximadamente 14%. Las propiedades blanco u objetivo, del pigmento orgánico se resumen más adelante en la Tabla 2.

Tabla 1 Materia prima Partes Látex del núcleo 11.8 (estireno/acrilato de butilo) Látex del revestimiento 8.79 (estireno/acrilato de butilo) Látex en gel (estireno/acrilato de 3.52 butilo reticulado) Regal 330 (pigmento de negro de 2.77 humo) Azul Pigmento 15:3 (pigmento cian) 0.71 Dispersión de cera de parafina 4.51 Cloruro de polialuminio (PAC) 0.187 HN03 0.02M 1.683 H20 desionizada del reactor 25.7 H20 desionizada de enjuague 4.0 Tabla 2 Blancos Se encontró que la formulación optimizada era de aproximadamente 8% de gel, aproximadamente 10-12% de cera, 3-4% de negro de humo, 1% de pigmento cian, usando una resina de látex que tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 231 nm , a aproximadamente 14% de sólidos y aproximadamente 32% en el revestimiento. La formulación óptima se resume más adelante en la Tabla 3.

Tabla 3 % de partícula seca de pigmento orgánico Se encontró que esta formulación ayuda a producir partículas de pigmento orgánico más robustas con respecto a la transferencia en caliente (debido a la inclusión de cera) y de bloqueo (debido al menor contenido de gel) .

Las imágenes de SEM de las partículas del polímero de látex se exponen en las Figuras 1A-1D, y las imágenes de SEM de la formulación de pigmento orgánico óptima de la Tabla 3 se exponen en las Figuras 2A-2D. Las imágenes muestran la alta circularidad del pigmento orgánico con la superficie completamente libre de cera. El pigmento orgánico exhibió un excelente desempeño de transferencia en caliente a aproximadamente 205°C y aproximadamente 215°C.

La relación de fusión de este pigmento orgánico en la zona B. de un dispositivo electrofotográfico fue comparada con un pigmento orgánico comercialmente disponible. La relación de fusión y pigmento orgánico de la presente descripción fue mejorada, más notable a 80% siendo 165°C en comparación con el pigmento orgánico comercialmente disponible que es de más de 180 °C. La relación de fusión disminuida por el pigmento orgánico de la presente descripción promovió una mejor calidad de imagen y adherencia al sustrato.

Se condujeron experimentos de partícula que examinan el contenido de gel y cera para mejorar el desempeño de la transferencia en caliente. Se encontró que la formulación de pigmento orgánico designada como 0127 (la cual es la formulación resumida en la Tabla 3 anterior) , junto con las formulaciones 0151 y 0165 mostraron el mejor desempeño a un contenido de gel bajo y un contenido de cera alto. Esos pigmentos orgánicos también mostraron buena estabilidad al almacenamiento a 50°C.

El índice de flujo en estado fundido (MFI) de las partículas fue de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 15 gm/10 minutos, a aproximadamente 130°C/10 kg de peso, de acuerdo a lo determinado por el probador de flujo capilar Shimatzu CFT500D. Se utilizó calorimetría de barrido diferencial (DSC) para determinar la temperatura de transición vitrea de las partículas, la cual se encontró de aproximadamente 45°C hasta aproximadamente 56°C (recipiente abierto) .

Se condujeron experimentos de partícula que examinan el contenido de pigmento para mejorar la carga de la partícula de pigmento orgánico. Se encontró que las formulaciones de pigmento orgánico con una relación de pigmento cian/negro de humo mayor mostraron mayor carga. En modalidades de aproximadamente 1:20 hasta aproximadamente 1:1.5 en modalidades de aproximadamente 1:10 hasta aproximadamente 1:3.

Se apreciará que varias de las características y funciones o alternativas de las mismas descritas anteriormente y otras, pueden ser combinadas de manera deseable en muchos otros sistemas o aplicaciones diferentes. También que varias alternativas, modificaciones, variaciones o mejoras actualmente no contempladas o no anticipadas aquí pueden ser producidas posteriormente por aquellos expertos en la técnica, las cuales también pretenden ser abarcadas por las siguientes reivindicaciones. A menos que se exponga específicamente en una reivindicación, los pasos o componentes de reivindicaciones no estarán implicadas o serán importadas de la especificación o cualesquier otras reivindicaciones en cualquier orden, posición, número, tamaño y forma, ángulo, color o material particular.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un pigmento orgánico caracterizado porque comprende un núcleo y un revestimiento, donde el núcleo comprende una resina que incluye un primer polímero no reticulado en combinación con un polímero reticulado, al menos una cera de parafina modificada que posee carbonos ramificados en combinación con carbonos lineales, y un colorante opcional, donde el revestimiento comprende un segundo polímero no reticulado presente en una cantidad de aproximadamente 20 por ciento en peso de pigmento orgánico hasta aproximadamente 40 por ciento en peso del pigmento orgánico, y donde los carbonos ramificados de al menos una cera de parafina modificada están presentes en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la cera y tienen un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 520 hasta aproximadamente 600, y los carbonos lineales están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% hasta aproximadamente 99% de la cera y tienen un peso molecular numérico promedio de aproximadamente 505 hasta aproximadamente 530.

2. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer polímero no reticulado, el segundo polímero no reticulado, o ambos, comprende al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste de estírenos, acrilatos, metacrilatos , butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílieos , acrilonitrilos , y combinaciones de los mismos.

3. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer polímero no reticulado, el segundo polímero no reticulado, o ambos, son seleccionados del grupo que consiste de poli (estireno-butadieno) , poli (metacrilato de metilo-butadieno) , poli (metacrilato de etilo-butadieno) , poli (metacrilato de propilo-butadieno) , poli (metacrilato de butilo-butadieno) , poli (acrilato de metilo-butadieno) , poli (acrilato de etilo-butadieno) , poli (acrilato de propilo-butadieno), poli (acrilato de butilo-butadieno), poli (estireno- isopreno) , poli (metilestireno- isopreno) , poli (metacrilato de metilo-isopreno) , poli (metacrilato de etilo-isopreno) , poli (metacrilato de propilo- isopreno) , poli (metacrilato de butilo- isopreno) , poli (acrilato de metilo- isopreno) , poli (acrilato de etilo-isopreno), poli (acrilato de propilo-isopreno) , poli (acrilato de butilo- isopreno) , poli (acrilato de butilo-estireno) , poli (estireno-butadieno) , poli (estireno-isopreno), poli (estireno-metacrilato de butilo), poli (estireno-acrilato de butilo-ácido acrílico) , poli (estireno-butadieno-ácido acrílico) , poli (estireno-isopreno-ácido acrílico), poli (estireno-metacrilato de butilo-ácido acrílico), poli (metacrilato de butilo-acrilato de butilo) , poli (metacrilato de butilo-ácido acrílico) , poli (estireno-acrilato de butilo-acrilonitrilo-ácido acrílico), poli (acrilonitrilo-acrilato de butilo-ácido acrílico) y combinaciones de los mismos.

4. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero reticulado comprende al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste de estireno, acrilatos, metacrilatos , butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos , acrilonitrilos y combinaciones de los mismos, estando el polímero reticulado presente en el pigmento orgánico en una cantidad de aproximadamente 6% en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 14% en peso del pigmento orgánico.

5. El pigmento orgánico de conformidad con la. reivindicación 1, caracterizado porque el colorante opcional comprende tintes, pigmentos, combinaciones de tintes, combinaciones de pigmentos, y combinaciones de tintes y pigmentos, donde el pigmento orgánico comprende además al menos un monómero funcional seleccionado del grupo que consiste de ácido acrílico, acrilato de beta-carboxietilo, acrilato de poli (2 -carboxietilo) , metacrilato de 2- carboxietilo y combinaciones de los mismos.

6. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los carbonos ramificados y la cera de parafina modificada tienen un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 530 hasta aproximadamente 580, los carbonos lineales en la cera de parafina modificada tiene un peso molecular, promedio en peso de aproximadamente 480 hasta aproximadamente 550, y donde al menos una cera de parafina modificada está presente en una cantidad de aproximadamente 2% en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 20% en peso del pigmento orgánico.

7. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los carbonos ramificados de la cera de parafina ramificada tienen un número de átomos de carbono de aproximadamente 31 hasta aproximadamente 59, y los carbonos lineales de la cera de parafina modificada tienen un número de átomos de carbono de aproximadamente 24 hasta aproximadamente 54.

8. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, y caracterizado porque la partícula de pigmento orgánico posee una temperatura de transferencia en caliente de aproximadamente 135°C hasta aproximadamente 220 °C, un tamaño de aproximadamente 5 micrómetros hasta aproximadamente 9 micrómetros, una circularidad de aproximadamente 0.900 hasta aproximadamente 0.999, y un área superficial de aproximadamente 0.5 m2/g hasta aproximadamente 1.4 m2/g-

9. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un pigmento cian en combinación con un pigmento de negro de humo, en una relación de cian: negro de humo de aproximadamente 1:20 hasta aproximadamente 1:1.5.

10. Un pigmento orgánico, caracterizado porque comprende : un núcleo y un revestimiento, comprendiendo el núcleo un primer polímero no reticulado seleccionado del grupo que consiste de estírenos, acrilatos, metacrilatos , butadienos, isoprenos, ácidos acrílieos, ácidos metacrílieos , acrilonitrilos y combinaciones de los mismos, en combinación con un polímero reticulado, al menos una cera de parafina modificada que posee carbonos ramificados en combinación con carbonos lineales, y un colorante opcional, donde el revestimiento comprende un segundo polímero no reticulado seleccionado del grupo que consiste de estírenos, acrilatos, metacrilatos, butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos , acrilonitrilos, y combinaciones de los mismos, presentes en una cantidad de aproximadamente 26% en peso de pigmento orgánico hasta aproximadamente 36% en peso del pigmento orgánico, donde, los carbonos ramificados están presentes en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la cera y tienen un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 520 hasta aproximadamente 600, y los carbonos lineales están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% hasta aproximadamente 99% y la cera tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 505 hasta aproximadamente 530, y donde las partículas que comprenden el pigmento orgánico poseen una circularidad de aproximadamente 0.950 hasta aproximadamente 0.998. y donde las partículas que comprenden el pigmento orgánico poseen un área superficial de aproximadamente 0.5 m2/g hasta aproximadamente 1.4 m2/g.

11. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el primer polímero no reticulado, el segundo polímero no reticulado, o ambos, comprenden al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste de estírenos, acrilatos, metacrilatos , butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílieos , acrilonitrilos y combinaciones de los mismos, el colorante opcional comprende tintes, pigmentos, combinaciones de tintes, combinaciones de pigmentos, y combinaciones de tintes y pigmentos, y donde los carbonos ramificados en la cera de parafina modificada tienen un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 530 hasta aproximadamente 580, y los carbonos lineales en la cera de parafina modificada tienen un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 480 hasta aproximadamente 550, y donde al menos una cera de parafina modificada está presente en una cantidad de aproximadamente 2% en peso de pigmento orgánico hasta aproximadamente 20% en peso del pigmento orgánico.

12. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los carbonos ramificados de la cera de parafina ramificada tienen un número de átomos de carbono de aproximadamente 31 hasta aproximadamente 59, los carbonos lineales de la cera de la parafina modificada tienen un número de átomos de carbono de aproximadamente 24 hasta aproximadamente 54, y donde la partícula de pigmento orgánico posee una temperatura de transferencia en caliente de aproximadamente 135°C hasta aproximadamente 220°C, y un tamaño de aproximadamente 5 micrómetros hasta aproximadamente 9 micrómetros.

13. El pigmento orgánico de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además un pigmento cian en combinación con un pigmento de negro de humo, en una relación de cian: egro de humo de aproximadamente 1:20 hasta aproximadamente 1:1.5.

14. Un proceso, caracterizado porque comprende: poner en contacto una emulsión que comprende un primer polímero no reticulado en combinación con un polímero reticulado, poseyendo al menos una cera de parafina modificada carbonos ramificados en combinación con carbonos lineales, y un colorante opcional; agregar las partículas poniendo en contacto las partículas con de aproximadamente 0.1 partes por cien hasta aproximadamente 0.25 partes por cien de un agente agregante para formar partículas agregadas; formar un revestimiento sobre las partículas agregadas poniendo en contacto las partículas agregadas con una emulsión que comprende un segundo polímero no reticulado; y recuperar las partículas de pigmento orgánico; donde las partículas de pigmento orgánico poseen una circularidad de aproximadamente 0.900 hasta aproximadamente 0.999.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el primer polímero no reticulado, el segundo polímero no reticulado, o ambos,' comprende al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste de estírenos, acrilatos, metacrilatos , butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílieos , acrilonitrilos y combinaciones de los mismos.

16. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero reticulado comprende al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste de estírenos, acrilatos, metacrilatos, butadienos, isoprenos, ácidos acrílicos, ácidos metacrílicos, acrilonitrilos y combinaciones de los mismos, estando el polímero reticulado presente en el pigmento orgánico en una cantidad de aproximadamente 4% en peso del pigmento orgánico hasta aproximadamente 15% en peso del pigmento orgánico.

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la cera de parafina modificada posee carbones ramificados en combinación con carbonos lineales, donde los carbonos ramificados están presentes en una cantidad de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 20% de la cera y tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 520 hasta aproximadamente 600, y los carbonos lineales están presentes en una cantidad de aproximadamente 80% hasta aproximadamente 99% de la cera y tienen un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 505 hasta aproximadamente 530.

18. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque los carbonos ramificados en la cera de parafina modificada tienen números de átomos de carbono de aproximadamente 31 hasta aproximadamente 59, y un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 530 hasta aproximadamente 580, y los carbonos lineales en la cera de parafina modificada tienen un número de átomos de carbono de aproximadamente 24 hasta aproximadamente 54 y un peso molecular promedio en peso de aproximadamente 480 hasta aproximadamente 550.

19. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además poner en contacto al menos una resina, la cera de parafina modificada, y un colorante opcional, con al menos un monómero funcional seleccionado del grupo que consiste de ácido acrílico, acrilato de beta-carboxietilo, acrilato de poli (2-carboxietilo) , metacrilato de 2-carboxietilo, y combinaciones de los mismos.

20. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la partícula de pigmento orgánico posee una temperatura de transferencia en caliente de aproximadamente 135°C hasta aproximadamente 220°C, y un tamaño de aproximadamente 5 micrometros hasta aproximadamente 9 micrometros.