MX2011003362A - Proceso, dispersiones y uso. - Google Patents

Abstract

Se describe un proceso para preparar una dispersión de pigmento encapsulada adecuada para usarse en una tinta para impresión por inyección de tinta que comprende las siguientes etapas en el orden I) seguida por II): I) proporcionar una dispersión que comprende un pigmento, un medio líquido y un dispersante que comprende las unidades de repetición de copolimerizar los monómeros etilénicamente insaturados en los componentes a) a c): a) de 75 a 97 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que comprenden al menos 50 partes de (met)acrilato de bencilo; b) de 3 a 25 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen uno o más grupos iónicos; c) de 0 a 2 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen un grupo no iónico hidrófilo; y en donde las partes son en peso y las partes a) a c) se suman para llegar hasta 100; II) reticular el dispersante en presencia del pigmento y el medio líquido.

Description

PROCESO, DISPERSIONES Y USO Descripción de la invención La presente invención se refiere a un proceso para preparar dispersiones de pigmento encapsuladas , a las dispersiones de pigmento encapsuladas que pueden obtenerse por medio del proceso y al uso del proceso en la preparación de tintas para impresión por inyección de tinta.

Las tintas son comúnmente de uno de dos tipos, dependiendo del tipo de colorante usado. Las tintas a base de colorantes comúnmente comprenden un colorante disuelto en un medio líquido. Las tintas de pigmento comprenden un pigmento disperso en un medio líquido. Las tintas de pigmento tienden a tener mejor fijación por ozono y fijación de luz que las tintas a base de colorantes. Sin embargo, debido a que el pigmento está en forma de una dispersión en partículas existe la tendencia a que las partículas de pigmento se aglomeren o floculen mientras la tinta está siendo almacenada y/o mientras la tinta está siendo usada (por ejemplo impresa) . Esta aglomeración o floculación antes de que la tinta haya sido impresa sobre un substrato es altamente indeseable, particularmente en tintas para impresión por inyección de tinta en las que las boquillas de la impresora son muy pequeñas y son susceptibles al bloqueo por cualquier materia particulada de tamaño excesivo. De esta manera, en el campo REF.: 218739 de inyección de tinta una gran cantidad de esfuerzo se ha gastado intentando incrementar -la estabilidad coloidal de dispersiones de pigmento. Es particularmente difícil proporcionar tintas de pigmento que tengan estabilidad coloidal adecuada cuando el medio líquido comprenda grandes cantidades de solventes orgánicos miscibles en agua y cantidades relativamente más pequeñas de agua.

También es deseable proporcionar tintas de pigmento que ofrezcan alta densidad óptica (OD) especialmente- cuando sean impresas en papel normal.

Las dispersiones de pigmento son comúnmente estabilizadas coloidalmente por medio de un dispersante.

En nuestros estudios sobre tintas de pigmento estabilizadas por dispersantes hemos encontrado que es particularmente difícil preparar tintas que exhiban simultáneamente adecuada estabilidad coloidal y alta OD en papel normal. Por ejemplo, hemos encontrado que las tintas de pigmento estabilizadas con dispersantes conocidas en la técnica que tienen una alta estabilidad coloidal proporcionan una baja OD cuando son impresas sobre papel normal y viceversa .

Comercialmente, sigue habiendo la necesidad por dispersiones de pigmento que pueden ser usadas para preparar tintas que resuelvan, al menos en parte, uno o más de los problemas mencionados arriba.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se proporciona un proceso para preparar una dispersión de pigmento encapsulada adecuada para usarse en una tinta para impresión por inyección de tinta que comprende las siguientes etapas en el orden I) seguido por II) : I) proporcionar una dispersión que comprende un pigmento, un medio líquido y un dispersante que comprende las unidades de repetición provenientes de copolimerizar los monómeros etilénicamente insaturados en componentes a) a c) : a) de 75 a 97 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que comprenden por lo menos 50 partes de (met) acrilato de bencilo; b) de 3 a 25 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que tienen uno o más grupos iónicos; c) de 0 a 2 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen un grupo no iónico hidrófilo; y en donde las partes son en peso y la suma de las partes a) a c) constituyen 100; II) reticular el dispersante en presencia del pigmento y el medio líquido.

Definiciones En esta descripción, las palabras "un" , "una" significan uno o más a menos que se indique lo contrario. Así, por ejemplo, "un" pigmento incluye la posibilidad de que haya más de un pigmento, de manera similar "un" dispersante incluye la posibilidad de que haya más de un dispersante.

Etapa I) En una modalidad la dispersión en la etapa I) puede ser provista por un proceso que comprende dispersar un pigmento en un medio líquido en presencia de un dispersante que tiene la composición mencionada arriba. La dispersión puede llevarse a cabo mediante cualquier método adecuado, incluyendo por ejemplo molienda con esferas, agitación con esferas, tratamiento ultrasónico, homogeneización y/o microfluidización. Un método que se prefiere para dispersar un pigmento en medio líquido comprende molienda por esferas. Típicamente, la molienda por esferas se lleva a cabo usando una composición que comprende esferas de molienda, un dispersante, un medio líquido y una proporción relativamente alta de pigmento (comúnmente alrededor de 15-45% en peso en relación con el peso del medio líquido) . Después de la molienda, las esferas de molienda son retiradas, típicamente por filtración. La dispersión molida (base molida) puede ser diluida con más del medio líquido que contiene opcionalmente dispersante adicional, el cual puede ser el mismo que o diferente del dispersante incluido en la composición mencionada arriba.

En otra modalidad la dispersión en la etapa I) se puede obtener a partir de una fuente comercial.

Pigmento El pigmento puede comprender y es de preferencia un material de pigmento inorgánico u orgánico o mezcla del mismo que es insoluble en el medio líquido acuoso.

Los pigmentos orgánicos que se prefieren incluyen, por ejemplo, cualquiera de las clases de pigmentos descritas en el Colour Index International, tercera edición (1971) y revisiones subsecuentes de, y suplementos del mismo, bajo los capítulos titulados "Pigmentos". Ejemplos de pigmentos orgánicos incluyen aquellos de las series azoica (incluyendo disazoicos y azoicos condensados) tioíndigo, indantrona, isoindantrona, antantrona, antraquinona, isodibenzantrona, trifendioxacina, quinacridona y ftalocianina, especialmente ftalocianina de cobre y sus derivados halogenados nucleares, y también lacas de colorantes a base de ácido, básicos y mordientes. Los pigmentos orgánicos que se prefieren son ftalocianinas , especialmente pigmentos de ftalocianina de cobre, pigmentos azoicos, indantrona, antantrona y pigmentos de quinacridona.

Los pigmentos inorgánicos que se prefieren incluyen negro de humo, dióxido de titanio, óxido de aluminio, óxido de hierro y dióxido de silicio.

En el caso de pigmentos de negro de humo, éstos pueden prepararse de tal forma que alguna de la superficie de negro de humo tenga grupos oxidados (por ejemplo, grupos de ácido carboxílico y/o hidroxi) . Sin embargo, la cantidad de estos grupos de preferencia no es tan alta como para que el negro de humo pueda ser disperso en agua sin la ayuda de un dispersante .

De preferencia, el pigmento es un pigmento cian, magenta, amarillo o negro.

El pigmento puede ser una sola especie química o una mezcla que comprenda dos o más especies químicas (por ejemplo, una mezcla que comprenda dos o más pigmentos diferentes) . En otras palabras, dos o más pigmentos diferentes pueden usarse en el proceso de la presente invención. Cuando se usan dos o más pigmentos éstos no tienen que ser del mismo color o matiz.

'. De preferencia, el pigmento no es dispersable en un medio líquido acuoso sin la ayuda de un dispersante, es v decir, ' la presencia de un dispersante se requiere para facilitar la dispersión. Dé preferencia, el pigmento no es tratado químicamente en su superficie, por ejemplo al tener grupos · iónicos enlazados covalentemente a su superficie (especialmente no -C02H o -S03H) .

Medio líquido De preferencia, el medio líquido es acuoso, es decir, es o comprende agua. El medio líquido acuoso puede contener opcionalmente uno o más solventes orgánicos miscibles en agua.

Cuando el medio líquido comprende una mezcla de agua y uno o más solventes orgánicos miscibles en agua, la relación de peso de agua a todos los solventes orgánicos miscibles en agua solventes es de preferencia 2:1 a 100:1, muy preferiblemente de 2:1 a 50:1 y especialmente de 3:1 a 20:1.

Un medio líquido que se prefiere comprende: a) de 50 a 100 partes, muy preferiblemente 75 a 100 partes de agua; y b) de 0 a 50 partes, muy preferiblemente 0 a 25 partes en total de uno o más solventes orgánicos miscibles en agua; en donde las partes son en peso y la suma de las partes (a) y (b) = 100.

En una modalidad el único líquido en el medio líquido es agua.

El medio líquido puede contener componentes adicionales además del agua y solventes orgánicos miscibles en agua, por ejemplo biocidas, agentes tensioactivos , dispersantes adicionales y así sucesivamente.

El solvente orgánico miscible en agua puede usarse para incrementar la solubilidad del dispersante en el medio líquido acuoso.

De preferencia, el medio líquido tiene una viscosidad de menos de 100 mPa.s, muy preferiblemente menos de 50 mPa.s, cuando se mide a 25 °C.

Dispersante Los dispersantes que se prefieren tienen estructuras de injerto, peine o estrella, muy preferiblemente una estructura lineal . .

El dispersante es un copolímero. Los copolímeros que se prefieren son copolímeros de bloques (por ejemplo, sus unidades monoméricas están distribuidas a lo largo de copolímero en bloques tales como AAAA-BBBB) , muy preferiblemente el dispersante copolimérico es un copolímero aleatorio (por ejemplo, sus unidades monoméricas están distribuidas aleatoriamente/estadísticamente a lo largo del copolímero) .

Los dispersantes usados en la presente invención pueden prepararse sintéticamente o pueden obtenerse a partir de fuentes comerciales.

Dos o más dispersantes como los descritos arriba pueden ser usados. Es posible utilizar uno o más dispersantes del tipo descrito arriba y uno o más dispersantes adicionales de un tipo diferente. De preferencia, todos los dispersantes presentes son como los descritos en la presente.

Los dispersantes usados en el proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención pueden elaborarse mediante cualquier medio adecuado. Un método que se prefiere es polimerización de radicales libres. Los métodos de polimerización de radicales libres incluyen polimerización en suspensión, emulsión, dispersión y preferiblemente en solución. De preferencia, el dispersante se prepara por la polimerización en solución de monómeros etilénicamente insaturados en componentes a) , b) e c) en presencia de un portador liquido acuoso u orgánico.

Componente a) uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos ^ El término hidrófobo significa más hidrófobo que los monómeros hidrófilos en los componentes b) e c) . De preferencia, los monómeros hidrófobos no tienen grupos hidrófilos ya sea iónicos o no iónicos. Por ejemplo, están de preferencia libres de cualquier grupo ácido o polietilenoxi .

Preferiblemente, los monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos tienen un valor Log P calculado de al menos 1, muy preferiblemente de 1 a 6, especialmente de 2 a 6.

Una revisión por Mannhold, R. y Dross, K. (Quant. Struct-Act. Relat. 15, 403-409, 1996) describe 14 métodos para calcular valores Log P de compuestos y especialmente fármacos. De esta revisión se prefieren los "métodos fragmentarios" y especialmente el método fragmentario implementado por software ACD labs. El Log P calculado de un monómero puede calcularse usando software de computadora disponible comercialmente , por ejemplo usando el software Log P DB versión 7.04 o una versión posterior de este software (el cual está disponible de Advanced Chemistry Developtment Inc (ACD labs) ) . Cualquier grupo iónico o ionizable se calcula en su forma neutra (no ionizada) . Un valor Log P más alto corresponde a un monómero más hidrófobo. Se ha encontrado que la inclusión de estos monómeros ayuda a adsorber al dispersante sobre la superficie del pigmento y a proporcionar dispersiones de pigmento encapsuladas que cuando son impresas sobre papel normal tienen adecuada densidad óptica.

Los monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que se prefieren son monómeros estirénicos (por ejemplo, estireno, alfa metil estireno) , aromáticos (met ) acrilatos v, (especialmente (met ) acrilato de bencilo) , (met ) acrilatos de hidrocarbilo de Ci-30, butadieno, (met ) acrilatos que contienen grupos de óxido de polialquileno de (C3.4) , (met) acrilatos que contienen alquilsiloxano ' o grupos alquilo fluorados y vinil naftaleno .

Preferiblemente, el dispersante comprende las unidades dé- repetición a partir de copolimerizar de 75 a 97, muy preferiblemente de 77 a 97, especialmente de 80 a 93 y más especialmente de 82 a 91 partes en peso del componente a) .

Se ha encontrado que dispersantes que comprenden al menos 50 partes de unidades de repetición de monómero de (met ) acrilato de bencilo proporcionan dispersiones de pigmento encapsuladas con adecuada estabilidad y adecuada OD cuando se imprimen sobre papel normal.

El componente a) comprende de preferencia al menos 60 partes, muy preferiblemente al menos 70 y especialmente al menos 80 partes en peso de (met) acrilato de bencilo. El resto que se requiere para obtener las cantidades preferidas totales de monómeros hidrófobos puede ser provisto por cualquiera o más de los monómeros hidrófobos anteriores que no sean (met) acrilato de bencilo. Estas preferencias proporcionan dispersiones de pigmento encapsuladas finales que ofrecen densidad óptica todavía mejor cuando se imprimen sobre papel normal .

De preferencia, (met) acrilato de bencilo es metacrilato de bencilo (en lugar de acrilato de bencilo) .

En una modalidad preferida el componente a) comprende sólo (met) acrilato de bencilo, muy preferiblemente sólo metacrilato de bencilo.

Componente b) uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen uno o más grupos iónicos En el componente b) cada monómero etilénicamente insaturado hidrófilo presente tiene uno o más grupos iónicos.

De preferencia, los monómeros en el componente b) tienen un valor Log P calculado de menos de 1, muy preferiblemente de 0.99 a -2, especialmente de 0.99 a 0 y más especialmente de 0.99 a 0.5 cuando se calcula en la forma no neutralizada (por ejemplo, ácido libre) .

Preferiblemente, los grupos iónicos presentes en los monómeros en el componente b) pueden ser catiónicos o muy preferiblemente aniónicos .

De preferencia, los monómeros en el componente b) cada uno tienen uno o más grupos aniónicos, muy preferiblemente cada uno tiene uno o más grupos aniónicos ácidos .

Los grupos aniónicos ácidos que se prefieren incluyen ácido sulfónico, ácido fosfónico y especialmente ácido carboxílico. Los sulfatos, fosfatos y polifosfatos ácidos también se pueden usar como los grupos aniónicos ácidos .

De esta manera, el componente b) que se prefiere es o comprende uno o más monómeros que tienen uno o más grupos de ácido carboxílico. líos monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que se prefieren para el componente b) que tienen uno o más grupos de ácido carboxílico incluyen beta carboxil etil acrilato, ácido itacónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido crotónico, muy preferiblemente ácido acrílico y especialmente ácido metacrílico. De preferencia, estos monómeros etilénicamente insaturados cuando son polimerizados proporcionan los únicos grupos iónicos en el dispersante.

En una modalidad preferida el componente b) es o comprende ácido metacrílico.

De preferencia, el dispersante comprende las unidades de repetición de copolimerizar de 3 a 25, muy preferiblemente de 3 a 23, especialmente de 7 a 20 y más especialmente de 9 a 18 partes en peso del componente b) . Esto es especialmente el caso cuando el componente b) comprende uno o más y de preferencia es ácido metacrílico.

Componente c) no más de 2 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen uno o más grupos no iónicos hidrófilos En el componente c) cada monómero etilénicamente insaturado hidrófilo presente tiene uno o más grupos no iónicos hidrófilos.

Para los motivos de la presente invención un monómero que tiene grupos hidrófilos tanto iónicos como no iónicos se considera que pertenece al componente c) . Así, todos los monómeros etilénicamente insaturados en el componente b) están libres de grupos no iónicos hidrófilos.

De preferencia, los monómeros en el componente c) tienen valores Log P calculados de menos de 1, muy preferiblemente de 0.99 a -2.

Se ha encontrado que los dispersantes que contienen cantidades relativamente pequeñas de unidades de repetición de monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen-uno o más grupos no iónicos hidrófilos tiende a reducir mucho más la capacidad de las tintas de pigmento finales para obtener alta OD cuando se imprimen sobre papel normal. La presencia de estas unidades de repetición en el dispersante causa también un incremento en la concentración de coagulación crítica. En nuestros estudios hemos encontrado que al limitar la cantidad de estas unidades de repetición en el dispersante no más de 2 partes en peso por 100 partes de todas las unidades de repetición monoméricas, pueden obtenerse mejor altas ODs sobre papel normal.

Preferiblemente, el componente c) es menos de 1 parte, muy preferiblemente menos de 0.5 partes, especialmente menos de 0.1 partes y más especialmente 0 partes (es decir, ausente) . De esta manera el dispersante no contiene unidades de repetición de monómeros hidrófilos que tienen uno o más grupos no iónicos hidrófilos.

Ejemplos de grupos no iónicos hidrófilos incluyen polietilenoxi , poliacrilamida, polivinil pirrolidona, celulosas hidroxi funcionales y alcohol polivinílico . El monómero etilénicamente insaturado más común que tiene un grupo no iónico hidrófilo es (met) acrilato de polietilenoxi.

En modalidades en las que unidades de repetición del componente c) están presentes en el Dispersante (por ejemplo 2 partes en peso del componente c) entonces en una modalidad la cantidad del componente c) se deduce de las cantidades preferidas del componente a) . De esta manera las cantidades de todos los componentes a) a c) aún constituye 100. Así, para ejemplos en los que 2 partes en peso del componente c) están presentes, las cantidades preferidas del componente a) expresadas arriba se volverían de 73 a 95 (75-2 a 97-2), muy preferiblemente de 75 a 95 (77-2 a 97-2), especialmente de 78 a 91 (80-2 a 93-2) y más especialmente de 80 a 89 (82-2 a 91-2) partes en peso del componente a) . En otra modalidad es posible deducir la cantidad del componente c) de las cantidades preferidas del componente b) de tal manera que de nuevo la suma de las cantidades de los componentes a) a c) llegue a 100 partes en peso.

Dispersantes preferidos En vista de lo anterior un dispersante que se prefiere comprende las unidades de repetición de copolimerizar los monómeros etilénicamente insaturados a) a c) : (a) de 75 a 97 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que comprenden al menos 50 partes de metacrilato de bencilo; (b) de 3 a 25 partes de ácido metacrílico ; y (c) ningún monómero etilénicamente insaturado hidrófilo que tenga uno o más grupos no iónicos hidrófilos; en donde las partes son en peso y la suma de las partes a) a c) llega hasta 100.

Se prefiere que el único monómero etilénicamente insaturado hidrófobo en el componente a) sea metacrilato de bencilo.

Muy preferiblemente el dispersante comprende las unidades de repetición de copolimerizar los monómeros etilénicamente insaturados a) a c) : (a) de 80 a 93 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que comprenden al menos 50 partes de metacrilato de bencilo; (b) de 7 a 20 partes de ácido metacrílico ; (c) ningún monómero etilénicamente insaturado hidrófilo que tenga un grupo no iónico hidrófilo en donde las partes son en peso y la suma de las partes a) a c) llega hasta 100.

Grupos iónicos en el dispersante De preferencia, el dispersante tiene al menos 0.35 mmoles, muy preferiblemente al menos 0.9 mmoles, todavía más preferiblemente al menos 1.15 mmoles y especialmente al menos 1.3 mmoles de grupos iónicos por g de dispersante.

Preferiblemente, el dispersante tiene en orden de preferencia cada vez más alta no más de 2.65 mmoles, 2.3 mmoles, 2.15 mmoles, 2.0 mmoles y 1.75 mmoles de grupos iónicos por g de dispersante.

Los dispersantes que se prefieren tienen por ejemplo de 0.9 a 2.65 mmoles, especialmente 1.0 a 2.3 mmoles y muy preferiblemente de 1.0 a 2.0 mmoles en total de grupos iónicos por gramo de dispersante. Se ha encontrado que estos dispersantes funcionan particularmente bien en la presente invención y pueden usarse para proporcionar tintes de pigmento que ofrezcan densidad óptica particularmente buena sobre papel normal las cuales tengan adecuada estabilidad coloidal .

La cantidad de grupos iónicos puede establecerse mediante cualquier método adecuado y un método que se prefiere es un método volumétrico, por ejemplo titulación de ácido/base .

Preferiblemente, todos los grupos iónicos presentes en el dispersante son aniónicos (especialmente ácidos) . Se prefiere ' especialmente que todos los grupos iónicos presentes en el dispersante se seleccionen cada uno independientemente de grupos -C02H, -S03H y -P03H2 y sales de los mismos. Más preferiblemente, todos los grupos iónicos presentes en el dispersante son grupos -C02H o una sal de los mismos. Se ha encontrado que cuando todos los grupos iónicos son grupos -C02H o una sal de los mismos el dispersante puede usarse para preparar tintas que tengan densidad óptica particularmente adecuada en papel normal. Así, se prefiere que las cantidades anteriores de mmoles de grupos iónicos correspondan directamente a las cantidades preferidas de mmoles de grupos de ácido carboxílico en el dispersante.

Dispersantes auto-reticulables El dispersante puede contener opcionalmente uno o más grupos que permitan al dispersante ser auto-reticulado en la etapa II) .

En una modalidad el dispersante puede ser auto-reticulado al tener grupos etilénicamente insaturados no reaccionados (especialmente grupos vinilo) que sean posteriormente reticulados usando un iniciador (especialmente un iniciador de radicales libres) .

En otra modalidad el dispersante puede ser auto-reticulado al tener uno o más grupos iónicos (como los descritos en el componente b) y uno o más grupos que se reticulen con los grupos iónicos. Por ejemplo, el dispersante puede tener una combinación de grupos iónicos de ácido carboxílico y grupos de reticulamiento epoxi .

La reacción de auto-reticulamiento se lleva a cabo de preferencia al calentar la dispersión.

Adsorción del dispersante El dispersante es de preferencia adsorbido sobre el pigmento .

Aunque es posible que el dispersante se una químicamente a la superficie del pigmento esto no se prefiere.

De preferencia, el dispersante no se prepara al polimerizar monómeros etilénicamente insaturados en presencia de un pigmento y un medio líquido.

Concentración de coagulación crítica Preferiblemente la dispersión en la etapa I) tiene en orden de preferencia cada vez más alta una concentración ¦ de coagulación crítica (CCC) de cloruro de sodio de no más de 2.0M, no más de 1.8M, no más de 1.6M, no más de 1.4M, no más de 1.2M, no más de 1. O y no más de 0.8M.

De preferencia la dispersión en la etapa I) tiene una CCC de al menos 0.1M, muy preferiblemente al menos 0.25M y especialmente al menos 0.35M.

En modalidades preferidas la CCC es de 0.1 a 2.0M, muy preferiblemente de 0.10 a 1.8M, todavía más preferiblemente de 0.20 a 1.6M y especialmente de 0.30 a 0.8M.

La CCC se mide de preferencia por las siguientes etapas en el orden I) a v) : i) ajustar la concentración de pigmento en la dispersión a la que se hizo referencia en la etapa I) a 10% en peso al añadir o remover agua; ii) preparar una muestra de prueba al mezclar dos gotas de la dispersión ajustada preparada en la etapa i) y 1.5 g de una solución de cloruro de sodio en agua que tenga una molaridad de 0.5M; iii) almacenar la muestra de prueba preparada en la etapa ii) durante 24 horas a una temperatura de 25 °C; iv) evaluar visualmente la base de prueba para ver si hay una precipitación significativa en el fondo de la muestra; v) repetir las etapas i) a iv) usando soluciones de cloruro de sodio de molaridad más alta o más baja, hasta que la molaridad más baja de la solución de cloruro de sodio se establezca a la cual la evaluación visual a la que se hizo referencia en la etapa iv) releve una precipitación significativa en el fondo de la muestra, esta molaridad siendo la CCC.

Por precipitación significativa se intenta decir que la mayoría o todo el pigmento inicialmente presente en la muestra de prueba se ha precipitado, con simples trazas de un precipitado siendo ignoradas. Al usar métodos gravimétricos o de transmitancia de luz es posible medir de manera más precisa el grado de precipitación, sin embargo, para la mayoría de los propósitos una evaluación visual es suficientemente precisa y confiable.

En la etapa v) se ha encontrado que usar soluciones de cloruro de sodio de molaridad más alta o más baja al grado de, por ejemplo, 0.05M o 0.1M, generalmente será adecuado, dependiendo de la precisión requerida.

Experimentalmente, comúnmente es adecuado simplemente preparar un gran número de muestras que cada una tenga una concentración diferente de cloruro de sodio para de esta manera establecer rápidamente la CCC.

Se ha encontrado que las dispersiones que tienen los valores CCC mencionados arriba tienden a proporcionar impresiones sobre papel normal de densidad óptica más alta.

Características de dispersión preferidas Las partículas de pigmento en la dispersión a la que se hizo referencia en la etapa I) tienen de preferencia un tamaño de partícula promedio de no más de 1 miera, muy preferiblemente de 10 a 1, 000 nm, especialmente de 50 a 500 nm y más especialmente de 50 a 300 nm. El tamaño de partícula promedio se mide de preferencia por una técnica de dispersión de luz . De preferencia el tamaño de partícula promedio es un promedio Z o un tamaño de promedio en volumen.

Preferiblemente el pH de la dispersión en la etapa I) es de 5 a 12, muy preferiblemente de 7 a 11.

Etapa II) Reticulamiento del dispersante En la etapa II) el dispersante puede ser auto-reticulado, reticulado usando un agente de reticulamiento o una combinación de las dos. En cualquier caso se prefiere que la reacción de reticulamiento enlace las moléculas del dispersante por enlaces covalentes.

La reacción de reticulamiento puede utilizar cualquiera de los pares de grupos descritos en la publicación de patente de PCT WO 2005/061087 en la página 6, tabla 1 en donde "grupos reactivos en el compuesto" en la columna 2 puede leerse como grupos reactivos en el agente de reticulamiento.

Los agentes de reticulamiento que se prefieren incluyen aquellos que tienen grupos isocianato, aziridina, n-metilol, carbodiimida, oxetano, oxazolina y especialmente epoxi. Estos grupos reactivos son particularmente útiles con dispersiones en las que el componente b) comprende uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen uno o más grupos de ácido carboxílico. Un agente de reticulamiento que se prefiere tiene grupos epoxi y ningún otro grupo de reticulamiento.

En una modalidad preferida el reticulamiento en la etapa II) se lleva a cabo por un agente de reticulamiento epóxico y el componente b) es o comprende uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen uno o más grupos de ácido carboxílico.

De preferencia, el reticulamiento en la etapa II) se lleva a cabo por medio de calentamiento de la dispersión, de preferencia hasta una temperatura de 40 a 100°C. Para acelerar o promover la reacción de reticulamiento algunas veces es útil añadir un catalizador.

El pH de la dispersión en la etapa II) es de preferencia de 5 a 13, especialmente de 7 a 12.

Cuando la reacción de reticulamiento incluye grupos epoxi se prefiere que la reacción se lleve a cabo en presencia de una sal borato y/o ácido borónico.

Preferiblemente, la etapa de reticulamiento se lleva a cabo por un proceso que comprende mezclar una composición que comprende los siguientes componentes en las proporciones especificadas. (a) 30 a 99.7 partes, de preferencia 50 a 97 partes, del medio líquido; (b) 0.1 a 50 partes, de preferencia 1 a 30 partes, del pigmento; (c) 0.1 a 30 partes, de preferencia 1 a 30 partes, del dispersante; y (d) 0.001 a 30 partes, de preferencia 0.01 a 10 partes, de un agente de reticulamiento; en donde las partes son en peso.

Propiedades de la dispersión final Preferiblemente, la dispersión de pigmento encapsulada final que resulta del proceso de la presente invención tiene una CCC de no más de 2.0M. La CCC de la dispersión de pigmento encapsulada resultante es de preferencia de 0.1 a 2.0M, muy preferiblemente de 0.10 a 1.8M, especialmente de 0.20 a 1.6M y más preferiblemente de 0.30 a 1.0 .

Secado o concentración El proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención puede comprender además la etapa de remover alguno o todo el medio líquido del producto. El medio líquido puede ser removido por métodos tales como evaporación y filtración. De esta manera la dispersión de pigmento puede ser concentrada o convertida en la forma, de un sólido seco.

Cuando el medio líquido comprende una mezcla de agua y un solvente orgánico miscible en agua puede ser deseable remover selectivamente el solvente orgánico miscible en agua. Esto se puede llevar a cabo por ejemplo por destilación o por tratamiento de membrana.

Purificación de la dispersión De preferencia, el proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención comprende además la etapa de purificar la dispersión de pigmento encapsulada. Preferiblemente, el proceso de purificación se lleva a cabo después de la etapa II) . La purificación puede ser mediante cualquier método adecuado incluyendo microfiltración, resinas desionizantes, centrifugación seguida por decantado y lavado. Un método que se prefiere es filtración por membrana especialmente ultrafiltración. Las membranas de ultrafiltración que se prefieren tiene un tamaño de poro de aproximadamente 0.1 mieras. Preferiblemente, la dispersión después de la etapa II) se lava con de 5 a 50 volúmenes de agua purificada con base en el volumen de la dispersión. Preferiblemente, el agua usada en el proceso de ultrafiltración es desionizada, destilada o ha sido purificada mediante osmosis inversa. Un método preferido para evaluar cuando la dispersión ha sido suficientemente purificada es medir la conductividad del flujo permeado proveniente de la etapa de ultrafiltración y continuar añadiendo volúmenes adicionales de agua pura hasta que el flujo permeado tenga una conductividad de menos de 100 pS/cm, muy preferiblemente menos de 50 pS/cm. La ultrafiltración se lleva a cabo de preferencia en una dispersión que tiene de 10 a 15% en peso de pigmento en la dispersión. Se ha encontrado que la purificación en algunos casos puede proporcionar dispersiones finales y tintas que tengan OD todavía más mejorada cuando se impriman sobre papel normal.

Aditivos Se prefiere que el proceso de la presente invención comprenda además añadir uno o más aditivos seleccionados de modificadores de viscosidad, reguladores de pH, agentes quelantes metálicos, agentes tensioactivos , inhibidores de corrosión, biocidas, colorantes, solventes orgánicos miscibles en agua y/o aditivos reductores de cristalización de depósito. Preferiblemente, éstos se añaden después de la etapa II) .

Productos del proceso De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona una dispersión de pigmento encapsulado obtenida o que puede obtenerse por el proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención.

Tintas y tintas para impresión por inyección de tinta La dispersión de pigmento encapsulada de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención y el proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención se pueden usar para preparar una tinta, especialmente una tinta para impresión por inyección de tinta.

Preferiblemente, la tinta tiene una viscosidad de menos de 50 mPa.s, muy preferiblemente menos de 30 mPa.s y especialmente menos de 15 mPa.s, cuando se mide a una temperatura de 25°C.

De preferencia, la tinta tiene una tensión superficial de 20 a 65 dinas/cm, muy preferiblemente 30 a 60 dinas/cm, cuando se mide a una temperatura de 25 °C.

El pH de la tinta es preferiblemente de 4 a 11, muy preferiblemente de 1 a 10.

Cuando la tinta se va a usar como tinta para impresión por inyección de tinta, la tinta tiene de preferencia una concentración de iones haluro de menos de 500 partes por millón, muy preferiblemente menos de 100 partes por millón. Se prefiere especialmente que la tinta tenga menos de 100, muy preferiblemente menos de 50 partes por millón de metales divalentes y trivalentes. Partes por millón según se usa arriba se refiere a partes en peso en relación al peso total de la tinta. Estas bajas concentraciones de iones en la tinta resultante pueden lograrse mediante la etapa de purificación mencionada arriba.

De preferencia el proceso para elaborar la tinta incluye una etapa para remover partículas que tengan un tamaño de partícula de más de 1 miera de diámetro, por ejemplo por filtración o centrifugación. De preferencia la tinta tiene menos de 10%, muy preferiblemente menos de 2% y especialmente menos de 1% en peso de partículas que tienen un tamaño de más de 1 miera de diámetro .

De preferencia, la cantidad de pigmento en la tinta es de 0.1 a 15%, muy preferiblemente de 1 a 10% y especialmente de 3 a 10% en peso.

Solventes orgánicos en las tintas De preferencia la tinta contiene agua y solvente orgánico en la relación de peso de 99:1 a 1:99, muy preferiblemente 99:1 a 50:50 y especialmente 95:5 a 70:30.

Los solventes orgánicos que se prefieren son solventes orgánicos miscibles en agua y mezclas de estos solventes. Los solventes orgánicos miscibles en agua que se prefieren incluyen alcanoles de Ci-6, de preferencia metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, ter-butanol, n-pentanol, ciclopentanol y ciclohexanol ; amidas lineales, de preferencia dimetilformamida o dimetilacetamida; cetonas y alcoholes de cetona, de preferencia acetona, metil éter cetona, ciclohexanona y alcohol de diacetona; éteres miscibles en agua, de preferencia tetrahidrofurano y dioxano; dioles, de preferencia dioles que tengan de 2 a 12 átomos de carbono, por ejemplo pentano- 1 , 5 -diol , etilenglicol , propilenglicol , butilenglicol , pentilenglicol , hexilenglicol y tiodiglicol , y oligo- y poli-alquilenglicoles , de preferencia dietilenglicol , trietilenglicol , polietilenglicol y polipropilenglicol ; trioles, de preferencia glicerol y 1 , 2 , 6 -hexanotriol ; éteres monoalquílieos de C1-4 de dioles, de preferencia éteres monoalquílicos de Ci-4 de dioles que tengan 2 a 12 átomos de carbono, especialmente 2 -metoxietanol , 2- (2-metoxietoxi) etanol , 2- (2-etoxietoxi) -etanol, 2- [2- (2-metoxietoxi) etoxi] etanol, 2- [2- (2-etoxietoxi) -etoxi] -etanol y éter monoalílico de etilenglicol ; amidas cíclicas, de preferencia 2-pirrolidona, N-metil-2 -pirrolidona, N-etil-2-pirrolidona, caprolactama y 1 , 3 -dimetilimidazolidona ésteres cíclicos, de preferencia caprolactona; sulfóxidos, de preferencia sulfóxido de dimetilo y sulfolano. Preferiblemente, el medio líquido comprende agua y 2 o más, especialmente 2 a 8, solventes orgánicos miscibles en agua.

Los solventes orgánicos miscibles en agua que se prefieren especialmente para la tinta son amidas cíclicas, especialmente 2-pirrolidona, N-metil-pirrolidona y N-etil-pirrolidona; dioles, especialmente 1 , 5 -pentanodiol , etilenglicol, tiodiglicol, dietilenglicol y trietilenglicol; y éteres monoalquílicos de Ci_4 y dialquílicos de Ci-4 de dioles, muy preferiblemente éteres monoalquílicos de Ci-4 de dioles que tengan 2 a 12 átomos de carbono, especialmente 2-metoxi-2-etoxi-2-etoxietanol .

Ejemplos de medios de tinta adecuados y adicionales que comprenden una mezcla de agua y uno o más solventes orgánicos se describen en US 4,963,189, US 4,703,113, US 4,626,284 y EP 4,251,50A.

La tinta para impresión por inyección de tinta se puede añadir fácilmente a la cámara de un cartucho para impresora de inyección de tinta.

Aplicaciones El proceso de la presente invención prepara dispersiones de pigmento encapsuladas adecuadas especialmente para usarse en una tinta para impresión por inyección de tinta. Además de las dispersiones de pigmento encapsuladas pueden usarse en tintas, pinturas, tintes, cosméticos, termoplásticos y termofijadores .

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención se proporciona el uso del proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención en la preparación de una tinta para impresión por inyección de tinta. Preferiblemente, este uso es para el propósito técnico de proporcionar una tinta para impresión por inyección de tinta que proporcione densidad óptima más alta cuando sea impresa sobre papel normal .

Las tintas para impresión por inyección de tinta que contienen dispersiones de pigmento encapsuladas preparadas por el proceso de la presente invención en algunas modalidades pueden usarse con papeles que comprendan agentes fijadores para mejorar, por ejemplo, la fijación en húmedo, densidad óptica o para reducir el destinte de color. En otra modalidad las tintas para impresión por inyección de tinta que contienen dispersiones de pigmento encapsuladas preparadas por el proceso de la presente invención pueden usarse junto con agentes de fijación. Por ejemplo, un cartucho para impresora por inyección de tinta puede comprender una tinta como la descrita arriba en una cámara y un líquido que comprende un agente fij'ador en una cámara adicional. De esta manera la impresora por inyección de tinta puede aplicar la tinta y el agente fijador a un substrato.

Los agentes fijadores se conocen bien en la técnica e incluyen cosas tales como sales metálicas, ácidos y materiales catiónicos .

La invención se ilustra más por los siguientes ejemplos en los cuales todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique lo contrario.

Ejemplos De t 'l forma que los experimentos descritos abajo puedan escalarse como se requiera las cantidades han sido expresadas en partes. Los · experimentos reales se llevaron a cabo en los que todas las partes eran gramos . 1. Preparación del dispersante 1.1 Preparación de Dispersante (1) Se preparó una composición de alimentación monomérica al mezclar metacrilato de bencilo (871 partes), ácido metacrílico (129 partes) e isopropanol (375 partes) .

Una composición de alimentación iniciadora se preparó al mezclar 2 , 2I-azobis (2 -metilbutironitrilo) (22.05 partes) e isopropanol (187.5 partes) .

Isopropanol (187.5 partes) se calentó a 80°C en un recipiente de reactor, se agitó continuamente y se purgó con una atmósfera de gas nitrógeno. La alimentación de monómero y las composiciones de alimentación de iniciador fueron alimentadas lentamente en el recipiente de reactor mientras se agitaban los contenidos, manteniendo la temperatura a 80 °C y manteniendo la atmósfera de nitrógeno. La alimentación monomérica y la alimentación de iniciador fueron ambas hechas en el reactor durante 2 horas. Los contenidos del recipiente de reactor se mantuvieron a 80 °C durante 4 horas más antes de enfriar a 25°C. El dispersante resultante se aisló después de los contenidos del recipiente de reactor por evaporación giratoria bajo presión reducida. Esto se designó el Dispersante (1) . El Dispersante (1) era un copolímero acrílico que tenía peso molecular promedio en número de 47,999, un peso molecular promedio en peso de 89,332 y una polidispersión de 1.86 medida por GPC. El Dispersante (1) tenía un valor ácido que correspondía a 1.5 mmoles de grupos ácidos/g de dispersante. El Dispersante (1) contenía las unidades de repetición de metacrilato de bencilo y ácido metacrílico en las proporciones de 87.1:12.9 en peso respectivamente. 1.2 Preparación del Dispersante (2) El Dispersante (2) se preparó exactamente de la misma manera que el Dispersante (1) excepto que los monómeros usados fueron metacrilato de bencilo (827 partes) y metacrilato de metilo (173 partes) . Esto fue designado como Dispersante (2) . El Dispersante (2) era un copolímero acrílico que tenía un peso molecular promedio en número de 50,823, un peso molecular promedio en peso de 92,274 y una polidispersión de 1.82 medida por GPC. El Dispersante (2) tenía un valor ácido que correspondía a 2.0 mmoles de grupos de ácido/g de dispersante. El Dispersante (2) contenía las unidades de repetición de metacrilato de bencilo y ácido metacrílico en las proporciones de 82.7:17.3 en peso respectivamente. Como es aparente de la proporción más alta de ácido metacrílico, el Dispersante (2) es ún poco más hidrófilo que el Dispersante (1) . 1.3 Preparación de Dispersante (3) El Dispersante (3) se preparó exactamente de la misma manera que el Dispersante (1) excepto que los monómeros usados fueron metacrilato de bencilo (785 partes) y metacrilato de metilo (215 partes) . Este fue designado como Dispersante (3). El Dispersante (3) era un copolímero de acrílico que tenía un peso molecular promedio en número de 47,535, un peso molecular promedio en peso de 82,400 y una polidispersión de 1.73 medida por GPC. El Dispersante (3) tenía un valor ácido que correspondía a 2.5 mmoles de grupos ácidos/g de dispersante. El dispersante 3 contenía las unidades de repetición de metacrilato de bencilo y ácido metacrílico en las proporciones de 78.5:21.5 en peso respectivamente. Como es aparente de la proporción más alta de ácido metacrílico, el Dispersante (3) es un poco más hidrófilo que el Dispersante (1) y el Dispersante (2) . 1.4 Preparación de Dispersante Comparativo (1) El Dispersante Comparativo (1) se preparó exactamente de la misma manera que el Dispersante (1) excepto que los monómeros usados fueron metacrilato de2-etil hexilo (350 partes) , metacrilato de metilo (413 partes) y ácido metacrílico (237 partes) . Esto se designó como Dispersante Comparativo (1) . El Dispersante Comparativo (1) era un copolímero acrílico que tenía un peso molecular promedio en número de 11,865, un peso molecular promedio en peso de 29,225 y una polidispersión de 2.5 medida por GPC. El Dispersante Comparativo (1) tuvo un valor ácido que correspondía a 2.75 mmoles de los grupos de ácido/g de dispersante. El Dispersante Comparativo (1) contenía las unidades de repetición de metacrilato de 2-etil hexilo, metacrilato de metilo y ácido metacrílico en las proporciones de 35:41.3:23.7 en peso respectivamente. Como se puede ver del Dispersante Comparativo (1) está libre de unidades de repetición de (met ) acrilato de bencilo. 1.5 Preparación de Dispersante Comparativo (2) El Dispersante Comparativo (2) se preparó exactamente de la misma manera que el Dispersante (1) excepto que los monómeros usados fueron metacrilato de bencilo (350 partes) , metacrilato de metilo (413 partes) y ácido metacrílico (237 partes) . Esto fue designado como el Dispersante Comparativo (2) . El Dispersante Comparativo (2) era un copolímero acrílico que tenia un peso molecular promedio en número de 52,105, un peso molecular promedio en peso de 85,450 y una polidispersión de 1.64 medida por GPC. El Dispersante Comparativo (2) tenía un valor de ácido que correspondía a 2.75 mmoles de grupos de ácido/g de dispersante. El Dispersante Comparativo (2) contenía las unidades de repetición de metacrilato de bencilo, metacrilato de metilo y ácido metacrílico en las proporciones de 35:41.3:23.7 en peso respectivamente. Como se puede ver el Dispersante Comparativo (2) comprende menos de 50 partes de unidades de repetición de (met) acrilato de bencilo por 100 partes de polímero, y de esta manera está fuera del alcance de la presente invención. 2. Preparación- de soluciones Dispersantes 2.1 Solución dispersante (1) El Dispersante (1) (200 partes) se disolvió en agua para constituir hasta (1,000 partes) y se neutralizó con solución acuosa de hidróxido de potasio para dar una solución acuosa que tenía un pH de aproximadamente 9. Esto se tradujo en la Solución Dispersante (1) que contenía aproximadamente 20% en peso de Dispersante (1) . 2.2 Solución dispersante (2) La solución Dispersante (2) se preparó exactamente de la misma manera que la solución Dispersante (1) excepto que el Dispersante (2) se usó en lugar del Dispersante (1) . Esto dio como resultado una solución Dispersante (2) que obtuvo aproximadamente 20% en peso del Dispersante (2) . 2.3 Solución dispersante (3) La solución Dispersante (3) se preparó exactamente de la misma manera que la solución Dispersante (1) excepto que el Dispersante (3) se usó en lugar del Dispersante (1) . Esto dio como resultado la solución Dispersante (3) que contenía aproximadamente 20% en peso del Dispersante (3) . 2.4 Solución Dispersante Comparativa (1) La Solución Dispersante Comparativa (1) se hizo exactamente? de la misma manera que la solución Dispersante (1) excepto, que el Dispersante Comparativo (1) se usó en lugar del Dispersante (1) . Esto dio como resultado la Solución Dispersante Comparativa (_¾·} .que contenía aproximadamente 20% en peso de Dispersante Comparativo (1) . 2.5 Solución dispersante comparativa (2) La Solución Dispersante Comparativa (2) se hizo para exactamente el mismo propósito que la solución Dispersante (1) excepto que el Dispersante Comparativo (2) se usó en lugar del Dispersante (1) . Esto dio como resultado en la Solución Dispersante Comparativa (2) que contenia aproximadamente 20% en peso del Dispersante Comparativo (2) . 3. Preparación de bases de molino 3.1 Base de molino negra (1) Polvo de pigmento (90 partes de pigmento de Negro de Humo NIPex™, antes Degussa) , solución Dispersante (1) (225 partes) se mezclaron juntas para formar una premezcla. En algunos casos se añadió agua a la premezcla según fuera adecuado para proporcionar una viscosidad adecuada para la mezcla y molienda.

La premezcla se mezcló cuidadosamente usando un mezclador Silverson™ durante 30 minutos. Después de mezclar la mezcla se transfirió a un molino de esferas vertical que contenía esferas de 1 mm. La mezcla se molió después durante 4 horas .

Las esferas de molienda se filtraron después de la mezcla molida. La mezcla molida se ajustó a 10% en peso de pigmento mediante la adición de agua pura. Esto dio como resultado la base de molino negra (1) . Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 144 nm. El tamaño de partícula promedio Mv se estableció para todas las dispersiones usando un Nanotrac 150 obtenido de Honeywell-Microtrac . 3.2 Base de molino magenta (1) La base de molino magenta (1) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino negra (1) excepto que pigmento magenta (85 partes de TRM11, un pigmento C.I. 122 obtenido de Dainichi Seika) y solución Dispersante (1) (215 partes) se usaron en lugar de los componentes correspondientes descritos en la base de molino negra (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 8 horas. Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tuvieron un tamaño de partícula promedio Mv de 151 nm. 3.3 Base de molino amarilla (1) La base de molino amarilla (1) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino negra (1) excepto que pigmento amarillo (100 partes de Irgalite™ Yellow GS un pigmento de arilamida obtenido de Ciba) y solución Dispersante (1) (250 partes) se usaron en lugar de los componentes correspondientes descritos en la base de molino (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 9 horas. Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 131 nm. 3.4 Base de molino cian (1) Pigmento en polvo (150 partes de la pasta TRB2 , un pigmento azul C.I. 15:3 de pasta con una concentración de 50% obtenida de Dainichi Seika) , solución Dispersante (1) (187.5 partes) se mezclaron juntas para formar una premezcla. En algunos casos se añadió agua a la premezcla según fuera adecuado para proporcionar una viscosidad adecuada para la mezcla y molienda.

La premezcla se mezcló cuidadosamente usando un mezclador Silverson™ durante 90 minutos. Después de mezclar la mezcla se transfirió a un molino de esferas horizontal que contenía esferas de 0.5 mm. La mezcla se molió después durante 5 horas .

Las bases de molienda se filtraron después de la mezcla molida. Esto dio como resultado la base de molino cian (1) . Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 171 nm. 3.5 Base de molino negra (2) La base de molino negra (2) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino negra (1) excepto que la solución Dispersante (2) se usó en lugar de la solución Dispersante (1) . En este caso, la molienda se continuó durante un total de 3 horas . Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 144 nm. 3.6 Base de molino magenta (2) La base de molino magenta (2) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino magenta (1) excepto que la solución Dispersante (2) se usó en lugar de la solución Dispersante (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 7 horas . Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 126 nm. 3.7 Base de molino amarilla (2) La base de molino amarilla (2) se preparó exactamente de la misma manera' que la base de molino amarilla (1) excepto que la solución Dispersante (2) se usó en lugar de la solución Dispersante (1) . Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 136 nm. 3.8 Base de molino cían (2) La base de molino cian (2) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino cian (1) excepto que la solución Dispersante (2) se usó en lugar de la solución Dispersante (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 4 horas . Las partículas de pigmento de la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 158 nm. 3.9 Base de molino negra (3) La base de molino negra (3) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino negra (1) excepto que la solución Dispersante (3) se usó en lugar de la solución Dispersante (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 8 horas. Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 124 nm. 3.10 Base de molino negra comparativa (1) La base de molino negra comparativa (1) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino negra (1) excepto que pigmento negro de humo NIPex™ 170IQ (225 partes) y solución dispersante comparativa (1) (450 partes) se usaron en lugar de los componentes correspondientes en la base de molino negro (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 6 horas . Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 154 nm. 3.11 Base de molino magenta comparativa (1) La base de molino magenta comparativa (1) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino magenta (1) excepto que pigmento magenta TRMll (838 partes) y solución dispersante comparativa (1) (1,255 partes) se usaron en lugar de los componentes correspondientes en la base de molino magenta (1) . En este caso la molienda se continúa durante un total de 12 horas. Las partículas del pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 154 nm. 3.12 Base de molino amarilla comparativa (1) La base de molino amarilla comparativa (1) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino amarilla (1) excepto que el pigmento Irgalite™ amarillo GS (900 partes) y solución dispersante comparativa (1) (1,350 partes) se usaron en lugar de los componentes correspondientes en la base de molino amarilla (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 23 horas. Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 148 nm. 3.13 Base de molino cian comparativa (1) La base de molino cian comparativa (1) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino cian (1) excepto que pasta TRB2 (750 partes a concentración de 35%) y solución dispersante comparativa (1) (451 partes después de ajustar a 35% de concentración) se usaron en lugar de los componentes correspondientes en la base de molino cian (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 3.5 horas . 3.14 Base de molino amarilla comparativa (2) La base de molino amarilla comparativa (2) se preparó exactamente de la misma manera que la base de molino amarilla (1) excepto que pigmento amarillo TRY-13 (un pigmento C.I. amarillo 74 obtenido de Dainichi Seika) (100 partes) y solución dispersante comparativa (2) (250 partes) fueron usadas en lugar de los componentes correspondientes en la base de molino amarillo (1) . En este caso la molienda se continuó durante un total de 17 horas. Las partículas de pigmento en la base de molino resultante tenían un tamaño de partícula promedio Mv de 145 nm. 4. Reticulamiento del dispersante para preparar las dispersiones de pigmento encapsuladas 4.1 Reticulamiento de bases de molino Todas las bases de molino preparadas arriba en los puntos 3.1 a 3.14 fueron ajustadas hasta un contenido de sólidos de alrededor de 10% en peso mediante la adición de agua .

Los dispersantes en cada una de las bases de molino se reticular después usando un agente de reticulamiento, ya sea éter diglicidílico de polietilen glicol (peso molecular promedio 526 obtenido de Aldrich, en adelante abreviado de PEGDGE) o éter poliglicidílico de trimetilolpropano (Denacol EX321 obtenido de Nagase ChemteX, con peso por epoxi = 140, en adelante abreviado como EX321) . Esto retículo los grupos de ácido carboxílico en el dispersante y encapsuló de esta manera al pigmento. La reacción de reticulamiento se controló por la presencia de ácido bórico (obtenido de Aldrich) . En cada caso se preparó una mezcla que contenía las cantidades de los componentes como las especificadas en la tabla 1. La reacción de reticulamiento se efectuó al calentar la mezcla descrita arriba hasta una temperatura de aproximadamente 65 °C durante 5 horas. Esto preparó una gama de diferentes dispersiones de pigmento encapsuladas con las referencias como se indica en la columna 1 de la tabla 1.

Tabla 1 Referencia de Base de Base Reticu- Ácido Mv dispersión de molino de lador bórico final pigmento usada molino (partes ) (parte (nm) encapsulada (parte s) s) Dispersión Base de 450 PEGDGE 0.417 143 negra molino (1.777) encapsulada negro (1) (1) Dispersión Base de 150 PEGDGE 0.139 165 magenta molino (0.592) encapsulada magenta (1) (1) Dispersión Base de 120 PEGDGE 0.111 145 amarilla molino (0.474) encapsulada amarilla (1) (1) Dispersión Base de 500 PEGDGE 0.464 180 cian molino cian (1.97) encapsulada (1) (1) Dispersión Base de 450 PEGDGE 0.417 135 negra molino (1.777) encapsulada negra (2) (2) Dispersión Base de 150 PEGDGE 0.139 115 magenta molino (0.592) encapsulada magenta (2) (2) Dispersión Base de 120 PEGDGE 0.111 142 amarilla molino (0.474) encapsulada amarilla (2) (2) Dispersión Base de 432 PEGDGE 0.400 156 cian molino cian (1.71) encapsulada (2) (2) Tabla 1 (continuación) En la tabla 1, la columna titulada "Mv final" tabula el tamaño de partícula promedio Mv de del pigmento encapsulado preparado directamente después de la etapa de re iculamiento II) . 5. Ultrafiltra ión Las dispersiones de pigmento encapsuladas preparadas arriba en 4.1 fueron cada una purificadas por medio de ultrafiltración usando membrana que tenía un tamaño de poro de 0.1 miera. Las dispersiones de pigmento encapsuladas fueron diafiltradas con aproximadamente 10 a 40 volúmenes de lavado de agua desionizada pura por un volumen de la dispersión de pigmento encapsulada. La membrana de ultrafiltración se usó después para concentrar la dispersión encapsulada de nuevo a un contenido de sólidos de alrededor dé 10 a 13% en peso. 6. Mediciones de Concentración de Coagulación Crítica Las concentraciones de concentración crítica (CCC) en cloruro de sodio para las dispersiones de pigmento encapsuladas purificadas después del punto 5 arriba se midieron mediante el método descrito previamente usando etapas de 0.1M en la concentración de NaCl .

Los resultados mostraron marcadas diferencias en los valores CCC que se atribuyen ampliamente a las diferencias en la composición dispersante.

Tabla 2 Valores CCC de dispersiones de pigmento encapsuladas Puede verse fácilmente que las dispersiones pigmento encapsuladas que contienen dispersantes (1), (2) y (3) tienen valores CCC considerablemente más bajos que aquellas que contienen Dispersante Comparativo (1) . 7. Preparación de tintas y tintas comparativas Cada una de las dispersiones de pigmento encapsuladas comparativas y encapsuladas, después de haber sido purificadas en 5 arriba, se usaron para preparar una tinta o tinta comparativa que tenía una de las siguientes composiciones .

Vehículo para tinta (1) Dispersión de pigmento encapsulada X partes 2-pirrolidona 3.00 partes Glicerol 15.00 partes 1, 2-hexanodiol 4.00 partes Etilenglicol 5.00 partes Surfynol™ 465 0.50 partes Agua pura suficiente para hacer 100 partes Surfynol™ 465 es un agente tensioactivo disponible de Airproducts .

Vehículo para tinta (2) Dispersión de pigmento encapsulada X partes Eter monobutílico de trietilenglicol 5.00 partes Etilenglicol 15.00 partes Surfynol™ 465 0.70 partes Agua pura suficiente para hacer 100 partes X partes de dispersión de pigmento encapsulada Para las tintas de color negro 6 partes de pigmento negro en un activo de pigmento (o base de sólidos de pigmento excluyendo el peso de cualquier otro componente sólido) fueron usadas (aproximadamente 60 partes de dispersión de pigmento encapsulada) . Para las tintas color magenta se usaron 5.5 partes de pigmento magenta sobre una base activa de pigmento. Para las tintas de color amarillo se usaron 5 partes de pigmento amarillo sobre una base activa de pigmento. Para las tintas color cían se usaron 4 partes de pigmento cian sobre una base activa de pigmento.

Usando las composiciones de tinta anteriores, por ejemplo, la dispersión negra encapsulada (1) se usó para preparar tinta negra (1) y la dispersión amarilla encapsulada comparativa (2) preparó tinta amarilla comparativa (2) . La correspondencia exacta de referencias se detalla completamente en la tabla 3.

Tabla 3 8. Preparación de impresiones Cada una de las tintas y tintas comparativas descritas arriba en el punto 7 se imprimieron sobre papel normal (no tratado) , en particular papel Xerox 4200. La impresión se llevó a cabo por medio de una impresora de inyección de tinta SEC D88 que imprimió aproximadamente 100% bloques de color. 9. Medición de la densidad óptica Para cada impresión se midió la densidad óptica de reflectancia (ROD) usando un instrumento fotodensitómetro Gretag Macbeth key wizard V2.5 Spectrolino, iluminado usando una fuente de luz D65 a un ángulo observador de 2° y sin filtro equipado. Se tomaron mediciones en al menos dos puntos a lo largo de la impresión y luego se promediaron. 10. Resultados de las mediciones de densidad óptica Los resultados de las mediciones de la ROD se resumen abajo en la tabla 4.

Tabla 4 Impresiones obtenidas a partir de tintas y tintas comparativas Tinta Dispersante ROD Tinta negra (1) Dispersante (1) 1.20 Tinta negra (2) Dispersante (2) 1.17 Tinta negra (3) Dispersante (3) 1.07 Tinta negra comparativa (1) Dispersante comparativo (1) 0.97 Tinta magenta (1) Dispersante (1) 1.18 Tinta magenta (2) Dispersante (2) 1.08 Tinta magenta (3) Dispersante (1) 1.20 Tinta magenta comparativa (1) Dispersante comparativo (1) 0.99 Tinta amarilla (1) Dispersante (1) 1.18 Tinta amarilla (2) Dispersante (2) 1.10 Tinta amarilla comparativa (1) Dispersante comparativo (1) 1.00 Tinta amarilla comparativa (2) Dispersante comparativo (2) 1.01 Tinta cian (1) Dispersante (1) 1.18 Tinta cian (2) Dispersante (2) 1.12 Tinta cian comparativa (1) Dispersante comparativo (1) 1.01 De la tabla 4, se puede ver fácilmente que las dispersiones de pigmento encapsuladas preparadas por el proceso de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención pueden usarse para preparar tintas para impresión por inyección de tinta que proporcionan ROD especialmente buena cuando se imprimen sobre papel normal . 11. Tintas adicionales Las tintas adicionales descritas en las tablas I y II pueden prepararse en las que las dispersiones de pigmento encapsuladas (EPDs) ultrafiltradas , como las tabuladas en la primera columna, se pueden usar en las cantidades tabuladas en la segunda columna.

Los números citados en la tercera columna en adelante se refieren al número de partes de los componentes de tinta relevantes . Todas las partes son en peso. Las tintas pueden ser aplicadas a papel por medio de impresión por inyección de tinta térmica, piezo o Memj et .

Se usan las siguientes abreviaturas en las tablas I y II: PG = propilenglicol DEG = dietilenglicol NMP = N-metilpirrolidona DMK =dimetilcetona IPA =isopropanol MEOH =metanol 2P = 2 -pirrolidona MIBK = metilisobutilcetona P12 = propano- 1 , 2 -diol BDL = butano-2 , 3 -diol Surf = Surfynol™ 465 de Airproducts PHO = Na2HP04 y TBT = butanol terciario TDG = tiodiglicol GLY = glicerol nBDPG = éter mono-n-butílico de dipropilenglicol nBDEG = éter mono-n-butílico de dietilenglicol nBTEG = éter mono-n-butílico de trietilenglicol EPD - dispersión de pigmento encapsulada EBD1 - dispersión negra encapsulada (1) EBD2 - dispersión negra encapsulada (2) EMD1 - dispersión magenta encapsulada (1) EMD2 - dispersión magenta encapsulada (2) EYD1 - dispersión amarilla encapsulada (1) EYD2 - dispersión amarilla encapsulada (2) Tabla I Tabla II Se hace constar que con relación a esta fecha, mejor método conocido por la solicitante para llevar a práctica la citada invención, es el que resulta claro de presente descripción de la invención.

Claims (22)

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

1. Un proceso para preparar una dispersión de pigmento encapsulada adecuada para usarse en una tinta para impresión por inyección de tinta, caracterizado porque comprende las siguientes etapas en el orden I) seguida por ID : I) proporcionar una dispersión que comprende un pigmento, un medio liquido y un dispersante que comprende las unidades de repetición de copolimerizar los monómeros etilénicamente insaturados en los componentes a) a c) : a) de 75 a 97 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófobos que comprenden al menos 50 partes de (met) acrilato de bencilo; b) de 3 a 25 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen uno o más grupos iónicos; c) de 0 a 2 partes de uno o más monómeros etilénicamente insaturados hidrófilos que tienen un grupo no iónico hidrófilo; y en donde las partes son en peso y la suma de las partes a) a c) llega hasta 100; II) reticular el dispersante en presencia del pigmento y el medio líquido.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente a) comprende al menos 60 partes de (met) acrilato de bencilo.

3. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente a) comprende al menos 70 partes de (met) acrilato de bencilo.

4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente a) comprende sólo (met) acrilato de bencilo.

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente a) comprende sólo metacrilato de bencilo.

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente b) es o comprende uno o más monómeros que tienen uno o más grupos de ácido carboxílico.

7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente b) comprende ácido metacrílico.

8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente b) es ácido metacrílico.

9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el componente c) no está presente (es decir, cero partes de componente c) ) .

10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispersante comprende las unidades de repetición de copolimerizar los monómeros etilénicamente insaturados en los componentes a) a c) : (a) de 80 a 93 partes de uno o más monómeros hidrófobos que comprenden al menos 50 partes de metacrilato de bencilo; (b) de 7 a 20 partes de ácido metacrílico,- (c) ningún monómero etilénicamente insaturado hidrófilo que tenga un grupo no iónico hidrófilo; en donde las partes son en peso y la suma de las partes a) a c) llega hasta 100.

11. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reticulamiento en la etapa II) se lleva a cabo por un agente de reticulamiento epoxi y el componente b) es o comprende uno o más monómeros que tienen uno o más grupos de ácido carboxílico .

12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio líquido es o comprende agua.

13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la dispersión provista en la etapa I) tiene una concentración de coagulación crítica de cloruro de sodio de no más de 2.0M.

14. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la dispersión de pigmento encapsulada resultante tiene una concentración de coagulación crítica en cloruro de sodio de no más de 2.0M.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la dispersión del pigmento encapsulada resultante tiene una concentración de coagulación crítica en cloruro de sodio de 0.2M a 1.6M.

16. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además la etapa de purificar la dispersión de pigmento encapsulada .

17. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además añadir uno o más aditivos seleccionados de modificadores de viscosidad, reguladores de pH, agentes quelantes de metales, agentes tensioactivos , inhibidores de corrosión, biocidas, colorantes, solventes orgánicos miscibles en agua y/o aditivos reductores de cristalización de depósito.

18. Una dispersión de pigmento encapsulada, caracterizada porque se obtiene o puede obtenerse por medio de un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.

19. Una tinta para impresión por inyección de tinta caracterizada porque comprende la dispersión de pigmento encapsulada de conformidad con la reivindicación 18 la cual ha sido preparada por medio del proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.

20. Un cartucho para impresora de inyección de tinta caracterizado porque comprende una cámara y una tinta para impresión por inyección de tinta, en donde la tinta para impresión por inyección de tinta está presente en la cámara y es de conformidad con la reivindicación 19.

21. Uso del proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 en la preparación de una tinta para impresión por inyección de tinta.

22. El uso de conformidad con la reivindicación 21 para el propósito técnico de proporcionar una tinta para impresión por inyección de tinta que proporcione densidad óptica más alta cuando sea impresa sobre papel normal .