MXPA04001624A - Metodo para producir particulas de pigmento organico estabilizadas y aparato para producirlas. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un metodo para producir particulas de pigmento organico autodispersables estabilizadas. El metodo incluye modificar las particulas de pigmento organico y despues poner en contacto la superficie de las particulas modificadas con un vapor acuoso contenido en un gas de vehiculo, para producir particulas de pigmento organico estabilizadas. Tipicamente, las particulas de pigmento se modifican mediante la exposicion de su superficie a gas ozono o a un proceso de gas activado por plasma. El metodo para estabilizar la superficie evita la violenta reaccion exotermica que ocurre cuando las particulas de pigmento de superficie modificada son expuestas al aire ambiental. El metodo se lleva a cabo en un aparato, el cual incluye un reactor, elementos para introducir en el reactor el vapor acuoso contenido en un gas de vehiculo y un ensamblaje agitador para desaglomerar, durante la modificacion de la superficie, las particulas de pigmento introducidas en el reactor. Las particulas estabilizadas de la presente invencion tambien son adecuadas para utilizarse en tintas para impresoras de inyeccion, en composiciones de revestimiento pigmentadas tanto acuosas como en disolventes, y en composiciones de revestimiento de pigmento en polvo.

Description

wo 03/018693 Al 11111111(111111111111111111111111 For two-letter codas and olhcr abbreviations, refer w the "Guid-ance Notes on Codes and A bbreviations " appearing at the begin-ning of each regular isstte of the PCT Gazelte.

METODO PARA PRODUCIR PARTÍCULAS DE PIGMENTO ORGÁNICO ESTABILIZADAS Y APARATO PARA PRODUCIRLAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para estabilizar partículas de pigmento orgánico, a las cuales previamente se les modificó la superficie, típicamente mediante una exposición a gases de proceso activados con plasma . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Debido a la naturaleza hidrofóbica de las partículas de pigmento orgánico, es difícil dispersarlas en composiciones tales como composiciones de revestimiento o tintas, tales como tintas para impresión a chorro. Se sabe que la superficie de las partículas de pigmento se pueden modificar para incrementar su autodíspersión en agua o en composiciones con solventes. Uno de los métodos utilizados para la modificación de superficie de pigmentos, es agregar un modificador de superficie, ya sea un tensoactivo iónico o no iónico, tal como un polímero que contiene ácido o glicol, lo cual permite que el pigmento se disperse por completo en una composición. Otro método utilizado para la modificación de superficie de pigmentos, es exponer las partículas de pigmento a gases de proceso activados con ozono o con plasma. Un problema asociado con la modificación de superficie REF. : 153155 - 2 - activada por plasma, es que da como resultado la creación de sitios altamente exotérmicos en la superficie de las partículas de pigmento, que tienden a reaccionar rápidamente al ser expuestos al aire ambiental. Como resultado, se vuelve poco seguro manejar estas partículas de pigmento modificadas con superficie altamente exotérmica. Además, la autodispersión de estos pigmentos altamente exotérmicos tiende a sufrir una vez que el pigmento ha resistido el evento exotérmico. La presente invención resuelve el problema de partículas poco seguras difíciles de manejar que tienen una superficie modificada mediante una exposición a gases activados con ozono o con plasma. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para producir partículas de pigmento orgánico estabilizadas, en donde el método comprende : modificar la superficie de las partículas de pigmento orgánico; poner en contacto las partículas con superficie modificada con un vapor acuoso contenido en un gas de vehículo, para producir las partículas de pigmento orgánico estabilizadas . La presente invención también se refiere a un aparato para producir partículas de pigmento orgánico - 3 - estabilizadas, el cual comprende: un reactor, elementos para introducir en el reactor vapor acuoso contenido en un gas de vehículo; y un ensamblaje agitador para desaglomerar las partículas de pigmento colocadas en el reactor. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista del ensamblaje de reactor utilizado en el proceso de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama de flujo esquemático del proceso de la presente invención. La Figura 3 es una vista en sección transversal del ensamblaje de reactor utilizado en el proceso de la presente invención, a lo largo de una sección de la Figura 1. La Figura 4 es una vista parcialmente despiezada de un ensamblaje agitador. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS El proceso de la presente invención estabiliza la superficie de partículas de pigmento orgánico que fueron previamente modificadas por un gas de proceso activado con plasma. El proceso de la modificación de superficie por lo general incluye la creación de sitios o grupos funcionales en la superficie de la partícula de pigmento, que hacen que las partículas de pigmento sean dispersables en el disolvente o medio acuoso utilizado en el proceso de la presente - 4 - invención. Así pues, para dispersiones de pigmento acuosas, estos sitios o grupos funcionales típicamente incluyen grupos funcionales hidrofílicos tales como grupos no iónicos, aniónicos y catiónicos. En particular, los grupos carboxílicos , hidroxilo, ácido sulfónico o ácido fosfórico se pueden utilizar de preferencia, ya sea por sí solos o en combinaciones. Entre éstos, un grupo carboxílico por sí solo o una combinación de un grupo carboxílico con uno o más de los grupos anteriores, es más preferible. Cuando la partícula de pigmento tiene un grupo carboxílico, un grupo ácido sulfónico o un grupo ácido fosfórico, cada uno de estos grupos se puede utilizar en el estado ácido tal cual. Sin embargo, puede ser ventajoso y deseable que una parte o la totalidad del ácido forme una sal para mejorar la dispersabilidad. Los procesos para modificar superficies de pigmento son conocidos. Por ejemplo, la Patente Norteamericana comúnmente asignada US 6,156,114 (DuPont) , describe tal método. Algunos de los gases de proceso adecuados incluyen oxígeno, nitrógeno, vapor de agua, peróxido de hidrógeno, dióxido de carbono, amoniaco, ozono, monóxido de carbono, trimetilsilano, tetraetoxisilano, hexametildisiloxano, etilendiamina, anhídrido maleico, arilamina, acetileno, metano, óxido de etileno, hidrógeno, estireno, aire, dióxido de azufre, precursores de grupos sulfonilo, precursores de - 5 - grupos fosfonilo, alcoholes o una mezcla de los mismos. El gas de proceso anteriormente descrito se activa mediante una exposición a plasma generado por varios dispositivos conocidos, tales como los generadores de plasma, dispositivos de descarga en corona, los cuales se describen e las Patentes Norteamericanas Nos. US 4,478,643 (Nippon Paint); 5,340,618 ( imoto Co., Ltd.) y 5,620,743 (BASF). La activación de plasma se puede llevar a cabo a presión subatmosferica o a presión atmosférica. Con frecuencia estos métodos incluyen la des glomeración de las partículas de pigmento antes de su exposición al gas de proceso activado con plasma, de tal manera que sustancialmente la superficie entera de la partícula de pigmento quede expuesta al gas de proceso activado con plasma. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. US 6,156,114 (DuPont) , describe el uso de un desagíomerador ultrasónico para desaglomerar partículas de pigmento antes de exponerlas al proceso de gas activado con plasma. Generalmente, las partículas de pigmento orgánico son desaglomeradas antes o durante la modificación de la superficie por gas de proceso activado con plasma u ozono. Algunas de las partículas orgánicas adecuadas para el proceso de la presente invención, incluyen el negro de carbón, pigmento rojo de diceto-pirrolopirrol , pigmento marrón de perileno, polibutadieno, policloropreno, - 6 - polietileno, polipropileno, poliacrilonitrilo, ácido polimetacrílico, acetato de polivinilo, cloruro de polivinilo, celulosa, ftalocianina de cobre, pigmento azul 15:2, policloro cobre, ftalocianina C.I., pigmento verde 7, pigmento rojo de guinacridona, violeta de quinacridona o azul de ftalocianina de cobre. Las superficies de las partículas modificadas por el proceso anteriormente descrito pueden ser altamente reactivas, las cuales cuando se exponen al aire ambiental pueden dar como resultado una reacción exotérmica violenta. Así pues, se vuelve poco seguro manejar estas partículas altamente exotérmicas. El presente proceso elimina este problema de seguridad al estabilizar los sitios reactivos en las superficies de estas partículas de pigmento modificadas. Un aparato adecuado para estabilizar las partículas de pigmento modificadas, se muestra en las Figuras 1, 2, 3 y 4. Un ensamblaje de reactor 1 del aparato, incluye una cámara estacionaria 4 posicionada sustancialmente de manera horizontal y soportada en un bloque de soporte 3. L cámara 4 de preferencia está sellada. La cámara 4 de preferencia es cilindrica y se puede hacer de materiales adecuados, tales como vidrio o acero inoxidable. Un reactor cilindrico 5 está posicionado coaxialmente en el interior de la cámara 4 para retener las partículas de pigmento 6, las cuales previamente fueron modificadas por el proceso anteriormente descrito. El - 7 - reactor 5 se fabrica de un material inerte adecuado, tal como vidrio o acero inoxidable. La cámara 4 de preferencia está dividida a lo largo de un reborde sellable 8 para permitir el posicionado del reactor 5 dentro de la cámara 4, así como para permitir un fácil acceso y ensamblaje. Los elementos para introducir en el reactor 5 el vapor acuoso contenido en un gas de vehículo, de preferencia incluyen una lanza tubular 20 que está posicionada sustancialmente a lo largo del eje del reactor 5, para introducir en el reactor 5 el vapor acuoso contenido en el gas de vehículo a través de una abertura 15, de preferencia posicionada de manera distal al extremo de emisión de la cámara 4, para incrementar el tiempo de permanencia de vapor acuoso dentro del reactor 5. Los gases de vehículo adecuados incluyen argón, nitrógeno, helio, neón, dióxido de carbono, aire o una mezcla de los mismos . El gas de vehículo suministrado a partir de un suministro de gas de vehículo 22, es transportado a través de un regulador de presión 24 hacia un vaporizador 26 que contiene un medio acuoso. Un tubo de burbujeo 25 entra al vapor acuoso, el cual es regulado a través de una válvula reguladora 28 y después transportado hacia el interior del reactor 5 a través de la abertura 15 de la lanza 20. El medio acuoso adecuado incluye agua, de preferencia agua desionizada o, si se desea, agua con un disolvente adecuado miscible, tal como alcohol. - 8 - Un termómetro 30 y un manómetro 32 monitorean al gas de vehículo que contiene el vapor acuoso que sale de la cámara 4. Después, el gas de vehículo puede ser expulsado o de preferencia reutilizado haciéndolo pasar a través de un recipiente desecador 34 y después transportándolo de regreso a la línea de gas de vehículo que entra a la cámara 4. Para exponer uni ormemente las superficies de las partículas modificadas en el reactor 5, se utiliza un ensamblaje agitador 2. El ensamblaje 2 incluye una saliente 10 montada de manera giratoria en el reactor 5. Un ensamblaje de motor 12 acciona la saliente 10. Una pluralidad de soporte de paleta 14 está fija a la saliente 10. Se prefieren tres soportes de paleta 14 radiales posicionados de manera equidistante. Cada soporte de paleta 14 está provisto con una paleta 16 que generalmente corre cerca de la pared interna del reactor 5, sustancialmente a través de toda la longitud de dicho reactor 4. La saliente 10; el soporte de paleta 14 y la paleta 16, generalmente están fabricados de un material inerte y rígido adecuado, tal como aluminio o acero inoxidable. Un resorte flexible 18 que corre sustancialmente a lo largo de la longitud de la paleta 16, de preferencia está unido en cualquiera de los extremos de la paleta 16. El resorte 18 permanece en contacto físico con la pared interna del reactor 5 a medida que el ensamblaje de motor 12 le proporciona rotación a la saliente 10. Como - 9 - resultado, cualquier partícula de pigmento que se adhiera a la pared interior del reactor 5 es raspada por el resorte 18 a medida que rota dentro del reactor 5. El resorte 18 generalmente se fabrica de un material inerte y flexible adecuado, tal como acero inoxidable. Otra ventaja de utilizar el resorte 18 es que previene que se formen bolsas de pigmento no modificado en la superficie interior del reactor 5, las cuales de otra manera pueden existir si el reactor 5 no tiene una forma sustancialmente cilindrica. El resorte 18 se puede expandir o contraer cuando rosa contra una superficie interior dispareja del reactor 5. En operación, el reactor 5 se carga con las partículas de pigmento modificadas y se sella lo suficiente para evitar el contacto con el aire. La rotación de la saliente 10 se ajusta para raspar suficientemente las partículas del fondo y desaglomerarlas, para maximizar su contacto con el vapor acuoso. Generalmente, las RPM de la saliente 10 empleadas dependen de factores tales como el tipo de pigmento que se está estabilizando y la cantidad de carga de pigmento en el reactor 5. La rotación de la saliente 10 generalmente se ajusta en el rango de aproximadamente 1 a 500 RPM, de preferencia de 5 a 300 RPM y más preferiblemente de 10 a 240 RPM. Dependiendo del tipo de pigmento orgánico que se está estabilizando, se ajustan adecuadamente la cantidad de pigmento cargado en el reactor 5 dependiendo de su uso - 10 - final, la cantidad de vapor acuoso transportado en el reactor 5 y el tiempo de permanencia del pigmento en el reactor 5. Generalmente, el peso del vapor acuoso contenido en el gas de vehículo varía de aproximadamente 10 a 500 microgramos, de preferencia de aproximadamente 50 a 500 microgramos, más preferiblemente de aproximadamente 100 a 500 microgramos, todos por metro cuadrado de área de superficie del pigmento. El reactor 5 adicionalmente se puede utilizar para modificar las superficies de partículas de pigmento antes del proceso de estabilización anteriormente descrito, colocándole al reactor 5 elementos para suministrar ozono. El proceso a presión ambiental o elevada utiliza una descarga de barrera dieléctrica para generar oxígeno en plasma (atómico) , utilizando aire como gas alimentado. El oxígeno atómico se combina con oxígeno molecular para formar ozono estable como agente oxidante . Los componentes adicionales utilizados para modificar las partículas de pigmento se muestran en la Figura 2. Así upes, un suministro de oxígeno 36 se conecta con un suministro de nitrógeno 38, para permitir que el usuario genere una mezcla nitrógeno/oxígeno con una proporción deseada, la cual entonces es transportada después de pasar a través de un filtro de tamiz molecular convencional 40, a un generador de ozono convencional 42, tal como el modelo No. GL-1 fabricado por PCI-Wedco, West Caldwell, Nueva Jersey, el - 11 - cual es adecuado para utilizarse en la presente invención. La mezcla de ozono/nitrógeno producida por el generador de ozono 42, es transportada hacia el reactor 5 después de pasar a través de una válvula reguladora 44. En operación, el reactor 5 se carga con partículas de pigmento que van a ser modificadas y se sella lo suficiente para prevenir el contacto con el aire. La saliente 10 gira a una velocidad suficiente para desaglomerar las partículas de pigmento. Generalmente las RPM se ajustan a aproximadamente la misma velocidad que la anteriormente descrita. La válvula reguladora 28 se cierra, la válvula 44 se abre y se hace pasar una mezcla de gas deseada de oxígeno y nitrógeno, respectivamente suministrados por el suministro de oxígeno 36 y el suministro de nitrógeno 38 hacia el generador de ozono 42, mientras que la generación de ozono todavía está apagada. Generalmente, la relación entre el peso de oxígeno con respecto al gas total , varía de aproximadamente 0.8 a 1, de preferencia de aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1 y más preferiblemente de aproximadamente 0.95 a aproximadamente 0.995. El reactor 5 de preferencia se opera a presión ambiental. Sin embargo, si se desea, el reactor 5 se puede operar a una presión que varía de aproximadamente 6.9 a 689.5 kPa (de 1 a 100 p si), de preferencia de aproximadamente 34.5 a 344.7 kPa (de 5 a 50 psi) , más preferiblemente de 69.0 a 206.8 kPa (de 10 a 30 psi). - 12 - La velocidad de flujo volumétrico en litros por minuto del gas, generalmente varía dentro del rango de aproximadamente 0.1 a 20, de preferencia de aproximadamente 1 a 10 y más preferiblemente de aproximadamente 2 a 6. Una vez que se logra el equilibrio del sistema, el generador de ozono se enciende para generar ozono, el cual después es transportado hacia el reactor 5 para modificar la superficie de las partículas de pigmento. Dependiendo del tipo de partículas de pigmento que se están modificando, se ajustan la cantidad de partículas de pigmento cargadas en el reactor 5, la relación de oxígeno/rdtrógeno y la duración de exposición de las partículas de pigmento al ozono, así como las condiciones del reactor 5 para lograr una relación de oxígeno, carbón y pH deseada. Por ejemplo, para modificar el pigmento negro de carbón adecuado para utilizarse en la tinta para impresoras de inyección, las condiciones del reactor se ajustan para lograr una relación de oxígeno con respecto al carbono en la superficie del pigmento modificado, en el rango de aproximadamente 0.05 a 1, de preferencia de 0.06 a 0.8 y más preferiblemente de 0.1 a 0.6. Las condiciones del reactor para el pigmento negro de carbón, típicamente también se ajustan para lograr un pH de superficie en las partículas de pigmento modificadas, en el rango de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 8, de preferencia de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 4 y más preferiblemente de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 1. - 13 - Una vez que la etapa de modificación de superficie concluye, la válvula 44 se cierra y se abre la válvula 28 para permitir que el vapor acuoso transportado hacia el reactor 5 de la manera anteriormente descrita, concluya la estabilización de las partículas de pigmento modificadas. Si se desea, el reactor 5 se puede calentar o enfriar al incluir un intercambiador de calor convencional en el bloque de soporte 3. Los pigmentos orgánicos adecuados que se pueden acondicionar de conformidad con el proceso de la presente invención, incluyen pigmentos de perileno, ftalocianina, indantrona, isoindolina y quinacridona, así como otros pigmentos orgánicos conocidos . También son adecuadas mezclas, incluyendo soluciones sólidas de tales pigmentos. Los perilenos, particularmente las diimidas y dianhídridos del ácido perilen-3 , 4 , 9 , 10-tetracarboxilico, son pigmentos orgánicos particularmente adecuados. Los pigmentos de perileno adecuados pueden estar sustituidos o no sustituidos, por ejemplo con uno o más radicales alquilo, alcoxi, halógenos tales como cloro u otros sustituyentes típicos de los pigmentos de perileno, incluyendo aquéllos sustituidos en los átomos de nitrógeno de imida con grupos químicamente razonables, tales como alquilo. Los perilenos crudos se pueden preparar por los métodos conocidos en la técnca. E.g., W. Herbst y K. Hunger, Industrial Organic - 14 - Pigments (Nueva York: VCH Publishers, Inc., 1993), páginas 9 y 467-475, H. Zollinger, Color Chemistry (VCH Verlagsgessellschaft, 1991), páginas 227-228 y 297-298 y M. A. Perkins, "Pyridines and Pyridones" in The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments, ed. H. A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955) , páginas 481-482. Los pigmentos de ftalocianina, especialmente las ftalocianinas metálicas, también son pigmentos orgánicos adecuados. Aunque se prefieren las ftalocianinas de cobre, también se pueden utilizar otros pigmentos de ftalocianina que contienen metales, tales como las basadas en zinc, cobalto, fierro, níquel y otros metales. Las ftalocianinas libres de metales también son adecuadas, pero generalmente son menos preferidas. Los pigmentos de ftalocianina pueden no estar sustituidos o pueden estar parcialmente sustituidos, por ejemplo, con uno o más radicales alquilo, alcoxi, halógeno tal como cloro, u otros sustituyentes típicos de los pigmentos de ftalocianina. Las ftalocianinas crudas se pueden preparar mediante cualquiera de los varios métodos conocidos en la técnica, pero de preferencia se preparan mediante una reacción del anhídrido ftálico, ftalonitrilo o derivados del mismo, con un donador de metales, un donador de nitrógeno (tal como urea o el ftalonitrilo mismo, y un catalizador opcional, de preferencia en un disolvente - 15 - orgánico. E.g., W. Herbst y K. Hunger, Industrial Organic Pigments (Nueva York: VCH Publishers, Inc., 1993), páginas 418-427, H. Zollinger, Color Chemistry (VCH Verlagsgessellschaft , 1991), páginas 101-104 y N. M. Bigelow y . A. Perkins, "Phthalocyanine Pigments" in The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments, ed. H. A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955) , páginas 584-587; véase también las Patentes Norteamericanas Nos. US 4,158,572; 4,257,951 y 5,175,282 y la Patente Británica 1,502,884. Los pigmentos adecuados también incluyen pigmentos de indantrona preparados por métodos conocidos en la técnia. E.g., . Herbst y K. Hunger, Industrial Organic Pigments (Nueva York: VCH Publishers, Inc., 1993), páginas 498-500; H. Zollinger, Color Chemistry (VCH Verlagsgessellschaft, 1991), páginas 219-220 (véase también la página 237); y M. S. Whelen, "Anthraquinoneazines" in The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments, ed. H. A. Lubs (Malabar, Florida: Robert E. Krieger Publishing Company, 1955), páginas 512-522. Los pigmentos de indantrona pueden no estar sustituidos o pueden estar parcialmente sustituidos, por ejemplo con uno o más radicales alquilo, alcoxi, halógeno tal como cloro, u otros sustituyentes típicos de los pigmentos de indantrona. La indantrona no derivada (Pigmento Azul 60 ó, alternativamente, Vat Blue 4) es particularmente preferida. - 16 - Los pigmentos de isoindolina, que opcionalmente pueden estar simétrica o asimétricamente sustituidos, también son pigmentos orgánicos adecuados y se pueden preparar por métodos conocidos en la técnica. E.g., W. Herbst y . Hunger, Industrial Organic Pigments (Nueva York: VCH Publishers, Inc., 1993), páginas 398-415. Un pigmento de isoindolina particularmente preferido, el Pigmento Amarillo 139, es un aducto simétrico de los precursores iminoisoindolina y ácido barbitúrico. Los pigmentos de guinacridona también son pigmentos orgánicos adecuados. Las quinacridonas (las cuales, tal como se utilizan en la presente, incluyen quinacridona no sustituida, derivados de quinacridona y soluciones sólidas de los mismos) , se pueden preparar por cualquiera de los varios métodos conocidos en la técnica, pero de preferencia se preparan mediante el cierre térmico del anillo de varios precursores de ácido 2 , 5-dianilinotereftálico, en presencia de ácido polifosfórico . E.g., S.S. Labana y L. L. Labana, "Quinacridonees" en Chemical Review, 67, 1-18 (1967) y en las Patentes Norteamericanas Nos. US 3,157,659; 3,256,285; 3,257,405 y 3,317,539. Los pigmentos de quinacridona adecuados pueden no estar sustituidos o pueden estar sustituidos (por ejemplo, con uno o más radicales alquilo, alcoxi, halógeno tal como cloro u otros sustituyentes típicos de los pigmentos de quinacridona) . - 17 - Otros pigmentos orgánicos adecuados incluyen las dioxazinas (es decir, trifenodioxazinas) , 1,4-dicetopirrolopirroles, antrapirimidinas, antantronas, flavantronas, indantronas, perinonas, pirantronas, tioíndigos, 4 , 41 -diamino-1, 1 ' -diantraquinonilo y compuestos azo, así como derivados sustituidos de los mismos. Una cantidad de los grupos funcionales hidrofílicos no se define a gran escala, debido a que depende del tipo de grupo hidrofílico y de los tipos de sales cuando el grupo hidrofílico forma una sal. En un caso en el que el grupo hidrofílico es un grupo -COO~M+, la cantidad de grupos funcionales hidrofílicos deseablemente es de 0.4 a 5 mmol/g. El símbomo M+ representa los contraiones tales como litio, sodio, potasio, cesio o aminas. Se puede utilizar cualquier pigmento orgánico e inorgánico como pigmento en el cual se introduce el grupo funcional hidrofílico. Como pigmento negro se prefiere un pigmento negro de carbón tal como el negro de horno, negro de lámpara, negro de acetileno y negro canal. Ejemplos de compuestos que se pueden utilizar como pigmento negro, incluyen pero no se limitan a, Raven 7000, Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000 ULTRA, Raven 3500, Raven 2500 ULTRA, Raven 2000, Raven 1500, Raven 1255, Raven 1250, Raven 1200, Raven 1190 ULTRA, Raven 1170, Raven 1080 ULTRA, Raven 1060 ULTRA, Raven 790 ULTRA, - 18 - Raven 780 ULTRA y Raven 760 ULTRA (fabricados por Colombian Chemicals Co.); Regal 1400R, Regal 1330R, Regal 1660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Minarch 1100, Monarch 1300 y Monarch 1400 (fabricados por Cabot) ; Color Black FW1, Color Black FW2, Color Black FW2V, Color Black 18, Color Black FW200, Color Black S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A y Special Black 4 (fabricados por Degussa Corp.); No. 25, No. 33 y No. 40, No. 47, No. 52, No. 900, No. 2300, MCF-88, MA 600, MA 7, MA 8 y MA 100 (fabricados por Mitsubishi Chemical Corp.) Se pueden utilizar micropartículas magnéticas tales como magnetita o ferrita; negro de titanio o similares, como pigmento negro. Ejemplos de pigmento color cian pueden incluir, pero no se limitan al C.I. Pigmento Azul-1, C.I. Pigmento Azul-2, C.I. Pigmento Azul-3, C.I. Pigmento Azul-15, C.I. Pigmento Azul-15 :lr C.I. Pigmento Azul-15 :3, C.I. Pigmento Azul-15: 34, C.I. Pigmento Azul -16, C.I. Pigmento Azul-22 y C.I. Pigmento Azul-60. Ejemplos de un pigmento color magenta pueden incluir, pero no se limitan a C.I. Pigmento Rojo 5, C.I. Pigmento Rojo 7, C.I. Pigmento Rojo 12, C.I. Pigmento Rojo 48, C.I. Pigmento Rojo 48:1, C.I. Pigmento Rojo 57, C.I. Pigmento Rojo 112, C.I. Pigmento Rojo 122, C.I. Pigmento Rojo - 19 -¦ 123, C.I. Pigmento Rojo 146, C.I. Pigmento Rojo 168, C.I. Pigmento Rojo 184 y C.I. Pigmento Rojo 202. Ejemplos de pigmentos de color amarillo pueden incluir, pero no se limitan a C.I. Pigmento Amarillo i-l, C.I.

Pigmento Amarillo- 2 , C.I. Pigmento Amarillo- 3 , C.I. Pigmento Amarillo- 12 , C. I. Pigmento Amarillo- 13 , C.I . Pigmento Amarillo- 14 , C. I. Pigmento Amarillo- 16 , C.I . Pigmento Amarillo- 17 , C. I. Pigmento Amarillo- 73 , C.I . Pigmento Amarillo- 74 , C. I. Pigmento Amarillo- 75 , C.I . Pigmento Amarillo- • 83 , C. I . Pigmento Amarillo- 93 , C.I . Pigmento Amarillo-¦95, C. I . Pigmento Amarillo- 97 , C.I . Pigmento Amarillo- • 98 , C. I. Pigmento Amarillo- 11 , C.I. Pigmento Amarillo- 128 , c . 1 . Pigmento Amarillo- 129, C.I. Pigmento Amarillo-151 y C.I. Pigmento Amarillo-154. Se pueden utilizar pigmentos con colores específicos incluyendo color rojo, verde, azul, café y blanco, pigmentos con color y brillo metálico tales como plata y oro, pigmentos de extensión o pigmentos plásticos diferentes a los pigmentos que tienen un color negro y tres colores primarios; es decir, un color cyan, color magenta y amarillo. Así mismo, se pueden utilizar pigmentos nuevos sintetizados para la presente invención. Ejemplos de pigmentos adecuados incluyen Rojos Azo Metalizados tales como Red 49:1 (sal de bario), Red 49:2 (sal de calcio), Red 63:1 (sal de calcio) , Rojos de Toluuidina, - 20 - Rojos de Naftol, Pirazalonas, Rodaminas, Quinacridonas tales como Red B, Red y; Magenta B, Magenta y Violeta, Azules de Ftalocianina, Verdes de Ftalocianina, Amarillo de Carbazol, Amarillo de Monoarilida, Amarillo de Diarilida, Amarillo Cromo, Red Lake C, rojos de Litol tales como sales de calcio y bario, Rubina Litol, Marrón Bon, pigmentos de Perileno, pigmentos de Red 2B incluyendo las sales de calcio, bario y magnesio, amarillo Cromo, Naranja Cromo, Molibdato Anaranjado, cromos de Plomo, silicocromatos de plomo, cromos de zinc, cromatos de bario, cromato de estroncio, amarillo de níquel y titano, Liminitas, Hemataita, Magnetita, Óxidos Micáceos de Fierro, Siderita, Piritas de Fierro, Amarillo de Ferrita, Rojo Óxido, Azul de Prusia, Anaranjado 36, Anaranjado de diarilida, Anaranjado de Dianisidina, Anaranjado de Tolilo y Anaranjado de Dinitranilina. agOtros ejemplos adecuados de pigmentos incluyen lacas, por ejemplo, lacas formadas a partir de colorantes ácidos y metales alcalinos o alcalinotérreos . Ejemplos de colorantes ácidos adecuados para formar tales lacas incluyen el Azul de Pavo, Escarlata 2R, Azo Bordeaux, Pigmento Escarlata 3B, Anaranjado 2 y Tartrazina . El negro de carbón es un colorante preferido para utilizarse en formulaciones de tinta duplicadora digital de la presente invención. El colorante negro de carbón incluye el negro Canal, negro de horno y negro de lámpara. Otros ejemplos de pigmentos adecuados incluyen pigmentos de - 21 - ocultamiento tales como dióxido-anatasa de titanio y rutilo, óxido de zinc, sulfuro de zinc y litopón. Los colorantes adecuados para utilizarse en la tinta de la presente invención, pueden tener un amplio rango de tamaños de partícula, desde aproximadamente 0.01 a aproximadamente 100 mieras, de preferencia de aproximadamente 0.02 a aproximadamente 50 mieras y más preferiblemente de 0.01 a 10 mieras. La presente invención también se refiere a una composición de tinta para impresoras de inyección, que incluye las partículas de pigmento estabilizadas de la presente invención. La tinta para impresoras de inyección incluye agua, un disolvente orgánico acuoso, un tensoactivo y partículas de pigmento estabilizadas autodispersables de la presente invención, en donde el número promedio de diámetro de partícula de las partículas dispersadas del pigmento, es de 15 a 200 nanómetros . La composición de tinta de la presente invención adicionalmente puede incluir agentes que ajustan el pH, agentes humectantes, biocidas, desespumantes. Se puede utilizar cualquier vehículo de tinta adecuado, incluyendo vehículos acuosos y no acuosos, en la preparación de la composición de tinta de la presente invención. El vehículo de tinta preferido es el agua, sin embargo se puede utilizar cualquier cantidad adecuada de vehículo de tinta. Típicamente, el vehículo se utiliza en una cantidad de - 22 - aproximadamente 30 a aproximadamente 80% en peso, de preferencia en una cantidad de aproximadamente 40 a aproximadamente 70% en peso de la composición. Cuando se utiliza agua como vehículo con el fin de evitar que la tinta se atasque en la punta del inyector por las sales disueltas presentes en el agua, de preferencia se utiliza agua desionizada en la preparación de la composición de tinta. La composición de tinta de la presente invención de preferencia puede incluir un agente humectante para prevenir la desecación de la tinta durante la operación de impresión, así como durante el almacenamiento de la misma. Los humectantes son disolventes hidrofílicos que tienen altos puntos de ebullición, de preferencia mayores de 100 °C, más preferiblemente en el rango de aproximadamente 150 a aproximadamente 250 °C. Se puede utilizar cualquier humectante adecuado conocido por los técnicos en la materia. Ejemplos de humectantes adecuados incluyen los glicoles, tales como etinelglicol , propilenglicol , glicerina, diglicerina, dietilenglicol ; éteres de glicol tales como etilenglicol dimetiléter, etilenglicol dietiléter, celosolve, dietilenglicol monoetiléter (Carbitol) , dietilenglicol dimetiléter y dietilenglicol dietiléter; sulfóxidos de dialquilo tales como sulfóxido de dimetilo; y otros disolventes tales como sulfolano y N-metilpirrolidinona . El propilenglicol y la N-metilpirrolidinona son los humectantes - 23 - preferidos. Se puede utilizar cualquier cantidad adecuada del humectante, de preferencia en una cantidad de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5% en peso de la composición de tinta y más preferiblemente en la cantidad de aproximadamente 1 a aproximadamente 3% en peso de la composición de tinta. La composición de tinta de la presente invención, de preferencia puede incluir un agente biocida adecuada para prevenir el crecimiento de bacterias, moho u hongos. Se puede utilizar cualquier biocida adecuado. El DOWICIL™ 150, 200 y 75, sales de benzoato, sales de sorbato, p-hidroxibenzoato de metilo (Metilparabeno) y 6-acetoxi-2 , 2-dimetil-1, 3-dioxano (disponible como Giv Gard DX en Givaudam Corp.), son ejemplos de biocidas adecuados, en donde el Giv Gard DXN es el biocida preferido. El biocida puede estar presente en la tinta de la presente invención en una cantidad suficiente para prevenir el ataque por bacterias, moho y hongos, en donde dicha cantidad puede estar en el rango de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 0.5% en peso, de preferencia en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.3% en peso de la composición de tinta. La composición de tinta de la presente invención, de preferencia puede incluir un agente desespumante para evitar que se forme espuma de tinta durante su preparación, así como durante la operación de impresión. Se puede utilizar cualquier agente desespumante adecuado conocidos por los - 24 - técnicos en la materia, de preferencia uno miscible con agua. Los desespumantes adecuados incluyen agentes desespumantes de silicona y desespumantes acetilénicos . Ejemplos de agentes desespumantes disponibles en el comercio incluyen los desespumantes de silicona, tales como · DC-150, que se pueden obtener en Dow Corning Co y SILVET 1-77, 720, 722 ó 7002, que se pueden obtener en Union Carbide Co. Un desespumante preferido es el XR -3588E. M. , el cual se puede obtener en Ultra Additives Inc., en Paterson, Nueva Jersey. El XR -3588E es un desespumante que generalmente se utiliza en fluidos para corte de metales y tiene una viscosidad de Brookfield (RVF Huso #4, 20 RPM, 25°C) de 6,000 a 9,000 centipoises, una gravedad específica de 0.984-1.032 y un pH de 7.0-8.5 (en solución al 50%). La química del XRM-3588E no se ha publicado y se piensa que es un desespumante de silicona. La Patente Norteamericana US 5596027, se incorpora en la presente como referencia. Las partículas estabilizadas de la presente invención también son adecuadas para utilizarse en composiciones de revestimiento pigmentadas acuosas y en disolventes, tales como en revestimientos automotivos (OEM y reacabado) , revestimientos arquitectónicos, revestimientos industriales. Las partículas estabilizadas de la presente invención son igualmente adecuadas para utilizarse en composiciones de revestimiento con polvos pigmentados. - 25 - Ejemplos Ejemplo 1 Una cantidad de 200 gramos de pigmento negro de carbón F -18 suministrado por Degusa, se modificó mediante una exposición a 2% de ozono en oxígeno anhidro (20%) y argón alimentado a una velocidad de 5 litros por minuto a través del reactor 5 que se muestra en la Figura 1, durante 48 horas . Las partículas de pigmento modificadas se cargaron en el reactor 5 que tiene tres paletas giratorias 16 que limpian la pared interna del reactor para desaglomerar las partículas de pigmento modificadas. Las paletar 16 giraban durante 10 segundos cada 5 minutos. Se utilizó argón como gas de vehículo, el cual fue burbujeado a través del tubo de burbujeo 25 que contenía agua. El agua se introdujo en el argón y después se alimento al reactor 5 a una velocidad de 5 litros por minuto durante 100 minutos. Cuando las partículas de pigmento estabilizadas se removieron del reactor 5 y se expusieron al aire, no ocurrió ningún evento exotérmico. Aproximadamente 5 gramos de agua fueron distribuidos hacia el reactor a través del gas de argón alimentado. El pH fue de 0.98, pigmento al 10% en peso en agua, en comparación con 4-5 para el pigmento no tratado. Una XPS (espectroscopia fotoelectrónica de rayos X) de las partículas de pigmento estabilizadas (posteriormente al tratamiento) , mostró una relación de oxígeno con respecto a carbono en la superficie, - 26 - de 0.61, en comparación con 0.03 antes del tratamiento. La XPS es un método para medir el contenido atómico de los primeros 10 nanometros de una superficie. Ej emplo 2 Una cantidad de 200 gramos de pigmento negro de carbón Printex 150T suministrado por Deguesa, se modificó mediante una exposición a 2% de ozono en oxígeno anhidro (20%) y argón alimentado a una velocidad de 5 litros por minuto a través de un reactor, durante 48 horas. Las partículas de pigmento modificadas se cargaron en el reactor 5 que tenía tres paletas 16 giratorias que limpiaban la pared interna del reactor para desaglomerar las partículas de pigmento modificadas. Las paletas 16 giraban durante 10 segundos cada 5 minutos. Se utilizó argón como gas de vehículo, el cual fue burbujeado a través del tubo de burbujeo 25 que contenía agua. El argón que contenía agua se alimentó al reactor 5 a una velocidad de 5 litros por minuto durante 5.3 horas. Cuando las partículas de pigmento estabilizadas se removieron del reactor 5 y se expusieron al aire, no ocurrió ningún evento exotérmico. Se distribuyeron aproximadamente 12 gramos de agua hacia el reactor a través del argón gaseoso alimentado. El pH fue de 1.6, 10% de pigmento en agua en peso, en comparación con 3.9 para el pigmento no tratado. Una XPS (espectroscopia fotoelectrónica de rayos X) de las partículas de pigmento estabilizadas - 27 - (posteriormente el tratamiento) , mostró una relación de oxigeno con respecto a carbono de la superficie, de 0.34, en comparación con 0.06 antes del tratamiento. Ej emplo Comparativo 1 Una cantidad de 217 gramos de pigmento negro de carbón Printex 150T suministrado por Deguesa, se modificaron mediante una exposición a 2.1% de ozono en oxígeno anhidro (20%) y argón alimentado a una velocidad de 5 litros por minuto a través de un reactor, durante 67.5 horas. Las partículas de pigmento se cargaron en el reactor 5 que tenía tres paletas giratorias 16 que limpiaban la pared interna del reactor para desaglomerar las partículas de pigmento modificadas. Las paletas 16 giraban 10 segundos cada 5 minutos . La temperatura en el reactor 5 durante la modificación de la superficie, no excedió los 60 °C. Una vez concluida la modificación de las partículas de pigmento, éstas se vaciaron del reactor hacia una lata de pintura. Al dejarse en reposo, las partículas de pigmento de superficie modificada sufrieron un evento exotérmico. La reacción fue lo suficientemente violenta como para descargar las partículas de pigmento de superficie modificada fuera de la lata con alguna fuerza. Las partículas restantes en la lata tenían un brillo rojizo y al enfriarse se convirtieron en ceniza. La temperatura del polvo en la lata excedió los 300°C. El pH de las partículas (posterior al tratamiento, - 28 - previo a la exotermia) en 10% en peso en agua desionizada, alcanzó 0.1, en comparación con 3.9 antes del tratamiento. Una XPS (espectroscopia fotoelectrónica de rayos X) de las partículas (posterior al tratamiento, previo a la exotermia) , mostró una relación de oxígeno con respecto a carbono en la superficie de 0.48, en comparación con 0.06 antes del tratamiento . Ejemplo Comparativo 2 Una cantidad de 105 gramos de pigmento negro de carbón FW-18 suministrado por Deguesa, se modificaron mediante una exposición a 1.7% de ozono en oxígeno anhidro (20%) y argón alimentado a una velocidad de 5 litros por minuto a través de un reactor, durante 48 horas. La temperatura en el reactor durante la modificación de la superficie no excedió los 40 °C. Las partículas de pigmento se cargaron en el reactor 5 que tenía tres paletas giratorias 16 que limpiaban la pared interna del reactor para desaglomerar las partículas de pigmento modificadas. Las paletas 16 giraban 10 segundos cada 5 minutos. Una vez concluida la modificación de las partículas de pigmento, éstas se vaciaron del reactor hacia una lata de pintura. Al dejarse en reposo, las partículas de pigmento de superficie modificada sufrieron un evento exotérmico. La temperatura del polvo en la lata excedió los 200°C. Después de la exotermia, el pH de las partículas de pigmento a 10% de - 29 - pigmento en agua desionizada en peso, fue de 2.29, en comparación con 4-5 para las partículas no tratadas. 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 (1)

1. - 30 - REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método para producir partículas de pigmento orgánico estabilizadas, caracterizado porque comprende: modificar la superficie de partículas de pigmento orgánico; poner en contacto las partículas de superficie modificada con un vapor acuoso contenido en un gas de vehículo, para producir las partículas de pigmento orgánico estabilizadas . 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de pigmento orgánico estabilizadas tienen una relación de oxígeno con respecto a carbono en la superficie, de aproximadamente 0.05 a 1. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas de vehículo es argón, nitrógeno, helio, neón, bióxido de carbono, aire o una mezcla de los mismos. 4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque el peso del vapor acuoso contenido en el gas de vehículo varía de 10 a 500 microgramos por metro cuadrado de área de superficie de pigmento. - 31 - 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de contacto está acompañada por una desaglomeración de las partículas de superficie modificada, para incrementar la exposición de las mismas al vapor acuoso. 6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 5, caracterizado porque el pH de la superficie de las partículas estabilizadas es de 0.1 a 8. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas son de superficie modificada mediante la exposición de la superficie de dichas partículas a un gas de proceso activado con plasma. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el gas de proceso se selecciona del grupo que consiste de oxígeno, nitrógeno, vapor de agua, peróxido de hidrógeno, bióxido de carbono, amoniaco, ozono, monóxido de carbono, trimetilsilano, tetraetoxisilano, hexametildisiloxano, etilendiamina, anhídrido maleico, arilamina, acetileno, metano, óxido de etileno, hidrógeno, estireno, aire, dióxido de azufre, precursores de sulfonilo, precursores de fosfonilo, alcoholes y mezcla de los mismos. 9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas son de superficie modificada mediante la exposición de la superficie de dichas partículas a ozono. - 32 - 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas orgánicas comprenden negro de carbón, pigmento rojo de diceto-pirrolopirrol , pigmento marrón de perileno, polibutadieno, policloropreno, polietileno, polipropileno, poliacrilonitrilo, ácido polimetacrílico, acetato de polivinilo, cloruro de polivinilo, celulosa, pigmento azul de ftalocianina de cobre 15:2,3,4, policloro-ftalocianina de cobre, pigmento verde C.I. 7, pigmento rojo de quinacridona, violeta de quinacridona, azul de ftalocianina de cobre, Pigmento Amarillo-17 C.I., Pigmento Amarillo-74 C.I., Pigmento Amarillo-83 C.I., Pigmento Amarillo-95 C.I., Pigmento Amaxillo-128 C.I., Pigmento Amarillo-151 C.I. ó Pigmento Amarillo-154 C.I. 11. Partículas de pigmento orgánico estabilizadas caracterizadas porque son producidas de conformidad con el método de la reivindicación 1. 12. Una composición de tinta para impresoras de inyección, caracterizada porque comprende partículas de pigmento orgánico estabilizadas producidas de conformidad con el método de la reivindicación 1. 1 . Una composición de revestimiento caracterizada porque comprende partículas de pigmento orgánico estabilizadas producidas de conformidad con el método de la reivindicación 1. - 33 - 14. Un aparato para producir partículas de pigmento orgánico estabilizadas, caracterizado porque comprende: un reactor, elementos para introducir en el reactor un vapor acuoso contenido en un gas de vehículo; y un ensamblaje agitador para desaglomerar las partículas de pigmento introducidas al reactor. 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porgue además comprende elementos para suministrar ozono al reactor. 16. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque el ensamblaje agitador comprende: una pluralidad de paletas montadas en una saliente posicionada de manera giratoria en el reactor, en donde cada paleta tiene fijo un resorte, de tal manera que el resorte tenga un contacto físico con la pared interna del reactor. 17. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque el elemento para introducir en el reactor vapor acuoso contenido en un gas de vehículo, comprende una lanza que tiene una abertura posicionada de manera distal de un extremo de salida del reactor, para incrementar el tiempo de permanencia del vapor acuoso en el interior del reactor.