ES2345452T3 - Pigmentos encapsulados con polielectrolitos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la encapsulación de partículas pigmentarias, caracterizado por (A) la preparación de una dispersión del pigmento que se ha de encapsular, (B) la subsiguiente aplicación de una capa de polielectrólito sobre la superficie de las partículas pigmentarias, (C) la ulterior aplicación de una capa de polielectrólito que está cargada eléctricamente con signo contrario al de la capa de (B) y/o la adición de iones plurivalentes de bajo peso molecular, que están cargados eléctricamente con signo contrario al de la capa de (B) y (D) eventualmente la repetición de las etapas (B) y (C), realizándose que las etapas (B), (C) y eventualmente (D) se llevan a cabo en presencia de un agente tensioactivo no iónico.
Description
Pigmentos encapsulados con polielectrólitos.
El presente invento se refiere a pigmentos
encapsulados con polielectrólitos, a su producción y a su
utilización como agentes colorantes, en particular para tintas y
barnices que se basan en agua y en disolventes.
La estabilidad de dispersiones pigmentarias en
unos medios de aplicación que contienen disolventes y puramente
acuosos, tales como tintas de impresión, tintas para la impresión
por chorros de tinta, bases de elaboración (en inglés mil bases) y
barnices, es influida grandemente, entre otras cosas, por la carga
eléctrica superficial de los pigmentos empleados. Para muchas
finalidades es deseable ajustar deliberadamente la carga eléctrica
superficial, con el fin de adaptar de este modo la capacidad para
fluir, el comportamiento de mojadura, la estabilidad y la calidad
de la dispersión al respectivo sistema de agentes aglutinantes. Una
medida usual para la caracterización de dispersiones de partículas
la constituye el potencial zeta, que está vinculado directamente
con la carga eléctrica superficial de las partículas y de la
interfase cargada eléctricamente.
Los pigmentos inorgánicos, debido a su
estructura oxídica o sulfídica, llevan en la mayoría de los casos
una carga eléctrica superficial ligeramente negativa, que se puede
modificar por ejemplo mediante la incorporación superficial de
otros iones metálicos. En la mayoría de los casos, la carga
eléctrica superficial de los pigmentos orgánicos es pequeña y puede
variar fuertemente, teniendo una influencia la clase de pigmentos,
el modelo de sustitución y la respectiva estructura cristalina.
Para un experto en la especialidad son conocidas varias vías, para
variar la carga eléctrica superficial de pigmentos orgánicos. Una
posibilidad se sitúa en la utilización de unos aditivos, que son
absorbidos fuertemente junto a la superficie de los pigmentos, y que
llevan por su parte una carga o una carga parcial. Estos aditivos
pueden constituir unos polímeros, que disponen de grupos de
anclaje, que interactúan fuertemente con la superficie de los
pigmentos. Alternativamente, también son usuales unos aditivos que,
partiendo de una estructura fundamental pigmentaria, están
sustituidos y que, por consiguiente, se adhieren de un modo
especialmente fuerte a la superficie del pigmento de la respectiva
clase estructural. La desventaja inherente a estos aditivos
poliméricos y que se basan en pigmentos reside en el hecho de que
estas sustancias actúan en la mayoría de los casos de un modo
específico para unos pigmentos o unas clases de pigmentos
individuales, y en que es posible realizar un ajuste de la carga
eléctrica superficial solamente dentro de un estrecho intervalo.
Además, estos aditivos tienen que ser producidos de un modo
costoso.
Un método general para aplicar polielectrólitos
sobre unas determinadas partículas de materiales sólidos se
describe en el documento de solicitud de patente internacional WO
99/47252. Sin embargo, este documento no contiene ningún indicio
acerca del hecho de que, por medio de una tal encapsulación, se
mejoren las propiedades técnicas de aplicación de pigmentos. Este
documento menciona ciertamente la encapsulación de colorantes. Esta
expresión se refiere sin embargo a agentes colorantes solubles,
mientras que los pigmentos constituyen unos agentes colorantes
insolubles.
El documento WO 02/28660 describe el cubrimiento
de partículas con capas de polielectrólitos que contienen agentes
colorantes. Estos materiales son descritos expresamente como bien
apropiados en tintas para la impresión por chorros de tinta. Sin
embargo, esta buena idoneidad está restringida a un mejoramiento de
los agentes colorantes en lo que respecta a las reacciones de
degradación mediante la luz y otras influencias. En este documento
no se encuentra ningún indicio acerca del hecho de que unos
pigmentos muestren unas propiedades mejoradas por medio de la
modificación de las cargas eléctricas superficiales.
La cita bibliográfica de Yuan, J.; Zhou, S.;
You, B; Lu, L.; Chem. Mat. 2005, 117, 3.587-3.894
informa acerca del recubrimiento de Pigment Yellow 109, que tiene
un tamaño de partículas de más que 480 nm, con capas múltiples de
un cloruro de
poli(dialil-dimetil)-amonio y
de un
poli(4-estiril-sulfonato) de
sodio y un posterior recubrimiento con partículas de dióxido de
silicio que tienen un tamaño de nanómetros.
El documento de patente de los EE.UU.
US-A-2004/229974 divulga unas tintas
para la impresión por chorros de tinta, que contienen unos
pigmentos estructurados con grupos aniónicos, que están revestidos
con polielectrólitos catiónicos y aniónicos.
En el documento de solicitud de patente japonesa
JP-A-57 126857 se revisten unas
partículas pigmentarias primeramente con componentes aniónicos, y
luego con componentes catiónicos de alto peso molecular.
También en el documento de solicitud de patente
británica GB-A-955.283 se recubren
ciertos pigmentos para barnices primero aniónicamente y luego
catiónicamente.
El documento de solicitud de patente europea
EP-A-0.058.865 describe unas
formulaciones pigmentarias, que son producidas mediante mezcladura
de una suspensión pigmentaria con polímeros aniónicos así como con
agentes tensioactivos aniónicos y mediante una subsiguiente
precipitación con sales metálicas.
Especialmente dentro del sector de los
procedimientos de impresión por chorros de tinta se desean unas
formulaciones de tintas basadas en pigmentos, que unen una
brillante imagen impresa con un proceso de impresión sin
problemas.
El procedimiento de impresión por chorros de
tinta (en inglés ink-jet), tal como por ejemplo la
electrofotografía (en impresoras láser y copiadoras), es un
procedimiento de impresión sin contacto (en inglés "non impact
printing process") y ha adquirido cada vez más importancia en el
transcurso de los últimos años mediante la utilización creciente de
los ordenadores y, sobre todo, en el denominado sector SOHO (de
"small office, home office" = oficina pequeña, oficina
doméstica), pero también en el denominado sector de formato
ancho.
En la impresión por chorros de tinta se
establece diferencia entre los denominados procedimientos continuos
de impresión y los procedimientos de gotas a demanda
(drop-on-demand), siendo generadas
las gotas de tinta en los casos de los últimos procedimientos
mediante una señal eléctrica regulada por ordenador.
Fundamentalmente, se pueden diferenciar dos tipos de procedimientos
de impresión por chorros de tinta con gotas a demanda, la
denominada impresión térmica por chorros de tinta, también
denominada como de chorros de burbujas (en inglés
"bubble-jet") y la impresión piezoeléctrica por
chorros de tinta.
Junto a los colorantes, en las tintas para la
impresión por chorros de tinta se emplean en los últimos tiempos
también de un modo reforzado pigmentos como agentes colorantes. A
las tintas pigmentadas para la impresión por chorros de tinta se
les plantean una serie de requisitos: Ellas deben presentar una
viscosidad y una tensión superficial que sean apropiadas para la
impresión, deben de ser estables en almacenamiento, es decir no
deben aglomerarse y el pigmento dispersado no debe depositarse, y
no deben conducir a una obstrucción de las boquillas de las
impresoras.
En el caso de la impresión por chorros de tinta
se plantean además unos requisitos muy altos en particular en
cuanto a la intensidad del color, al tono del color, al brillo, a la
transparencia y a las propiedades de solidez, tales como por
ejemplo la solidez frente a la luz, la solidez frente al agua y la
solidez frente al rozamiento, de las copias impresas. En
particular, en el caso de la impresión sobre un papel no revestido
(en inglés "plain paper") es difícil alcanzar una alta densidad
óptica y un buen brillo. Estas propiedades son determinadas
decisivamente por la carga eléctrica superficial de las partículas
pigmentarias empleadas. Los pigmentos conocidos a partir del estado
de la técnica, frecuentemente no cumplen las propiedades requeridas
para la impresión por chorros de tinta.
Por consiguiente, subsistía la misión de
encontrar unos pigmentos cargados eléctricamente en la superficie,
que cumplan las propiedades requeridas para la impresión por chorros
de tinta.
Además, subsistía la misión de encontrar un
procedimiento para la producción de pigmentos modificados
superficialmente, que permita ajustar deliberadamente la carga
eléctrica superficial de estas partículas. Este procedimiento
debería ser ampliamente independiente de la clase del pigmento
utilizado.
Sorprendentemente, se encontró que una
encapsulación de pigmentos con capas de polielectrólitos resuelve el
problema planteado por esta misión.
Objeto del invento es un procedimiento para la
encapsulación de partículas pigmentarias, que está caracterizado
por
- (A)
- la preparación de una dispersión del pigmento que se ha de encapsular,
- (B)
- la subsiguiente aplicación de una capa de polielectrólito sobre la superficie de las partículas pigmentarias,
- (C)
- la ulterior aplicación de una capa de polielectrólito, que está cargada eléctricamente con signo contrario al de la capa (B) y/o la adición de iones plurivalentes de bajo peso molecular, que están cargados eléctricamente con signo contrario al de la capa (B) y
- (D)
- eventualmente la repetición de las etapas (B) y (C),
realizándose que las etapas (B), (C) y
eventualmente (D) se llevan a cabo en presencia de un agente
tensioactivo no iónico.
\vskip1.000000\baselineskip
(A): La dispersión pigmentaria empleada se puede
obtener mediante unos métodos usuales tales como una molienda, un
tratamiento con ultrasonidos o una homogeneización a alta presión, y
contiene convenientemente agentes dispersivos y humectantes iónicos
y/o no iónicos. Ejemplos de agentes tensioactivos no iónicos, que se
pueden emplear también en las etapas (B), (C) y (D), son compuestos
alquil- o aril-alcoxilados, tales como p.ej.
compuestos alcoxilados de ésteres de colofonia con aceite de ricino,
alcoholes grasos, aminas grasas, ácidos grasos o amidas de ácidos
grasos, así como productos de alcoxilación de
alquil-fenoles o respectivamente sus derivados
oligoméricos o poliméricos, p.ej. productos de condensación de
aldehídos así como alquil-poliglucósidos. Por lo
demás, son posibles ciertos compuestos alcoxilados de productos de
reacción por adición de estireno y fenol tales como p.ej.
2,4,6-tris-(1-fenil-etil)fenol
así como de diésteres de glicerol y poliésteres de glicerol de
ácidos de cadena larga. Asimismo, como agentes auxiliares del
dispersamiento se pueden utilizar polímeros o copolímeros
anfífilos, tales como, por ejemplo, copolímeros de bloques de
poli(ésteres de ácido metacrílico) y de bloques poli(óxido de
etileno), copolímeros de bloques de poliestireno y de bloques de
poli(óxido de etileno), copolímeros de bloques de poli(óxido de
etileno) y de bloques de poli(óxido de propileno), copolímeros de
bloques de poli(etilendiamina), de bloques de poli(óxido de
etileno) y de bloques de poli(óxido de propileno),
poli(vinil-pirrolidonas) o
poli(alcoholes vinílicos).
\global\parskip0.870000\baselineskip
Como compuestos tensioactivos iónicos se adecuan
ciertos agentes tensioactivos aniónicos y catiónicos. Por ejemplo,
unos agentes tensioactivos, que son obtenibles mediante una
modificación química de los agentes tensioactivos no iónicos, son
compuestos con los grupos -OSO_{3}H, -SO_{3}H, -COOH,
-O-PO(OH)_{2},
-O-PO(OH)-O-,
-O-CO-CH=CH-COOH,
-O-COCH(SO_{3}H)CH_{2}COOH,
-COCH_{2}CH(SO_{3}H)COOH. Estos agentes
tensioactivos se emplean convenientemente en forma de las sales de
metales alcalinos, las sales de amonio y/o las sales de aminas
solubles en agua. Junto a éstos, también se pueden emplear
sulfonatos de alfa-olefinas, sulfonatos de
polinaftalenos, lignina-sulfonatos,
dialquil-sulfosuccinatos, así como ácidos grasos
sulfatados o respectivamente aceites o sus sales.
Además, se adecuan ciertos agentes tensioactivos
catiónicos, por ejemplo, los que se escogen entre el conjunto que
se compone de las sales de alquil- o respectivamente
aril-amonio, así como agentes tensioactivos de iones
ambiguos o agentes tensioactivos mesoiónicos tales como p.ej.
óxidos de aminas.
Además, como agentes dispersivos se pueden
emplear ciertos compuestos tensioactivos poliméricos, por ejemplo,
copolímeros de resinas de acrilato con una masa molecular media
M_{v} comprendida entre 1.000 y 50.000 g/mol, que se componen en
lo esencial de compuestos monoalquenil-aromáticos y
acrilatos. Por el concepto de compuestos monoalquenil - aromáticos
se entienden en particular unos monómeros escogidos entre el
conjunto que se compone de estireno,
\alpha-metil-estireno,
vinil-tolueno, terc.-butil-estireno,
o-cloro-estireno, así como mezclas
de éstos.
Por el concepto de acrilatos se entienden los
monómeros tomados del conjunto que se compone de ácido acrílico, de
ácido metacrílico, así como de ésteres del ácido acrílico o
metacrílico. Ejemplos de ellos son: metacrilato de metilo,
metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo,
metacrilato de n-butilo, metacrilato de isopropilo,
metacrilato de isobutilo, metacrilato de n-amilo,
metacrilato de n-hexilo, metacrilato de
iso-amilo, metacrilato de
2-hidroxi-etilo, metacrilato de
2-hidroxi-propilo, metacrilato de
N,N-dimetil-amino-etilo,
metacrilato de
N,N-dietil-amino-etilo,
metacrilato de
terc.-butil-amino-etilo, metacrilato
de 2-sulfo-etilo, metacrilato de
trifluoroetilo, metacrilato de glicidilo, metacrilato de bencilo,
metacrilato de alilo, metacrilato de
2-n-butoxi-etilo,
metacrilato de 2-cloro-etilo,
metacrilato de sec-butilo, metacrilato de
terc.-butilo, metacrilato de
2-etil-butilo, metacrilato de
cinamilo, metacrilato de crotilo, metacrilato de ciclohexilo,
metacrilato de ciclopentilo, metacrilato de
2-etoxi-etilo, metacrilato de
furfurilo, metacrilato de hexafluoroisopropilo, metacrilato de
metalilo, metacrilato de
3-metoxi-butilo, metacrilato de
2-metoxi-butilo, metacrilato de
2-nitro-2-metil-propilo,
metacrilato de n-octilo, metacrilato de
2-etil-hexilo, metacrilato de
2-fenoxi-etilo, metacrilato de
2-fenil-etilo, metacrilato de
fenilo, metacrilato de propargilo, metacrilato de
tetrahidrofurfurilo y metacrilato de tetrahidropiranilo.
(B) y (C): La aplicación sobre la superficie de
acuerdo con la etapa (B) del procedimiento conforme al invento se
efectúa en la dispersión de acuerdo con (A) con una sal de un
polielectrólito disuelta en ella mediante precipitación, en la que
alrededor de la partícula pigmentaria se forma una envoltura con un
espesor definido, en la mayoría de los casos situado en el
intervalo de 1 a 150 nm, de manera preferida de 1 a 100 nm, de
manera especialmente preferida de 5 a 50 nm, y de la manera más
preferida de 10 a 30 nm. El espesor y la homogeneidad de la
envoltura de la cápsula se determinan por la velocidad de la
precipitación del polielectrólito. Ésta depende esencialmente de la
concentración de las partículas pigmentarias, de la concentración de
los componentes del revestimiento y de la velocidad de la
modificación de la solubilidad en la fase líquida, que da lugar a
la precipitación.
La precipitación se puede efectuar, por ejemplo,
mediante el recurso de que una parte de los componentes que forman
la envoltura se disponen previamente en la fase líquida y a
continuación se añaden uno o varios otros componentes de la
envoltura. Tal etapa de precipitación se puede emplear, por ejemplo,
para una combinación de cationes metálicos y de polielectrólitos,
que están cargados con signo contrario.
Otra posibilidad para realizar la precipitación
sobre la superficie consiste en que los componentes que son
requeridos para la formación de la envoltura, ya se presentan
totalmente en la fase líquida, y en que se efectúa una modificación
de la fase líquida que da lugar a la precipitación. Esta
modificación de la fase líquida puede consistir por ejemplo en una
adición de electrólitos, p.ej. de sales inorgánicas, o/y en la
variación del valor del pH, p.ej. en la adición de un tampón.
Mediante una adecuada elección de los polielectrólitos es posible
ajustar de un modo definido las propiedades y la composición de la
envoltura de polielectrólitos, en particular en atención a la carga
eléctrica superficial. En tal caso, la composición de las envolturas
se puede hacer variar dentro de amplios límites mediante la
elección de las sustancias al realizar la constitución de la capa.
Fundamentalmente, no se establece ninguna limitación en lo que
respecta a los polielectrólitos que se han de utilizar, siempre y
cuando que las moléculas utilizadas posean una carga lo
suficientemente alta o/y que ellas posean, a través de otros tipos
de interacciones, tales como, por ejemplo, enlaces de puentes de
hidrógeno y/o interacciones hidrófobas, la capacidad de pasar a
formar una unión con la capa que está situada debajo de ellas.
Era especialmente sorprendente el hecho de que
las etapas (B), (C) y eventualmente (D) se pueden llevar a cabo en
presencia de agentes tensioactivos no iónicos de un modo
especialmente eficiente y sin formarse aglomerados.
Además, se encontró que las etapas (C) y (D) se
pueden optimizar mediante una precipitación controlada sobre la
superficie, de tal manera que se puedan aplicar varias capas de
polielectrólitos consecutivamente sin ningún aislamiento intermedio
sobre las partículas pigmentarias. Esto puede suceder mediante una
adición sucesiva de los componentes de la envoltura y dando lugar a
la precipitación mediante una modificación de la concentración de
electrólitos y/o del valor del pH. En este caso, sobre las
partículas pigmentarias se aplican unas capas de polielectrólitos,
que son comparables en lo que respecta a su efecto protector y
estabilizador con las de una técnica de capa por capa (en inglés
"layer by layer").
\global\parskip1.000000\baselineskip
Se pueden emplear unos polielectrólitos lineales
o ramificados. La utilización de polielectrólitos ramificados puede
conducir a unas películas menos compactas de polielectrólitos con un
grado más alto de porosidad. Para el aumento de la estabilidad de
las cápsulas se pueden reticular moléculas de polielectrólitos
dentro de o/y entre las capas individuales, p.ej. mediante una
reticulación de grupos amino con aldehídos. Además, se pueden
emplear unos polielectrólitos anfífilos, p.ej. copolímeros de
bloques o aleatorios anfífilos con un carácter polielectrolítico
parcial para la disminución de la permeabilidad frente a pequeñas
moléculas polares. Tales copolímeros anfífilos se componen de
unidades con diversa funcionalidad, p.ej. por una parte, de unidades
de carácter ácido o básico, y por otra parte, de unidades
hidrófobas tales como estirenos, dienos o siloxanos, que pueden
estar dispuestas a lo largo del polímero con una distribución en
forma de bloques o estadística. Mediante la utilización de unos
copolímeros, que pueden modificar su estructura en función de las
condiciones externas, las paredes de las cápsulas se pueden regular
de un modo definido en lo que respecta a su carga eléctrica
superficial o a otras propiedades. A este fin, se aconsejan, por
ejemplo, unos débiles polielectrólitos, polianfolitos o unos
copolímeros con una cierta proporción de una
poli(N-isopropil-acrilamida),
p.ej. una
poli(N-isopropil-acrilamida
de ácido acrílico), que modifica su solubilidad en agua en función
de la temperatura a través del equilibrio entre enlaces de puentes
de hidrógeno, lo que va acompañado de un hinchamiento.
En una forma de realización preferida, la
encapsulación se puede efectuar con un complejo de un ion de bajo
peso molecular y de un polielectrólito cargado eléctricamente con
signo contrario. Ejemplos de adecuados iones de bajo peso molecular
son cationes de metales plurivalentes, tales como cationes de
metales alcalino-térreos y cationes de metales de
transición, aniones inorgánicos, tales como los de sulfato,
carbonato, fosfato, agentes tensioactivos cargados eléctricamente,
lípidos cargados eléctricamente y oligómeros cargados eléctricamente
en combinación con un polielectrólito cargado eléctricamente con
signo contrario de un modo correspondiente. En este caso se produce
una fuente distribuida para uno de los polielectrólitos con una
simultánea presencia del otro polielectrólito. El polielectrólito
del complejo puede ser tanto el policatión como también el
polianión. La elección depende de la naturaleza del pigmento
utilizado y de las deseadas propiedades superficiales. En esta
forma de realización, por ejemplo, se añade un polielectrólito
cargado positivamente con un anión de bajo peso molecular cargado
negativamente múltiples veces, p.ej. un sulfato, a una solución del
polielectrólito cargado negativamente, y a una dispersión del
pigmento, teniendo lugar un revestimiento de las partículas
pigmentarias. Las partículas pigmentarias revestidas se pueden
separar de los complejos libres por ejemplo mediante una
centrifugación, una filtración y un subsiguiente lavado o mediante
una filtración a través de membranas.
Todavía otra forma preferida de realización
comprende la precipitación sobre la superficie en una dispersión
pigmentaria que contiene complejos de polielectrólitos solubles,
parcialmente desestabilizados (policatión/polianión) mediante
adición de una sal o/y variación del valor del pH y/o de otros
factores desestabilizantes. En tal caso, tiene lugar una progresiva
transferencia de polielectrólitos desde los complejos a la
superficie del pigmento. Para esto, el polielectrólito cargado
negativamente y el polielectrólito cargado positivamente se pueden
incorporar y agitar dentro de una solución acuosa con un alto
contenido de una sal, de manera preferida con un contenido de una
sal de más que 0,5 mol/l, p.ej. NaCl 1 M. Después de la adición de
las partículas pigmentarias, éstas son revestidas y se pueden
obtener por ejemplo mediante centrifugación o filtración y un
subsiguiente lavado.
En todavía otra forma de realización preferida,
la envoltura comprende unos cationes metálicos y por lo menos un
polielectrólito cargado negativamente. Como cationes metálicos pasan
a emplearse, por ejemplo, cationes de metales bivalentes, y en
particular cationes de metales trivalentes. Ejemplos de cationes
metálicos adecuados son ciertos cationes de metales
alcalino-térreos, cationes de metales de transición
y cationes de elementos de tierras raras, tales como por ejemplo
Ca^{2+}, Mg^{2+}, Al^{3+}, Y^{3+}, Tb^{3+} y
Fe^{3+}.
El invento proporciona unas partículas
revestidas, con un núcleo, que es un pigmento orgánico y que tiene
un tamaño medio de partículas d_{50} situado por debajo de 200 nm
y por lo menos dos capas de polielectrólitos con diferentes cargas
eléctricas, en un espesor de capa de en cada caso 1 a 150 nm, de
manera preferida de 1 a 100 nm, de manera especialmente preferida
de 5 a 50 nm, y de la manera más preferida de 10 a 30 nm.
De manera preferida, las partículas revestidas
del presente invento contienen
- (a.)
- de 20 a 99% en peso, de manera especialmente preferida de 50 a 99% en peso, en particular de 70 a 99% en peso, de un núcleo a base de un pigmento orgánico,
- (b.)
- de 1 a 80% en peso, de manera especialmente preferida de 1 a 50% en peso, en particular de 1 a 30% en peso, de por lo menos dos capas de polielectrólitos y
- (c.)
- de 0 a 30% en peso, de manera preferida de 0 a 10% en peso, por ejemplo, de 1 a 20% en peso, de un ion plurivalente de bajo peso molecular.
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Como pigmentos orgánicos entran en consideración
pigmentos monoazoicos, disazoicos, azoicos enlacados, de
\beta-naftol, de naftol AS, de bencimidazolona, de
condensación disazoicos, pigmentos de compuestos complejos azoicos
con metales, y pigmentos policíclicos tales como, por ejemplo,
pigmentos de ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona,
tioíndigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona,
isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona,
isoindolina y dicetopirrolopirrol, o negros de carbono.
Entre los mencionados pigmentos orgánicos se
adecuan especialmente aquéllos, cuya solidez frente a la luz,
determinada con ayuda de una escala de azules, se valora con una
nota mayor que 5, en particular mayor que 6. Además, los pigmentos
utilizados para la producción de las composiciones deberían ser lo
más finamente divididos que sea posible. El tamaño medio de
partículas d_{50} se sitúa idealmente en un valor situado por
debajo de 200 nm, en particular entre 30 nm y menos que 200 nm, de
manera especialmente preferida entre 40 y 180 nm.
Como una selección ilustrativa de pigmentos
orgánicos especialmente preferidos, se han de citar en este caso
pigmentos de negro de carbono, tales como p.ej. negros de carbono de
gas o de horno (en inglés "gas or furnace carbon black");
pigmentos monoazoicos y disazoicos, en particular los pigmentos del
Colour Index, Pigment Yellow (amarillo) 1, Pigment Yellow 3,
Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment
Yellow 16, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74,
Pigment Yellow 81, Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 87, Pigment
Yellow 97, Pigment Yellow 111, Pigment Yellow 126, Pigment Yellow
127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 174,
Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 191, Pigment Red (rojo) 38,
Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 262,
Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Orange
(anaranjado) 13, Pigment Orange 34 ó Pigment Brown (pardo) 41;
pigmentos de \beta-naftol y naftol AS, en
particular los pigmentos del Colour Index Pigment Red 2, Pigment Red
3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9, Pigment Red 12,
Pigment Red 14, Pigment Red 53:1, Pigment Red 112, Pigment Red 146,
Pigment Red 147, Pigment Red 170, Pigment Red 184, Pigment Red 187,
Pigment Red 188, Pigment Red 210, Pigment Red 247, Pigment Red 253,
Pigment Red 256, Pigment Orange 5, Pigment Orange 38 ó Pigment Brown
1; pigmentos azoicos enlacados y de compuestos complejos azoicos
con metales, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment
Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red 48:4, Pigment Red 57:1,
Pigment Red 257, Pigment Orange 68 ó Pigment Orange 70; pigmentos
de bencimidazolina, en particular los pigmentos del Colour Index
Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 154, Pigment
Yellow 175; Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Yellow
194, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red 185, Pigment Red
208, Pigment Violet (violeta) 32, Pigment Orange 36, Pigment Orange
62, Pigment Orange 72 ó Pigment Brown 25; pigmentos de isoindolinona
e isoindolina, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment
Yellow 139 ó Pigment Yellow 173; pigmentos de ftalocianina, en
particular los pigmentos del Colour Index Pigment Blue (azul) 15,
Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment
Blue 15:4, Pigment Blue 16, Pigment Green (verde) 7 ó Pigment Green
36; pigmentos de antantrona, antraquinona, quinacridona, dioxazina,
indantrona, perileno, perinona y tioindigo, en particular los
pigmentos del Colour Index Pigment Yellow 196, Pigment Red 122,
Pigment Red 149, Pigment Red 168, Pigment Red 177, Pigment Red 179,
Pigment Red 181, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Red 263,
Pigment Blue 60, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23, Pigment Blue
80 ó Pigment Orange 43; pigmentos de triarilcarbonio, en particular
los pigmentos del Colour Index Pigment Red 169, Pigment Blue 56 ó
Pigment Blue 61; pigmentos de dicetopirrolopirrol, en particular
los pigmentos del Colour Index Pigment Red 254.
Unos polielectrólitos adecuados conforme al
invento pueden constituir tanto polianiones como también polibases,
y son tanto biopolímeros, tales como, por ejemplo, ácido algínico,
goma arábiga, ácidos nucleicos, pectinas, proteínas y otros, así
como biopolímeros modificados químicamente, tales como, por ejemplo,
polisacáridos iónicos o ionizables, p.ej. una
carboximetil-celulosa, un quitosano y un sulfato de
quitosano, lignina-sulfonatos así como polímeros
sintéticos, tales como, por ejemplo, un poli(ácido metacrílico), un
poli(ácido vinil-sulfónico), un poli(ácido
vinil-fosfónico) y una poli(etilenimina).
Unos polianiones adecuados comprenden
polianiones que se presentan en la naturaleza y polianiones
sintéticos. Ejemplos de polianiones, que se presentan en la
naturaleza son un alginato, una carboximetilamilosa, una
carboximetilcelulosa, un carboximetildextrano, un carragenano, un
sulfato de celulosa, un sulfato de condroitina, un sulfato de
quitosano, un sulfato de dextrano, goma arábiga, goma de guar, goma
de gelano (= Gellan Gummi), heparina, ácido hialurónico, pectina,
xantano y proteínas a un correspondiente valor del pH. Ejemplos de
polianiones sintéticos son poliacrilatos (sales del poli(ácido
acrílico), aniones de poliaminoácidos y sus copolímeros, un
polimaleato, un polimetacrilato, un
poliestireno-sulfato, un
poliestireno-sulfonato, un
poli(vinil-fosfato), un
poli(vinil-fosfonato), un
poli(vinil-sulfato), una
poli(acrilamida-metil-propano-sulfonato),
un polilactato, un poli(butadieno/maleato), un
poli(etileno/maleato), un poli(metacrilato/acrilato) y
un poli(metacrilato de glicerol).
Unas polibases adecuadas comprenden policationes
que se presentan en la naturaleza y policationes sintéticos.
Ejemplos de adecuados policationes que se presentan en la naturaleza
son un quitosano, dextranos modificados, p.ej. dextranos
modificados con dietil-amino-etilo,
hidroximetilcelulosa-trimetil-amina,
lisozima, una polilisina, sulfato de protamina,
hidroxietilcelulosa-trimetil-amina y
proteínas a un correspondiente valor del pH. Ejemplos de
policationes sintéticos son una
poli(alil-amina), un hidrocloruro de
poli(alil-amina), poliaminas, un
poli(cloruro de
vinil-bencil-trimetil-amonio),
un polibreno, un poli(cloruro de
dialil-dimetil-amonio), una
poli(etilenimina), una poliimidazolina, una
poli(vinil-amina), una
poli(vinil-piridina), un
poli(acrilamida/bromuro de
metacriloxipropil-trimetil-amonio),
un poli(cloruro de
dialil-dimetil-amonio/N-isopropil-acrilamida),
un poli(acrilato de
dimetil-aminoetilo/acrilamida), un
poli(metacrilato de
dimetil-amino-etilo), una
poli(dimetil-amino-epiclorhidrina),
una
poli(etilen-imino-epiclorhidrina),
un poli(bromuro de
metacriloxietil-trimetil-amonio),
cloruro de
hidroxipropil-metacriloxietil-dimetil-amonio,
un poli(metacrilato de
metil-dietil-aminoetilo/acrilamida),
una poli(metil-guanidina), un
poli(bromuro de
metil-vinil-piridinio), un
poli(vinil-pirrolidona-metacrilato
de dimetil-aminoetilo) y un poli(bromuro de
vinil-metil-piridinio).
Las partículas revestidas se pueden emplear como
agentes colorantes para tintas de impresión, en particular para
tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, tóneres
electrofotográficos, en particular tóneres de polimerización,
barnices, barnices en polvo y filtros cromáticos.
Los pigmentos encapsulados con polielectrólitos
se pueden utilizar o bien en una forma aislada o en dispersión. La
preparación de la dispersión se efectúa convenientemente con unos
contenidos resultantes del pigmento de por lo menos 8% en peso,
de manera preferida de por lo menos 10% en peso, con el fin de
utilizar directamente estas dispersiones para la formulación de
tintas. Después de la encapsulación, y después de cada etapa parcial
(B), (C) ó (D), se puede efectuar una separación de compuestos de
bajo peso molecular o de polielectrólitos que no envuelven. A este
fin pasa a emplearse convenientemente una filtración de la
dispersión a través de membranas o un aislamiento del pigmento
mediante centrifugación o filtración y un subsiguiente lavado.
Los pigmentos encapsulados con polielectrólitos
conformes al invento se distinguen por una alta estabilidad. En el
caso del procedimiento de impresión por chorros de tinta, muchos
pigmentos favorecen una obstrucción de las boquillas de la cabeza
de impresión (en inglés "nozzle clogging"), lo que conduce a un
mal comportamiento de impresión. Tal avería de boquillas
individuales no se observa en caso de emplearse los pigmentos
encapsulados con polielectrólitos conformes al invento, lo que hace
posible una impresión exenta de franjas y, por consiguiente,
uniforme.
Los pigmentos encapsulados con polielectrólitos
conformes al invento se utilizan de manera preferida como agentes
colorantes en tintas para la impresión por chorros de tinta sobre
una base acuosa y no acuosa, en tintas en microemulsión así como en
aquellas tintas que trabajan según el procedimiento de fusión en
caliente (en inglés "hot melt").
Objeto del invento son además unas tintas para
la impresión por chorros de tinta de acuerdo con la reivindicación
7.
Las tintas en microemulsión se basan en
disolventes orgánicos, agua y eventualmente una sustancia hidrótropa
adicional (un agente mediador interfacial). Las tintas en
microemulsión contienen, por lo general, de 0,5 a 30% en peso, de
manera preferida de 1 a 15% en peso, de los pigmentos encapsulados
con polielectrólitos conformes al invento, de 5 a 99% en peso de
agua y de 0,5 a 94,5% en peso de un disolvente orgánico y/o un
compuesto hidrótropo.
Las tintas para impresión por chorros de tinta,
basadas en disolventes (en inglés "solvent based"), contienen
de manera preferida de 0,5 a 30% en peso de los pigmentos
encapsulados con polielectrólitos conformes al invento, de 85 a
99,5% en peso de un disolvente orgánico y/o compuestos
hidrótropos.
Las tintas de fusión en caliente (en inglés
hot-melt) se basan en la mayoría de los casos en
ceras, ácidos grasos, alcoholes grasos o sulfonamidas, que son
sólidos/as a la temperatura ambiente y que se vuelven líquidos/as
al calentarlos/as, estando situado el intervalo preferido de fusión
entre aproximadamente 60ºC y aproximadamente 140ºC. Las tintas para
la impresión por chorros de tinta de fusión en caliente se componen
p.ej. esencialmente de 20 a 90% en peso de una cera y de 1 a 10% en
peso de los pigmentos encapsulados con polielectrólitos conformes
al invento. Además pueden estar contenidos de 0 a 20% en peso de un
polímero adicional, hasta 5% en peso de agentes auxiliares del
dispersamiento, de 0 a 20% en peso de agentes modificadores de la
viscosidad, de 0 a 20% en peso de agentes plastificantes, de 0 a
10% en peso de un aditivo para conferir pegajosidad, de 0 a 10% en
peso de un agente estabilizador de la transparencia (que impide
p.ej. la cristalización de las ceras) así como de 0 a 2% en peso de
un agente antioxidante.
En las tintas para la impresión por chorros de
tinta, los pigmentos encapsulados con polielectrólitos conformes al
invento pueden estar matizados también con otros agentes colorantes,
tales como, por ejemplo, pigmentos inorgánicos u orgánicos y/o
colorantes. Así, en este caso, ellos se utilizan en conjuntos de
tintas, que se componen de tintas de color amarillo, magenta, cian
y negro, las cuales contienen como agentes colorantes ciertos
pigmentos y/o colorantes. Por lo demás, ellos se pueden utilizar en
unos conjuntos de tintas, que contienen adicionalmente uno o varios
de los denominados "spot colors" (colores de motas) en los
colores, por ejemplo, naranja, verde, azul, dorado y plateado.
En este contexto, se prefiere un conjunto de
tintas de impresión, cuya preparación de color negro contiene de
manera preferida negro de carbono como agente colorante, en
particular un negro de carbono de gas o de horno; cuya preparación
de color cian contiene de manera preferida un pigmento escogido
entre el conjunto formado por los pigmentos de ftalocianina,
indantrona o triaril-carbonio, en particular los
pigmentos del Colour Index Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:1,
Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment
Blue 16, Pigment Blue 56, Pigment Blue 60 o Pigment Blue 61; cuya
preparación de color magenta contiene de manera preferida un
pigmento escogido entre el conjunto formado por los pigmentos
monoazoicos, disazoicos, de \beta-naftol, de
naftol AS, azoicos enlacados, complejos con metales, de
bencimidazolona, antantrona, antraquinona, quinacridona, dioxazina,
perileno, tioíndigo, triarilcarbonio o dicetopirrolopirrol, en
particular los pigmentos del Colour Index Pigment Red 2, Pigment
Red 3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9, Pigment Red 12,
Pigment Red 14, Pigment Red 38, Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3,
Pigment Red 48:4, Pigment Red 53:1, Pigment Red 57:1, Pigment Red
112, Pigment Red 122, Pigment Red 144, Pigment Red 146, Pigment Red
147, Pigment Red 149, Pigment Red 168, Pigment Red 169, Pigment Red
170, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red 177, Pigment Red
179, Pigment Red 181, Pigment Red 184, Pigment Red 185, Pigment Red
187, Pigment Red 188, Pigment Red 207, Pigment Red 208, Pigment Red
209, Pigment Red 210, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red
247, Pigment Red 253, Pigment Red 254, Pigment Red 255, Pigment Red
256, Pigment Red 257, Pigment Red 262, Pigment Red 263, Pigment Red
264, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 270, Pigment Red
272, Pigment Red 274, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23 o Pigment
Violet 32; cuya preparación de color amarillo contiene de manera
preferida un pigmento escogido entre el conjunto formado por los
pigmentos monoazoicos, disazoicos, de bencimidazolina,
isoindolinona, isoindolina o perinona, en particular los pigmentos
del Colour Index Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow
12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 16,
Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment
Yellow 81, Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 87, Pigment Yellow 97,
Pigment Yellow 111, Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 126, Pigment
Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 139, Pigment Yellow
151, Pigment Yellow 154, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 173,
Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 175, Pigment Yellow 176, Pigment
Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Yellow 191, Pigment Yellow
194, Pigment Yellow 196, Pigment Yellow 213 o Pigment Yellow 219;
cuya preparación de color naranja contiene de manera preferida un
pigmento escogido entre el conjunto formado por los pigmentos
disazoicos, de \beta-naftol, de naftol AS, de
bencimidazolona o de perinona, en particular los pigmentos del
Colour Index Pigment Orange 5, Pigment Orange 13, Pigment Orange 34,
Pigment Orange 36, Pigment Orange 38, Pigment Orange 43, Pigment
Orange 62, Pigment Orange 68, Pigment Orange 70, Pigment Orange 71,
Pigment Orange 72 , Pigment Orange 73, Pigment Orange 74 o Pigment
Orange 81; cuya preparación de color verde contiene de manera
preferida un pigmento escogido entre el conjunto formado por los
pigmentos de ftalocianina, en particular los pigmentos del Colour
Index Pigment Green 7 o Pigment Green 36.
Adicionalmente, los conjuntos de tintas pueden
contener todavía colorantes matizadores, de manera preferida
escogidos entre el conjunto formado por C.I. Acid Yellow 17 y C.I.
Acid Yellow 23; C.I. Direct (directo) Yellow 86, C.I. Direct Yellow
98 y C.I. Direct Yellow 132; C.I. Reactive (reactivo) Yellow 37;
C.I. Pigment (pigmento) Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 74, C.I.
Pigment Yellow 83, C.I. Pigment Yellow 97, C.I. Pigment Yellow 120,
C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment
Yellow 155 y C.I. Pigment Yellow 180; C.I. Direct Red 1, C.I.
Direct Red 11, C.I. Direct Red 37, C.I. Direct Red 62, C.I. Direct
Red 75, C.I. Direct Red 81, C.I. Direct Red 87, C.I. Direct Red 89,
C.I. Direct Red 95 y C.I. Direct Red 227; C.I. Acid Red 1, C.I.
Acid Red 8, C.I. Acid Red 80, C.I. Acid Red 81, C.I. Acid Red 82,
C.I. Acid Red 87, C.I. Acid Red 94, C.I. Acid Red 115, C.I. Acid
Red 131, C.I. Acid Red 144, C.I. Acid Red 152, C.I. Acid Red 154,
C.I. Acid Red 186, C.I. Acid Red 245, C.I. Acid Red 249 y C.I. Acid
Red 289; C.I. Reactive Red 21, C.I. Reactive Red 22, C.I. Reactive
Red 23, C.I. Reactive Red 35, C.I. Reactive Red 63, C.I. Reactive
Red 106, C.I. Reactive Red 107, C.I. Reactive Red 112, C.I.
Reactive Red 113, C.I. Reactive Red 114, C.I. Reactive Red 126, C.I.
Reactive Red 127, C.I. Reactive Red 128, C.I. Reactive Red 129,
C.I. Reactive Red 130, C.I. Reactive Red 131, C.I. Reactive Red
137, C.I. Reactive Red 160, C.I. Reactive Red 161, C.I. Reactive Red
174 y C.I. Reactive Red 180.
Los pigmentos encapsulados con polielectrólitos
conformes al invento se adecuan para la producción de tintas
destinadas al empleo en todas las convencionales impresoras por
chorros de tinta, en particular para las que se basan en los
procedimientos de chorros de burbujas o piezoeléctricos.
Aparte de para la impresión de papel, materiales
fibrosos naturales o sintéticos, láminas o materiales sintéticos,
las formulaciones de pigmentos encapsulados con polielectrólitos
conformes al invento se pueden utilizar para la impresión de los
más diferentes tipos de materiales de substratos revestidos o sin
revestir, así p.ej. para la impresión de cartón, cartulina, madera
y materiales de madera, materiales metálicos, materiales
semiconductores, materiales cerámicos, vidrios, fibras de vidrio y
de materiales cerámicos, materiales inorgánicos, hormigón, cuero,
alimentos, cosméticos, pieles y pelos. El material de substrato
puede ser en tal caso bidimensionalmente plano o estar extendido
espacialmente, es decir puede estar estructurado tridimensionalmente
y puede ser impreso o revestido, tanto de manera total como sólo
parcialmente.
Las formulaciones de pigmentos encapsulados con
polielectrólitos conformes al invento son apropiadas también como
agentes colorantes en tóneres y reveladores electrofotográficos,
tales como p.ej. tóneres en polvo de un solo componente y de dos
componentes (también denominados reveladores de un solo componente y
de dos componentes), tóneres magnéticos, tóneres líquidos, tóneres
de polimerización así como otros tóneres especiales. Típicos
agentes aglutinantes para tóneres son resinas de polimerización, de
poliadición y de policondensación, tales como p.ej. resinas
epoxídicas de estireno, de estireno y acrilato, de estireno y
butadieno, de acrilato, de poliésteres o de fenoles, polisulfonas o
poliuretanos, individualmente o en combinación, así como
polietilenos y polipropilenos, que pueden contener, otras
sustancias constitutivas, tales como agentes para la regulación de
las cargas eléctricas, ceras o agentes auxiliares de fluidez o ser
modificadas posteriormente con estos aditivos.
Además, los pigmentos encapsulados con
polielectrólitos conformes al invento son apropiados también como
agentes colorantes en polvos y en barnices en polvo, en particular
en barnices en polvo proyectables por medios triboeléctricos o
electrocinéticos, que pasan a aplicarse para el revestimiento
superficial de objetos hechos por ejemplo a base de metal, madera,
material sintético, vidrio, material cerámico, hormigón, material
textil, papel o caucho.
Además, las formulaciones pigmentarias conformes
al invento son adecuadas también como agentes colorantes para
filtros cromáticos, para la generación de color tanto aditiva como
también para la substractiva, tal como, por ejemplo, en sistemas
electro-ópticos, tales como pantallas de televisión, LCD (en inglés
"liquid crystal displays" = pantallas de cristales líquidos),
en dispositivos acoplados a cargas (en inglés "charge coupled
devices"), en pantallas de plasma o en pantallas
electroluminiscentes, que pueden ser, por su parte, pantallas
ferroeléctricas activas (en inglés "twisted nematic" =
nemáticas torsionadas) o pasivas (en inglés "supertwisted
nematic" = nemáticas super torsionadas) o diodos que emiten luz,
así como agentes colorantes para tintas electrónicas (en inglés
"electronic inks" o respectivamente
"e-inks") o para papeles electrónicos (en
inglés "electronic paper", o respectivamente
"e-paper"). En el caso de la producción de
filtros cromáticos, a saber filtros cromáticos tanto reflectantes
como transparentes, se aplican pigmentos en forma de una pasta o
como fotomáscaras protectoras pigmentadas en apropiados agentes
aglutinantes (acrilatos, ésteres acrílicos, poliimidas,
poli(alcoholes vinílicos), epóxidos, poliésteres, melaminas,
gelatinas, caseínas), sobre las respectivas piezas componentes de
LCD (p.ej. TFT-LCD = Thin Film Transistor Liquid
Crystal Displays = presentadores visuales de cristal líquido con
transistores en película delgada), o p.ej. ((S)
TN-LCD = (Super) Twisted Nematic-LCD
= presentadores visuales de cristal líquido nemáticos (super)
torsionados). Junto con una alta termoestabilidad, una condición
previa para una pasta estable o bien para una fotomáscara pigmentada
es también una alta pureza de los pigmentos. Además de esto, los
filtros cromáticos pigmentados se pueden aplicar también mediante
procedimientos de impresión por chorros de tinta u otros
procedimientos de impresión apropiados.
Además, los pigmentos encapsulados con
polielectrólitos conformes al invento se adecuan para la
pigmentación de pinturas para extender con brocha y en dispersión,
barnices en dispersión, para tintas de impresión, por ejemplo
tintas para la estampación de materiales textiles, para la impresión
por flexografía, para la impresión decorativa o para la impresión
por huecograbado, para tintas para papeles pintados, para barnices
diluibles con agua, para sistemas protectores de la madera, para la
tinción de viscosa durante la hilatura, para barnices, para tripas
para embutidos, para material de simiente, para botellas de vidrio,
para la tinción en masa de tejas para tejados, para revoques, para
el decapado de madera, para minas de lápices multicolores, para
rotuladores de fibras, para tintas chinas, para pastas para
bolígrafos, para gredas y tizas, para agentes de lavado y limpieza,
para agentes para el cuidado de los calzados, para la tinción de
productos de látex, para agentes abrasivos, así como para la
tinción de materiales sintéticos y macromoleculares.
En los siguientes Ejemplos, los datos
porcentuales significan tantos por ciento en peso y las partes
significan partes en peso, siempre y cuando que no se indique lo
contrario.
Una característica esencial de los siguientes
Ejemplos reside en el hecho de que durante el revestimiento se
aplica un agente tensioactivo no iónico. De esta manera se puede
mantener bajo control el crecimiento del tamaño de partículas
debido a una aglomeración al realizar el revestimiento, de tal
manera que los pigmentos encapsulados con polielectrólitos
resultantes muestran para la aplicación unos/as adecuados/as tamaños
de partículas, cargas eléctricas superficiales y estabilidades en
dispersión.
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Ejemplo
1a
Una mezcla que se compone de 50 partes de C. I.
Pigment Blue 15:3, 13,5 partes de un copolímero de óxido de etileno
y óxido de propileno (Pluronic® F68, de BASF), 1 parte de
dodecil-sulfato de sodio y 435,5 partes de agua
desmineralizada se dispersa previamente con una
Ultra-Turrax® y a continuación se dispersa con un
homogeneizador a alta presión hasta que la distribución de los
tamaños de partículas sea constante.
Ejemplo
1b
A la dispersión pigmentaria obtenida a partir
del Ejemplo 1a se añaden 2.000 partes de una solución al 1,0% de PAH
(15.000 g/mol, tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y la
mezcla se agita durante 20 min a la temperatura ambiente. Las
partículas pigmentarias revestidas se separan a continuación
mediante centrifugación y se lavan dos veces con 500 partes de agua
desmineralizada.
Ejemplo
1c
La dispersión pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 1a se mezcla con 2.000 partes de una solución al 1,0% en
peso de PDADMAC (0,1% en peso de Pluronic® F68, tampón de acetato
0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y se agita durante 20 min a la
temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias revestidas se
separan a continuación mediante centrifugación y se lavan dos veces
con 500 partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
1d
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 1b se dispersa en 440 partes de agua desmineralizada y se
mezcla con 2.000 partes de una solución al 0,5% en peso de un
poli(ácido estireno-sulfónico), que contiene un
agente tensioactivo (70.000 g/mol, 0,1% en peso de Pluronic® F68,
tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y se agita durante
20 min a la temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias
revestidas se separan a continuación mediante centrifugación y se
lavan dos veces con 500 partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
1e
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 1c se dispersa en 440 partes de agua desmineralizada y se
mezcla con 2.000 partes de una solución al 0,5% en peso de un
poli(ácido estireno-sulfónico), que contiene un
agente tensioactivo (70.000 g/mol, 0,1% en peso de Pluronic® F68,
tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y se agita durante
20 min a la temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias
revestidas se separan a continuación mediante centrifugación y se
lavan dos veces con 500 partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
1f
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 1d se mezcla con 2.000 partes de una solución al 1,0% en
peso de PAH (15.000 g/mol, 0,1% en peso de Pluronic® F68, tampón de
acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y se agita durante 20 min a
la temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias revestidas se
separan a continuación mediante centrifugación y se lavan dos veces
con 500 partes de agua desmineralizada.
Ejemplo 1g
(comparativo)
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 1e se mezcla con 2.000 partes de una solución al 1,0% en
peso de PDADMAC (tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y
se agita durante 20 min a la temperatura ambiente. Las partículas
pigmentarias revestidas se separan a continuación mediante
centrifugación y se lavan dos veces con 500 partes de agua
desmineralizada.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- PCS = espectroscopía de correlación de fotones (en inglés "Photon Correlation Spectroscopy")
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 1 muestra que mediante la encapsulación
en forma de capas del C.I. Pigment Blue 15:3 se influye grandemente
sobre el potencial zeta y por consiguiente sobre la carga eléctrica
superficial. Por consiguiente, se pueden ajustar deliberadamente
unos valores situados dentro de un amplio intervalo. Sin un agente
tensioactivo no iónico resultan unas partículas más grandes en un
factor de 10 (Ejemplo 1g).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2a
Una mezcla de 50 partes de C.I. Pigment Yellow
213, 13,5 partes de Pluronic® F68, 1 parte de
dodecil-sulfato de sodio y 435,5 partes de agua
desmineralizada se dispersan previamente con una
Ultra-Turrax®, y a continuación con un
homogeneizador de alta presión hasta que la distribución de tamaños
de partículas sea constante.
Ejemplo
2b
A la dispersión pigmentaria obtenida a partir
del Ejemplo 2a se le añaden 2.000 partes de una solución al 1,0% en
peso de PAH (15.000 g/mol, tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl
0,2 M) y la mezcla se agita durante 20 min a la temperatura
ambiente. Las partículas pigmentarias revestidas se separan a
continuación mediante centrifugación y se lavan dos veces con 500
partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
2c
A la dispersión pigmentaria obtenida a partir
del Ejemplo 2a se le añaden 2.000 partes de una solución al 0,1% en
peso de un copolímero de acrilato (Eudragit E) (0,1% en peso de
Pluronic® F68, NaCl 0,2 M, pH 4,6) y la mezcla se agita durante 20
min a la temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias
revestidas se separan a continuación mediante centrifugación y se
lavan dos veces con 500 partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
2d
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 2b se dispersa en 440 partes de agua desmineralizada y se
mezcla con 2.000 partes de una solución al 0,5% en peso de un
poli(ácido estireno-sulfónico), que contiene un
agente tensioactivo (70.000 g/mol, 0,1% en peso de Pluronic® F68,
tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y se agita durante
20 min a la temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias
revestidas se separan a continuación mediante centrifugación y se
lavan dos veces con 500 partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
2e
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 2c se dispersa en 440 partes de agua desmineralizada y se
mezcla con 2.000 partes de una solución al 0,5% en peso de un
poli(ácido estireno-sulfónico), que contiene un
agente tensioactivo (70.000 g/mol, 0,1% en peso de Pluronic® F68,
tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6, NaCl 0,2 M) y se agita durante
20 min a la temperatura ambiente. Las partículas pigmentarias
revestidas se separan a continuación mediante centrifugación y se
lavan dos veces con 500 partes de agua desmineralizada.
La Tabla 2 muestra que mediante la encapsulación
en forma de capas de C.I. Pigment Yellow 213 se influye grandemente
sobre el potencial zeta y por consiguiente sobre la carga eléctrica
superficial. Por consiguiente, se pueden ajustar deliberadamente
unos valores situados dentro de un amplio intervalo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3a
A la dispersión pigmentaria obtenida a partir
del Ejemplo 1a se le añaden 2.000 partes de una solución
polielectrolítica al 0,1% en peso de PSS, que contiene un agente
tensioactivo (70.000 g/mol, tampón de acetato 0,05 M de pH 5,6,
NaCl 0,2 M), y la mezcla se agita durante 20 min a la temperatura
ambiente. Las partículas pigmentarias revestidas se separan a
continuación mediante centrifugación y se lavan dos veces con 500
partes de agua desmineralizada.
Ejemplo
3b
La formulación pigmentaria obtenida a partir del
Ejemplo 3a se dispersa en 440 partes de agua desmineralizada y se
mezcla con 2.000 partes de una solución al 0,1% en peso de Eudragit
E (de pH 4,7, NaCl 0,2 M) y se mezcla con 0,1% en peso de Pluronic®
F68, y la mezcla se agita durante 20 min a la temperatura ambiente.
Las partículas pigmentarias revestidas se separan a continuación
mediante centrifugación y se lavan dos veces con 500 partes de agua
desmineralizada.
La Tabla 3 muestra que mediante la encapsulación
en forma de capas de C.I. Pigment Blue 15:3 se influye grandemente
sobre el potencial zeta y por consiguiente sobre la carga eléctrica
superficial. Por consiguiente, se pueden ajustar deliberadamente
unos valores situados dentro de un amplio intervalo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de aplicación
1
Una dispersión se obtiene mediante
dispersamiento de una formulación pigmentaria según el Ejemplo 1e en
agua desionizada, que contiene 10,5% en peso de C.I. Pigment Blue
15:3.
Ejemplo de aplicación
2
Una dispersión se obtiene mediante
dispersamiento de una formulación pigmentaria según el Ejemplo 2e en
agua desionizada, que contiene 9,2% en peso de C.I. Pigment Yellow
213.
\vskip1.000000\baselineskip
En los siguientes Ejemplos, el pigmento se
empasta en agua desmineralizada conjuntamente con los agentes
dispersivos mencionados a continuación, con el disolvente orgánico
y con los otros aditivos, y luego se dispersa previamente con un
disolvedor. El subsiguiente dispersamiento fino se efectúa mediando
enfriamiento con ayuda de un molino de perlas durante un período de
tiempo de 2 horas. A continuación, la dispersión se ajusta con agua
desmineralizada a la deseada concentración de pigmentos de 20%,
resultando 100 partes de la respectiva dispersión y significando
las partes, partes en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
1
- 20 partes
- de C.I. Pigment Blue 15:3
- 2,5 partes
- de una resina de acrilato, sal de Na (agente dispersivo)
- 1,2 partes
- de un poli(etilenglicol)alquil-éter, sal de Na (agente dispersivo)
- 1 parte
- de un agente humectante
- 25 partes
- de glicol
- 0,2 partes
- de un agente conservante
- el resto
- agua
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
2
- 20 partes
- de C.I. Pigment Yellow 213
- 2 partes
- de un agente tensioactivo aniónico (agente dispersivo)
- 2 partes
- de Disperbyk® 190 (agente dispersivo)
- 25 partes
- de glicol
- 0,2 partes
- de un agente conservante
- el resto
- agua
\vskip1.000000\baselineskip
A fin de evaluar las propiedades técnicas de
impresión, a partir de las dispersiones de los Ejemplos de
aplicación 1 y 2 y de los Ejemplos comparativos 1 y 2 se produjeron
unas tintas de ensayo y se investigó su imprimibilidad con una
impresora térmica de chorros de tinta.
Para la producción de las tintas de ensayo,
primeramente las dispersiones se filtraron finamente a través de un
filtro de 1 \mum, a fin de separar los materiales desprendidos por
abrasión de los cuerpos de molienda y unas eventuales porciones
gruesas. Después de esto, las dispersiones filtradas de agentes
colorantes se diluyeron con agua y se mezclaron con otros alcoholes
y polioles de bajo peso molecular, ajustándose el contenido de
pigmentos a 5% en peso, referido a la tinta (100% en peso).
\vskip1.000000\baselineskip
Las tintas que son adecuadas para la impresión
por chorros de tinta tienen que cumplir una serie de propiedades
físicas. Así, es necesario que ellas tengan una viscosidad lo más
pequeña que sea posible (de manera preferida < 5 mPas), con el
fin de evitar una obstrucción de las boquillas de la impresora y de
producir una uniforme imagen impresa.
La viscosidad se determinó con un viscosímetro
de cono y placa (RS 1) de la entidad Haake (cono de titanio:
\diameter 60 nm, 1º). Los valores de la viscosidad indicados en la
Tabla 4 se midieron a una velocidad de cizalladura de 60
s^{-1}.
Con la impresora 960C (de Hewlett Packard) se
imprimieron imágenes de ensayo sobre papeles normales usuales en el
comercio (papeles para copiadoras) y sobre papeles especiales (de
calidad óptima = premium). La evaluación de la imagen impresa en lo
que se refiere a la calidad y la bondad de la imagen impresa se
efectuó mediante una consideración visual.
Para la evaluación de la densidad óptica se
imprimieron las tintas de ensayo con la impresora HP 960C en una
impresión por toda la superficie sobre un papel no revestido de la
entidad DataCopy y se midió la densidad óptica con ayuda de un
fotómetro espectral de la entidad Gretag MacBeth. Los resultados se
recopilan en la Tabla 4.
Las tintas de ensayo producidas a partir de las
dispersiones de los Ejemplos de aplicación 1 y 2 poseen una muy
baja viscosidad, que está mejorada en comparación con los Ejemplos
comparativos 1 y 2, y muestran un muy buen comportamiento de
impresión. En particular, resultan una alta fiabilidad en el
transcurso de la impresión (un muy buen comportamiento de impresión
incipiente, ninguna obstrucción de las boquillas) y una muy uniforme
imagen de impresión con una excelente calidad sobre los diferentes
papeles utilizados. Las impresiones de las tintas de ensayo
producidas según los Ejemplos de aplicación 1 y 2 sobre un papel no
revestido (plain paper) muestran en comparación con las tintas de
ensayo de los Ejemplos comparativos 1 y 2 una densidad óptica más
alta. Además, las impresiones de los Ejemplos de aplicación 1 y 2,
en contraposición a las de los Ejemplos comparativos 1 y 2, tienen
una imagen impresa exenta de franjas. Las tintas de ensayo
producidas de acuerdo con los Ejemplos de aplicación 1 y 2 cumplen
por consiguiente de un modo sobresaliente los requisitos planteados
en la impresión por chorros de tinta.
Claims (7)
1. Procedimiento para la encapsulación de
partículas pigmentarias, caracterizado por
- (A)
- la preparación de una dispersión del pigmento que se ha de encapsular,
- (B)
- la subsiguiente aplicación de una capa de polielectrólito sobre la superficie de las partículas pigmentarias,
- (C)
- la ulterior aplicación de una capa de polielectrólito que está cargada eléctricamente con signo contrario al de la capa de (B) y/o la adición de iones plurivalentes de bajo peso molecular, que están cargados eléctricamente con signo contrario al de la capa de (B) y
- (D)
- eventualmente la repetición de las etapas (B) y (C),
realizándose que las etapas (B), (C) y
eventualmente (D) se llevan a cabo en presencia de un agente
tensioactivo no iónico.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque se aplican por lo
menos dos capas de polielectrólitos, cargadas eléctricamente con
signo contrario.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque las por lo menos dos
capas de polielectrólitos se aplican mediante una técnica de capa
por capa.
4. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque las por lo menos dos
capas de polielectrólitos se aplican consecutivamente sin ningún
aislamiento intermedio sobre las partículas pigmentarias.
5. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la
aplicación de las capas de polielectrólitos se efectúa mediante
precipitación sobre la superficie de las partículas
pigmentarias.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque la precipitación se
efectúa mediante modificación de las concentración de los
polielectrólitos y/o del valor del pH.
7. Tinta para la impresión por chorros de tinta
que contiene como agente colorante unas partículas revestidas, que
tienen un núcleo que es un pigmento orgánico con un tamaño medio de
partículas d_{50} situado por debajo de 200 nm, y por lo menos
dos capas de polielectrólitos con una carga eléctrica diferente en
un espesor de capa en cada caso de 1 a 150 nm, caracterizado
porque el pigmento orgánico es un pigmento que se escoge entre el
conjunto que se compone de los pigmentos del Colour Index Pigment
Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13,
Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 16, Pigment Yellow 17, Pigment
Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 81, Pigment Yellow 83,
Pigment Yellow 87, Pigment Yellow 97, Pigment Yellow 111, Pigment
Yellow 126, Pigment Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow
155, Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 191,
Pigment Red 38, Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242,
Pigment Red 262, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274,
Pigment Orange 13, Pigment Orange 34, Pigment Brown 41; Pigment Red
2, Pigment Red 3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9,
Pigment Red 12, Pigment Red 14, Pigment Red 53:1, Pigment Red 112,
Pigment Red 146, Pigment Red 147, Pigment Red 170, Pigment Red 184,
Pigment Red 187, Pigment Red 188, Pigment Red 210, Pigment Red 247,
Pigment Red 253, Pigment Red 256, Pigment Orange 5, Pigment Orange
38, Pigment Brown 1; Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red
48:4, Pigment Red 57:1, Pigment Red 257, Pigment Orange 68, Pigment
Orange 70; Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow
154, Pigment Yellow 175, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181,
Pigment Yellow 194, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red
185, Pigment Red 208, Pigment Violet 32, Pigment Orange 36, Pigment
Orange 62, Pigment Orange 72, Pigment Brown 25; Pigment Yellow 139,
Pigment Yellow 173; Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:1, Pigment
Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 16, Pigment Green 7,
Pigment Green 36; Pigment Yellow 196, Pigment Red 149, Pigment Red
168, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 181, Pigment Red
207, Pigment Red 209, Pigment Red 263, Pigment Blue 60, Pigment
Violet 19, Pigment Violet 23, Pigment Blue 80, Pigment Orange 43;
Pigment Red 169, Pigment Blue 56, Pigment Blue 61 y Pigment Red
254.
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