Dispersantes poliméricos y dispersiones no acuosas.

Dispersión de pigmento no acuosa que contiene un pigmento, un medio de dispersión no acuoso y un dispersante polimérico que incluye al menos una unidad estructural de oxalilamida según la Fórmula

(I):**Fórmula**

en la que:

R1 representa una primera porción polimérica seleccionada del grupo que consta de una porción polimérica lineal, una porción de polímero estrella, una porción polimérica dendrítica, una porción polimérica ramificada y una porción polimérica hiperramificada, y

R2 representa una segunda porción polimérica seleccionada del grupo que consta de un poliéster, un poliéter, una poliamida, un poliacrilato, un polimetacrilato o copolímeros de los mismos.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09163202.

Solicitante: AGFA GRAPHICS N.V..

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: SEPTESTRAAT 27 2640 MORTSEL BELGICA.

Inventor/es: LOCCUFIER,JOHAN, André,Xavier.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > C09D11/00 (Tintas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por interreacción... > C08G81/02 (siendo al menos uno de los polímeros obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G69/10 (ácidos alfa-aminocarboxílicos)

PDF original: ES-2526926_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispersanles poliméricos y dispersiones no acuosas Campo de la invención La presente invención hace referencia a dispersantes poliméricos específicos y dispersiones de pigmento y tintas de inyección estables preparadas usando dicho dispersante polimérico especifico.

Antecedentes de la invención Un dispersante es una sustancia que fomenta la formación y estabilización de una dispersión de partículas de pigmentos en un medio de dispersión. Los dispersantes son generalmente materiales tensioactivos que presentan una estructura aniónica, catiónica o no iÓnica. La presencia de un dispersante reduce sustancialmente la energia de dispersión necesaria. Las partículas de pigmentos dispersas pueden tender a reaglomerarse Iras la dispersión como consecuencia de las fuerzas de atracción mutua. La utilización de dispersantes contrarresta esta tendencia a la reaglomeración de las particulas de pigmentos.

El dispersante debe cumplir requ isitos particularmente exigentes cuando se usa para tintas de inyección. Una disperSión inadecuada se manifiesta en forma de aumentos de viscosidad en sistemas liquidas, pérdidas de brillo yfo cambios de matiz. Además, es necesaria una disperSión particularmente buena de las particulas pigmentarias para garantizar un paso fluido de las particulas pigmentarias a través de las boquillas de un cabezal de impresión, que apenas suelen tener unos cuantos micrómetros de diámetro. Además, en los periodos de espera de la impresora, debe evitarse la aglomeración de las particulas pigmentarias y la obstrucción de las boquillas de la impresora asociada con ella.

Los dispersantes poliméricos contienen tipicamente en una parte de la molécula grupos denominados de anclaje que se adsorben a los pigmentos que van a dispersarse. En una parte espacialmente separada de la molécula, los dispersantes poliméricos tienen cadenas poliméricas que son compatibles con el medio de dispersión y, al hacerlo, estabilizan las particulas pigmentarias en el medio de dispersión. Los dispersantes poliméricos tipicos son basados en copolimeros de injerto y copolimeros de bloque.

En tintas de inyección acuosas, los dispersantes poliméricos suelen contener grupos de anclaje hidrófobos que muestran una elevada afinidad por la superficie del pigmento y cadenas poliméricas hidrófilas para estabilizar los pigmentos en el medio de dispersión acuoso.

La preparación de dispersiones adecuadas y térmicamente estables con particulas submicrométricas es más difícil en caso de dispersiones de pigmento no acuosas, como las tintas basadas en disolventes, las tintas basadas en aceites y las tintas de inyección curables por radiación. Cuando presentan una superficie no polar, los pigmentos son especialmente dificiles de dispersar.

Estos problemas han llevado a diseñar dispersantes poliméricos muy especificos en los que los grupos de anclaje son derivados de pigmentos. Por ejemplo, el documento WO 2007 (006635 (AGFA GRAPHICS) describes dispersiones de pigmento que comprenden un pigmento de color y un dispersante polimérico que contiene al menos un grupo cromóforo pendiente que, a través de un grupo de enlace, se une de manera covalente a la cadena principal polimérica del dispersante polimérico y que tiene un peso molecular inferior al 90% del peso molecular del pigmento de color.

Otra estrategia para la dispersión de pigmentos con superficies no polares en medios de dispersión no acuosos es cambiar la superficie por una superficie más polar añadiendo compuestos denominados sinergistas de dispersión. Un sinergista de dispersión es un compuesto que fomenta la adsorción del dispersante polimérico en la superfiCie del pigmento. A menudo se sugiere que el sinergista debe poseer la estructura de pigmento sustituida por uno o más grupos ácido sulfónico, grupos ácido carboxilico o sales de amonio de los mismos. Algunos ejemplos de estos sinergistas de dispersión se enumeran, por ejemplo, en los documentos WO 2007 (060254 (AGFA GRAPHICS) , EP 1790697 A (AGFA GRAPHICS) y EP 1790698 A (AGFA GRAPHICS) .

Sin embargo, ambas estrategias aumentan considerablemente el coste de la dispersión de pigmento. Es deseable preparar dispersiones de pigmento estables que no requieren sinergistas de dispersión o dispersantes poliméricos en los que los grupos de anclaje son derivados de pigmento. Para una calidad de imagen consistente, las tintas de inyección requieren una estabilidad de dispersión que permita soportar altas temperaturas (por encima de 60 OC) durante el transporte de la tinta hasta los usua rios, realizar una eyección de tintas a temperaturas elevadas y tolerar cambios en el medio de dispersión de la tinta de inyección durante su utilización, como por ejemplo la evaporación del disolvente y el aumento de concentraciones de humectantes, penetrantes y otros aditivos.

En el documento US 4119615 (TEXACO) se divulgan composiciones adhesivas termoplásticas que comprenden una polioxamida formada haciendo reaccionar una poliamina de polioxipropileno seleccionada del grupo que consta de diaminas, triaminas y mezclas de las mismas, y que tiene un peso molecular promedio de alrededor de 190 a alrededor de 3.000, con ácido oxálico para formar un prepolímero liquido, que se hace reaccionar adicionalmente con una diamina. El documento US 4119615 (TEXACO) no menciona dispersiones de pigmento.

En el documento US 5286267 (TEXACO) se divulga una oxalamida de hidroxietilaminoelilo de poliéter como aditivo de detergente de gasolina. El documento US 5286267 (TEXACO) tampoco menciona dispersiones de pigmento.

En el documento DE 3608153 (BASF) se divulga una composición de recubrimiento para madera que contiene resinas alquidicas de medio o alto contenido de aceite como aglutinante y derivados de diamida de ácido oxálico de 10 bajo peso molecular como absorbedor de rayos ultravioleta.

Por lo tanto, es altamente deseable fabricar dispersiones de pigmento no acuosas económicas, especialmente tintas de inyección pigmentadas, que presentan una alta calidad y estabilidad de dispersión.

Divulgación de la invención Resumen de la invención Con el fin de superar los problemas descritos anteriormente, se ha descubierto, sorprendentemente, que se obtuvieron dispersiones de pigmento no acuosas tal y como se define en la reivindicación 1, particularmente tintas de inyección no acuosas, con alta calidad y estabilidad de dispersión. La estabilización de pigmentos se llevó a cabo sin modificación costosa de la superficie mediante la adición de un sinergista de dispersión. Además, también se observó una mejora inesperada de la adhesión en una pluralidad de sustratos.

El método para preparar el dispersante polimérico puede considerarse "química ecológica~ puesto que los dioxalatos de alquilo empleados son menos tóxicos que, por ejemplo, los derivados de isocianato utilizados frecuentemente para preparar dispersantes poliméricos. Además, es posible obtener un mejor control de la reacción comparado con el de la química NCO multifuncional utilizada para preparar dispersantes poliméricos ByK™ y con el de los mecanismos de escisión de cadena para preparar los dispersantes poliméricos Solsperse™ por condensación.

Además, en comparación con la química Solsperse™, no se necesita ningun catalizador de metal pesado para la quimica de condensación en la que intervienen oxalatos u oxalilamidas.

Otro objeto de la presente invención es producir imágenes de alta calidad de imagen utilizando dispersiones de pigmento no acuosas, particularmente tintas de inyección no acuosas.

Otros aspectos, elementos, etapas, caracteristicas y ventajas de la presente invención se harán evidentes en la siguiente descripción detallada de realizaciones preferidas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispersión de pigmento no acuosa que contiene un pigmento, un medio de dispersión no acuoso y un dispersante polimérico que incluye al menos una unidad estructural de oxalilamida según la Fórmula (1) :

o R1 '~0 N, R2 H

O

Fórmula (1) ,

en la que: R1 representa una primera porción polimérica seleccionada del grupo que consta de una porción polimérica lineal, una porción de polímero estrella, una porción polimérica dendritica, una porción polimérica ramificada y una porción polimérica hiperramificada, y

R2 representa una segunda porción pOlimérica seleccionada del grupo que consta de un poliéster, un poliéter, una poliamida, un poliacrilato, un polimetacrilato o copolimeros de los mismos.

2. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 1, en la que la primera porción polimérica además es sustitu ida por al menos una unidad estructural según la Fórmula (11 ) :

O

/~0~/R3

O Fórmula (11) ,

en la que: 25 R3 representa un grupo funcional que comprende al menos un anillo heteroaromático nitrogenado de cinco o seis miembros.

3. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 1, en la que la primera porción polimérica es una porción polimérica ramificada o una porción polimérica hiperramificada.

4. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 1, en la que el dispersante polimérico es un derivado de polietilenimina.

5. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 1, en la que la segunda porción polimérica se 35 selecciona del grupo que consta de un poliéster y un poliéter.

6. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 2, en la que R3 comprende al menos un anillo heteroaromático nitrogenado de cinco o seis miembros seleccionado del grupo que consta de un benzimidazol opcionalmente sustituido, un imidazol opcionalmente sustituido y una piridina opcionalmente sustituida.

7. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 6, en la que dicho al menos un anillo heteroaromático nitrogenado de cinco o seis miembros es piridina.

8. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 1, en la que el dispersante polimérico se representa 45 por la Fórmula (1 11 ) :

p

Fórmula (111) ,

en la que: R4 representa una cadena polimérica seleccionada del grupo que consta de un poliéter y un poliéster, R5 representa un núcleo polimérico ramificado o un núcleo polimérico hiperramificado, k representa un número entero de O a 600, y P represents un número entero de 1 a 900.

9. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 1, en la que el dispersante polimérico se representa por la Fórmula (IV) :

Fórmula (IV) ,

en la que:

R6 representa un núcleo polimérico ramificado o un núcleo polimérico hiperramificado, R7 representa una cadena polimérica seleccionada del grupo que consta de un poliéter y un poliéster, R8 representa un grupo funcional que comprende al menos un anillo heteroaromático nitrogenado de cinco o seis miembros, n representa un número entero de 1 a 900,

m representa un número entero de O a 720, y

o representa un número entero de O a 600.

10. Dispersión de pigmento no acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el pigmento es un pigmento de quinacridona.

11. Dispersión de pigmento no acuosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la disperSión de pigmento es curable por radiación ultravioleta o por un haz de electrones.

12. Dispersión de pigmento no acuosa según la reivindicación 11 , en la que la dispersión de pigmento es una tinta 35 de inyección.

13. Conjunto de tintas de inyección no acuosas que incluye al menos una tinta de inyección según la reivindicación 12.

14. Método para preparar una dispersión de pigmento no acuosa que comprende los pasos de : a) proporcionar un dispersante polimérico tal y como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

b) proporcionar un pigmento, y c) moler el pigmento en el medio de dispersión en presencia del dispersante.

15. Uso del dispersante polimérico tal y como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para mejorar la adhesión de una dispersión de pigmento no acuosa a una superficie.