PIGMENTOS ENCAPSULADOS CON POLIELECTROLITOS.

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

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06005240.

Solicitante: CLARIANT INTERNATIONAL LTD..

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: ROTHAUSSTRASSE 61,4132 MUTTENZ 1.

Inventor/es: METZ, HANS-JOACHIM, PLUG, CARSTEN, DR., MEHLTRETTER, GERALD, VOIGT, ANDREAS, SCHWEIKART,KARL-HEINZ, MOSCHWITZER,JAN, DAHNE,LARS,DR, KROHNE,LUTZ.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Marzo de 2006.

Fecha Concesión Europea: 14 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09B67/00T
  • C09D11/00C2B
  • C09D11/00C4
  • C09D7/00P

Clasificación PCT:

  • C09B67/02 QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09B COLORANTES ORGANICOS O COMPUESTOS ESTRECHAMENTE RELACIONADOS PARA PRODUCIR COLORANTES; MORDIENTES; LACAS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto dado C12P). › C09B 67/00 Propiedades de las materias colorantes que influyen en el aspecto físico, p. ej. tinte o impresión, sin reacción química, p. ej. por tratamiento con solventes; Características de los procesos de fabricación de las preparaciones de materias colorantes; Preparaciones de materia colorante de una especial naturaleza física, p. ej. tabletas, películas. › Preparaciones de materia colorante caracterizadas por un aspecto físico particular, p. ej. tabletas, películas.
  • C09B67/08 C09B 67/00 […] › Colorantes o pigmentos particulares revestidos.
  • C09D11/00 C09 […] › C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › Tintas.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

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,...

 


Reivindicaciones:

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.

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 d50 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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