Dispersiones de pigmento que contienen dispersantes poliméricos que comprenden grupos cromóforos pendientes.

Dispersión de pigmento que comprende un pigmento de color que corresponde a la Fórmula (I) **Fórmula**

en la que

X1 a X4 se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno y un átomo de halógeno,

R1 a R10 se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo metoxi y un grupo etoxi, y un dispersante polimérico que comprende más de un grupo cromóforo pendiente que está enlazado de manera covalente, a través de un grupo de enlace, a la cadena principal polimérica del dispersante polimérico y que tiene un peso molecular inferior a 90% del peso molecular del pigmento de color, en el que dicho al menos un grupo cromóforo pendiente es un grupo cromóforo que aparece como un grupo lateral en la cadena principal polimérica y no como un grupo en la propia cadena principal polimérica o aparece únicamente como un grupo terminal de la cadena principal polimérica,

y dicho al menos un grupo cromóforo pendiente corresponde a la Fórmula (II) :

en la que uno de L1, L2 o L3 es dicho grupo de enlace y se selecciona del grupo que consta de un grupo alifático, un grupo alifático sustituido, un grupo alifático insaturado y un grupo alifático insaturado sustituido;

L1, L2 y/o L3, en caso de no representar dicho grupo de enlace, se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alcoxi, un grupo ácido carboxílico, un grupo éster, un grupo acilo, un grupo nitro y un átomo de halógeno;

AR1 y AR2 representan un grupo aromático; y

n representa el número entero 0 ó 1.

Dispersiones de pigmento que contienen dispersantes poliméricos que comprenden grupos cromóforos pendientes.

Campo de la invención La presente invención hace referencia a dispersiones de pigmento estables y tintas de inyección pigmentadas que contienen pigmentos de color estabilizados mediante dispersantes poliméricos que comprenden grupos cromóforos pendientes que presentan una similitud estructural con el pigmento de color.

Antecedentes de la invención Las dispersiones de pigmento se preparan usando un dispersante. 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 energía de dispersión necesaria. Las partículas de pigmentos dispersas pueden tender a reaglomerarse tras la dispersión como consecuencia de las fuerzas de atracción mutua. Además, la utilización de dispersantes contrarresta esta tendencia a la reaglomeración de las partículas de pigmentos.

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

Los dispersantes poliméricos contienen 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 sobresalientes mediante las cuales las partículas de pigmento se vuelven compatibles con el medio de dispersión y, al hacerlo, estabilizan las partículas de pigmento en el medio de dispersión.

Las propiedades de los dispersantes poliméricos dependen tanto de la naturaleza de los monómeros como de su distribución en el polímero. Los dispersantes poliméricos obtenidos a partir de monómeros polimerizados aleatoriamente (por ejemplo, monómeros A y B polimerizados en ABBAABAB) o de monómeros polimerizados según un ordenamiento alternado (por ejemplo, monómeros A y B polimerizados en ABABABAB) suelen dar lugar a una estabilidad de dispersión deficiente. Al utilizar dispersantes basados en copolímeros de injerto y copolímeros de bloque se logró mejorar la estabilidad de dispersión.

Los dispersantes basados en copolímeros de injerto contienen una cadena principal polimérica con cadenas laterales unidas a la cadena principal. En el documento CA 2157361 (DU PONT) se divulgan dispersiones de pigmento obtenidas a partir del uso de un dispersante basado en un copolímero de injerto con una cadena principal polimérica hidrofóba y cadenas laterales hidrofílas.

Los dispersantes basados en copolímeros de bloque que contienen bloques hidrófobos e hidrófilos se han descrito en numerosas patentes de tintas de inyección. En el documento US 5859113 (DU PONT) se divulga un dispersante copolimérico de bloque AB con un segmento A polimérico de monómeros de (met) acrilato de glicidilo polimerizado reaccionados con un ácido aromático o alifático carboxílico y un segmento B polimérico de monómeros de met (acrilato) de alquilo polimerizados con 1-12 átomos de carbono en el grupo alquilo, monómeros de met (acrilato) de hidroxi alquilo.

En el diseño de los dispersantes poliméricos para tintas de inyección acuosas, los grupos de anclaje mencionados anteriormente, que se adsorben sobre los pigmentos que se van a dispersar, son generalmente grupos hidrofóbos que presentan una afinidad con la superficie del pigmento.

El documento EP 0763580 A (TOYO INK) divulga un agente de dispersión de pigmento de tipo acuoso que tiene una parte con una alta afinidad con un pigmento y que tiene al menos un tipo seleccionado del grupo consistente en un colorante orgánico, antraquinona y acridona solamente en un extremo terminal o en ambos extremos terminales de al menos un polímero acuoso seleccionado del grupo que contiene un polímero de uretano lineal acuoso y un polímero acrílico lineal acuoso. El documento EP 0763378 A (TOYO INK) divulga agentes de dispersión de pigmento similares para dispersiones de pigmento no acuosas.

El documento US 5420187 (TOYO INK) divulga un agente de dispersión de pigmento obtenido por polimerización de un monómero polimerizable por adición que tiene un grupo funcional ácido y otro monómero polimerizable por adición en presencia de un iniciador de polimerización, siendo el iniciador de polimerización un producto de diazotización preparado por diazotización de al menos un compuesto seleccionado de entre el grupo consistente en un derivado de antraquinona que tiene un grupo amino aromático, un derivado de acridona que tiene un grupo amino aromático y un tinte orgánico que tiene un grupo amino aromático. En este agente de dispersión de pigmento, el colorante se localiza en la propia cadena principal polimérica.

El documento US 2003044707 (TOYO INK) divulga un agente de dispersión para un pigmento que comprende un compuesto específico que tiene una estructura en la que un esqueleto molecular de tipo ftalocianina que es adsorbible sobre el pigmento y una unidad oligomérica o unidad polimérica que evita la reaglomeración del pigmento para producir el efecto de dispersión se unen covalentemente, y que tiene una afinidad con un medio o un disolvente.

En el documento US 2004194665 (BASF) se divulgan dispersiones de pigmento que contienen, como dispersante polimérico, un derivado de perileno sustituido en el que el sustituyente tiene un efecto de estabilización estérica y/o estabilización electrostática. Los derivados de perileno se utilizan para dispersar pigmentos que tienen una estructura química muy diferente tales como pigmentos de quinacridona.

En el documento WO 2005056692 (SUN CHEMICAL) se describen dispersiones de colorante muy concentradas que contienen : (a) al menos aproximadamente 45% en peso de un pigmento y (b) un dispersante de color polimérico que tiene la estructura A- (B-X) n, en la que A es un cromóforo orgánico, B es un grupo funcional unido de manera covalente, X es un hidrocarbono polimérico C50-C200 lineal o ramificado y unido de manera covalente y n es un número entero del 1 al 4. El grupo cromóforo A está presente en el dispersante polimérico o como grupo terminal o en la cadena principal del polímero. Los dispersantes poliméricos se utilizan para dispersar pigmentos que tienen una estructura química que es muy diferente de la del grupo cromóforo A.

En el documento US 4664709 (HOECHST) se divulgan composiciones de pigmento que comprenden agentes de dispersión de azoacilacetamida para los pigmentos azoicos que presentan una cierta similitud con el grupo cromóforo del agente de dispersión. El grupo cromóforo está presente en el dispersante polimérico como grupo temrinal.

En el documento GB 1343606 (ICI) se divulgan dispersiones de pigmento que contienen un colorante según la fórmula D- (Z-O.OCR) n en la que D representa el radical de un colorante que es enlazado a Z a travès de un átomo de carbono de un anillo aromático que está presente en D, Z representa un grupo de enlace divalente, n representa un número entero de 1 a 8 y R representa el resto de un poliéster RCOOH con un grupo carboxi terminal derivado de un ácido hidroxicarboxílico según la fórmula HO-X-COOH en la que X representa un radical alifático divalente opcionalmente saturado que contiene al menos 8 átomos de carbono y en la que se encuentran al menos 4 átomos de carbono entre los grupos hidroxi y ácido carboxílico, o derivado de una mezcla de dicho ácido hidroxicarboxílico y de un ácido carboxílico sin grupos hidroxi. En los ejemplos, los pigmentos se dispersan mediante colorantes que tienen un radical D cuyo peso molecular es igual o superior a lo del pigmento. El radical de un colorante D está presente en el dispersante polimérico o como grupo terminal o en la cadena principal polimérica.

La práctica actual es incorporar la estructura química exacta o casi exacta del pigmento de color como grupo de anclaje en el agente de dispersión polimérico para asegurar la máxima afinidad con el pigmento de color. En... [Seguir leyendo]

1. Dispersión de pigmento que comprende un pigmento de color que corresponde a la Fórmula (I)

Fórmula (I)

en la que X1 a X4 se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno y un átomo de halógeno, R1 a R10 se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo metoxi y un grupo etoxi, y un dispersante polimérico que comprende más de un grupo cromóforo pendiente que está enlazado de manera covalente, a través de un grupo de enlace, a la cadena principal polimérica del dispersante polimérico y

que tiene un peso molecular inferior a 90% del peso molecular del pigmento de color, en el que dicho al menos un grupo cromóforo pendiente es un grupo cromóforo que aparece como un grupo lateral en la cadena principal polimérica y no como un grupo en la propia cadena principal polimérica o aparece únicamente como un grupo terminal de la cadena principal polimérica, y dicho al menos un grupo cromóforo pendiente corresponde a la Fórmula (II) :

Fórmula (II)

en la que uno de L1, L2 o L3 es dicho grupo de enlace y se selecciona del grupo que consta de un grupo alifático, un grupo alifático sustituido, un grupo alifático insaturado y un grupo alifático insaturado sustituido; L1, L2 y/o L3, en caso de no representar dicho grupo de enlace, se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alcoxi, un grupo ácido carboxílico, un grupo éster, un grupo acilo, un grupo nitro y un átomo de halógeno; AR1 y AR2 representan un grupo aromático; y

n representa el número entero 0 ó 1.

2. Dispersión de pigmento segun la reivindicación 1, en la que dicho grupo cromóforo pendiente corresponde a la Fórmula (III) :

en la que uno de R1 a R11 es dicho grupo de enlace que forma un enlace covalente con la cadena principal polimérica; R1 a R11, en caso de no representar dicho grupo de enlace, se seleccionan independientemente del grupo que consta de un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alcoxi, un grupo alcohol, un grupo ácido carboxílico, un grupo éster, un grupo acilo, un grupo nitro y un átomo de halógeno;

o R7 y R8 pueden formar conjuntamente un anillo heterocíclico. 10

3. Dispersión de pigmento según la reivindicación 2, en la que el anillo heterocíclico formado por R7 y R8 es imidazolona o 2, 3-dihidroxipirazina.

4. Dispersión de pigmento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el grupo de enlace contiene al

menos un átomo seleccionado del grupo que consta de un átomo de oxígeno, un átomo de nitrógeno y un átomo de azufre.

5. Dispersión de pigmento según la reivindicación 4, en la que dicho grupo de enlace en forma no reaccionada se representa por -O-CH2-CH2-OH. 20

6. Dispersión de pigmento según la reivindicación 5, en la que dicho grupo cromóforo pendiente representado por la Fórmula (III) que comprende un grupo de enlace no reaccionado se selecciona del grupo que consta de : ,

,

,

,

,

,

,

7. Dispersión de pigmento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que dicho pigmento de color se selecciona del grupo que consta de C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 55, 63, 81, 83, 87, 113, 121, 124, 152, 170, 171, 172, 174 y 188.

8. Dispersión de pigmento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la cadena principal polimérica del dispersante polimérico es un homopolímero.

9. Dispersión de pigmento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la dicho grupo cromóforo pendiente está presente en un intervalo de 1 a 30% con respecto al número de unidades monoméricas del dispersante polimérico.

10. Dispersión de pigmento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicho dispersante polimérico tiene un peso molecular medio en número Mn de entre 500 y 30.000 y una dispersidad polimérica PD inferior a

2.

11. Dispersión de pigmento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que dicha dispersión de pigmento es una tinta de inyección.

12. Tinta de inyección según la reivindicación 11, en la que la tinta de inyección es una tinta de inyección curable.

13. Método para preparar la tinta de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 que comprende el paso de preparar dicho dispersante polimérico copolimerizando un monómero que ya contiene dicho grupo cromóforo pendiente.