Composiciones abrillantadoras ópticas mejoradas para impresión con chorro de tinta de alta calidad.

Composición de apresto para el abrillantamiento óptico de sustratos para impresión por chorro de tinta,

que comprende

(a) al menos un abrillantador óptico de fórmula (1):**Fórmula**

en la cual

la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por uno o más cationes iguales o diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en hidrógeno, un catión de metal alcalino, un metal alcalinotérreo, amonio, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical alquilo lineal o ramificado C1-C4, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical hidroxialquilo lineal o ramificado C1-C4 o mezclas de dichos compuestos,

R1 y R1' pueden ser iguales o diferentes y es cada uno hidrógeno, alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2

-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN,

R2 y R2' pueden ser iguales o diferentes y cada uno es alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2

-, CH(CO2 -)CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CH2CO2 -, CH2CH2SO3 -, bencilo o R1 y R2 y/o R1' y R2', conjuntamente con el átomo de nitrógeno cercano significan un anillo de morfolina y p es 0, 1 ó 2;

(b) al menos un aglutinante, siendo seleccionado el aglutinante entre el grupo de consiste en almidón nativo, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado;

(c) al menos una sal de metal divalente, siendo seleccionado las sales de metales divalentes entre el grupo que consiste en cloruro de calcio, cloruro de magnesio, bromuro de calcio, bromuro de magnesio, yoduro de calcio, yoduro de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de magnesio, formiato de calcio, formiato de magnesio, acetato de calcio, acetato de magnesio, citrato de calcio, citrato de magnesio, gluconato de calcio, gluconato de magnesio, ascorbato de calcio, ascorbato de magnesio, sulfito de calcio, sulfito de magnesio, bisulfito de calcio, bisulfito de magnesio, ditionito de calcio, ditionito de magnesio, sulfato de calcio, sulfato de magnesio, tiosulfato de calcio, tiosulfato de magnesio;

(d) al menos un polímero protector que puede ser:

(i) un polietilenglicol;

(ii) un poli(alcohol vinílico) o poli(alcohol vinílico) que contiene ácido carboxílico;

(iii) un homopolímero de ácido metacrílico;

(iv) un copolímero de ácido acrílico o ácido metacrílico con acrilamida o metacrilamida;

(v) un copolímero catiónico de acrilamida o metacrilamida con cloruro de dialildimetilamonio;

(vi) un producto policuaternario policatiónico que puede ser obtenido mediante reacción de un oligohidroxialcano de fórmula**Fórmula**

en la cual

X es el radical x1-valente de un alcano C3-6, y

x1 es un número de 3 al número de átomos de carbono en X,

o una mezcla de oligohidroxialcanos de fórmula (Ia),

o una mezcla de uno o más oligohidroxialcanos de fórmula (Ia) con un alcanodiol C2-3 con epiclorhidrina,

en la relación de (2 a 2·x1) moles de epiclorhidrina por cada mol de oligohidroxi-alcano C3-6 de fórmula (Ia) más 1-4 moles de epiclorhidrina por cada equivalente mol de alcanodiol C2-3, para proporcionar un aducto terminado en cloro (E1)

y la reacción de (E1) por reticulación, reacción cuaternizante con al menos un compuesto amino de fórmula**Fórmula**

en la cual

Y es alquileno C2-3,

y es un número de 0 a 3,

R1 es alquilo C1-3 o hidroxialquilo C2-3, y

R2 es alquilo C1-3 o hidroxialquilo C2-3, si y es 1 a 4, o hidrógeno si y es 0;

y

(e) agua.

Composiciones abrillantadoras ópticas mejoradas para impresión con chorro de tinta de alta calidad

La presente invención se refiere a composiciones de apresto líquidas mejoradas que comprenden derivados de diaminoestilbeno, aglutinantes, polímeros protectores y sales de metales divalentes para el abrillantamiento ópticos de sustratos adecuados para una impresión con chorro de tinta de alta calidad.

Antecedentes de la invención

La impresión por chorro de tinta en los últimos años se ha convertido en un medio muy importante para registrar datos e imágenes en una lámina de papel. Los bajos costes, la facilidad de producción y las imágenes multicolores a una velocidad relativamente elevada son algunas de las ventajas de esta tecnología. La impresión por chorro de tinta plantea grandes exigencias sobre los sustratos con el fin de cumplir los requisitos de un corto tiempo de secado, elevada densidad de impresión y limpieza y un reducido corrimiento de color a color. Además, el sustrato debe tener un brillo elevado. Los papeles simples, por ejemplo, tienen escasas propiedades para absorber los colorantes aniónicos de base acuosa o pigmentos usados en la impresión por chorro de tinta; la tinta permanece durante un tiempo considerable sobre la superficie del papel lo que permite que tenga lugar la difusión de la tinta y conduzca a una baja limpieza de la impresión. Un método para conseguir un corto tiempo de secado al mismo tiempo que se proporciona una elevada densidad de impresión y limpieza es usar papeles revestidos con sílice especial. Sin embargo, estos papeles son costosos de producir.

El documento US 6.27.258 proporciona una solución parcial a este problema describiendo que la calidad de la impresión por chorro de tinta pigmentado se puede mejorar tratando la superficie del sustrato con un medio de apresto acuoso que contenga una sal de metal divalente. El cloruro de calcio y el cloruro de magnesio son sales de metales divalentes preferidas. El medio de apresto puede contener también otros aditivos convencionales de papeles usados para tratar el papel sin revestir. Están incluidos en los aditivos de papeles convencionales los agentes abrillantadores ópticos (OBA) que se conoce bien que mejoran considerablemente la blancura del papel y de esta forma el contraste entre la impresión por chorro de tinta y el fondo. El documento US 6.27.258 no ofrece ejemplos del uso de agentes abrillantadores ópticos con la invención.

El documento WO 27/44228 reivindica composiciones que incluyen un agente de apresto de anhídrido alquenil- succínico y/o un agente de apresto de dímero de alquil-ceteno, y la incorporación de una sal metálica. No se hace referencia al uso de agentes abrillantadores ópticos con la invención.

El documento WO 28/48265 reivindica una lámina de registro para impresión que comprende un sustrato formado a partir de fibras ligno-celulósicas de las que al menos una superficie es tratada con una sal de metal divalente soluble en agua. La lámina de registro exhibe un tiempo mejorado para el secado de imágenes. Los abrillantadores ópticos están incluidos en una lista de componentes opcionales de un tratamiento de superficie preferido que comprende cloruro de calcio y uno a más almidones. No se proporciona ejemplos de uso de abrillantadores ópticos con la invención.

El documento WO 27/53681 describe una composición de apresto que, cuando es aplicada a un sustrato para chorro de tinta, mejora la densidad de la impresión, el corrimiento de color a color, la limpieza de la impresión y/o el tiempo de secado de las imágenes. La composición de apresto comprende al menos un pigmento, preferentemente carbonato de calcio precipitado o triturado, al menos un aglutinante que es, por ejemplo, un sistema multicomponentes que incluye almidón y poli(alcohol vinílico), al menos una especie orgánica que contiene nitrógeno, preferentemente un polímero o copolímero de cloruro de dialildimetil-amonio (DADMAC) y al menos una sal inorgánica. La composición de apresto puede contener también al menos un agente abrillantador óptico.

Las ventajas de usar una sal de metal divalente, como cloruro de calcio, en los sustratos destinados a una impresión por chorro de tinta pigmentada, solo se pueden realizar completamente cuando se hace disponible un abrillantador óptico soluble en agua. Sin embargo, es bien conocido que los abrillantadores ópticos solubles en agua son propensos a una precipitación en concentraciones elevadas de calcio. (Véase, por ejemplo, la página 5 en la publicación Tracing Technique in Geohydrology by Werner Kass and Horst Behrens, publicado por Taylor & Francis, 1998).

Consecuentemente, hay una necesidad de composiciones abrillantadoras ópticas mejoradas que tengan una buena compatibilidad con las composiciones de apresto que contienen una sal de metal divalente.

Descripción de la invención

Se ha encontrado ahora que ciertos polímeros son sorprendentemente eficaces para mejorar la compatibilidad de los abrillantadores ópticos de fórmula (1) con composiciones de apresto que contienen una sal de metal divalente. Estos polímeros se denominan en lo sucesivo polímeros protectores.

La presente invención proporciona por tanto una composición de apresto para el abrillantamiento óptico de sustratos, preferentemente papel, que es especialmente adecuada para una impresión por chorro de tinta pigmentado que comprende

(a) al menos un abrillantador óptico de fórmula (1):

la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por uno o más cationes ¡guales o diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en hidrógeno, un catión de metal alcalino, un metal alcalinotérreo, amonio, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical alquilo lineal o ramificado C1-C4, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical hidroxialquilo lineal o ramificado C1-C4 o mezclas de dichos compuestos,

R1 y R1 pueden ser iguales o diferentes y es cada uno hidrógeno, alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2", CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN,

R2 y R2 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2, CH(C2)CH2C2, CH(C2)CH2CH2C2, CH2CH2SO3, bencilo o

R1 y R2 y/o R1 y R2, conjuntamente con el átomo de nitrógeno cercano significan un anillo de morfolina y p es , 1 ó 2;

(b) al menos un aglutinante, siendo seleccionado el aglutinante entre el grupo de consiste en almidón nativo, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado;

(c) al menos una sal de metal divalente, siendo seleccionado las sales de metales divalentes entre el grupo que consiste en cloruro de calcio, cloruro de magnesio, bromuro de calcio, bromuro de magnesio, yoduro de calcio, yoduro de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de magnesio, formiato de calcio, formiato de magnesio, acetato de calcio, acetato de magnesio, citrato de calcio, citrato de magnesio, gluconato de calcio, gluconato de magnesio, ascorbato de calcio, ascorbato de magnesio, sulfito de calcio, sulfito de magnesio, bisulfito de calcio, bisulfito de magnesio, ditionito de calcio, ditionito de magnesio, sulfato de calcio, sulfato de magnesio, tiosulfato de calcio, tiosulfato de magnesio y mezclas de dichos compuestos;

(d) al menos un polímero protector que puede ser:

(i) un polietilenglicol;

(ii) un poli(alcohol vinílico) o poli(alcohol vinílico) que contiene ácido carboxílico;

(iii) un homopolímero de ácido metacrílico;

(iv) un copolímero de ácido acrílico o ácido metacrílico con acrilamida o metacrilamida;

(v) un copolímero catiónico de acrilamida o metacrilamida con cloruro de dialildimetilamonio;

(vi) un producto policuaternario policatiónico que puede ser obtenido mediante reacción de un oligohidroxialcano de fórmula

X-<OH)x1 (la)

en la cual

X es el radical x1 -valente de un alcano C3-6, y

x1 es un número de 3 al número de átomos de carbono en X,

o una mezcla de oligohidroxialcanos de fórmula (la),

o una mezcla de uno o más oligohidroxialcanos de fórmula (la) con un alcanodiol C^con epiclorhidrina,

en la relación de (2 a 2-x1) moles de epiclorhidrina por cada mol de oligohidroxi-alcano C3-6 de fórmula (la) más 1-4 moles de epiclorhidrina por cada equivalente mol de alcanodiol C2-3, para proporcionar un aducto terminado en cloro (E1)

y la reacción de (E1) por reticulación, reacción cuaternizante con al menos un compuesto amino de fórmula

\

N

/

*2

(D),

1. Composición de apresto para el abrillantamiento óptico de sustratos para impresión por chorro de tinta, que comprende

(a) al menos un abrillantador óptico de fórmula (1):

la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por uno o más cationes iguales o diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en hidrógeno, un catión de metal alcalino, un metal alcalinotérreo, amonio, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical alquilo lineal o ramificado C1-C4, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical hidroxialquilo lineal o ramificado C1-C4 o mezclas de dichos compuestos,

R1 y R1 pueden ser iguales o diferentes y es cada uno hidrógeno, alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN,

R2 y R2 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CH2CO2-, CH2CH2SO3-, bencilo o

R1 y R2 y/o R1 y R2, conjuntamente con el átomo de nitrógeno cercano significan un anillo de morfolina y p es , 1 ó 2;

(b) al menos un aglutinante, siendo seleccionado el aglutinante entre el grupo de consiste en almidón nativo, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado;

(c) al menos una sal de metal divalente, siendo seleccionado las sales de metales divalentes entre el grupo que consiste en cloruro de calcio, cloruro de magnesio, bromuro de calcio, bromuro de magnesio, yoduro de calcio, yoduro de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de magnesio, formiato de calcio, formiato de magnesio, acetato de calcio, acetato de magnesio, citrato de calcio, citrato de magnesio, gluconato de calcio, gluconato de magnesio, ascorbato de calcio, ascorbato de magnesio, sulfito de calcio, sulfito de magnesio, bisulfito de calcio, bisulfito de magnesio, ditionito de calcio, ditionito de magnesio, sulfato de calcio, sulfato de magnesio, tiosulfato de calcio, tiosulfato de magnesio;

(d) al menos un polímero protector que puede ser:

(i) un polietilenglicol;

(ii) un poli(alcohol vinílico) o poli(alcohol vinílico) que contiene ácido carboxílico;

(iii) un homopolímero de ácido metacrílico;

(iv) un copolímero de ácido acrílico o ácido metacrílico con acrilamida o metacrilamida;

(v) un copolímero catiónico de acrilamida o metacrilamida con cloruro de dialildimetilamonio;

(vi) un producto policuaternario policatiónico que puede ser obtenido mediante reacción de un oligohidroxialcano de fórmula

X-<OH)x1 (la)

en la cual

X es el radical x1-valente de un alcano C3-6, y

x1 es un número de 3 al número de átomos de carbono en X,

o una mezcla de oligohidroxialcanos de fórmula (Ia),

o una mezcla de uno o más oligohidroxialcanos de fórmula (Ia) con un alcanodiol C2-3 con epiclorhidrina,

en la relación de (2 a 2-x1) moles de epiclorhidrina por cada mol de oligohidroxi-alcano C3-6 de fórmula (la) más 1-4 moles de epiclorhidrina por cada equivalente mol de alcanodiol C2-3, para proporcionar un aducto terminado en cloro (E1)

y la reacción de (E1) por reticulación, reacción cuaternizante con al menos un compuesto amino de fórmula

en la cual

Y es alquileno C2-3, y es un número de a 3,

R1 es alquilo C1-3 o hidroxialquilo C2-3, y

R2 es alquilo C1-3 o hidroxialquilo C2-3, si y es 1 a 4, o hidrógeno si y es ;

y

(e) agua.

2. Composición según la reivindicación 1, en la cual

la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por uno o más cationes iguales o diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en hidrógeno, un catión de metal alcalino, metal alcalinotérreo, amonio que está mono-, di- o tri-sustituido con un radical hidroxialquilo lineal o ramificado C1-C4, o mezclas de dichos compuestos,

R1 y R1 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es hidrógeno, alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN,

R2 y R2 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es alquilo lineal o ramificado C1-C4, hidroxialquilo lineal o ramificado C2-C4, CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CO2- o CH(CO2-)CH2CH2CO2- y

p es , 1 ó 2.

3. Composición según la reivindicación 2, en la cual

la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por uno o más cationes iguales o diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en Li, Na, K, Ca, Mg, amonio que está mono-, di- o tri- sustituido con un radical hidroxialquilo lineal o ramificado C1-C4, o mezclas de dichos compuestos,

R1 y R1 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es hidrógeno, metilo, etilo, a-metilpropilo, p-metilpropilo, p- hidroxietilo, p-hidroxipropilo, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN,

R2 y R2 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es metilo, etilo, a-metilpropilo, p-metilpropilo, p-hidroxietilo, p- hidroxipropilo, CH2CO2- o CH(CO2-)CH2CO2-,

p es , 1 ó 2.

4. Composición según la reivindicación 3, en la cual

la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por uno o más cationes iguales o diferentes seleccionados entre el grupo que consiste en Na, K y trietanolamina o mezclas de dichos compuestos,

R1 y R1 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es hidrógeno, etilo, p-hidroxietilo, p-hidroxipropilo, CH2CO2-, o CH2CH2CN,

R2 y R2 pueden ser iguales o diferentes y cada uno es etilo, p-hidroxietilo, p-hidroxipropilo, CH2CO2- o CH(CO2- )CH2CO2-, y

p es 2.

5. Composición según la reivindicación 1, en la que las sales de metales divalentes son cloruro de calcio o cloruro de magnesio o mezclas de dichos compuestos.

6. Composición según la reivindicación 1, en la que la concentración de sal de metal divalente en la composición de apresto es entre 5 y 5 g/l.

7. Composición según la reivindicación 1, en la que la concentración del abrillantador óptico en la composición de apresto es entre 2 y 2 g/l.

8. Composición según la reivindicación 1, en la que la composición de apresto contiene adicionalmente subproductos formados durante la preparación del abrillantador óptico así como otros aditivos convencionales para papel como anticongelantes, biocidas, desespumantes, emulsiones de cera, colorantes, sales inorgánicas, adyuvantes de solubilización, conservantes, agentes complejantes, espesantes, agentes de apresto superficial, reticulantes, pigmentos o resinas especiales.

9. Proceso para preparar una composición de apresto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el abrillantador óptico y la sal de metal divalente se añaden a una solución acuosa previamente formada del aglutinante a una temperatura entre 2 °C y 9 °C.

1. Uso de una composición de apresto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para el abrillantamiento óptico de sustratos, preferentemente papel, para impresión por chorro de tinta.

11. Proceso para preparar un papel abrillantado que es especialmente adecuado para impresión por chorro de tinta pigmentado, caracterizado porque la superficie del papel es tratada con una composición de apresto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

12. Proceso para la preparación de compuestos de fórmula (2)

en el que la carga aniónica en el abrillantador está equilibrada por una carga catiónica compuesta por una mezcla de

dos o más cationes diferentes

mediante la reacción por etapas de un haluro cianúrico, preferentemente cloruro cianúrico con 5 a) una amina de fórmula SOjH

(?)

ho3s

en la forma de ácido libre, sal parcial o completa,

b) una diamina de fórmula

en la forma de ácido libre, sal parcial o completa, y

c) dllsopropanolamina de fórmula

13. Proceso según la reivindicación 12, en el que la sustitución del primer halógeno del haluro cianúrico se hace a una temperatura en el intervalo de a 2 QC y bajo condiciones de pH ácido a neutro, preferentemente en el intervalo de pH de 2 a 7, la sustitución del segundo halógeno en el haluro cianúrico, se hace a una temperatura en el intervalo de 2 a 6 QC y bajo condiciones débilmente ácidas a débilmente alcalinas, preferentemente a un pH en el 25 intervalo de 4 a 8 y la sustitución del tercer halógeno del haluro cianúrico, se hace a una temperatura en el intervalo de 6 a 12 2C, y bajo condiciones débilmente ácidas a alcalinas, preferentemente a un pH en el intervalo de 7 a 1.