ES2300464T3 - Dispersiones pigmentadas basadas en agua, sobre la base de acrilatos. - Google Patents
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Abstract
Formulación pigmentada acuosa, que contiene un pigmento orgánico y/o inorgánico dispersado en una solución de una resina de acrilato y un agente coadyuvante del dispersamiento, caracterizada porque la resina de acrilato es un copolímero, que se compone esencialmente de 50 a 80% en moles de compuestos monoalquenil - aromáticos y de 20 a 50% en moles de acrilatos, y tiene una masa molecular media Mv comprendida entre 1.000 y 50.000 g/mol, y porque el agente coadyuvante del dispersamiento es un compuesto de la fórmula (I) R - O - (CH2 - CH2 - O)m - CH2 - COOM (I), en la que R significa un radical alquilo C10-C20 o un radical alquenilo C10-C20, m significa un número de 1 a 15 y M significa un catión univalente.
Description
Dispersiones pigmentadas basadas en agua, sobre
la base de acrilatos.
Son objeto del presente invento unas
formulaciones pigmentadas basadas en agua, procedimientos para su
preparación, su utilización para la tinción, impresión y
estampación de materiales fibrosos naturales y sintéticos así como
unos líquidos de registro, en particular para el procedimiento de
impresión por chorros de tinta (en inglés Ink-Jet),
así como tóneres electrofotográficos, barnices en polvo y filtros
cromáticos.
En el caso del procedimiento de impresión por
chorros de tinta se trata de un procedimiento de impresión sin
contacto, en el que unas gotitas del líquido de registro se dirigen
desde una o varias boquillas sobre el substrato que ha de ser
impreso.
Con el fin de obtener unas impresiones con una
alta nitidez y una buena resolución, los líquidos de registro así
como los agentes colorantes, que están contenidos en ellos, tienen
que satisfacer unos elevados requisitos, en particular en lo que
respecta a la pureza, la finura de las partículas, la estabilidad en
almacenamiento, la viscosidad, la tensión superficial y la
conductividad. En particular, se plantean unos requisitos muy
elevados en cuanto a la fuerza colorante, al tono de color, al
brillo 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 frotamiento. Una alta solidez frente a la luz es en
particular de gran importancia para las aplicaciones de impresión
por chorros de tinta en zonas de exteriores y en el caso de la
producción de impresiones por chorros de tinta con una calidad
fotográfica.
El desarrollo de colorantes, que tienen la
combinación deseada de tono de color, de brillo, de fuerza
colorante, de solidez frente a la luz y de solidez frente al agua,
se ha manifestado hasta ahora como muy difícil, de tal manera que
las tintas pigmentadas se encuentran con un interés creciente.
Las formulaciones pigmentadas para la impresión
por chorros de tinta, que se conocen hasta ahora, no cumplen
frecuentemente los requisitos plantados por la industria de la
impresión por chorros de tinta, puesto que tienen unos valores
deficitarios en la distribución fina, en la estabilidad térmica y en
almacenamiento, así como frecuentemente también un déficit de
imprimibilidad, en particular en el caso de impresoras térmicas.
Un criterio cualitativo importante de una
formulación para la impresión por chorros de tinta es su estabilidad
frente a la floculación. Con el fin de no obstruir a las boquillas,
las partículas pigmentadas tienen que ser más pequeñas que 0,5
\mum, preferiblemente más pequeñas que 0,1 \mum. Además, se
tiene que impedir eficazmente un crecimiento de los cristales o una
aglomeración de las partículas. Esto se realiza en la mayoría de
los casos mediante determinados agentes coadyuvantes del
dispersamiento En el caso de la impresión con una tinta para la
impresión por chorros de tinta, ésta fluye con una alta velocidad a
través de las boquillas. Mediante cizalladura y bajo la influencia
de la temperatura, el agente coadyuvante del dispersamiento
estabilizador se elimina frecuentemente desde la superficie del
pigmento. El pigmento se flocula y obstruye a las boquillas de la
impresora. Una característica cualitativa adicional de una tinta
para la impresión por chorros de tinta es su estabilidad en
almacenamiento, es decir que, durante el almacenamiento, las
partículas pigmentadas no se deben de aglomerar para formar
partículas más grandes.
Por lo tanto, subsistía la misión de poner a
disposición unas formulaciones pigmentadas, que cumplan los
requisitos precedentemente mencionados en lo que respecta a la
distribución fina, la estabilidad térmica y la estabilidad en
almacenamiento, la imprimibilidad y la colorística.
El problema planteado por esta misión se pudo
resolver de una manera sorprendente dispersando el pigmento en una
especial resina de acrilato soluble en agua, definida a
continuación, en combinación con un especial agente coadyuvante del
dispersamiento. En el caso de la utilización a solas de la resina de
acrilato, se obtienen unas formulaciones pigmentadas que son
excelentemente estables en almacenamiento, pero no se garantiza
ninguna imprimibilidad suficiente de las tintas. Tampoco la
utilización de otros agentes coadyuvantes del dispersamiento en
combinación con la resina de acrilato conduce a formulaciones
pigmentadas imprimibles y estables en almacenamiento. La adición
del agente coadyuvante del dispersamiento conforme al invento
conduce a una peor solubilidad de la resina de acrilato en el
líquido, de tal manera que el equilibrio de la adsorción de la
resina es favorecido positivamente para la superficie del pigmento.
Esto impide una separación de los aditivos por cizalladura desde la
superficie del pigmento con una alta velocidad de fluencia en las
finas boquillas de la impresora.
Es objeto del presente invento una formulación
pigmentada acuosa, que contiene un pigmento orgánico y/o inorgánico
dispersado en una solución de una resina de acrilato y de un agente
coadyuvante del dispersamiento, caracterizada porque la resina de
acrilato es un copolímero, que se compone esencialmente de 50 a 80%
en moles de compuestos monoalquenil - aromáticos y de 20 a 50% en
moles de acrilatos, y tiene una masa molecular media M_{v}
comprendida entre 1.000 y 50.000 g/mol, y porque el agente
coadyuvante del dispersamiento es un compuesto de la fórmula
(I)
\vskip1.000000\baselineskip
(I),R - O -
(CH_{2}-CH_{2}-O)_{m} - CH_{2} -
COOM
\newpage
en la
que
- R
- significa un radical alquilo C_{10}-C_{20} o un radical alquenilo C_{10}-C_{20},
- m
- significa un número de 1 a 15 y
- M
- significa un catión univalente.
\vskip1.000000\baselineskip
Por el concepto de compuestos monoalquenil -
aromáticos se entienden especialmente 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-hidroxietilo, metacrilato de
2-hidroxipropilo, metacrilato de
N,N-dimetilaminoetilo, metacrilato de
N,N-dietilaminoetilo, metacrilato de
terc.-butilaminoetilo, metacrilato de 2-sulfoetilo,
metacrilato de trifluoroetilo, metacrilato de glicidilo,
metacrilato de bencilo, metacrilato de alilo, metacrilato de
2-n-butoxietilo, metacrilato de
2-cloroetilo, metacrilato de
sec-butilo, metacrilato de terc.-butilo,
metacrilato de 2-etilbutilo, metacrilato de
cinamilo, metacrilato de crotilo, metacrilato de ciclohexilo,
metacrilato de ciclopentilo, metacrilato de
2-etoxietilo, metacrilato de furfurilo, metacrilato
de hexafluoroisopropilo, metacrilato de metalilo, metacrilato de
3-metoxibutilo, metacrilato de
2-metoxibutilo, metacrilato de
2-nitro-2-metilpropilo,
metacrilato de n-octilo, metacrilato de
2-etilhexilo, metacrilato de
2-fenoxietilo, metacrilato de
2-feniletilo, metacrilato de fenilo, metacrilato de
propargilo, metacrilato de tetrahidrofurfurilo y metacrilato de
tetrahidropiranilo, así como los correspondientes ésteres del
ácido
acrílico.
acrílico.
La resina de acrilato se compone preferiblemente
de 60 a 70% en moles de compuestos monoalquenil - aromáticos y de
30 a 40% en moles de acrilatos. Se prefieren en particular las
resinas de acrilatos a base de los monómeros estireno y ácido
(met)acrílico.
La masa molecular media Mv. determinada mediante
cromatografía de penetrabilidad en gel, es preferiblemente de 5.000
a 25.000 g/mol. Las resinas de acrilatos utilizadas conforme al
invento, tienen preferiblemente un índice de acidez comprendido
entre 110 y 250, en particular entre 190 y 220 mg de KOH/g de la
resina de acrilato;
además se prefiere una temperatura de transición
vítrea Tg de 40 a 140ºC, preferiblemente de 50 a 140ºC, p.ej. de
110 a 140ºC;
además se prefiere una polidispersidad de 1,5 a
3,5, preferiblemente de 1,5 a 2,5, en particular de 2,0 a 2,4;
además se prefiere una densidad a 25ºC de 1,05 a
1,3 g/cm^{3}, en particular de 1,1 a 1,2 g/cm^{3};
además se prefiere un intervalo de puntos de
fusión de 120 a 160ºC.
La resina de acrilato se emplea convenientemente
en una solución acuosa alcalina o en una solución amoniacal,
preferiblemente en forma de una solución al 1 hasta 35% en peso, en
particular al 5 hasta 30% en peso.
Las resinas de acrilatos descritas
precedentemente se pueden preparar de acuerdo con el documento de
patente de los EE.UU. US 4.529.787.
La resina de acrilato empleada conforme al
invento puede contener en el copolímero unas pequeñas cantidades,
tales como p.ej. de 0,5 a 2% en moles, de un compuesto tensioactivo
capacitado para la polimerización.
El agente coadyuvante del dispersamiento de la
fórmula (I) es preferiblemente un compuesto, en el que R significa
alquilo C_{12}-C_{18} o alquenilo
C_{12}-C_{18}, en particular alquilo
C_{13}-C_{16} o alquenilo
C_{13}-C_{16}.
El número m es preferiblemente de 1 a 10.
El catión univalente M es preferiblemente
hidrógeno, un metal alcalino, en particular Na o K, o amonio.
\newpage
Ejemplos de los compuestos de la fórmula (I)
son:
Tales compuestos se conocen a partir de los
documentos de solicitudes de patentes suizas
CH-A-324.665 y
CH-A-283.986.
Como pigmentos orgánicos entran en consideración
en particular pigmentos monoazoicos, disazoicos, azoicos enlacados,
de \beta-naftol, de naftol AS, bencimidazolona, de
condensación disazoicos, azoicos complejos con metales y pigmentos
policíclicos, tales como por ejemplo pigmentos de ftalocianina,
quinacridona, perileno, perinona, tiazina-índigo, tioíndigo,
antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona, isoviolantrona,
pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona, isoindolina y
dicetopirrolopirrol, o negros de carbono.
Como pigmentos inorgánicos entran en
consideración, por ejemplo, dióxidos de titanio, sulfuros de zinc,
óxidos de hierro, óxidos de cromo, azul ultramarino, óxidos de
antimonio, titanio y níquel o cromo, óxidos de cobalto y vanadatos
de bismuto.
Los pigmentos utilizados deberían estar lo más
finamente divididos que sea posible, poseyendo de manera preferida
un 95%, y de manera especialmente preferida un 99%, de las
partículas de pigmentos, un tamaño de partículas \leq 500 nm. El
tamaño medio de las partículas está situado preferiblemente en un
valor de < 200 nm.
En dependencia del pigmento utilizado, la
morfología de las partículas pigmentadas puede diferenciarse en muy
gran manera, y correspondientemente también el comportamiento de
viscosidad de las formulaciones pigmentadas, en dependencia de la
forma de las partículas, puede ser muy diverso. A fin de obtener un
favorable comportamiento de viscosidad de las formulaciones, las
partículas deberían poseer preferiblemente una estructura de forma
cúbica o esférica. De manera preferida se emplean pigmentos
purificados. Como una selección de pigmentos orgánicos
especialmente preferidos se han de citar en este contexto pigmentos
de negro de carbono, tales como p.ej. negros de carbono de gas o de
horno; pigmentos monoazoicos, disazoicos y de bencimidazolona, en
particular los pigmentos del Colour Index Pigment Yellow (amarillo)
17, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 97,
Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 139, Pigment
Yellow 151, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow
213, Pigment Red (rojo) 57:1, Pigment Red 146, Pigment Red 176,
Pigment Red 184, Pigment Red 185 o Pigment Red 269, pigmentos de
ftalocianina, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment
Blue (azul) 15, Pigment Blue 15:3 o Pigment Blue 15:4, y pigmentos
de quinacridona, en particular los pigmentos del Colour Index
Pigment Red 122 o Pigment Violet (violeta) 19.
La relación ponderal entre el pigmento y la
resina de acrilato es preferiblemente de 1:0,05 a 1:1, en particular
de 1:0,2 a 1:0,5.
La relación entre el pigmento y el agente
dispersante de la fórmula (I) es preferiblemente de 1:0,05 a 1:1,
en particular de 1:0,2 a 1:0,5.
Las formulaciones pigmentadas preferidas se
componen
- a)
- de 5 a 50% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso, de un pigmento
- b)
- de 0,25 a 20% en peso, preferiblemente de 1 a 10% en peso, de una resina de acrilato,
- c)
- de 1 a 12% en peso, preferiblemente de 2 a 8% en peso, de un compuesto de la fórmula (I),
- d)
- de 5 a 60% en peso, preferiblemente de 10 a 40% en peso de agua,
- e)
- de 0 a 10% en peso, preferiblemente de 0,1 a 5% en peso de un disolvente orgánico,
- f)
- de 0 a 15% en peso, preferiblemente de 5 a 9% en peso, de una sustancia hidrótropa,
- g)
- de 0 a 10% en peso, preferiblemente de 0,5 a 9,5% en peso, de otros aditivos usuales
en cada caso referido al peso total
de la formulación
pigmentada.
En el caso de los pigmentos, que están
contenidos en las formulaciones pigmentadas precedentemente
descritas, se puede tratar de un disolvente orgánico o de una
mezcla de disolventes de este tipo. Disolventes apropiados son, por
ejemplo, alcoholes uni- o plurivalentes, sus éteres y ésteres, p.ej.
alcanoles, en particular con 1 a 4 átomos de C, tales como p.ej.
metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol;
alcoholes di- o trivalentes, en particular con 2 a 5 átomos de C,
p.ej. etilenglicol, propilenglicol,
1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol,
1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,2,6-hexanotriol, glicerol,
di(etilenglicol), di(propilenglicol),
tri(etilenglicol), un poli(etilenglicol),
tri(propilenglicol), un poli(propilenglicol);
alquil-éteres inferiores de alcoholes plurivalentes, tales como
p.ej. un mono-metil-, -etil- o -butil-éter de
etilenglicol, un mono-metil- o -etil-éter de
tri(etilenglicol); cetonas y
cetona-alcoholes, tales como p.ej. acetona,
metil-etil-cetona,
dietil-cetona,
metil-isobutil-cetona,
metil-pentil-cetona, ciclopentanona,
ciclohexanona, diacetona-alcohol; amidas, tales
como p.ej. dimetil-formamida,
dimetil-acetamida,
N-metil-pirrolidona, tolueno y
n-hexano.
El agua utilizada para la preparación de las
formulaciones pigmentadas se emplea preferiblemente en forma de
agua destilada o desalinizada.
Como compuestos hidrótropos, que sirven
eventualmente también como disolventes, se pueden emplear por
ejemplo formamida, urea, tetrametil-urea,
\varepsilon-caprolactama, etilenglicol,
di(etilenglicol), tri(etilenglicol), un
poli(etilenglicol), butilglicol,
metil-cellosolve, glicerol,
N-metil-pirrolidona,
1,3-dietil-2-imidazolidinona,
tiodiglicol, benceno-sulfonato de sodio,
xileno-sulfonato de Na,
tolueno-sulfonato de Na,
cumeno-sulfonato de sodio,
dodecil-sulfonato de Na, benzoato de Na, salicilato
de Na o butil-monoglicol-sulfato de
sodio.
Además, las formulaciones pigmentadas conformes
al invento pueden contener todavía sustancias aditivas usuales, por
ejemplo agentes conservantes, sustancias activas superficialmente
catiónicas, aniónicas o no ionógenas (agentes tensioactivos y
agentes humectantes), así como agentes para la regulación de la
viscosidad, p.ej. un poli(alcohol vinílico), derivados de
celulosas, o resinas naturales o artificiales solubles en agua como
agentes formadores de películas, o respectivamente agentes
aglutinantes para aumentar la resistencia de adhesión y la
resistencia a la abrasión.
Las aminas, tales como p.ej.
etanol-amina, dietanol-amina,
trietanol-amina,
N,N-dimetil-etanol-amina
o diisopropil-amina, sirven principalmente para
aumentar el valor del pH de la formulación pigmentada, en particular
de la tinta para la impresión por chorros de tinta. Ellas están
presentes normalmente en una proporción de 0 a 10% en peso,
preferiblemente de 0,5 a 5% en peso, en la formulación pigmentada y
en la tinta para la impresión por chorros de tinta, que se ha
producido a partir de aquella.
Es objeto del presente invento también un
procedimiento para la preparación de tales formulaciones
pigmentadas, caracterizado porque el pigmento se distribuye
finamente en la solución de una resina de acrilato y en el agente
coadyuvante del dispersamiento de la fórmula (I) con ayuda de un
equipo de dispersamiento, preferiblemente de un molino de bolas con
mecanismo agitador, que se hace funcionar con una velocidad
periférica del mecanismo agitador de más que 12 m/s y mediando la
acción de cuerpos de molienda no metálicos, que tienen un diámetro
menor o igual que 1 mm, en presencia de agua. Las demás sustancias
aditivas pueden estar presentes al realizar la distribución fina
y/o se pueden añadir seguidamente. La resina de acrilato se emplea
convenientemente en forma de una solución acuosa, tal como se ha
descrito precedentemente.
Es objeto del invento también la utilización de
las formulaciones pigmentadas conformes al invento como agentes
colorantes para tintas, en particular tintas para la impresión por
chorros de tinta, para tóneres electrofotográficos, en particular
tóneres de polimerización, para barnices en polvo y para filtros
cromáticos.
Las formulaciones pigmentadas conformes al
invento se adecuan como agentes colorantes en tóneres y reveladores
electrofotográficos, tales como p.ej. tóneres en polvo de un solo
componente o de dos componentes (también denominados reveladores de
un solo componente o 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 o de policondensación,
tales como resinas epoxídicas con estireno, con estireno y un
acrilato, con estireno y butadieno, con acrilatos, con poliésteres
y con fenoles, polisulfonas, poliuretanos, individualmente o en
combinación, así como un polietileno y un polipropileno, que pueden
contener todavía otras sustancias ingredientes, tales como agentes
reguladores de las cargas eléctricas, ceras, o agentes coadyuvantes
de la fluencia, o que se pueden añadir posteriormente.
Por lo demás, las formulaciones conformes al
invento se adecuan como agentes colorantes en polvos y barnices en
polvo, en particular en barnices en polvo atomizados triboeléctrica
o electrocinéticamente, que pueden pasar a utilizarse para el
revestimiento superficial de objetos, por ejemplo de metal, madera,
un material sintético, vidrio, un material cerámico, hormigón, un
material textil, papel o caucho.
Como barnices en polvo se emplean típicamente
resinas epoxídicas, resinas de poliésteres que contienen grupos
carboxilo e hidroxilo, resinas de poliuretanos y resinas acrílicas,
en común con los agentes endurecedores usuales. También pueden
encontrar utilización combinaciones de resinas. Así, por ejemplo, se
emplean frecuentemente resinas epoxídicas en combinación con
resinas de poliésteres que contienen grupos carboxilo e hidroxilo.
Típicos componentes endurecedores son, por ejemplo, anhídridos de
ácidos, imidazoles, así como diciandiamida y sus derivados,
isocianatos rematados, un
bis-acil-uretano, resinas de fenol y
melamina, isocianuratos de triglicidilo, oxazolinas y ácidos
dicarboxílicos.
Además, las formulaciones conformes al invento
se adecuan también como agentes colorantes para filtros cromáticos,
para la generación de color tanto aditiva como también
substractiva.
Por el concepto de tintas para la impresión por
chorros de tinta se entienden tanto tintas sobre una base acuosa
(inclusive tintas en microemulsión) y no acuosa (basadas en
disolventes (en inglés "solvent based"), así como las tintas
que trabajan según el procedimiento de fusión térmica (en inglés
"hot-melt").
Las tintas en microemulsión están basadas en
disolventes orgánicos, agua y eventualmente una sustancia hidrótropa
adicional (mediadora de interfases). Las tintas sobre una base no
acuosa contienen en lo esencial disolventes orgánicos y
eventualmente una sustancia hidrótropa.
Son objeto del presente invento son también
líquidos de registro para la impresión por chorros de tinta, que
contienen por lo general de 0,5 a 15% en peso, preferiblemente de
1,5 a 8% en peso, de la formulación pigmentada conforme al invento,
referido al peso total del líquido de registro.
Las tintas en microemulsión se componen en lo
esencial de 0,5 a 15% en peso, preferiblemente de 1,5 a 8% en peso,
de la formulación pigmentada conforme 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 la impresión por chorros de
tinta, basadas en disolventes, se componen en lo esencial de 0,5 a
15% en peso de la formulación pigmentada conforme al invento, de 85
a 94,5% en peso de un disolvente orgánico y/o de un compuesto
hidrótropo. Los materiales de soporte para las tintas para la
impresión por chorros de tinta, basadas en disolventes, pueden ser
poliolefinas, cauchos naturales y sintéticos, un poli(cloruro
de vinilo), copolímeros de cloruro de vinilo y acetato de vinilo,
poli(butiratos de vinilo), sistemas a base de una cera y un
látex, o combinaciones de éstos/éstas, que son solubles en el
disolvente.
Las tintas de fusión térmica están basadas
predominantemente en compuestos orgánicos, tales como ceras, ácidos
grasos, alcoholes grasos o sulfonamidas, que son sólidos a la
temperatura ambiente y que se vuelven líquidos al calentarlos,
estando situado el intervalo preferido de puntos de fusión entre
aproximadamente 60ºC y aproximadamente 140ºC. Es objeto del invento
también una tinta para la impresión por chorros de tinta con fusión
térmica, que se compone esencialmente de 20 a 90% en peso de una
cera, de 1 a 10% en peso de la formulación pigmentada conforme al
invento, de 0 a 20% en peso de un polímero adicional (como
"disolvente de colorantes"), de 0 a 5% en peso de un agente
coadyuvante del dispersamiento, de 0 a 20% en peso de un agente
modificador de la viscosidad, de 0 a 20% en peso de un agente
plastificante, 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.
Las tintas para la impresión por chorros de
tinta, conformes al invento, se pueden producir introduciendo por
dispersamiento la formulación pigmentada conforme al invento en el
medio de microemulsión o en el medio acuoso o no acuoso, o en la
cera para la producción de una tinta para la impresión por chorros
de tinta con fusión térmica.
El invento se refiere además a un conjunto de
formulaciones pigmentadas, que contiene por lo menos en cada caso
una formulación de agente colorante de los colores negro, cian,
magenta y amarillo, y que está caracterizado porque por lo menos
una de las formulaciones corresponde a la formulación conforme al
invento.
En este caso se prefiere un conjunto de
formulaciones pigmentadas, cuya formulación de color negro contiene
un negro de carbono como agente colorante, en particular un negro de
carbono de gas o de horno; cuya formulación de color cian contiene
un pigmento escogido entre el conjunto que se compone de los
pigmentos de ftalocianina, en particular los pigmentos del Colour
Index Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:3 o Pigment Blue 15:4; cuya
dispersión de color magenta contiene un pigmento escogido entre el
conjunto que se compone de las quinacridonas, preferiblemente los
pigmentos del Colour Index Pigment Red 122 o Colour Index Pigment
Violet 19, o escogido entre el conjunto que se compone de los
pigmentos monoazoicos, disazoicos, de isoindolina o bencimidazolona,
en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Red 57:1,
Pigment Red 146, Pigment Red 176, Pigment Red 184, Pigment Red 185
o Pigment Red 269; y cuya formulación de color amarillo contiene
preferiblemente un pigmento escogido entre el conjunto que se
compone de los pigmentos monoazoicos, disazoicos, de isoindolina o
bencimidazolona, en particular los pigmentos del Colour Index
Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 83, Pigment
Yellow 97, Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow
139, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 180 o
Pigment Yellow 213.
\newpage
El invento se refiere además a un conjunto de
tintas de impresión, que contiene por lo menos en cada caso una
tinta de impresión de los colores negro, cian, magenta y amarillo, y
que está caracterizado porque por lo menos una de las tintas de
impresión contiene la formulación pigmentada conforme al invento en
una forma diluida o no diluida, con o sin la adición de otros
aditivos.
Aparte de para la impresión de papel, de
materiales fibrosos naturales y sintéticos, de láminas o de
materiales sintéticos, las tintas para la impresión por chorros de
tinta se pueden emplear también sobre vidrio, material cerámico y
hormigón, entre otros materiales.
\vskip1.000000\baselineskip
En los siguientes Ejemplos, para la solución de
acrilato se utiliza una resina de acrilato, que está caracterizada
por las siguientes particularidades:
\vskip1.000000\baselineskip
un copolímero a base de 60 - 70% en moles de
monoestireno y de 30 - 40% en moles de ácido acrílico,
- masa específica:
- 1.150 kg/m^{3}
- índice de acidez:
- 214
- temperatura de transición vítrea:
- 128ºC
- masa molecular:
- 17.250 g/mol
- intervalo de puntos de fusión:
- 140-150ºC
- polidispersidad:
- 2,3
\vskip1.000000\baselineskip
La solución de acrilato propiamente dicha se
compone de 25% en peso del acrilato, de 3,9% en peso de NaOH y de
71,9% en peso de agua.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
20 partes de C.I. Pigment Blue 15:3
25 partes de una solución de acrilato
5 partes del agente dispersante:
R-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{9,5}-CH_{2}COONa
con R = alquilo C_{13}-C_{15}
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
y 34,8 partes de agua,
se homogeneizan con un aparato disolvedor.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, la suspensión se muele con un
molino de bolas con mecanismo agitador (del tipo Drais PML) con
unos cuerpos de molienda a base de óxidos mixtos de zirconio, con un
diámetro de 0,3 - 0,4 mm. La formulación pigmentada obtenida se
ajusta con agua a un contenido de pigmento de 20%.
La formulación pigmentada posee una excelente
capacidad para fluir, una excelente estabilidad de la viscosidad y
una irreprochable estabilidad frente a la floculación al almacenarla
durante un mes a la temperatura ambiente y a 60ºC. Las diluciones
acuosas de este concentrado de pigmento al 3% son asimismo estables
frente a la floculación.
\newpage
Ejemplo
2
Una formulación, que contiene
20 partes de C.I. Pigment Red 122
10 partes de una solución de acrilato
3 partes del agente dispersante:
R-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{9,5}-CH_{2}COONa
con R = alquilo C_{13}-C_{15}
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
51,8 partes de agua,
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Una formulación, que contiene
20 partes de C.I. Pigment Yellow 155
25 partes de una solución de acrilato
5 partes del agente dispersante:
R-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{9,5}-CH_{2}COONa
con R = alquilo C_{13}-C_{15}
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
34,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Una formulación, que contiene
20 partes de C.I. Pigment Yellow 180
25 partes de una solución de acrilato
5 partes del agente dispersante:
C_{18}H_{35}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{12}-CH_{2}COONa
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
34,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\newpage
Ejemplo
5
Una formulación, que contiene
20 partes de C.I. Pigment Yellow 74
25 partes de una solución de acrilato
5 partes del agente dispersante:
C_{18}H_{35}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{12}-CH_{2}COONa
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
34,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
Una formulación, que contiene
20 partes de C.I. Pigment Yellow 151
25 partes de una solución de acrilato
5 partes del agente dispersante:
C_{18}H_{35}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{12}-CH_{2}COONa
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
34,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
Una formulación, que contiene
20 partes de PV-Echtgelb H2G
25 partes de una solución de acrilato
3 partes del agente dispersante:
C_{18}H_{35}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{12}-CH_{2}COONa
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
36,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\newpage
Ejemplo
8
Una formulación, que contiene
20 partes de Pigment Black 7
25 partes de una solución de acrilato
7 partes del agente dispersante:
C_{18}H_{35}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{12}-CH_{2}COONa
15 partes de propilenglicol
0,2 partes de un agente conservante
39,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
9
Una formulación, que contiene
20 partes de Pigment Black 7
25 partes de una solución de acrilato
15 partes de propilenglicol
7 partes del agente dispersante:
C_{18}H_{35}-O-(CH_{2}CH_{2}O)_{12}-CH_{2}COONa
0,2 partes de un agente conservante
32,8 partes de agua
se prepara tal como se ha descrito en el Ejemplo
1.
Las formulaciones pigmentadas producidas en los
Ejemplos anteriores se adecuan sobresalientemente como tintas para
la impresión por chorros de tinta. La viscosidad permanece estable
tanto a la temperatura ambiente como también en el caso de un
almacenamiento durante 4 semanas a 60ºC. La distribución de tamaños
de granos de las partículas pigmentadas es también estable en el
caso de un almacenamiento y de una carga térmica. En el caso de las
tintas para la impresión por chorros de tinta no se produce ninguna
floculación de las partículas pigmentadas ni ninguna obstrucción de
las boquillas.
Claims (14)
1. Formulación pigmentada acuosa, que contiene
un pigmento orgánico y/o inorgánico dispersado en una solución de
una resina de acrilato y un agente coadyuvante del dispersamiento,
caracterizada porque la resina de acrilato es un copolímero,
que se compone esencialmente de 50 a 80% en moles de compuestos
monoalquenil - aromáticos y de 20 a 50% en moles de acrilatos, y
tiene una masa molecular media M_{v} comprendida entre 1.000 y
50.000 g/mol, y porque el agente coadyuvante del dispersamiento es
un compuesto de la fórmula (I)
(I),R - O -
(CH_{2}-CH_{2}-O)_{m} - CH_{2} -
COOM
en la
que
- R
- significa un radical alquilo C_{10}-C_{20} o un radical alquenilo C_{10}-C_{20},
- m
- significa un número de 1 a 15 y
- M
- significa un catión univalente.
2. Formulación pigmentada de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la resina de acrilato
es un copolímero a base de 60 a 70% en moles de compuestos
monoalquenil - aromáticos y de 30 a 40% en moles de acrilatos.
3. Formulación pigmentada de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el acrilato es un
monómero escogido entre el conjunto que se compone de ácido
acrílico, ácido metacrílico, ésteres del ácido acrílico y ésteres
del ácido metacrílico.
4. Formulación pigmentada de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque
el acrilato es un (met)acrilato de metilo,
(met)acrilato de etilo, (met)acrilato de
n-propilo, (met)acrilato de
n-butilo, (met)acrilato de isopropilo,
(met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de
n-amilo, (met)acrilato de
n-hexilo, (met)acrilato de
iso-amilo, (met)acrilato de
2-hidroxietilo, (met)acrilato de
2-hidroxipropilo, (met)acrilato de
N,N-dimetilaminoetilo, (met)acrilato de
N,N-dietilaminoetilo, (met)acrilato de
terc.-butilaminoetilo, (met)acrilato de
2-sulfoetilo, (met)acrilato de
trifluoroetilo, (met)acrilato de glicidilo,
(met)acrilato de bencilo, (met)acrilato de alilo,
(met)acrilato de
2-n-butoxietilo,
(met)acrilato de 2-cloroetilo,
(met)acrilato de sec-butilo,
(met)acrilato de terc.-butilo, (met)acrilato de
2-etilbutilo, (met)acrilato de cinamilo,
(met)acrilato de crotilo, (met)acrilato de
ciclohexilo, (met)acrilato de ciclopentilo,
(met)acrilato de 2-etoxietilo,
(met)acrilato de furfurilo, (met)acrilato de
hexafluoroisopropilo, (met)acrilato de metalilo,
(met)acrilato de 3-metoxibutilo,
(met)acrilato de 2-metoxibutilo,
(met)acrilato de
2-nitro-2-metilpropilo,
(met)acrilato de n-octilo,
(met)acrilato de 2-etilhexilo,
(met)acrilato de 2-fenoxietilo,
(met)acrilato de 2-feniletilo,
(met)acrilato de fenilo, (met)acrilato de propargilo,
(met)acrilato de tetrahidrofurfurilo y (met)acrilato
de tetrahidropiranilo, así como los correspondientes ésteres del
ácido acrílico.
5. Formulación pigmentada de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque
el compuesto monoalquenil - aromático es un monómero escogido entre
el conjunto que se compone de estireno,
\alpha-metil-estireno,
vinil-tolueno, terc.-butil-estireno,
o-cloro-estireno, o una combinación
de éstos.
6. Formulación pigmentada de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque
la resina de acrilato se compone de los monómeros estireno y ácido
acrílico y/o ácido metacrílico.
7. Formulación pigmentada de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque
el pigmento orgánico es un pigmento monoazoico, disazoico, azoico
enlacado, de \beta-naftol, de naftol AS, de
bencimidazolona, de condensación disazoico, azoico complejo con
metales, o un pigmento policíclico, en particular un pigmento de
ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona, tiazina-índigo,
tioíndigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona,
isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona,
isoindolina o dicetopirrolopirrol, o un negro de carbono.
8. Formulación pigmentada de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque
la relación ponderal entre el pigmento y la resina de acrilato es
de 1:0,05 a 1:1, en particular de 1:0,2 a 1:0,5.
9. Formulación pigmentada de acuerdo con por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 8, que se compone
- a)
- de 5 a 50% en peso, preferiblemente de 15 a 25% en peso, de un pigmento,
- b)
- de 0,25 a 20% en peso, preferiblemente de 1 a 10% en peso, de una resina de acrilato,
- c)
- de 1 a 12% en peso, preferiblemente de 2 a 8% en peso, de un compuesto de la fórmula (I),
- d)
- de 5 a 60% en peso, preferiblemente de 10 a 40% en peso, de agua,
- e)
- de 0 a 10% en peso, preferiblemente 0,1 a 5% en peso, de un disolvente orgánico,
- f)
- de 0 a 15% en peso, preferiblemente de 5 a 9% en peso, de una sustancia hidrótropa,
- g)
- de 0 a 10% en peso, preferiblemente de 0,5 a 9,5% en peso, de otros aditivos usuales.
en cada caso referido al peso total
de la formulación
pigmentada.
10. Procedimiento para la preparación de
formulaciones pigmentadas de acuerdo con una o varias de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el pigmento se
distribuye finamente en la solución de la resina de acrilato y en
el agente coadyuvante del dispersamiento de la fórmula (I) con ayuda
de un equipo de dispersamiento, preferiblemente un molino de bolas
con mecanismo agitador, que se hace funcionar con una velocidad
periférica del mecanismo agitador de más que 12 m/s y bajo la
acción de unos cuerpos de molienda no metálicos que tienen un
diámetro menor o igual que 1 mm.
11. Utilización de una formulación pigmentada de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 9 como agente
colorante para tintas para impresión, en particular tintas para la
impresión por chorros de tinta, para tóneres electrofotográficos, en
particular tóneres de polimerización, para barnices en polvo y para
filtros cromáticos.
12. Conjunto de formulaciones de agentes
colorantes, que contiene por lo menos en cada caso una formulación
de un agente colorante de los colores negro, cian, magenta y
amarillo, caracterizado porque por lo menos una de las
formulaciones es una formulación pigmentada acuosa de acuerdo con
una o varias de las reivindicaciones 1 a 9.
13. Conjunto de formulaciones de agentes
colorantes de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado
porque
el agente colorante de la formulación de agente
colorante de color negro es un negro de carbono, preferiblemente un
negro de carbono de gas o de horno,
el agente colorante de la formulación de agente
colorante de color cian es un pigmento escogido entre el conjunto
que se compone de los pigmentos de ftalocianina, preferiblemente un
pigmento del Colour Index P. Blue 15, P. Blue 15:3 o P. Blue
15:4,
el agente colorante de la formulación de agente
colorante de color magenta es un pigmento escogido entre el
conjunto que se compone de los pigmentos de quinacridona,
preferiblemente un pigmento del Colour Index P. Red 122 o P. Violet
19, o un pigmento escogido entre el conjunto que se compone de los
pigmentos monoazoicos, disazoicos o de bencimidazolona,
preferiblemente un pigmento del Colour Index P. Red 57:1, P. Red
146, P. Red 176, P. Red 184, P. Red 185 o P. Red 269, y el agente
colorante de la formulación de agente colorante de color amarillo
es un pigmento escogido entre el conjunto que se compone de los
pigmentos monoazoicos, disazoicos o de bencimidazolona,
preferiblemente un pigmento del Colour Index P. Yellow 17, P. Yellow
74, P. Yellow 83, P. Yellow 97, P. Yellow 120, P. Yellow 128, P.
Yellow 139 P. Yellow 151, P. Yellow 155, P. Yellow 180 o P. Yellow
213.
14. Conjunto de formulaciones de agentes
colorantes de acuerdo con la reivindicación 12 o 13,
caracterizado porque las respectivas formulaciones de
agentes colorantes son tintas de impresión, en particular tintas
para la impresión por chorros de tinta.
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