ES2280957T3

ES2280957T3 - Formulaciones de agentes colorantes que se basan en agua, para la impresion por chorros de tinta.

Info

Publication number: ES2280957T3
Application number: ES04726450T
Authority: ES
Inventors: Karl-Heinz Schweikart; Andreas Harz; Martin Alexander Winter; Heidemarie Menzel
Original assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Current assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2024-04-08
Also published as: EP1618159A1; US20060229382A1; JP2006524279A; CN100357372C; EP1618159B1; KR101088532B1; BRPI0409672A; DE10318233A1; DE502004002626D1; CA2523256A1; WO2004094541A1; BRPI0409672B1; KR20060008911A; CN1771307A

Abstract

Formulación acuosa de agentes colorantes, que se compone en lo esencial de (A) de 0, 1 a 50% en peso de por lo menos un agente colorante orgánico y/o inorgánico, (B) de 0, 1 a 30% en peso de por lo menos un succinamato, (C) de 0, 1 a 30% en peso de por lo menos un alquil-éter de poli(etilenglicol) de la fórmula (III) (Ver fórmula) en la que R4 es un radical alquilo de C1-C20 o cicloalquilo de C3-C20 sustituido o sin sustituir, ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C1-C20 o cicloalquenilo de C3-C20 sustituido o sin sustituir, ramificado o sin ramificar, siendo los sustituyentes, de manera preferida, 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, arilo, aril-alquilo (de C1-C20), cicloalquilo de C5-C6, hetarilo, hetaril-alquilo (de C1-C20) o alcoxi de C1-C20, n es un número de 1 a 100, X significa CH2COO-, SO3-, SO2- o PO3M- y M significa H, un catión de metal univalente, NH4+, o un ion de amonio secundario, terciario o cuaternario, (D) de 0 a30% en peso de por lo menos un condensado alcoxilado de estireno y fenol, (E) de 0 a 30% en peso de por lo menos un disolvente orgánico, (F) de 0 a 30% en peso de por lo menos una sustancia hidrótropa, (G) de 0 a 10% en peso de otras sustancias aditivas usuales para formulaciones destinadas a la impresión por chorros de tinta, y (H) de 10 a 90% en peso de agua desionizada, en cada caso referido al peso total (100% en peso) de la formulación de agentes colorantes.

Description

Formulaciones de agentes colorantes que se basan en agua, para la impresión por chorros de tinta.

El presente invento se encuentra en el sector de las formulaciones de agentes colorantes que se basan en agua.

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 (non impact printing process) y ha adquirido cada vez más importancia en el transcurso de los últimos años mediante la utilización creciente de 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.

Hasta hoy en día, para la impresión térmica y piezoeléctrica por chorros de tinta, se utilizan unas tintas que se basan en soluciones de colorantes solubles en agua, por lo cual las copias impresas presentan ciertamente un alto brillo y una alta densidad óptica, pero tienen sólo una insuficiente solidez frente a la luz y una defectuosa resistencia al agua. Las mencionadas desventajas de las tintas para la impresión por chorros de tinta, que se basan en colorantes, se pueden superar sólo parcialmente con ayuda de papeles especiales. Una posibilidad de superar las desventajas mencionadas de las tintas que se basan en colorantes, consiste en utilizar tintas pigmentadas.

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 ser estables en almacenamiento, es decir no deben coagularse y el pigmento dispersado no debe depositarse, no deben conducir a una obstrucción de las boquillas de las impresoras, lo cual puede resultar problemático, en particular en el caso de las tintas que contienen partículas de pigmentos, y deben ser respetuosas para el medio ambiente, es decir deben basarse ampliamente en agua y contener unas concentraciones lo más bajas que sean posibles de disolventes orgánicos. También se plantean elevados requisitos en cuanto a la pureza de las formulaciones, puesto que unas concentraciones demasiado altas de sales e iones de carácter inorgánico u orgánico, en particular de iones de cloruro, conducen a la corrosión y por consiguiente a la destrucción prematura de las cabezas de impresión o, en el caso de las impresoras por chorros de burbujas, conducen a depósitos perjudiciales sobre los elementos calefactores.

Se plantean 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 los pigmentos y de las copias impresas. Una alta solidez frente a la luz es particularmente importante en el caso de que, con ayuda del procedimiento de impresión por chorros de tinta, se tengan que producir impresiones con una calidad fotográfica o para el sector de los exteriores. Con el fin de cumplir estas propiedades, se utilizan en parte unas mezclas de diferentes colorantes y/o pigmentos con propiedades diversas.

El carácter finamente dividido de las formulaciones de pigmentos es una premisa fundamental para su utilización en la impresión por chorros de tinta, puesto que, con el fin de no obstruir a las boquillas, el tamaño medio de partículas de las partículas de pigmentos no debería sobrepasar un valor de 200 nm, preferiblemente uno de 150 nm, y la distribución de tamaños de partículas debería ser muy estrecha, de manera tal que también el tamaño máximo de las partículas no sobrepase un valor de 500 nm. Junto al carácter finamente dividido, sobre todo la estabilidad frente a la floculación es un criterio muy importante de calidad en una formulación para la impresión por chorros de tinta, por lo que mediante aditivos apropiados se tiene que impedir eficazmente un crecimiento de los cristales o una aglomeración de las partículas de pigmentos. Esto se realiza en la mayor parte de los casos mediante determinados agentes coadyuvantes del dispersamiento. Está vinculada estrechamente con la estabilidad frente a la floculación la estabilidad en almacenamiento de las dispersiones de pigmentos, puesto que durante un almacenamiento prolongado, también en el caso de temperaturas elevadas o reducidas con relación a la temperatura ambiente, las partículas de pigmentos no deben de aglomerarse. Durante la impresión se llega a unas cargas térmicas y mecánicas extremadas en las tintas pigmentadas; también en estas circunstancias el agente coadyuvante del dispersamiento debe garantizar la estabilidad de la dispersión de pigmentos. En el caso del denominado procedimiento térmico de impresión por chorros de tinta, también designado como de impresión por chorros de burbujas, aparecen unos saltos con una duración breve de temperatura de hasta 500ºC. Tampoco en estas condiciones se debe llegar ni a una floculación o sedimentación del pigmento sobre los elementos calefactores de la impresora (lo que en la bibliografía de lengua inglesa se designa como "cogation") ni a una obstrucción de las boquillas de la impresora (lo que en la bibliografía de lengua inglesa se designa como "nozzle clogging"). Al imprimir, la tinta pigmentada es lanzada a través de una estrecha boquilla; aquí aparecen unas tensiones de cizalladura extremadamente altas, que no deben conducir a ninguna separación por cizalladura del agente coadyuvante del dispersamiento desde la superficie de los pigmentos.

Por consiguiente, al agente coadyuvante del dispersamiento, que se utiliza, le corresponde una importancia decisiva, puesto que éste no sólo determina las propiedades físicas, tales como p. ej. la tensión superficial y la viscosidad de las dispersiones, sino que también debe procurar la estabilidad de las tintas frente a la floculación durante el almacenamiento y la descomposición durante el proceso de impresión.

Además de esto, el agente dispersante debe tener una gran influencia sobre la formación de las gotas durante el proceso de impresión. Una uniforme formación de gotas, libre de satélites, es una premisa para impresiones por chorros de tinta de alta calidad, en particular en el sector de la impresión fotográfica.

A partir del documento de solicitud de patente europea EP A-1.116.757 se conocen unas dispersiones de pigmentos para la impresión por chorros de tinta, que como sistema de agentes dispersantes contienen una combinación de derivados etoxilados de naftaleno y de sulfosuccinatos o carboxilatos de poli(etilenglicoles). En el documento de patente de los EE.UU. US-A 5.938.830 se describen unas tintas pigmentadas que se basan en sulfosuccinamatos disustituidos en N y con N-(1,2-dicarboxietilo) como agentes dispersantes.

El documento EP-A-0.448.055 describe unos líquidos acuosos para el registro por chorros de tinta, que se componen de pigmentos y agentes dispersantes, que llevan por lo menos una agrupación de ácido sulfónico. El contenido de pigmentos está situado en tal caso entre 2 y 4%. Las estabilidades en almacenamiento son parcialmente insatisfactorias.

El documento de solicitud de patente internacional WO-A-0036030 describe unas tintas acuosas que contienen un agente colorante, un succinamato y un alquil-éter de poli(etilenglicol).

Las formulaciones pigmentadas, conocidas a partir del estado de la técnica, para la impresión por chorros de tinta no satisfacen con frecuencia los requisitos establecidos por los fabricantes de las impresoras, puesto que ellas presentan unos valores deficitarios en la distribución fina, así como en la estabilidad frente a la temperatura y en almacenamiento. En particular, los problemas de estabilidad de las tintas pigmentadas para la impresión por chorros de tinta están estrechamente vinculados con una estabilización suficiente de las partículas de pigmentos en las soluciones acuosas - orgánicas. Subsistía por lo tanto la misión de poner a disposición, con ayuda de apropiados agentes coadyuvantes del dispersamiento, nuevas formulaciones de pigmentos, que reúnan las características cualitativas arriba mencionadas y los requisitos en lo que se refiere al procedimiento de impresión por chorros de tinta, y por lo tanto puedan encontrar una aplicación ventajosa en el procedimiento de impresión por chorros de tinta.

De manera sorprendente, se encontró que, mediante la utilización de la combinación seguidamente descrita de agentes dispersantes, se pueden producir unas formulaciones de agentes colorantes, que cumplen en alto grado los requisitos arriba mencionados de la impresión por chorros de tinta.

Son objeto del invento, por lo tanto, unas formulaciones acuosas de agentes colorantes, que se componen en lo esencial de

(A): de 0,1 a 50% en peso, de manera preferida de 15 a 30% en peso, de por lo menos un agente colorante orgánico y/o inorgánico,

(B): de 0,1 a 30% en peso, de manera preferida de 0,2 a 10% en peso, de por lo menos un succinamato,

(C): de 0,1 a 30% en peso, de manera preferida de 1 a 20% en peso, de por lo menos un alquil-éter de poli(etilenglicol) de la fórmula (III)

1

en la que

R^{4}: es un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20} sustituido o sin sustituir, ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20} sustituido o sin sustituir, ramificado o sin ramificar, siendo los sustituyentes, de manera preferida, 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{20}), cicloalquilo de C_{5}-C_{6}, hetarilo, hetaril-alquilo (de C_{1}-C_{20}) o alcoxi de C_{1}-C_{20},

n: es un número de 1 a 100, de manera preferida de 1 a 20,

X: significa CH_{2}COO^{-}, SO_{3}^{-}, SO_{2}^{-} o PO_{3}M^{-} y

M: significa H, un catión de metal univalente, NH_{4}^{+}, o un ion de amonio secundario, terciario o cuaternario,

(D): de 0 a 30% en peso, de manera preferida de 0,1 a 10% en peso, de por lo menos un condensado alcoxilado de estireno y fenol,

(E): de 0 a 30% en peso, de manera preferida de 0,1 a 20% en peso, de por lo menos un disolvente orgánico,

(F): de 0 a 30% en peso, de manera preferida de 0,1 a 20% en peso, de por lo menos una sustancia hidrótropa,

(G): de 0 a 10% en peso, de manera preferida de 0,1 a 5% en peso, de otras sustancias aditivas usuales para formulaciones destinadas a la impresión por chorros de tinta, y

(H): de 10 a 90% en peso, de manera preferida de 30 a 80% en peso, de agua desionizada,

en cada caso referido al peso total (100% en peso) de la formulación de agentes colorantes.

Son asimismo objeto del invento unas formulaciones acuosas de agentes colorantes, que se componen de

(C): de 0,1 a 30% en peso, de manera preferida de 1 a 20% en peso, de por lo menos un alquil-éter de poli(etilenglicol) de la fórmula (III),

El componente (A) de las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento, es un pigmento orgánico o inorgánico finamente dividido y/o un colorante orgánico o una mezcla de diferentes pigmentos orgánicos y/o inorgánicos y/o de colorantes orgánicos. En este contexto, los pigmentos se pueden emplear tanto en forma de polvos secos como también en la de tortas de prensa húmedas con agua.

Como pigmentos orgánicos entran en consideración pigmentos monoazoicos, disazoicos, azoicos lacados, de \beta-naftol, naftol AS, bencimidazolona, disazoicos de condensación, complejos azoicos y metálicos, y pigmentos policíclicos, tales como, por ejemplo, pigmentos de ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona, tioíndigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona, isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona, isoindolina y dicetopirrolopirrol, o negros de carbono.

En particular se adecuan también pigmentos modificados superficialmente, cuya superficie había sido alterada mediante procesos químicos, tales como por ejemplo de sulfonación o diazotación, y había sido provista de grupos funcionales o de cadenas de polímeros, eventualmente portadores de cargas eléctricas (designados en la bibliografía de lengua inglesa como "self-dispersing" y respectivamente "graft pigments").

Apropiados pigmentos inorgánicos son, por ejemplo, dióxidos de titanio, sulfuros de zinc, óxidos de hierro, óxidos de cromo, azul ultramarino, óxidos de titanio, antimonio y níquel o cromo, óxidos de cobalto así como vanadatos de bismuto.

Como colorantes orgánicos entran en consideración colorantes ácidos, colorantes directos, colorantes al azufre y su forma leuco, colorantes complejos con metales o colorantes reactivos, realizándose, en el caso de los colorantes reactivos, que se pueden emplear también colorantes que han reaccionado con compuestos nucleófilos.

De los pigmentos orgánicos mencionados son especialmente apropiados aquellos cuya solidez frente a la luz, determinada con ayuda de una escala de azules, es valorada con una nota mayor que 5, en particular mayor que 6. Además, los pigmentos utilizados para la preparación de las formulaciones deberían estar lo más finamente divididos que fuese posible, realizándose preferiblemente que un 95% y de manera especialmente preferida un 99% de las partículas de pigmentos poseen un tamaño de partículas \leq 500 nm. El tamaño medio de partículas está situado idealmente en un valor < 150 nm. Dependiendo del pigmento utilizado, la morfología de las partículas de pigmentos puede diferenciarse en un grado muy alto, y de manera correspondiente también puede ser muy diverso el comportamiento de viscosidad de las formulaciones de pigmentos, dependiendo de la forma de las partículas. Con el fin de obtener un comportamiento newtoniano ideal de viscosidad de las formulaciones, las partículas deberían poseer de manera preferida una estructura en forma cúbica. De manera preferida se emplean pigmentos puros o posteriormente purificados, con el menor número posible de impurezas orgánicas o inorgánicas.

Como una selección, dada a modo de ejemplo, de pigmentos orgánicos especialmente preferidos se han de mencionar en este caso pigmentos de negros de carbono, tales como p. ej. negros de carbono de gas o de horno; pigmentos monoazoicos y disazoicos, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Yellow (amarillo) 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 (rojo) 38, Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 262, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Orange (anaranjado) 13, Pigment Orange 34 o Pigment Brown (pardo) 41; pigmentos de \beta-naftol y de naftol AS, en particular los pigmentos del Colour Index 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 o Pigment Brown 1; pigmentos complejos azoicos y metálicos lacados, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red 48:4, Pigment Red 57:1, Pigment Red 257, Pigment Orange 68 o Pigment Orange 70; pigmentos de bencimidazolina, en particular los pigmentos del Colour Index 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 (violeta) 32, Pigment Orange 36, Pigment Orange 62, Pigment Orange 72 o Pigment Brown 25; pigmentos de isoindolinona e isoindolina, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Yellow 139 o Pigment Yellow 173; pigmentos de ftalocianina, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Blue (azul) 15, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 16, Pigment Green (verde) 7 o Pigment Green 35; pigmentos de antantrona, antraquinona, quinacridona, dioxazina, indantrona, perileno, perinona y tioíndigo, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Yellow 196, Pigment Red 122, 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 o Pigment Orange 43; pigmentos de triarilcarbonio, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Red 169, Pigment Blue 56 o Pigment Blue 61; pigmentos de dicetopirrolopirrol, en particular el pigmento del Colour Index Pigment Red 254.

Como selección de colorantes orgánicos especialmente preferidos se han de mencionar en este contexto los colorantes del Colour Index Acid (ácido) Yellow 17, Acid Yellow 23, Direct (directo) Yellow 86, Direct Yellow 98, Direct Yellow 132, Reactive Yellow (reactivo) 38, Acid Red 52, Acid Red 289, Reactive Red 23, Reactive Red 180, Acid Blue 9, Direct Blue 199 y los colorantes reactivos que han reaccionado con compuestos nucleófilos.

Como componentes (B) entran en consideración de manera preferida compuestos de las fórmulas (Ia) o (Ib)

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en las que

R^{1}: significa H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, siendo los sustituyentes de manera preferida 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{20}), hetarilo, hetaril-alquilo de C_{1}-C_{20} o alcoxi C_{1}-C_{20},

R^{2} y R^{3}, independientemente uno de otro, significan H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, siendo los sustituyentes de manera preferida 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, hidroxi, alcoxi de C_{1}-C_{4}, nitro, ciano, carboxi, amino, sulfo, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{4}), hetarilo, hetaril-alquilo (de C_{1}-C_{4}), alcoxi (de C_{1}-C_{4}), COOM, SO_{3}M, SO_{2}M y PO_{3}M_{2}, y

M: significa H, un catión de metal univalente, NH_{4}^{+}, un ion de amonio secundario, terciario o cuaternario.

Como "arilo" se entiende, en este caso así como también en los casos de las definiciones siguientes, un radical aromático, que contiene de manera preferida de 6 a 15 átomos de C. Ejemplos de éste son fenilo, naftilo, antrilo y fenantrilo. Como "hetarilo" se entiende, en este caso así como también en las definiciones siguientes, un radical aromático, que preferiblemente junto a 1 hasta 10 átomos de C contiene 1, 2, 3 ó 4 heteroátomos seleccionados entre el conjunto formado por O, N, S ó P. Ejemplos de éste son pirrolilo, furilo, tiofenilo, indolilo, isoindolilo, indolizinilo, benzofurilo, benzotiofenilo, pirazolilo, imidazolilo, oxazolilo, isoxazolilo, tiazolilo, isotiazolilo, triazolilo, tetrazolilo, piridilo, quinolinilo, isoquinolinilo, piridazinilo, pirimidinilo, pirazinilo y triazinilo.

Se prefieren especialmente en este caso compuestos de las fórmulas (IIa) o (IIb),

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en las que

R^{1}: significa H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} ramificado o sin ramificar, que pueden estar sustituidos tal como se ha descrito precedentemente,

X: significa COO^{-}, SO_{3}^{-}, SO_{2}^{-} o PO_{3}M^{-}, y

En compuestos especialmente preferidos de las fórmulas (Ia), (Ib), (IIa) y (IIb) R^{1} significa alquilo de C_{12}-C_{18} (ramificado o sin ramificar) o alquenilo de C_{12}-C_{18} (ramificado o sin ramificar), que pueden estar sustituidos con 1, 2, 3 ó 4 sustituyentes seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{4}), hetarilo, hetaril-alquilo (de C_{1}-C_{4}) o alcoxi (de C_{1}-C_{4}), X es de manera preferida SO_{3}^{-} y M es de manera preferida H^{+}, Li^{+}, Na^{+}, K^{+}, NH_{4}^{+}, HO-CH_{2}-CH_{2}-NH_{3}^{+}, (HO-CH_{2}-CH_{2}-)_{2}NH_{2}^{+} o (HO-CH_{2}-CH_{2}-)_{3}NH^{+}.

En compuestos especialmente preferidos de la fórmula (III) R^{4} significa alquilo de C_{12}-C_{18} (ramificado o sin ramificar) o alquenilo de C_{12}-C_{18} (ramificado o sin ramificar), que pueden estar sustituidos con 1, 2, 3 ó 4 sustituyentes seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{4}), hetarilo, hetaril-alquilo (de C_{1}-C_{4}) o alcoxi (de C_{1}-C_{4}), X es de manera preferida CH_{2}COO^{-} y M es de manera preferida H^{+}, Li^{+}, Na^{+}, K^{+}, NH_{4}^{+}, HO-CH_{2}-CH_{2}-NH_{3}^{+}, (HO-CH_{2}-CH_{2}-)_{2}NH_{2}^{+} o (HO-CH_{2}-CH_{2}-)_{3}NH^{+}.

Ejemplos de compuestos de la fórmula (III) son:

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Tales compuestos son conocidos a partir de los documentos de solicitudes de patentes suizas CH-A-324.665 y CH-A-283.986.

Como componentes (D) entran en consideración compuestos de las fórmulas (IV) o (V) o sus mezclas

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en las que

R^{5}: significa H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar, de manera preferida H o un radical alquilo de C_{1}-C_{4},

R^{6} y R^{7}, independientemente uno de otro, significan H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar, de manera preferida H o CH_{3},

n: significa un número de 1 a 100, de manera preferida de 20 a 60,

X: significa CO-R_{8}-COO^{-}, SO_{3}^{-}, SO_{2}^{-} o PO_{3}M^{-},

R^{8}: significa un radical alquileno de C_{1}-C_{20} ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, un radical alquenileno de C_{1}-C_{20} ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, o un radical arileno sustituido o sin sustituir, siendo los sustituyentes de manera preferida 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, hidroxi, alcoxi de C_{1}-C_{4}, nitro, ciano, carboxi, amino o sulfo, de manera preferida CH=CH, CH(SO_{3}M)-CH_{2} o CH_{2}-CH(SO_{3}M), y

Significados preferidos de M son como se han definido precedentemente.

Tales compuestos son conocidos, por ejemplo, a partir de los documentos de solicitudes de patentes alemanas DE-A-195.35.246 y DE-A-197.12.486.

Las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento pueden contener como componentes (E) un disolvente orgánico o mezclas de tales disolventes, poseyendo estos disolventes eventualmente un efecto retenedor del agua. 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 tri-valentes, en particular con 2 a 6 átomos de C, p. ej. etilenglicol, propilenglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, neopentilglicol, 1,2,6-hexanotriol, glicerol, 2-etil-2-hidroximetil-1,3-propanodiol, di(etilenglicol), tri(etilenglicol), poli(etilenglicol), di(propilenglicol), tri(propilenglicol), poli(propilenglicol); alquil-éteres inferiores de alcoholes plurivalentes, tales como p. ej. mono-metil- o -etil- o -butil-éteres de etilenglicol, mono-metil- o -etil-éteres de tri(etilenglicol); cetonas y cetonas-alcoholes tales como p. ej. acetona, metil-etil-cetona, di-etil-cetona, metil-isobutil-cetona, metil-pentil-cetona, ciclopentanona, ciclohexanona, diacetona-alcohol; amidas tales como p. ej. dimetil-formamida, dimetil-acetamida y N-metil-pirrolidona.

Como compuestos hidrótropos (F), que eventualmente pueden servir también como disolventes, se pueden emplear por ejemplo formamida, urea, tetrametil-urea, \varepsilon-caprolactama, etilenglicol, propilenglicol, di(etilenglicol), tri(etilenglicol), poli-(etilenglicol), butil-glicol, metil-cellosolve, glicerol, N-metil-pirrolidona, 1,3-dietil-2-imidazolidinona, tiodiglicol, benceno-sulfonato de sodio, xileno-sulfonato de sodio, tolueno-sulfonato de sodio, cumeno-sulfonato de sodio, dodecil-sulfonato de sodio, benzoato de sodio, salicilato de sodio o butil-monoglicol-sulfato de sodio.

Además, las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento pueden contener como componentes (G) todavía otras sustancias aditivas usuales, en particular para tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta y en la industria de la imprenta y de los barnices, tales como por ejemplo agentes conservantes, agentes protectores frente a la luz, antioxidantes, sustancias activas superficialmente catiónicas, aniónicas, anfóteras o no fónicas (agentes tensioactivos y agentes humectantes), agentes desgasificadores y antiespumantes, así como agentes destinados a la regulación de la viscosidad, p. ej. un poli(alcohol vinílico), derivados de celulosa o resinas y polímeros naturales o artificiales, solubles en agua, como agentes formadores de películas o respectivamente como agentes aglutinantes para la elevación de la resistencia a la adhesión y a la abrasión. Como agentes reguladores del pH pasan a emplearse bases y ácidos, de carácter orgánico o inorgánico. Bases orgánicas preferidas son aminas, tales como p. ej. etanol-amina, dietanol-amina, trietanol-amina, N,N-dimetil-etanol-amina, diisopropil-amina, aminometil-propanol o dimetilaminometil-propanol. Bases inorgánicas preferidas son los hidróxidos de sodio, potasio o litio, o amoníaco.

El agua usada para la preparación de las formulaciones de agentes colorantes, es decir el componente (H), se emplea de manera preferida en forma de agua destilada o desalinizada.

La combinación conforme al invento de los agentes dispersantes hace posibles unas bajas viscosidades, lo cual es de gran importancia especialmente para aplicaciones en el sector de la impresión por chorros de tinta, así como una rápida migración del agente dispersante hacia la superficie de la gota de tinta, que se forma de nuevas durante el proceso de impresión, y por consiguiente para una formación estable y uniforme de gotas. De esta manera, son posibles unas impresiones por chorros de tinta con una alta calidad.

Las resinas de acrilatos empleadas con frecuencia como agentes dispersantes, pero también algunos otros polímeros y copolímeros con un número relativamente grande de radicales carboxilo terminales, tienen tendencia a formar complejos insolubles con cationes de metales cargados múltiples veces, tales como p. ej. Ca^{2+}, Mg^{2+} o Fe^{3+}, lo cual puede conducir a una floculación y por consiguiente a una estabilidad demasiado baja de la dispersión en presencia de impurezas de sales ajenas. Tales impurezas metálicas son incorporadas en la dispersión con frecuencia a través del pigmento de un modo condicionado por la síntesis, lo cual restringe la elección de pigmentos apropiados. Una tal influencia negativa de impurezas metálicas no es observada en el caso del sistema de agentes dispersantes del presente invento. El sistema de agentes dispersantes, conforme al invento, es apropiado por consiguiente de manera ventajosa para una gran multiplicidad de pigmentos.

Un problema adicional, que está vinculado con frecuencia con la utilización de polímeros en tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, es su tendencia a solidificarse junto a las boquillas de la cabeza impresora, lo cual conduce a su obstrucción (nozzle clogging) y por consiguiente a un mal comportamiento de impresión. Un fallo tal de las boquillas no es observado en el caso de emplearse los agentes dispersantes conformes al invento, lo cual hace posible una impresión exenta de rayas y por consiguiente uniforme.

Es objeto del invento además un procedimiento para la preparación de una formulación de agentes colorantes, caracterizado porque el agente colorante (A), preferiblemente en forma de polvo o como una torta de prensa, se empasta y homogeneiza en común con los componentes (B), (C), y eventualmente (D), (E), (F) y/o (G) en agua desionizada (componente H), y se dispersa finamente o distribuye finamente con ayuda de un equipo de molienda o de dispersamiento.

De manera preferida, se procede en este caso de tal manera que, en una primera etapa, se empasta por lo menos un agente colorante (componente A), ya sea en forma de polvo o como una torta de prensa, en común con por lo menos un agente dispersante sobre la base de un sulfosuccinamato de la fórmula (Ia) o (Ib), soluble en agua (componente B), con por lo menos un alquil-éter de poli(etilenglicol) o respectivamente una de sus sales de la fórmula (III) (componente C), eventualmente con por lo menos un condensado alcoxilado de estireno y fenol de la fórmula (IV) o (V) o respectivamente una de sus mezclas (componente D), eventualmente junto con por lo menos un disolvente orgánico (componente E), eventualmente junto con por lo menos una sustancia hidrótropa (componente F) y eventualmente los otros aditivos (componente G) en agua desionizada (componente H), y a continuación se homogeneiza y dispersa previamente con un dispositivo disolvedor o con otro equipo apropiado. El fino dispersamiento se efectúa en tal caso, a continuación de esto, con ayuda de un molino de perlas o de otro apropiado equipo de dispersamiento, efectuándose el fino dispersamiento y respectivamente la molienda mediando enfriamiento hasta obtener la deseada distribución de tamaños de partículas de las partículas de agentes colorantes, en particular de pigmentos. A continuación del fino dispersamiento, la dispersión puede ser diluida adicionalmente con agua desionizada. Es objeto del invento, además, la utilización de la descrita formulación de agentes colorantes como agente colorante para tintas de impresión, en particular para tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, tóneres electrofotográficos, en particular tóneres de polimerización, barnices en polvo y filtros cromáticos.

Como tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta se entienden las tintas sobre una base tanto acuosa (inclusive las tintas en microemulsión) como no acuosa (que se basan en disolventes, en inglés "solvent-based"), tintas endurecibles por rayos UV (ultravioletas), así como las tintas que trabajan según el procedimiento de fusión en caliente.

Las tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta sobre una base acuosa, contienen en lo esencial de 0,5 a 30% en peso, de manera preferida de 1 a 15% en peso, de una o varias de las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento, de 70 a 95% en peso de agua, de 0 a 30% en peso de uno o varios compuestos hidrótropos, es decir retenedores del agua, y/o disolventes orgánicos. Eventualmente, las tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta que se basan en agua, pueden contener además agentes aglutinantes solubles en agua y otras sustancias aditivas, tales como p. ej. agentes tensioactivos y agentes humectantes, agentes desgasificadores/antiespumantes, agentes conservantes y agentes antioxidantes.

Las tintas en microemulsión se basan en disolventes orgánicos, agua y eventualmente una sustancia adicional, que actúa como agente mediador interfacial (agente tensioactivo). Las tintas en microemulsión contienen de 0,5 a 30% en peso, de manera preferida de 1 a 15% en peso, de una o varias de las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento, de 0,5 a 95% en peso de agua y de 0,5 a 95% en peso de disolventes orgánicos y/o agentes mediadores interfaciales.

Las tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta que se basan en disolventes, se componen en lo esencial de 0,5 a 30% en peso de una o varias de las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento, de 70 a 95% en peso de un disolvente orgánico o de una mezcla de tales disolventes y/o de un compuesto hidrótropo. Eventualmente, las tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, que se basan en disolventes, contienen materiales de soporte y agentes aglutinantes, que son solubles en el disolvente ("solvens", tales como p. ej. poliolefinas, cauchos naturales y sintéticos, un poli(cloruro de vinilo), copolímeros de cloruro de vinilo y acetato de vinilo, poli(vinil-butirales), sistemas de ceras y látex, o combinaciones de estos compuestos.

Las tintas endurecibles por rayos UV contienen en lo esencial de 0,5 a 30% en peso de una o varias de las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento, de 0,5 a 95% en peso de agua, de 0,5 a 95% en peso de un disolvente orgánico o de una mezcla de tales disolventes, de 0,5 a 50% en peso de un agente aglutinante endurecible por radiaciones y eventualmente de 0 a 10% en peso de un agente fotoiniciador.

Las tintas de fusión en caliente (hot-melt) se basan en la mayor parte de los casos en ceras, ácidos grasos, alcoholes grasos o sulfonamidas, que están en estado sólido a la temperatura ambiente, y que al calentar se convierten al estado líquido, estando situado el preferido intervalo de fusión entre aproximadamente 60 y aproximadamente 140ºC. Es objeto del invento también una tinta para la impresión por chorros de tinta de fusión en caliente, que se compone en lo esencial de 20 a 90% en peso de una cera y de 1 a 10% en peso de una o varias de las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento. Además se pueden contener de 0 a 20% en peso de un polímero adicional (como "disolvedor 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 plastificante, de 0 a 10% en peso de un aditivo para conferir pegajosidad, de 0 a 10% en peso de un estabilizador de la transparencia (que impide p. ej. la cristalización de la cera), así como de 0 a 2% en peso de un antioxidante.

Las tintas de impresión conformes al invento, en particular las tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, se pueden preparar dispersando las formulaciones de agentes colorantes en el medio para microemulsión, o en el medio acuoso o no acuoso, o en el medio para la producción de las tintas endurecibles por rayos UV o en la cera para la producción de una tinta para la impresión por chorros de tinta de fusión en caliente.

Convenientemente, las tintas de impresión obtenidas en tal caso, para aplicaciones de impresión por chorros de tinta, son a continuación filtradas (p. ej. a través de un filtro de 1 \mum).

Es objeto del invento además un juego de tintas de impresión, que contiene las tintas de impresión de los colores negro, cian, magenta, amarillo, eventualmente verde y eventualmente anaranjado, y que está caracterizado porque por lo menos una de las tintas de impresión es, o contiene, una formulación de agentes colorantes conforme al invento.

Se prefiere en este contexto un juego de tintas de impresión, cuya formulación de color negro contiene de manera preferida negro de carbono como agente colorante, en particular un negro de carbono de gas o de horno, cuya formulación de color cian contiene de manera preferida un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos de ftalocianina, indantrona o triarilcarbonio, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Blue 15, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 16, Pigment Blue 56, Pigment Blue 60 o Pigment Blue 61; cuya formulación de color magenta contiene de manera preferida un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos monoazoicos, disazoicos, de \beta-naftol, naftol AS, azoicos lacados, complejos metálicos, de bencimidazolona, antantrona, antraquinona, quinacridona, dioxazina, perileno, tioíndigo, triarilcarbonio o dicetopirrolopirrol, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Red 2, Pigment Red 3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9, Pigment Red 12, Pigment Red 14, Pigment Red 38, Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red 48:4, Pigment Red 48:4, Pigment Red 53:1, Pigment Red 57:1, Pigment Red 112, Pigment Red 122, Pigment Red 144, Pigment Red 146, Pigment Red 147, Pigment Red 149, Pigment Red 168, Pigment Red 169, Pigment Red 170, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 181, Pigment Red 184, Pigment Red 185, Pigment Red 187, Pigment Red 188, Pigment Red 207, Pigment Red 208, Pigment Red 209, Pigment Red 210, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 247, Pigment Red 253, Pigment Red 254, Pigment Red 256, Pigment Red 257, Pigment Red 262, Pigment Red 263, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23 o Pigment Violet 32; cuya formulación de color amarillo contiene de manera preferida un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos monoazoicos, disazoicos, de bencimidazolina, isoindolinona, isoindolina o perinona; en particular 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 120, Pigment Yellow 126, Pigment Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 139, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 154, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 173, Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 175, Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Yellow 191, Pigment Yellow 194, Pigment Yellow 196 o Pigment Yellow 213; cuya formulación de color anaranjado contiene de manera preferida un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos disazoicos, de \beta-naftol, naftol AS, bencimidazolona o perinona; en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Orange 5, Pigment Orange 13, Pigment Orange 34, Pigment Orange 36, Pigment Orange 38, Pigment Orange 43, Pigment Orange 62, Pigment Orange 68, Pigment Orange 70, Pigment Orange 72 o Pigment Orange 74; cuya formulación de color verde contiene de manera preferida un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos de ftalocianina, en particular los pigmentos del Colour Index Pigment Green 7 o Pigment Green 36.

Las tintas de impresión conformes al invento son apropiadas para su empleo en todas las convencionales impresoras por chorros de tinta, en particular para las que se basan en los procedimientos de chorros de burbujas o piezoeléctrico.

Aparte de para la impresión de papel, materiales fibrosos naturales o sintéticos, láminas o materiales sintéticos, las formulaciones de pigmentos conformes al invento se pueden utilizar para la impresión de los más diferentes tipos de materiales de substratos revestidos o sin revestir, así p. ej. para la impresión de cartón, cartulina, madera y materiales de madera, materiales metálicos, materiales semiconductores, materiales cerámicos, vidrios, fibras de vidrio y de materiales cerámicos, materiales inorgánicos, hormigón, cuero, alimentos, cosméticos, pieles y pelos. El material de substrato puede ser en tal caso plano bidimensional o estar extendido espacialmente, es decir puede estar estructurado tridimensionalmente y puede ser impreso o revestido, tanto de manera total como sólo parcialmente.

Las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento son apropiadas también como agentes colorantes en tóneres y reveladores electrofotográficos, tales como p. ej. tóneres en polvo de un solo componente y de dos componentes (también denominados reveladores de un solo componente y 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 y de policondensación, tales como p. ej. resinas epoxídicas de estireno, de estireno y acrilato, de estireno y butadieno, de acrilato, de poliésteres o de fenoles, polisulfonas o poliuretanos, individualmente o en combinación, así como polietilenos y polipropilenos, que pueden contener, o recibir añadidas posteriormente, otras sustancias constitutivas, tales como agentes para la regulación de las cargas eléctricas, ceras o agentes de fluidez.

Además, las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento son apropiadas también como agentes colorantes en barnices en polvo, en particular en barnices en polvo proyectados por medios triboeléctricos o electrostáticos, que pasan a aplicarse para el revestimiento superficial de objetos hechos por ejemplo a base de metal, madera, material sintético, vidrio, material cerámico, hormigón, material textil, papel o caucho. Como resinas para barnices en polvo se emplean típicamente resinas epoxídicas, resinas de poliésteres que contienen grupos carboxilo e hidroxilo, poliuretanos y resinas acrílicas, en común con agentes endurecedores usuales. También encuentran utilización combinaciones de resinas. Así, por ejemplo, con frecuencia se emplean resinas epoxídicas en combinación con resinas de poliésteres que contienen grupos carboxilo e hidroxilo. Típicos componentes endurecedores (en dependencia con respecto del sistema de resina) son por ejemplo anhídridos de ácidos, imidazoles así como diciandiamida y sus derivados, isocianatos rematados, bis-aciluretanos, resinas de fenoles y melamina, isocianuratos de triglicidilo, oxazolinas y ácidos dicarboxílicos.

Además las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento son apropiadas también como agentes colorantes para filtros cromáticos para la generación de colores tanto aditiva como substractiva, así como en calidad de agentes colorantes para tintas electrónicas ("electronic inks") o como papel electrónico ("electronic paper",
"e-paper").

Además, las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento se adecuan para la pigmentación de pinturas para extender con brocha y en dispersión, barnices en dispersión, para tintas de impresión, por ejemplo tintas para la estampación de materiales textiles, para la impresión por flexografía, para la impresión decorativa o para la impresión por huecograbado, para tintas para papeles pintados, para barnices diluibles con agua, para sistemas protectores de la madera, para la tinción de viscosa durante la hilatura, para barnices, para tripas para embutidos, para material de simiente, para botellas de vidrio, para la tinción en masa de tejas para tejados, para revoques, para el decapado de madera, para minas de lápices multicolores, para rotuladores de fibras, para tintas chinas, para pastas para bolígrafos, para gredas y tizas, para agentes de lavado y limpieza, para agentes para el cuidado de los calzados, para la tinción de productos de látex, para agentes abrasivos, así como para la tinción de materiales sintéticos y macromoleculares.

Se mostró que las formulaciones de agentes colorantes conformes al invento poseen en conjunto ventajosas propiedades para aplicaciones y cumplen de manera óptima las misiones y los requisitos que precedentemente se han mencionado, en particular en la impresión por chorros de tinta. La viscosidad es en la mayor parte de los casos baja (< 15 mPa s a 400 s^{-1} en el caso de las formulaciones de pigmentos) y permanece estable tanto a la temperatura ambiente como también en el caso de un almacenamiento durante 4 semanas a 60ºC. Las partículas de pigmentos en la dispersión poseen un tamaño medio de partículas de < 150 nm (determinado mediante el método CHDF), y la distribución de tamaños de partículas no se modifica prácticamente o se modifica sólo de una manera insignificante durante el almacenamiento. Las tintas producidas a partir de las formulaciones se distinguen sobre todo por un comportamiento manifiestamente bueno en la impresión por chorros de tinta, y por una buena estabilidad durante el almacenamiento y en el proceso de impresión por chorros de tinta. Además, las impresiones producidas se distinguen por sus altas solideces frente a la luz y al agua.

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Ejemplos I. Preparación de una formulación de pigmento

El pigmento, o bien en forma de un polvo o como una torta de prensa, se empastó, en común con los agentes dispersantes, con el disolvente orgánico y con los otros aditivos, en agua desionizada, y luego se homogeneizó y dispersó previamente con un dispositivo disolvedor (p. ej. de la entidad Pendraulik, tipo LD 50) u otro equipo apropiado. El subsiguiente fino dispersamiento se efectuó con ayuda de un molino de perlas (p. ej. con un MiniZETA 03 de la entidad Netzsch) o, sin embargo, otro equipo dispersador apropiado, efectuándose la molienda mediando enfriamiento hasta llegar a la deseada distribución de tamaños de partículas de las partículas de pigmentos. A continuación, la dispersión se ajustó con agua desionizada a la deseada concentración final de los pigmentos.

Las formulaciones de pigmentos descritas en los siguientes Ejemplos se prepararon de acuerdo con el procedimiento precedentemente descrito, siendo utilizados los siguientes componentes en las cantidades indicadas, de tal manera que resultan 100 partes de la respectiva formulación de pigmento:

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Ejemplo 1

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

0,7 partes: del sulfosuccinamato de la fórmula (IIa) (R^{1}= C_{18}H_{37}, X = SO_{3}^{-}, M = Na)

3 partes: del agente dispersante (III) (R^{4} = C_{18}H_{35}, n = 12, X = CH_{2}COO^{-}, M = Na)

2 partes: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 20)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 2

20 partes: de C.I. Pigment Red 122

0,7 partes: del sulfosuccinamato de la fórmula (IIa) (R^{1} = C_{18}H_{37}, X = SO_{3}^{-}, M = Na)

2 partes: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 20)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 3

20 partes: de C.I. Pigment Blue 15:3

2 partes: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 20)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 4

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

2 partes: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 29)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 5

20 partes: de C.I. Pigment Red 122

1 parte: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 54)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 6

20 partes: de C.I. Pigment Blue 15:3

1 parte: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 54)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 7

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

1,2 partes: del Emulsionante 374 (ariletilfenil-poliglicol-éter, de Bayer AG)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 8

20 partes: de C.I. Pigment Red 122

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 9

20 partes: de C.I. Pigment Blue 15:3

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 10

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 11

20 partes: de C.I. Pigment Red 122

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

\newpage

Ejemplo 12

20 partes: de C.I. Pigment Blue 15:3

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 13

20 partes: de C.I. Pigment Red 122

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 14

20 partes: de C.I. Pigment Blue 15:3

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo 15

15 partes: del pigmento de negro de carbono (C.I. Pigment Black 7)

0,2 partes: del sulfosuccinamato de la fórmula (IIa) (R^{1} = C_{18}H_{37}, X = SO_{3}^{-}, M = Na)

1,1 partes: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 20)

0,7 partes: del agente dispersante (V) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 20, X = PO_{3}M^{-}, M = (HO-CH_{2}-CH_{2}-)_{3}NH^{+})

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

\newpage

Ejemplo 16

15 partes: del pigmento de negro de carbono (C.I. Pigment Black 7)

1,1 partes: del agente dispersante (IV) (R^{5}/R^{6}/R^{7} = H, n = 20)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo comparativo 1

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

8 partes: del derivado etoxilado de naftaleno de la fórmula (VI)

8

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1,5 partes: del derivado etoxilado de naftaleno de la fórmula (VII)

9

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0,7 partes: del sulfosuccinato de la fórmula (VIII)

10

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10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo comparativo 2

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

8 partes: del derivado etoxilado de naftaleno de la fórmula (VI)

1,5 partes: del derivado etoxilado de naftaleno de la fórmula (VII)

3 partes: del agente dispersante (III) (R^{4} = C_{18}H_{37}, n = 12, X = CH_{2}COO^{-}, M = Na)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo comparativo 3

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

8 partes: del derivado etoxilado de naftaleno de la fórmula (VI)

1,5 partes: del derivado etoxilado de naftaleno de la fórmula (VII)

0,7 partes: del sulfosuccinato de la fórmula (VIII)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

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Ejemplo comparativo 4

20 partes: de C.I. Pigment Yellow 155

10 partes: del sulfosuccinamato de la fórmula (IIa) (R^{1} = C_{18}H_{37}, X = SO_{3}^{-}, M = Na)

10 partes: de propilenglicol

0,2 partes: de un agente conservante

El resto: agua

II. Investigación de las propiedades físicas

Las formulaciones de pigmentos, que son apropiadas para la impresión por chorros de tinta, deben cumplir una serie de propiedades físicas. Deben presentar, incluso en el caso de elevadas concentraciones de pigmentos, una viscosidad lo más pequeña que sea posible, de manera preferida < 50 mPas), es decir deben ser bien capaces de fluir. Las partículas dispersadas de pigmentos deberían estar muy finamente divididas, es decir, que el tamaño medio de partículas D_{50} no debería sobrepasar un valor de 150 nm.

Para la investigación de las propiedades físicas de las formulaciones de pigmentos se utilizaron los siguientes métodos y conjuntos de aparatos.

Viscosidad

La viscosidad se determinó con un viscosímetro de cono y placa (Roto Visco 1) de la entidad Haake (cono de titanio: \diameter 60 mm, 1º), investigándose la dependencia de la viscosidad con respecto de la velocidad de cizalladura en un intervalo entre 0 y 700 s^{-1}. Los valores de la viscosidad, que se mencionan en la Tabla 1, fueron medidos con una viscosidad de cizalladura de 400 s^{-1}. Para una valoración de la estabilidad en almacenamiento de las dispersiones, la viscosidad fue medida (1) directamente después de la preparación de la formulación, (2) después de un almacenamiento durante una semana a 60ºC y (3) después de un almacenamiento durante cuatro semanas a 60ºC.

Tamaños de partículas

Los tamaños medios de partículas D_{50} de las formulaciones se determinaron con el método CHDF (de capillary hydrodynamic fractioning = fraccionamiento hidrodinámico capilar).

Valor del pH

El valor del pH fue determinado con el aparato medidor del pH InoLab pH/Cond de la entidad WTW.

La siguiente Tabla 1 ofrece una visión de conjunto acerca de las propiedades físicas de las diferentes formulaciones de pigmentos que se mencionan en los Ejemplos:

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TABLA 1

11

^{a} La muestra se convierte al estado sólido al realizar el almacenamiento.

^{b} Durante el almacenamiento en caliente aparece una floculación y una sedimentación fuerte.

Todos los Ejemplos, expuestos en la Tabla 1, de las formulaciones de pigmentos conformes al invento poseen, tal como se solicita, una excelente capacidad para fluir. Las viscosidades de las muestras recientes están situadas sin excepciones en < 15 mPas. Los resultados de las mediciones muestran que mediante el almacenamiento a 60ºC, dejando aparte unas pocas excepciones, aparecen sólo unas muy pequeñas alteraciones de la viscosidad, y por lo tanto las dispersiones son estables en almacenamiento.

Además, el valor de D_{50} para el tamaño medio de partículas para todas las formulaciones de pigmentos conformes al invento, está situado por debajo de 150 nm, éstas cumplen por consiguiente las condiciones previas que se plantean para concentrados de pigmentos destinados a la impresión por chorros de tinta.

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III. Ensayo de las propiedades técnicas para impresión de las formulaciones de pigmentos

El conocimiento de las propiedades físicas de las formulaciones de pigmentos no es suficiente para realizar una declaración acerca de su idoneidad para la impresión por chorros de tinta. En particular, para la impresión térmica por chorros de tinta (chorros de burbujas), el comportamiento de las dispersiones de pigmentos durante el proceso de impresión en las boquillas desempeña un importante cometido. Mediante las cargas térmicas grandes, si bien también solamente a breve plazo, no se debe llegar a ninguna descomposición de la dispersión de pigmentos, p. ej. a ninguna desorción de las moléculas del agente dispersante desde la superficie de los pigmentos, que conduciría a una aglomeración de las partículas de pigmentos. Tales procesos se descomposición podrían conducir por un lado a deposiciones sobre los elementos calefactores ("cogation"), y por otra parte los productos de descomposición podrían obstruir con el tiempo a las boquillas ("nozzle clogging").

Acerca de la idoneidad de las formulaciones de pigmentos para la producción de tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, se puede decidir por consiguiente sólo emprendiendo ensayos de impresión. Con el fin de valorar las propiedades técnicas de impresión de las formulaciones de pigmentos, a partir de las formulaciones se produjeron tintas de ensayo y se investigó su aptitud para imprimir con una impresora térmica por chorros de tinta (compárese la Tabla 2).

Para la producción de las tintas de ensayo, las formulaciones de pigmentos se filtraron finamente, en primer lugar, a través de un filtro de 1 \mum, con el fin de separar el material desgastado por abrasión de los cuerpos de molienda y eventualmente las porciones gruesas. Después de esto, las formulaciones filtradas se diluyeron con agua y se mezclaron con otros alcoholes de bajo peso molecular y polioles. Las tintas de ensayo para los colores amarillo, magenta y cian tenían entonces la siguiente composición:

25 partes: de una formulación de pigmento (compárense los Ejemplos 1 hasta 14)

10 partes: de etilenglicol

10 partes: de di(etilenglicol)

50 partes: de agua desmineralizada

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Las tintas de ensayo para el color negro tenían entonces la siguiente composición:

33 partes: de una formulación de pigmento (compárense los Ejemplos 15 y 16)

10 partes: de etilenglicol

10 partes: de di(etilenglicol)

47 partes: de agua desmineralizada

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Esto corresponde a una proporción de pigmento de 5% en peso en la respectiva tinta. La composición de las tintas de ensayo se escogió en tal caso de tal manera que la viscosidad estaba situada en un intervalo de 1,5 a 5 mPas. La tensión superficial que, junto a la viscosidad, es la segunda magnitud física característica importante de las tintas de impresión, determina la interacción de la tinta con la cabeza impresora, tal como p. ej. la mojadura de los canales de las boquillas, pero también la formación de las gotas de tinta así como la forma y el tamaño de éstas. Con el fin de ajustar la tensión superficial de las tintas a un valor que se necesita para un óptimo comportamiento de impresión, es eventualmente necesario añadir a la tinta adicionalmente todavía pequeñas cantidades de un agente tensio-
activo.

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La caracterización de las tintas de ensayo se llevó a cabo con los siguientes métodos y aparatos:

Tensión superficial

La tensión superficial de las tintas de ensayo se determinó con un tensiómetro digital K 10 T de la entidad Krüss GmbH (Hamburgo). Los valores indicados en la Tabla 2 son en tal caso valores medios en cada caso de 10 mediciones consecutivas.

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Comportamiento de impresión

La valoración del comportamiento de impresión se efectuó con ayuda de los siguientes dos criterios de valoración:

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(1) El comportamiento de la tinta al formarse el chorro junto a la cabeza impresora

Con ayuda de una especial disposición de medición (HP Print RIG con un sistema Optica) de la entidad Vision Jet, se investigó el comportamiento de las tintas de ensayo al realizar la impresión por chorros de tinta con una impresora térmica por chorros de tinta de la entidad Hewlett Packard (HP 420). Mediante una videocámara se puede investigar el comportamiento de los chorros de tinta durante el proceso de impresión junto a boquillas individuales de la cabeza impresora para la impresión por chorros de tinta. Las imágenes de vídeo ofrecen una conclusión de cómo se comporta la tinta pigmentada al formarse los chorros de tinta, de si la tinta es lanzada desde las boquillas de la cabeza impresora en forma de chorros rectos y lineales, de si se forman gotas individuales o de si las gotas tienen satélites. Las investigaciones proporcionan informaciones adicionales acerca de la forma de las gotas de tinta y muestran irregularidades en la formación de las gotas, que son causadas por ejemplo por obstrucciones de boquillas individuales.

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(2) Investigación del comportamiento de impresión sobre papel

Además, con la impresora HP 420 se imprimieron imágenes de ensayo sobre papeles normales usuales en el comercio (papeles para copiadoras) y sobre papeles especiales (de calidad Premium) de la entidad Hewlett Packard. La valoración de las copias impresas en lo referente a la calidad y la bondad de la imagen de impresión se efectuó mediante una consideración puramente visual. En tal caso se investigó si se había llegado a un rápido humedecimiento del papel, si el pigmento había penetrado en el papel. o si éste permanecía adherido junto a la superficie del papel. Además se prestó atención a la medida en que se habían reproducido con fidelidad al original las líneas finas, si la tinta se había corrido sobre el papel, lo cual tenía como consecuencia una pequeña resolución, o si se podían producir impresiones con alta resolución. Después de unas prolongadas pausas de impresión, se investigó el comportamiento de iniciación de la impresión, es decir si se había garantizado inmediatamente una copia impresa buena y sin errores, o si por desecación de la tinta se habían obstruido canales individuales de la boquilla, lo cual conducía a una mala imagen impresa.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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Los criterios (1) y (2) fueron aprovechados con el fin de valorar el comportamiento de impresión y respectivamente la calidad de impresión de las tintas con ayuda de la siguiente escala de valoración con las notas de 1 a 6 (compárese la Tabla 2):

Nota 1 - - - una imagen impresa muy buena, una bonita y uniforme formación de gotas

Nota 6 - - - la tinta no se puede imprimir, hay una obstrucción de la cabeza impresora

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TABLA 2

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A partir de las formulaciones de pigmentos expuestas en los Ejemplos (Tabla 2) se produjeron unas tintas de ensayo, que con la impresora HP 420 mostraron un comportamiento de impresión de bueno a muy bueno. La tensión superficial de las tintas de ensayo estaba situada en un intervalo de 38 a 46 mN/m.

Las formulaciones de pigmentos cumplen de un modo excelente, por consiguiente, los requisitos de la impresión por chorros de tinta en cuanto a las propiedades físicas y técnicas de impresión, y por consiguiente son idealmente apropiadas para aplicaciones en la impresión por chorros de tinta.

Claims

1. Formulación acuosa de agentes colorantes, que se compone en lo esencial de

(A): de 0,1 a 50% en peso de por lo menos un agente colorante orgánico y/o inorgánico,

(B): de 0,1 a 30% en peso de por lo menos un succinamato,

(C): de 0,1 a 30% en peso de por lo menos un alquil-éter de poli(etilenglicol) de la fórmula (III)

13

en la que

n: es un número de 1 a 100,

X: significa CH_{2}COO^{-}, SO_{3}^{-}, SO_{2}^{-} o PO_{3}M^{-} y

(D): de 0 a 30% en peso de por lo menos un condensado alcoxilado de estireno y fenol,

(E): de 0 a 30% en peso de por lo menos un disolvente orgánico,

(F): de 0 a 30% en peso de por lo menos una sustancia hidrótropa,

(G): de 0 a 10% en peso de otras sustancias aditivas usuales para formulaciones destinadas a la impresión por chorros de tinta, y

(H): de 10 a 90% en peso de agua desionizada, en cada caso referido al peso total (100% en peso) de la formulación de agentes colorantes.

2. Formulación de agentes colorantes de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el succinamato (B) corresponde a un compuesto de las fórmulas (Ia) o (Ib)

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en las que

R^{1}: significa H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, siendo los sustituyentes 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{20}), hetarilo, hetaril-alquilo de C_{1}-C_{20} o alcoxi de C_{1}-C_{20},

R^{2} y R^{3}, independientemente uno de otro, significan H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20}, ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, siendo los sustituyentes 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, hidroxi, alcoxi de C_{1}-C_{4}, nitro, ciano, carboxi, amino, sulfo, arilo, aril-alquilo (de C_{1}-C_{4}), hetarilo, hetaril-alquilo (de C_{1}-C_{4}), alcoxi (de C_{1}-C_{4}), COOM, SO_{3}M, SO_{2}M y PO_{3}M_{2}, y

3. Formulación de agentes colorantes de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el condensado alcoxilado de estireno y fenol (D) corresponde a un compuesto de la fórmula (IV) o (V) o a sus mezclas

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16

en las que

R^{5}: significa H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar,

R^{6} y R^{7}, independientemente uno de otro, significan H, un radical alquilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar, o un radical alquenilo de C_{1}-C_{20} o cicloalquenilo de C_{3}-C_{20} ramificado o sin ramificar,

n: significa un número de 1 a 100,

X: significa CO-R_{8}-COO^{-}, SO_{3}^{-}, SO_{2}^{-} o PO_{3}M^{-},

R^{8}: significa un radical alquileno de C_{1}-C_{20} ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, un radical alquenileno de C_{1}-C_{20} ramificado o sin ramificar, sustituido o sin sustituir, o un radical arileno sustituido o sin sustituir, siendo los sustituyentes de manera preferida 1, 2, 3 ó 4 radicales seleccionados entre el conjunto formado por halógeno, hidroxi, alcoxi de C_{1}-C_{4}, nitro, ciano, carboxi, amino o sulfo, y

4. Formulación de agentes colorantes de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente colorante orgánico es uno o varios pigmentos orgánicos seleccionados entre el conjunto formado por los pigmentos monoazoicos, disazoicos, azoicos lacados, de \beta-naftol, naftol AS, bencimidazolona, disazoicos de condensación, complejos metálicos azoicos, de ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona, tioíndigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona, isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolina, isoindolinona o dicetopirrolopirrol o negro de carbono; o es un colorante ácido, un colorante directo, un colorante al azufre o su forma leuco, un colorante complejo con metales, un colorante reactivo o un colorante reactivo que ha reaccionado con un compuesto nucleófilo; o una combinación de los pigmentos mencionados con los mencionados colorantes.

5. Procedimiento para la preparación de una formulación de agentes colorantes de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el agente colorante (A) se empasta, en común con los componentes (B), (C) y eventualmente (D), (E), (F) y/o (G), en agua desionizada (componente H), y se homogeneiza, y se dispersa finamente o distribuye finamente con ayuda de un equipo de molienda o de dispersamiento.

6. Utilización de una formulación de agentes colorantes de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4 como agentes colorantes para tintas de impresión, en particular para tintas destinadas a la impresión por chorros de tinta, tóneres electrofotográficos, en particular tóneres de polimerización, barnices en polvo, filtros cromáticos, tintas electrónicas y papel electrónico, pinturas para extender con brocha y en dispersión, barnices en dispersión, tintas de impresión, tintas para papeles pintados, barnices diluibles con agua, sistemas protectores de la madera, para la tinción de viscosa durante la hilatura, barnices, tripas para embutidos, material de simiente, botellas de vidrio, para la tinción en masa de tejas de tejados, revoques, agentes para el decapado de madera, minas para lápices multicolores, rotuladores de fibras, tintas chinas, pastas para bolígrafos, tizas y gredas, agentes de lavado y limpieza, agentes para el cuidado de los calzados, para la tinción de productos de látex, agentes abrasivos, así como para la tinción de materiales sintéticos y macromoleculares.

7. Un juego de tintas de impresión, que contiene las tintas de impresión para los colores negro, ciano, magenta, amarillo, eventualmente anaranjado y eventualmente verde, y que está caracterizado porque por lo menos una de las tintas de impresión es, o contiene, una formulación de agentes colorantes de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4.

8. Juego de tintas de impresión de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque

\bullet: el agente colorante de la formulación de agentes colorantes de color negro es un negro de carbono, y/o

\bullet: el agente colorante de la formulación de agentes colorantes de color cian es un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos de ftalocianina, indantrona o triarilcarbonio, y/o

\bullet: el agente colorante de la formulación de agentes colorantes de color magenta es un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos monoazoicos, disazoicos, de \beta-naftol, naftol AS, azoicos lacados, complejos metálicos, de bencimidazolona, antantrona, antraquinona, quinacridona, dioxazina, perileno, tioíndigo, triarilcarbonio o dicetopirrolopirrol y/o

\bullet: el agente colorante de la formulación de agentes colorantes de color amarillo es un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos monoazoicos, disazoicos, de bencimidazolina, isoindolinona, isoindolina o perinona, y/o

\bullet: el agente colorante de la formulación de agentes colorantes de color anaranjado es un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos disazoicos, de \beta-naftol, naftol AS, bencimidazolona o perinona, y/o

\bullet: el agente colorante de la formulación de agentes colorantes de color verde es un pigmento seleccionado entre el conjunto formado por los pigmentos de ftalocianina y/o

\bullet: los agentes colorantes orgánicos, eventualmente contenidos en las formulaciones, se seleccionan entre el conjunto formado por los colorantes ácidos, los colorantes directos, los colorantes al azufre y su forma leuco, los colorantes complejos con metales o los colorantes reactivos.