Utilización de formulaciones pigmentarias hidrófobas, basadas en disolventes, en presentadores visuales electrónicos.

Utilización de una formulación pigmentaria, que contiene

(A) por lo menos un pigmento orgánico y/o inorgánico,

(B) por lo menos un agente dispersivo polimérico, soluble en disolventes o dispersable en disolventes,

(C) por lo menos una resina aldehídica o una resina cetónica,

(D) eventualmente otras sustancias aditivas usuales para la producción de formulaciones pigmentarias que contienen disolventes, y

(E) por lo menos un disolvente hidrófobo;

como agente colorante para la generación de una imagen óptica coloreada en un presentador visual electrónico.

Utilización de formulaciones pigmentarias hidrófobas, basadas en disolventes, en presentadores visuales electrónicos Es objeto del presente invento la utilización de unas formulaciones o respectivamente dispersiones pigmentarias hidrófobas, basadas en disolventes, para realizar la tinción de presentadores visuales electrónicos, en particular como agentes colorantes para la producción de una imagen óptica coloreada, para la generación de color tanto la aditiva como también la substractiva, en particular de una imagen óptica transmisiva (p.ej. las tecnologías de presentadores visuales que funcionan según el principio del filtro cromático) o de una imagen óptica reflectiva (p.ej. un presentador visual electroforético o que funciona según el principio de la humectación eléctrica (en inglés "electrowetting") ) .

El principio de la humectación eléctrica se describe, entre otros, en el documento de solicitud de patente internacional WO 2005 098524 A1. Éste contiene dos estados conmutables, que dependen de la humectabilidad de un material sólido polimérico, que tiene una superficie hidrófoba, con un líquido hidrófobo. El material sólido hidrófobo polimérico tiene de manera preferida un color blanco. El líquido hidrófobo y el material sólido están rodeados adicionalmente por un líquido hidrófilo (p.ej. agua) . Una tensión eléctrica aplicada entre el líquido hidrófilo y el material sólido hidrófobo genera una diferencia de tensiones eléctricas y condiciona de este modo una modificación de la tensión superficial del líquido hidrófobo, ella se desvía del potencial eléctrico aplicado. El líquido hidrófobo, de esta manera, ya no cubre totalmente al fondo de pixel, que es preferiblemente blanco, sino sólo a una fracción de éste. Esta modificación de la tensión superficial en el caso de una tensión eléctrica aplicada de manera máxima y no aplicada es reconocible por el observador como el estado "encendido" o respectivamente "apagado" del píxel. En el estado "encendido" resulta una impresión óptica de color blanco del píxel, y en el estado "apagado" resulta una impresión óptica coloreada del pixel.

La tecnología de la humectación eléctrica en presentadores visuales tiene varias ventajas frente a otras tecnologías de presentadores visuales: un más pequeño consumo de energía y unos rápidos períodos de tiempo de conmutación de los estados de los píxeles, que son importantes para usos de vídeo. Además, los píxeles del presentador visual pueden representar diferentes colores, puesto que el carácter cromático de un píxel es asegurado por medio de un colorante disuelto en el líquido hidrófobo. El colorante tiene que ser insoluble en el líquido hidrófilo. Por consiguiente, se puede realizar un presentador visual transmisivo que se basa en los colores rojo, verde y azul ("RGB" de Red, Green and Blue) así como negro, o un presentador visual reflectivo que se basa en los colores cian, magenta y amarillo ("CMY" de Cyan, Magenta and Yellow) así como negro.

La modificación de la tensión superficial del líquido hidrófobo es proporcional a la tensión eléctrica aplicada. Así, en dependencia de la tensión eléctrica se pueden representar en el píxel diferentes escalas de grises y se puede producir una imagen de alta calidad en el presentador visual.

Aparte de para presentadores visuales, la humectación eléctrica se puede emplear también en filtros ópticos, lentes adaptables y usos como "lab-on-a-chip", que se puede traducir como "laboratorio integrado en un solo chip".

Para la tinción del uso antes mencionado en presentadores visuales se han descrito unas soluciones de colorantes hidrófobas, que se basan exclusivamente en disolventes. Los colorantes en soluciones tienen sin embargo, intrínsecamente una menor solidez frente a la luz, en comparación con unos pigmentos que se presentan en una forma cristalina en el medio de uso. Además, estas soluciones de colorantes tienen que ser desgasificadas de un modo costoso y complicado antes de la aplicación en el presentador visual, con el fin de excluir trazas de oxígeno en el líquido hidrófobo. El oxígeno puede falsear, blanquear y destruir a colorantes en el tono cromático a través de procesos oxidativos de degradación. En el caso del empleo de pigmentos en el medio hidrófobo, se suprime el gasto de la desgasificación para la consecución de una más alta solidez frente a la luz.

La tecnología de las presentadores visuales electroforéticos, que se describe p.ej. en el documento WO 0167170, emplea unas partículas de pigmentos de color blanco, que están cargadas eléctricamente y que son movibles a través de una tensión eléctrica aplicada, y que son por consiguiente controlables, las cuales están dispersadas en un medio hidrófobo teñido con un colorante. Si las partículas de pigmentos de color blanco son transportadas hasta la superficie del píxel con ayuda de una tensión eléctrica aplicada, entonces el píxel aparece como blanco para el observador. Si se transportan las partículas de pigmentos de color blanco con ayuda de una tensión eléctrica aplicada hasta el fondo del píxel, entonces el píxel aparece para el observador en el color en el que se ha teñido el medio hidrófobo con ayuda del colorante. También en este caso resulta, tal como se ha descrito más arriba, la desventaja intrínseca de que los colorantes no son tan sólidos frente a la luz como los pigmentos que se presentan en forma de partículas.

Por lo tanto, fue una misión del presente invento poner a disposición una formulación pigmentaria adecuada para el uso en los sistemas de presentadores visuales electrónicos precedentemente mencionados.

Con el fin de garantizar la conmutabilidad de los estados ópticos "encendido" y "apagado" del píxel de un presentador visual, la formulación pigmentaria debería tener una alta estabilidad frente a la sedimentación en el medio hidrófobo y una viscosidad que permitiese procesos de conmutación. La estabilidad frente a la sedimentación y la viscosidad deberían ser amplísimamente independientes de la tensión eléctrica aplicada.

Para la consecución de unas altas fuerzas cromáticas, de unos tonos cromáticos exactamente definidos y de una alta estabilidad frente a la sedimentación en el caso de una baja viscosidad, las partículas de pigmentos en la 5 dispersión deben de estar muy bien estabilizadas por medio de agentes dispersivos y aditivos. Ni en el caso del proceso de dispersamiento ni tampoco en el caso del almacenamiento durante un prolongado período de tiempo y en el caso de la aplicación posterior deberían aparecer fenómenos de floculación, reaglomeraciones o sedimentaciones. Tales fenómenos conducirían, de lo contrario, a unas modificaciones en la viscosidad de la formulación y posiblemente a unas modificaciones en el tono cromático y a pérdidas de fuerza cromática, de capacidad de cubrimiento, de brillo, de homogeneidad, de brillantez, así como a unos tonos cromáticos mal reproducibles. Por lo demás, tales fenómenos, específicamente en el caso del uso en presentadores visuales transmisivos y reflectivos, dan lugar al fallo de los estados conmutables, en particular la conexión y la desconexión de impresiones visuales coloreadas (color apagado/encendido) , que hacen posible la representación en colores de los píxeles de un presentador visual.

Las formulaciones pigmentarias deberían ser compatibles en lo posible con un amplio número de medios hidrófobos de uso, por lo que los agentes dispersivos y los aditivos tienen que ser compatibles con tales sistemas.

De modo sorprendente, se encontró que las formulaciones pigmentarias descritas en lo sucesivo tienen una alta estabilidad frente a la sedimentación, unas sobresalientes capacidades para fluir y una suficiente estabilidad en el campo eléctrico en el caso de su uso en un presentador visual, y por lo tanto ellas resuelven el problema planteado por la misión precedentemente mencionada.

Es objeto del presente invento la utilización de una formulación pigmentaria, que contiene

(A) por lo menos un pigmento orgánico y/o inorgánico,

(B) por lo menos un agente dispersivo polimérico, soluble en disolventes o dispersable en disolventes,

(C) por lo menos una resina aldehídica o una resina cetónica,

(D) eventualmente otras sustancias aditivas usuales para la producción de formulaciones pigmentarias que contienen disolventes, y (E) por lo menos un disolvente hidrófobo como agente colorante para la generación de una imagen óptica coloreada en un presentador visual electrónico.

Las formulaciones... [Seguir leyendo]

1. Utilización de una formulación pigmentaria, que contiene

(A) por lo menos un pigmento orgánico y/o inorgánico,

(B) por lo menos un agente dispersivo polimérico, soluble en disolventes o dispersable en disolventes,

(C) por lo menos una resina aldehídica o una resina cetónica,

(D) eventualmente otras sustancias aditivas usuales para la producción de formulaciones pigmentarias que contienen disolventes, y

(E) por lo menos un disolvente hidrófobo; como agente colorante para la generación de una imagen óptica coloreada en un presentador visual electrónico.

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 como agente colorante en un presentador visual que funciona según el principio de la humectación eléctrica.

3. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 como agente colorante en un presentador visual que funciona electroforéticamente.

4. Utilización de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizada porque la formulación pigmentaria contiene

(A) de 0, 1 a 80 % en peso de por lo menos un pigmento orgánico y/o inorgánico,

(B) de 0, 1 a 30 % en peso de por lo menos un agente dispersivo polimérico, soluble en disolventes o dispersable en disolventes,

(C) de 0, 1 a 80 % en peso de por lo menos una resina aldehídica o una resina cetónica,

(D) de 0 a 50 % en peso de otras sustancias aditivas usuales para la producción de formulaciones pigmentarias que contienen disolventes, y

(E) de 5 a 99 % en peso de un disolvente hidrófobo, en cada caso referido al peso total de la formulación pigmentaria.

5. Utilización de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizada porque el pigmento orgánico se escoge entre el conjunto que se compone de los pigmentos monoazoicos, disazoicos, azoicos enlacados, de º-naftol, de naftol AS, de bencimidazolona, de condensación disazoicos, de compuestos complejos azoicos con metales, o de los pigmentos policíclicos tomados del conjunto que se compone de pigmentos de ftalocianina, quinacridona, perileno, perinona, tioíndigo, antantrona, antraquinona, flavantrona, indantrona, isoviolantrona, pirantrona, dioxazina, quinoftalona, isoindolinona, isoindolina y dicetopirrolopirrol, o negros de carbono.

6. Utilización de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada porque el disolvente hidrófobo (E) se distingue por un índice de Reichardt ET (30) , que es mayor que 27 kcal/mol y menor que 50 kcal/mol.

7. Utilización de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque el disolvente hidrófobo (E) es decano, decalina o tetralina o una mezcla de éstos, o los contiene como componente principal.

8. Formulación pigmentaria, que contiene

(A) de 0, 1 a 80 % en peso de por lo menos un pigmento orgánico y/o inorgánico,

(B) de 0, 1 a 30 % en peso de por lo menos un agente dispersivo polimérico, soluble en disolventes o dispersable en disolventes,

(C) de 0, 1 a 80 % en peso de por lo menos una resina aldehídica o una resina cetónica,

(D) de 0 a 50 % en peso de otras sustancias aditivas usuales para la producción de formulaciones pigmentarias que contienen disolventes, y

(E) de 5 a 99 % en peso de decano, tetralina, decalina o una mezcla de éstos, en cada caso referido al peso total de la formulación pigmentaria.

9. Formulación pigmentaria de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el componente (C) es un producto de condensación de urea con un aldehído alifático, o un producto de condensación de un aldehído alifático con una cetona.