Solución concentrada de colorante.

Soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable,

estables durante el almacenamiento que comprenden

(i) uno o más colorantes cationizables de la fórmula (I): **Fórmula**

donde B1 y B2 son independientemente -OH y NH2 y D3 ≥ H o un radical de la fórmula **Fórmula**

y

R6, R7, R8 o R9 son independientemente H o -SO3H y

Ma o Mb independientemente tienen los significados de M1 a M10, donde

M1 es H,

M2 es -(CH2)3)N(CH3)2,

M3 es -(CH2)2)N(CH2CH3)2,

M4 es**Fórmula**

R3 es**Fórmula**

R4 es CN, R5 es **Fórmula**

donde A- es un anión no coloreado que es el anión de un ácido orgánico y/o el anión de un ácido inorgánico

(ii) un ácido orgánico y/o un ácido inorgánico y

(iii) agua y

(iv) que tiene a lo sumo una fracción de ion cloruro equimolar con base en el colorante presente en la solución, en donde las soluciones de colorante contienen de 10 hasta 40% en peso de colorante, de 0,5% hasta 25% en peso del ácido orgánico.

Solución concentrada de colorante

La presente invención se refiere a una solución acuosa concentrada de colorante líquido, de color estable, estable durante el almacenamiento y más particularmente a una solución acuosa concentrada de colorante estable durante el almacenamiento sin ningún contenido de solubilizante. La invención se refiere además a la utilización de la 5 solución concentrada de colorante de la presente invención, si es del caso después de la dilución con agua, especialmente para la coloración e impresión de papel, incluyendo cartón y cartulina.

La coloración y la impresión industrial se llevan a cabo típicamente en un medio acuoso. Por lo tanto se deben disolver primero los colorantes en polvo principalmente en agua tibia o caliente para poder ser utilizados en impresión y coloración. 10

Los sistemas de dosificación desarrollados para este propósito utilizan métodos volumétricos o de pesaje para controlar la adición dosificada de colorantes y requieren de soluciones de colorante estables en lugar de polvos y gránulos.

Tales soluciones colorantes tienen la ventaja de que se pueden dosificar fácilmente, no producen polvo y no requieren de costosas operaciones de disolución. 15

Las soluciones deben poseer una estabilidad óptima, de modo que no se precipiten durante el transporte o el almacenamiento. Típicamente, deben ser estables durante un período prolongado entre cero (0) y cinco (5) grados Celsius º C) , pero también alrededor de los 50º C. Del mismo modo, las soluciones congeladas deben permanecer estables después de ser vertidas y no deben presentar ningún problema de estabilidad durante el bombeo. Los precipitados pueden causar interrupciones en los sistemas de bombeo o de dosificación y conducir a paradas 20 inaceptables de la máquina y limpieza y mantenimiento costosos.

El documento JP 06-306304 se refiere a una solución acuosa de un colorante soluble en agua que se purifica con una membrana de ósmosis inversa elaborada con polibencimidazolona que tiene una tasa de rechazo por la membrana del 66% o inferior y, posteriormente se añade a la solución un auxiliar de disolución del colorante. Este auxiliar de disolución del colorante consiste esencialmente de una solución de urea fundida de 80 g agitada en un 25 litro de agua destilada que comprende 50 g de etanol.

El documento GB1438118 se refiere a dispersiones acuosas de colorantes azoicos libres de grupos de solubilización en agua que se preparan por acoplamiento, en presencia de un agente dispersante aniónico en una cantidad de 20 a 500% del peso teórico del colorante.

El documento EP0224910 se refiere a un proceso para preparar una composición de tinta de base acuosa para uso 30 en impresoras de chorro de tinta en donde la solubilidad de los colorantes ácidos aumenta en el medio ácido sobre aquella que puede ser obtenida, debido a la presencia del compuesto de alcanol amonio o el compuesto de amida catiónica.

El documento EP0021619 se refiere a un método de elaboración de una solución acuosa concentrada de un colorante que contiene uno o más grupos de ácido sulfónico que comprende poner en contacto íntimo una primera 35 fase acuosa que comprende una solución ácida del colorante con una fase orgánica que comprende una solución, en un solvente orgánico inerte inmiscible en agua, de una amina que tiene una mayor afinidad por el disolvente que por el agua, extrayendo de este modo el colorante aniónico de la fase acuosa a la fase orgánica formando una solución de la sal de amina del colorante en el disolvente orgánico, y poner en contacto íntimo la fase orgánica con una segunda fase acuosa que comprende una solución acuosa de una base que tiene una mayor afinidad por el 40 agua que por el disolvente orgánico y tiene un pH superior que la primera fase acuosa, extrayendo de este modo el colorante aniónico de la fase orgánica en la segunda fase acuosa para formar una solución acuosa concentrada de la sal del colorante y la base.

Un problema de las soluciones acuosas colorantes conocidas es el de las grandes cantidades añadidas de solubilizantes, que conducen a un alto contenido de carbono en la tintorería o los efluentes de las fábricas de papel. 45 Esto conduce a efluentes con un alto contenido de carbono orgánico total (COT) y de demanda química de oxígeno (DQO) , y por lo tanto se traduce en altos costos de tratamiento del agua. En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar una solución acuosa concentrada de colorante para cuya preparación el colorante no tiene que ser aislado y secado (altos costos de energía!) y que incluye pocos o ningún solubilizante.

Ahora se ha encontrado que se almacena en forma estable una solución acuosa concentrada de colorante sin 50 adición de solubilizadores cuando no se aísla el colorante (proceso de disolución) , sino que se somete a ultrafiltración (nanofiltración) para concentrarla y liberarla de iones cloruro superfluos y la desalinización y concentración se realiza a temperaturas moderadas, el pH de la solución resultante se ajusta hasta un valor de alrededor de pH = 3. Las soluciones colorantes líquidas así obtenidas no sólo son estables durante el almacenamiento, sino también de color estable, es decir, el color no cambia durante el almacenamiento. Alternativamente, con resultados similares, se puede redisolver el colorante granulado o en polvo en lugar de usar un proceso de disolución, y luego someter a ultrafiltración (nanofiltración) para concentrarla y liberarla de iones 5 cloruro superfluos.

Las soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de la presente invención comprenden uno o más colorantes que pueden formar cationes, un ácido orgánico y/o un ácido inorgánico y agua y tienen a lo sumo una fracción de ion cloruro equimolar con base en el colorante presente en la solución, en donde las soluciones de colorante contienen de 10 a 40% en peso del colorante, de 0, 5% a 25% en peso del ácido orgánico. 10

Las soluciones preferidas de colorante líquido acuoso concentrado de la presente invención comprenden (i) uno o más colorantes que pueden formar cationes de la fórmula (I) :

donde B1 y B2 son independientemente -OH y NH2 y D3 = H o un radical de la fórmula 15

y R6, R7, R8 o R9 son independientemente H o -SO3H y Ma o Mb independientemente tienen los significados de M1 a M10, donde M1 es H, M2 es - (CH2) 3) N (CH3) 2, 20

M3 es - (CH2) 2) N (CH2CH3) 2,

M4 es

M5 es

M6 es

M7 es

M8 es 5

M9 es

M10 es - (CH2) 2NH2

y

Ra o Rb tienen independientemente los significados de R1 a R5 10

R1 es H, R2 es

R3 es 15

R4 es CN, R5 es

donde A- es un anión no coloreado que es el anión de un ácido orgánico y/o el anión de un ácido inorgánico y 5

(ii) un ácido orgánico y/o un ácido inorgánico y

(iii) agua y (iv) que tiene a lo sumo una fracción de ion cloruro equimolar con base en el colorante presente en la solución, en donde las soluciones de colorante contienen de 10 hasta 40% en peso de colorante, de 0, 5% hasta 25% en peso del ácido orgánico. 10

Los colorantes de la fórmula (I) son ya conocidos y se pueden preparar como se describe en el documento DE3715066.

Las soluciones de alta concentración estables durante el almacenamiento de la presente de la invención de colorantes de la fórmula (I) tienen un contenido de colorante de fórmula (I) en el intervalo de 10% hasta 40% en peso de colorante y más preferiblemente un contenido de colorante en el intervalo de 20% hasta 40% en peso de 15 colorante.

Las soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de la presente invención tienen preferiblemente un contenido de cloruro de no más de equimolar con base en el colorante presente en la solución, estando preferiblemente el contenido de cloruro en el intervalo de 0, 5 a 1 mol de equivalentes con base en el colorante presente en el solución y más preferiblemente en el intervalo de 0, 8 a 1 mol de equivalentes con base en el 20 colorante presente en la solución.

Las soluciones colorantes preferidas de la presente invención son ácidas y preferiblemente tienen un pH de 3 más/ menos una unidad de pH. Se da preferencia muy particular, a las soluciones colorantes que tienen un pH de 3 más/ menos la mitad de una unidad de pH, siendo el pH de la solución obtenida preferiblemente ajustada a un valor en el intervalo de pH 2, 9 a pH 3, 1. 25

Las soluciones colorantes de alta concentración estables durante el almacenamiento de la presente invención de la fórmula (I) también pueden comprender una pluralidad de colorantes cuyas fórmulas están incluidas... [Seguir leyendo]

1. Soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento que comprenden 5

(i) uno o más colorantes cationizables de la fórmula (I) :

donde B1 y B2 son independientemente -OH y NH2 y D3 = H o un radical de la fórmula

y 10

R6, R7, R8 o R9 son independientemente H o -SO3H y Ma o Mb independientemente tienen los significados de M1 a M10, donde M1 es H, M2 es - (CH2) 3) N (CH3) 2, M3 es - (CH2) 2) N (CH2CH3) 2, 15

M4 es

R3 es

R4 es CN, R5 es 20

donde A- es un anión no coloreado que es el anión de un ácido orgánico y/o el anión de un ácido inorgánico (ii) un ácido orgánico y/o un ácido inorgánico y

(iii) agua y (iv) que tiene a lo sumo una fracción de ion cloruro equimolar con base en el colorante presente en la solución,

en donde las soluciones de colorante contienen de 10 hasta 40% en peso de colorante, de 0, 5% hasta 25% en peso 5 del ácido orgánico.

2. Soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizadas porque tienen un pH de 3 más/menos una unidad de pH.

3. Soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2 caracterizadas porque la solución comprende además un colorante de la 10 fórmula (II) y/o un colorante de la fórmula (III)

en la que

cada A es independientemente -NH- u -O-, M5 es 15

M6 es

M7 es 20

M8 es

M9 es

M10 es - (CH2) 2NH2

y 5

Ra o Rb tienen independientemente los significados de R1 a R5

R1 es H, R2 es

B es un grupo polivalente o átomo, 10

nâ? y nâ?â? son números naturales y la suma total de nâ? y nâ?â? es ⥠2,

m es un número natural ⥠0,

CC es un grupo que tiene la fórmula (c1) o (c2)

en las que 15

cada R10 es independientemente H; alquilo C1-4; cicloalquilo C5-6; fenilo, bencilo o feniletilo,

cada R10' es independientemente H; -OH o alquilo C1-4

cada T1 es independientemente H; -CN; -COOR15; CONR16R17; SO2NR16R17;

o

G es H; -R11NHR12 o -R11NR13R14, donde

R11 es alquileno C1-6 o alquenileno C2-6, 5

R12 y R13 son independientemente H; alquilo C1-6 no sustituido; alquilo C2-6 sustituido por OH, CN o halógeno; fenil-alquilo C1-3, en donde el radical fenilo está opcionalmente sustituido una vez, dos veces o tres veces con sustituyentes seleccionados entre el grupo que consiste de cloro, alquilo C1-4 o alcoxi C1-4; cicloalquilo C5-6 no sustituido o cicloalquilo C5-6 sustituido una, dos o tres veces por grupos alquilo C1-4, R14 tiene el significado que para R12 o R13 o un átomo de hidrógeno, 10

R15 es un radical alquilo C1-6 o un radical fenil-alquilo C1-3, R16 y R17 son independientemente H o un radical alquilo C1-4,

R18 es independientemente en cada caso H; radical alquilo C1-4; -NR16R17- (CH2) 2-4-NR16R17 o -CONR16R17, R19 es un radical alquilo C1-4 o un radical hidroxi-alquilo C1-4, R20 es -S- u -O-, 15

R21 es un átomo de hidrógeno o un radical alquilo C1-4 y An- es un anión no coloreado,

con la condición de que (i) la suma total de n', n" y m es menor que el número de valencias de B,

(ii) cuando la suma total de nâ? y nâ?â? = 2, entonces m es ⥠1, 20

(iii) cuando la suma total de nâ? y nâ?â? = 3 y A = NH, entonces m ⥠1,

y/o

en la que R1, R2 o R3 son independientemente H, CH3, C2H5, n-C3H7, i-C3H7, n-C4H9, i-C4H9, sec-C4H9, Rn es -C2H4-, -C3H6-, -CH (CH3) CH2- o -C4H6-

Y es hidrógeno o nitro,

q es 1 o 2.

4. Un proceso para la producción de las soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, 5 estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 1 caracterizado porque se filtra a través de membrana una solución o suspensión acuosa de al menos un colorante catiónico sin purificar, utilizando una membrana semipermeable, [en donde la ultrafiltración / diafiltración se realiza a una temperatura continuamente creciente hasta que se alcanzan no más de 35 grados Celsius] mediante la aplicación de una presión para remover sales y subproductos de síntesis que tienen pesos moleculares por debajo de 500 y un poco de agua hasta que la 10 fracción de iones cloruro es a lo sumo equimolar con respecto al colorante de la fórmula (I) .

5. Un proceso para la producción de las soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 4 caracterizado porque el permeado es continua o intermitentemente reemplazado o complementado con agua o solución reguladora para que la concentración de colorante del permeado no cambie en más de un 20%. 15

6. Un proceso para la producción de las soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 4 caracterizado porque la etapa de filtración por membrana de la solución o suspensión acuosa de al menos un colorante catiónico sin purificar de la fórmula (I) , usando una membrana semipermeable, mediante la aplicación de una presión se realiza a un pH entre 5, 5 y 6, 5 y preferiblemente de 5, 9 y 6, 1, a una temperatura de entre 20 y 50 grados Celsius y preferentemente entre 30 y 35 20 grados Celsius.

7. Un proceso para la producción de las soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 4 caracterizado porque, en una etapa adicional, las soluciones colorantes de la presente invención se ajustan con un ácido a pH 3 más/menos una unidad de pH. 25

8. El uso de soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 1 para teñir y/o imprimir materiales celulósicos, especialmente papel y/o cartón y/o cartulina y/o para teñir o entintar madera.

9. El uso de soluciones acuosas concentradas de colorante líquido de color estable, estables durante el almacenamiento de acuerdo con la Reivindicación 1 para producir tintas y formulaciones para impresiones que no 30 son de impacto, especialmente para impresión por inyección de tinta.