DE60302448T2

DE60302448T2 - Farbzusammensetzung und tintenstrahldruckverfahren

Info

Publication number: DE60302448T2
Application number: DE60302448T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Minami-Ashigara-shi CHINO; Toshiki Minami-Ashigara-shi FUJIWARA; Takashi Fujinomiya-shi OZAWA; Yoshiharu Minami-ashigara-shi Yabuki
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2023-04-05
Also published as: EP1495080A1; CN1646643A; CN100497495C; US20050243151A1; EP1495080B1; KR20040111511A; AU2003223116B2; KR100750837B1; US7533978B2; CA2482895C; AU2003223116A1; DE60302448D1; WO2003087238A1; ATE310780T1; CA2482895A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine färbende Zusammensetzung, wie z.B. eine Tintenzusammensetzung, die einen Azofarbstoff mit spezifischen physikalischen Eigenschaften enthält, sowie eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung und ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren.
Der Großteil an Materialien, die in den letzten Jahren für die Aufzeichnung von Bildern verwendet wurden, bestand aus Materialien für die Erzeugung von Farbbildern. Genauer gesagt, es wurden hauptsächlich Materialien für die Tintenstrahlaufzeichnung, Materialien für das Übertragen von Bildern in der Wärme, Materialien für die Elektrophotographie, lichtempfindliche Silberhalogenidmaterialien für die Bildübertragung, Drucktinten, Tinten für Schreibgeräte usw. verwendet. Weiterhin werden in Bildaufnahmevorrichtungen, die z.B. in CCD-Bildaufnahmevorrichtungen, und in LCD- oder PDP-Displays Farbfilter zum Aufzeichnen und für die Wiedergabe von Farbbildern verwendet.
In diesen Materialien für die Erzeugung von Farbbildern und in diesen Farbfiltern werden färbende Bestandteile (Farbstoffe oder Pigmente) der drei Primärfarben verwendet, um unter Anwendung der sogenannten "additiven Farbmischung" oder "subtraktiven Farbmischung" Farbbilder mit einer Vielzahl von Farbtönen wiederzugeben oder zu erzeugen. Es gibt bis jetzt jedoch keine färbenden Bestandteile, die geeignete Absorptionseigenschaften aufweisen, so dass sie die Realisierung eines bevorzugten Farbreproduktionsbereiches ermöglichen, und die beständig genug gegenüber verschiedensten Verwendungs- und Umweltbedingungen sind; folglich besteht ein Bedarf an färbenden Materialien mit verbesserten Eigenschaften.
In letzter Zeit werden vermehrt Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren angewandt, da die verwendeten Materialien billig sind, die Aufzeichnung innerhalb kurzer Zeit durchgeführt werden kann, die verwendeten Aufzeichnungsvorrichtungen leise arbeiten und die Farbaufzeichnung einfach durchgeführt werden kann.
Beispiele für Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren umfassen kontinuierliche Verfahren, bei denen Flüssigkeitströpfchen kontinuierlich versprüht werden, und on-demand-Verfahren, bei denen Flüssigkeitströpfchen in Abhängigkeit von Signalen entsprechend einer Bildinformation versprüht werden, und Beispiele für Verfahren zum Versprühen der Tinte umfassen ein Verfahren, bei dem Flüssigkeitströpfchen unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements gebildet und versprüht werden, ein Verfahren, bei dem Flüssigkeitströpfchen durch Blasen, die in Folge von Wärme in der Tinte gebildet werden, gebildet und versprüht werden, ein Verfahren, bei dem Ultraschall angewandt wird, und ein Verfahren, bei dem Flüssigkeitströpfchen durch elektrostatische Kräfte versprüht werden.
Beispiele für die Tinten, die bei der Tintenstrahlaufzeichnung verwendet werden, umfassen wässrige Tinten, ölige Tinten und feste Tinten (Schmelztinten).
Die färbenden Bestandteile in solchen Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllen; sie müssen in dem Lösungsmittel ausreichend löslich oder dispergierbar sein, sie müssen einen Ausdruck mit einer hohen Dichte und einem hervorragenden Farbton erzeugen können, der beständig gegenüber Licht, Wärme und reaktiven Gasen (oxidierenden Gasen, wie z.B. NO_X und Ozon, SO_X usw.) aus der Umgebung ist und der eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Wasser und Chemikalien hat, sie müssen hervorragend auf Aufzeichnungsmaterialien fixiert werden können, ohne dass ein Ausbluten auftritt, sie müssen zur Herstellung einer Tinte mit einer hervorragenden Lagerbeständigkeit geeignet sein, sie dürfen nicht giftig sein, sie müssen extrem rein sein und müssen kostengünstig erhältlich sein.
Es ist jedoch extrem schwierig, färbende Bestandteile zu erhalten, die alle diese Anforderungen erfüllen. Es besteht deshalb ein Bedarf an färbenden Materialien mit einem zufriedenstellenden Farbton und einer Beständigkeit gegenüber Licht, Feuchtigkeit und Wärme, insbesondere für den Fall, wenn das Drucken auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einer Schicht durchgeführt wird, die die Tinte aufnimmt und die weiße poröse anorganische Pigmentteilchen enthält, und es besteht insbesondere ein Bedarf an färbenden Materialien, die beständig gegenüber oxidierenden Gasen, wie z.B. Ozon in der Umgebungsluft, sind.
Bisher wurden Phenol, Naphthol, Anilin usw. als Kupplungsbestandteile für Azofarbstoffe verwendet. Die Azofarbstoffe, die unter Verwendung dieser Kupplungsbestandteile hergestellt werden, werden z.B. in der EP 0761771 , im japanischen Patent Nr. 2716541 usw. beschrieben, aber diese Farbstoffe haben keine ausreichende Beständigkeit gegenüber Licht.
Weiterhin haben alle Farbstoffe, die bekannt sind, eine unzureichende Beständigkeit gegenüber oxidierenden Gasen, wie z.B. Ozon.
Die WO-A-02/072708, die WO-A-02/074865, die WO-A-02/072715, die WO-A-01/19925 und die WO-A-00/46309 beschreiben Tintenzusammensetzungen, die Disazofarbstoffe umfassen, in denen die Verbindungsgruppen zwischen den Azogruppen substituierte oder unsubstituierte Arylengruppen sind. Die WO-A-00/20513 beschreibt eine Tintenzusammensetzung, umfassend einen Disazofarbstoff, in dem die Verbindungsgruppe zwischen den Azogruppen eine heteroaromatische Gruppe enthält, die an zwei zweiwertige Arylengruppen gebunden ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindungen haben Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, einen Farbstoff zu entwickeln, der gegen oxidierende Gase, wie z.B. Ozon, beständig ist, und sie haben die Verwendung einer Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Verbindung als Kupplungsbestandteil erwogen, an Stelle der gewöhnlichen Kupplungsbestandteile, wie z.B. Phenol, Naphthol oder Anilin. Bis jetzt wurden Azofarbstoffe, in denen Pyridin oder Pyrazin als Kupplungsbestandteil verwendet werden, z.B. im deutschen Patent Nr. 2743097 beschrieben. Die Verwendung dieser Farbstoffe in Tinten für die Tintenstrahlaufzeichnung wurde bisher jedoch nicht beschrieben. Der Grund dafür ist der, dass diese Farbstoffe alle öllöslich sind und dass es sehr schwierig ist, die entsprechenden wasserlöslichen Farbstoffe herzustellen. Deshalb war es bisher nicht möglich, die entsprechenden wasserlöslichen Verbindungen dieser Farbstoffe herzustellen und Tinten, die diese Verbindungen enthalten, bei der Bilderzeugung, wie z.B. bei der Tintenstrahlaufzeichnung, zu verwenden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme des Standes der Technik zu lösen.
Genauer gesagt, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,

(1) verschiedenste färbende Zusammensetzungen, wie z.B. Drucktinten (wie z.B. Tinten für die Tintenstrahlaufzeichnung), die die Erzeugung von Farbbildern und gefärbten Materialien mit einer ausgezeichneten Wasserbeständigkeit ermöglichen und die, als schwarzen Farbstoff, eine neue Azoverbindung mit einer ausreichenden Wasserbeständigkeit und einer ausreichenden Beständigkeit gegenüber Licht, Wärme, Feuchtigkeit und reaktiven Gasen aus der Umgebung enthalten, und
(2) eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung und ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, mit denen Bilder mit einer hervorragenden Wasserbeständigkeit und einer guten Beständigkeit gegenüber Licht und reaktiven Gasen aus der Umgebung, insbesondere Ozongas, erzeugt werden können, bereit zu stellen.

Bei genauen Untersuchungen, die mit dem Ziel durchgeführt wurden, einen Farbstoff zu entwickeln, der eine hervorragende Wasserbeständigkeit und eine gute Beständigkeit gegenüber Licht und Ozon hat, fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung heraus, dass eine Azoverbindung mit einem spezifischen Oxidationspotential eine unerwartet gute Beständigkeit hat; die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Entdeckung gemacht.
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit der folgenden färbenden Zusammensetzung, der folgenden Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung und dem folgenden Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren gelöst.

(1) Färbende Zusammensetzung, umfassend eine Disazoverbindung oder Polyazoverbindung, die zwei oder mehr Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 enthält und die ein Oxidationspotential hat, das positiver als 0,8 V (vs SCE) ist, wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (I) dargestellt wird: A-N=N-B-N=N-C (I) worin A und C jeweils unabhängig voneinander eine einwertige aromatische Gruppe, die substituiert sein kann, oder eine einwertige heterocyclische Gruppe, die substituiert sein kann, bedeuten, und B ist eine zweiwertige aromatische heterocyclische Gruppe.
(2) Färbende Zusammensetzung gemäß Punkt (1), wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (II) dargestellt wird: A-N=N-B-N=N-Het (II)worin A und B jeweils die gleiche Bedeutung wie A und B in der allgemeinen Formel (I) haben, und Het ist eine aromatische heterocyclische Gruppe.
(3) Färbende Zusammensetzung gemäß Punkt (2), wobei A in der allgemeinen Formel (II) eine aromatische heterocyclische Gruppe ist.
(4) Färbende Zusammensetzung gemäß Punkt (2), wobei Het in der allgemeinen Formel (II) eine aromatische Stickstoff enthaltende 6-gliedrige heterocyclische Gruppe ist.
(5) Färbende Zusammensetzung gemäß Punkt (2), wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (III) dargestellt wird:
worin A und B jeweils die gleiche Bedeutung wie A und B in der allgemeinen Formel (II) haben, B₁ und B₂ bedeuten jeweils =CR₁- und -CR₂=, oder eine der Gruppen B₁ und B₂ ist ein Stickstoffatom und die andere bedeutet =CR₁- oder -CR₂=; G, R₁ und R₂ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyanogruppe, eine Carboxygruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Aryl oxycarbonylgruppe, eine heterocyclische Oxycarbonylgruppe, eine Acylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine heterocyclische Oxygruppe, eine Silyloxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbamoyloxygruppe, eine Alkoxycarbonyloxygruppe, eine Aryloxycarbonyloxygruppe, eine Aminogruppe (einschließlich einer Anilinogruppe und einer heterocyclischen Aminogruppe), eine Acylaminogruppe, eine Ureidogruppe, eine Sulfamoylaminogruppe, eine Alkoxycarbonylaminogruppe, eine Aryloxycarbonylaminogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylaminogruppe, eine heterocyclische Sulfonylaminogruppe, eine Nitrogruppe, eine Alkyl- oder Arylthiogruppe, eine heterocyclische Thiogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe, eine heterocyclische Sulfonylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfinylgruppe, eine heterocyclische Sulfinylgruppe, eine Sulfamoylgruppe oder eine Sulfogruppe, wobei jede dieser Gruppen weiterhin substituiert sein kann; R₅ und R₆ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe oder eine Sulfamoylgruppe, wobei jede dieser Gruppen weiterhin substituiert sein kann, mit der Maßgabe, dass R₅ und R₆ nicht gleichzeitig Wasserstoffatome sind; und R₁ und R₅ oder R₅ und R₆ können miteinander verbunden sein, um einen 5-gliedrigen oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
(6) Färbende Zusammensetzung gemäß Punkt (5), wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (IV) dargestellt wird:
worin A, B₁, B₂, G, R₅ und R₆ jeweils die gleiche Bedeutung wie A, B₁, B₂, G, R₅ und R₆ in der allgemeinen Formel (III) haben, und R₇ und R₈ haben die gleiche Bedeutung wie R₁ in der allgemeinen Formel (III).
(7) Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend die färbende Zusammensetzung gemäß einem der Punkte (1) bis (6).
(8) Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem ein Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger und einer darauf aufgebrachten Schicht erzeugt wird, die weiße anorganische Pigmentteilchen enthält, wobei die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Punkt (7) verwendet wird.
(9) Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit eines Bildes gegenüber Ozongas, das unter Verwendung einer Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger und einer darauf aufgebrachten Schicht erzeugt wird, die weiße anorganische Pigmentteilchen enthält, wobei die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung gemäß Punkt (7) ist.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genauer beschrieben.
Die Azoverbindung, die in der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, hat ein Oxidationspotential, das positiver als 0,8 V (vs SCE) ist, und enthält zwei oder mehr Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5.
Positivere Oxidationspotentiale sind bevorzugt, und das Oxidationspotential ist bevorzugt positiver als 1,0 V (vs SCE), besonders bevorzugt positiver als 1,1 V (vs SCE) und ganz besonders bevorzugt positiver als 1,2 V (vs SCE).
Die zuvor genannten Bedingungen basieren auf den Erkenntnissen, die sich bei der Untersuchung der Beständigkeit von Farbbildern gegenüber Ozongas, durchgeführt von den Erfindern der vorliegenden Erfindung, ergaben, nämlich dass ein Zusammenhang zwischen dem Oxidationspotential einer Verbindung, die für die Erzeugung von Farbbildern verwendet wird, und der Beständigkeit der Verbindung gegenüber Ozongas besteht, dass die Beständigkeit gegenüber Ozongas verbessert wird, wenn eine Verbindung mit einem Oxidationspotential verwendet wird, das positiver als 0,8 V ist, gemessen gegen eine gesättigte Kalomelelektrode (SCE), und dass eine unerwartet gute Beständigkeit gegenüber Ozongas beobachtet wird, wenn die Azoverbindung eine Azo verbindung ist, die zwei oder mehr Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 enthält.
Der Grund für die verbesserte Beständigkeit der Farbbilder gegenüber Ozongas ist der folgende. Es wird davon ausgegangen, dass eine gefärbte Verbindung durch Oxidation, bedingt durch die Wechselwirkung zwischen dem HOMO (höchsten besetzten Molekülorbital) und dem LUMO (niedrigsten unbesetzten Molekülorbital) der Verbindung und des Ozongases, zersetzt wird, d.h., bei der Reaktion zwischen dem HOMO der Azoverbindung und dem LUMO des Ozongases, wodurch die Dichte der Farbbilder verringert wird. Aus diesem Grund wird davon ausgegangen, dass die Verwendung einer Azoverbindung mit einem spezifischen Oxidationspotential zu einem niedrigeren HOMO der Verbindung führt, wodurch die Reaktivität mit Ozongas verringert wird, so dass die Beständigkeit der Verbindung gegenüber Ozongas verbessert wird.
Der Wert des Oxidationspotentials entspricht der Leichtigkeit, mit der ein Elektron von einer Probe auf eine Elektrode übertragen werden kann. Je höher der Wert ist (je positiver das Oxidationspotential ist), desto schwieriger ist es, ein Elektron von einer Probe auf eine Elektrode zu übertragen, mit anderen Worten, desto schwieriger ist die Oxidation. Bezüglich des Zusammenhangs mit der Struktur der Verbindung kann man sagen, dass das Oxidationspotential positiver wird, wenn eine Elektronen abziehende Gruppe in die Verbindung eingebracht wird, und dass das Oxidationspotential negativer wird, wenn eine Elektronen liefernde Gruppe in die Verbindung eingebracht wird.
Die Messung des Oxidationspotentials wird im Folgenden genau beschrieben; dieser Wert bedeutet das elektrische Potential, bei dem ein Elektron einer Verbindung bei der Voltammetrie der Verbindung auf die Anode übertragen wird, und es wird davon ausgegangen, dass der Wert des Oxidationspotentials mit dem Energiegehalt des HOMO im Grundzustand der Verbindung korreliert.
Die Messung des Oxidationspotentials wird im Folgenden beschrieben. Das Oxidationspotential wird bestimmt, indem eine Testprobe in einer Konzentration im Bereich von 1 × 10^–4 bis 1 × 10^–6 Mol·dm^–3 in einem Lösungsmittel, wie z.B. Dimethylformamid oder Acetonitril, das einen Trägerelektrolyten enthält, wie z.B. Natriumperchlorat oder Tetrapropylammoniumperchlorat, gelöst wird und der Wert mittels cyclischer Voltammetrie oder mittels Gleichstrompolarographie gegen eine SCE (gesättigte Kalomelelektrode) gemessen wird.
Der Trägerelektrolyt und das Lösungsmittel, die verwendet werden, können in Abhängigkeit von dem Oxidationspotential und der Löslichkeit der Testprobe geeignet gewählt werden. Geeignete Trägerelektrolyte und Lösungsmittel werden z.B. in Delahay, New Instrumental Methods in Electrochemistry, (1954), herausgegeben von Interscience Publishers; in A. J. Bard, et al., Electrochemical Methods, (1980), herausgegeben von John Wiley & Sons; und in Akira Fujishima, et al., Denkikagaku Sokuteiho (Electrochemical Measurement Methods), Seiten 101–118, (1984), herausgegeben von Gihodo Shuppan, beschrieben.
Der Wert des Oxidationspotentials kann im Bereich von etwa einigen zehn Millivolt variieren, was z.B. durch das Potential der Flüssigkeit und den Widerstand der flüssigen Probelösung verursacht wird, aber es ist möglich, die Reproduzierbarkeit des gemessenen Potentials zu gewährleisten, wenn man eine Kalibrierung mit einer Standardprobe (z.B. Hydrochinon) durchführt.
Das Oxidationspotential, auf das sich die Erfindung bezieht, ist ein Wert, der erhalten wird, wenn eine Verbindung in einer Konzentration von 1 × 10^–3 Mol·dm^–3 in einem Gemisch von Wasser/N,N-Dimethylformamid = 2/98, enthaltend 0,1 Mol·dm^–3 Tetrapropylammoniumperchlorat als Trägerelektrolyten, gelöst wird und das Potential mittels Gleichstrompolarographie unter Verwendung einer SCE (gesättigten Kalomelelektrode) als Referenzelektrode, einer Graphitelektrode als Arbeitselektrode und einer Platinelektrode als Gegenelektrode gemessen wird.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann eine Verbindung gewählt werden, die selbst ein positives Oxidationspotential hat, oder es kann eine Verbindung gewählt werden, die durch Einbringen einer Elektronen abziehenden Gruppe in eine beliebige Position modifiziert wird, d.h. es kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem ein Substituent mit einer großen Hammett-Substituentenkonstante σp eingebracht wird; die Hammett-Substituentenkonstante definiert die Elektronen abziehenden Gruppen und die Elektronen liefernden Gruppen. Im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Ozongas und im Hinblick auf das Moleküldesign ist es bevorzugt, dass ein Farbstoff verwendet wird, der selbst ein positives Oxidationspotential hat, da eine Elektronen abziehende Gruppe oder eine Elektronen liefernde Gruppe gegebenenfalls eingebracht werden kann, um die Beständigkeit gegenüber anderen Einflüssen, den Farbton und andere physikalische Eigenschaften zu steuern.
Wenn eine Elektronen abziehende Gruppe in eine beliebige Position der Verbindung eingebracht wird, um das Oxidationspotential positiver zu machen, so dass die Reaktivität mit Ozon als Elektrophil verringert wird, kann das Oxidationspotential insbesondere dann erhöht werden, wenn ein Substituent mit einer großen Hammett-Substituentenkonstante σp, die die Elektronen abziehenden Gruppen und die Elektronen liefernden Gruppen definiert, eingebracht wird.
Im Folgenden wird das Konzept der Hammett-Substituentenkonstanten σp beschrieben. Die Hammett-Regel ist eine empirische Regel, die 1953 von L. P. Hammett aufgestellt wurde, um den Einfluss von Substituenten auf die Reaktion oder das Gleichgewicht von Benzolderivaten zu beschreiben, und diese Regel wird heutzutage allgemein anerkannt. Die Substituentenkonstanten entsprechend der Hammett-Regel sind die Werte σp und σm. Diese Werte werden in vielen Literaturstellen angegeben. Diesbezüglich wird z.B. auf J. A. Dean ed., Lange's Handbook of Chemistry, 12. Auflage (1979), herausgegeben von McGraw-Hill; und die Spezialausgabe von Kagaku no Ryoiki (Regions of Chemistry), Nr. 122, Seiten 96–103 (1979), herausgegeben von Nankodo, verwiesen. Die Substituenten werden erfindungsgemäß durch die Hammett-Substituentenkonstante σp beschrieben; es erübrigt sich zu sagen, dass die Substituenten nicht auf die Substituenten beschränkt sind, für die der σp-Wert in der Literatur angegeben ist, sondern dass auch Substituenten verwendet werden können, deren σp-Wert unbekannt ist bzw. nicht in der Literatur angegeben ist, vorausgesetzt, dass die Substituenten einen geeigneten σp-Wert haben, wenn dieser Wert entsprechend der Hammett-Regel ermittelt wurde. Wenn die Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und (II) keine Benzolderivate sind, werden die σp-Werte verwendet, um den elektronischen Effekt der Substituenten, unabhängig von der Substitutionsposition, zu beschreiben. Die σp-Werte sollen erfindungsgemäß dementsprechend verstanden werden.
Zusätzlich muss die Azoverbindung, die in der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, zwei oder mehr Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 enthalten. Der pKa-Wert liegt bevorzugt im Bereich von –9 bis 5 und besonders bevorzugt im Bereich von –8 bis 5.
Der Substituent mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 ist ein Substituent, der einem Teil der Protonen dissoziierenden Gruppe einer Verbindung entspricht, deren pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 liegt.
Der pKa-Wert wird entsprechend der Definition verwendet, die in Yasuhiko Sawa, Kiso Kagaku kosu (Basic Chemistry Course) Butsuri Yuki Kagaku (Physical Organic Chemistry), Seiten 47–60 (1999), herausgegeben von Maruzen, angegeben ist. Die pKa-Werte verschiedenster Verbindungen sind in Tabelle 8.1 von M. B. Smith and J. March, March's Advanced Organic Chemistry, 5. Auflage, Seite 329 (2001), herausgegeben von John Wiley & Sons, sowie in den darin zitierten Literaturstellen beschrieben. Aus diesen Werten kann der pKa-Wert eines Substituenten abgeleitet werden. Die pKa-Werte von Verbindungen, die nicht in dieser Veröffentlichung angegeben sind, können aus der Definition des pKa-Wertes entsprechend dem Messverfahren, das in The Chemical Society of Japan ed., Jikken Kagaku Koza (Lecture on Experimental Chemistry) 1, 4. Auflage, Kihon Sosa (Basic Operations) I, Seite 115 (1990), herausgegeben von Maruzen, beschrieben wird, bestimmt werden. Der pKa-Wert einer schwachen Säure kann ebenfalls als relativer Wert, entsprechend dem Verfahren, das in Yasuhiko Sawaki, Kiso Kagaku kosu (Basic Chemistry Course) Butsuri Yuki Kagaku (Physical Organic Chemistry), Seite 50 (1999), herausgegeben von Maruzen, beschrieben wird, bestimmt werden. Da der pKa-Wert von den Messbedingungen abhängt, wie z.B. vom Lösungsmittel, kann der Wert alternativ entsprechend dem Verfahren bestimmt werden, das in The Chemical Society of Japan ed., Jikken Kagaku Koza (Lecture on Experimental Chemistry) 9, 4. Auflage, Denki/Jiki (Electricity/Magnetism), Seite 286 (1991), herausgegeben von Maruzen, beschrieben wird.
Da der pKa-Wert eines bestimmten Substituenten in einer Verbindung nicht unwesentlich durch die Struktur der Verbindung beeinflusst wird, unterscheidet sich der gemessene Wert manchmal von dem Wert, der für die andere Verbindung abgeschätzt wurde. Obwohl es möglich ist, den pKa-Wert der dissoziierenden Gruppe in der Verbindung un ter Anwendung der zuvor beschriebenen Verfahren zu messen, ist es nicht einfach, zu bestimmen, welchen Einfluss die anderen Teile der Verbindung auf den pKa-Wert der dissoziierenden Gruppe haben.
Deshalb entspricht der pKa-Wert eines bestimmten Substituenten erfindungsgemäß nicht einem Messergebnis, das bei der Vermessung der Verbindung erhalten wurde, sondern dem pKa-Wert der entsprechenden funktionellen Gruppe.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Abschätzung durchgeführt wird, indem ein Wert verwendet wird, der den Einfluss von Substituenteneffekten und sterischen Effekten minimieren kann, d.h. der pKa-Wert der dissoziierenden Gruppe einer Verbindung wird bestimmt unter Verwendung einer ähnlichen Verbindung mit der gleichen dissoziierenden Gruppe. Der pKa-Wert der Carboxygruppe, die in einer bestimmten Verbindung A an einen Benzolring gebunden ist, entspricht z.B. dem pKa-Wert (4,2) von Benzoesäure oder dem pKa-Wert eines Benzoesäurederivats, in dem die Substituenten und die Positionen der Substituenten ähnlich sind wie die in dem Benzolring der Verbindung A.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der pKa-Wert, der für die Definition der physikalischen Eigenschaften einer Verbindung verwendet wird, der pKa-Wert, der in Wasser gemessen wurde.
Beispiele für spezifische Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 umfassen eine Sulfogruppe, eine Carboxygruppe, eine Thiocarboxygruppe, eine Sulfinogruppe, eine Phosphonogruppe, eine Dihydroxyphosphinogruppe und dgl. Eine Sulfogruppe und eine Carboxygruppe sind bevorzugt.
Die dissoziierende Gruppe kann erfindungsgemäß in undissoziierter Form oder in einer Form, die ein Gegenion umfasst, vorliegen, und die Verbindung kann in undissoziierter Form, in undissoziierter Form oder in einer Mischform davon vorliegen. Die Form, in der die Verbindung vorliegt, hängt von den Umgebungsbedingungen ab.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält die Azoverbindung zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr und besonders bevorzugt vier oder mehr Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5.
Der Substituent mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 kann in jeder Position an die Verbindung gebunden sein, und die Substitutionspositionen der individuellen Substituenten können willkürlich gewählt werden.
Im Hinblick auf die Beschreibung der Färbung von Cellulosefasern in Kazuo Kondo ed., Senshoku (dyeing), 3. Auflage, (1987), herausgegeben von Tokyo Denki University Publishing, ist es bevorzugt, dass die Substituenten nicht in benachbarten Positionen, sondern in geeigneten Intervallen gebunden sind, wenn sie Gruppen sind, die der Verbindung Wasserlöslichkeit verleihen.
Es ist bevorzugt, dass jeder der zwei oder mehr Ringe der Verbindung mindestens einen und bevorzugt zwei oder mehr der Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 umfasst. Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäß verwendete Azoverbindung, die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird und die im Folgenden genau beschrieben wird, zwei Ringe enthält, an die jeweils mindestens einer der zuvor beschriebenen Substituenten gebunden ist, und es ist besonders bevorzugt, dass die Azoverbindung zwei Ringe enthält, an die jeweils zwei oder mehr der zuvor beschriebenen Substituenten gebunden sind.
Zusätzlich zu den zuvor gemachten Annahmen wird davon ausgegangen, dass der Grund, warum Farbbilder, die unter Verwendung der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung, die einen spezifischen Azofarbstoff enthält, hergestellt wurden, eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Ozongas haben, der ist, dass die Gegenwart einer geeigneten Anzahl an geeigneten dissoziierenden Gruppen in geeigneten Positionen des Moleküls dazu führt, dass die Azoverbindung der Tinte, die auf einen gewünschten Bereich eines Aufzeichnungsmaterials aufgebracht wurde, fest an das Aufzeichnungsmaterial oder dessen Bildempfangsschicht gebunden wird. Diese Interpretation entspricht den Ergebnissen des Tests auf Wasserbeständigkeit in den Beispielen, der im Folgenden genau beschrieben wird.
Genauer gesagt, wenn die Azoverbindung fest an das Aufzeichnungsmaterial oder dessen Bildempfangsschicht gebunden wurde und ein Farbbild mit einer zufriedenstellenden Wasserbeständigkeit erhalten wurde, kann die Festigkeit, mit der der Farbstoff an das Bildempfangsmaterial gebunden wurde, mit einem Test auf Wasserbeständigkeit bestimmt werden. In den erfindungsgemäßen Beispielen, die im Folgenden genau beschrieben werden, hatten die Ausdrucke, die eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Ozongas hatten, ebenfalls eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Wasser, so dass davon ausgegangen wird, dass eine feste Bindung des Farbstoffes an das Aufzeichnungsmaterial ebenfalls zu einer verbesserten Ozonbeständigkeit führt.
Jede der Gruppen A und C in der allgemeinen Formel (I) ist eine aromatische Gruppe, wie z.B. eine Arylgruppe, oder eine heterocyclische Gruppe, wobei C bevorzugt eine aromatische heterocyclische Gruppe (Het) ist. A ist ebenfalls bevorzugt eine aromatische heterocyclische Gruppe. Die heterocyclische Gruppe ist ein 5-gliedriger oder 6-gliedriger Ring und enthält N, S und/oder O als Heteroatom(e). Kondensierte Ringe gehören ebenfalls dazu.
Beispiele für bevorzugte Heterocyclen in den allgemeinen Formeln (I) und (II) umfassen einen Thiophenring, einen Thiazolring, einen Imidazolring, einen Benzothiazolring, einen Thienothiazolring und dgl. Ein Thiophenring, ein Thiazolring, ein Imidazolring, ein Benzothiazolring und ein Thienothiazolring, dargestellt durch die folgenden allgemeinen Formeln (a) bis (e), sind bevorzugt. Es ist ganz besonders bevorzugt, dass B eine heterocyclische Gruppe ist, abgeleitet von dem Thiophenring, dargestellt durch die allgemeine Formel (a).
In den allgemeinen Formeln (a) bis (e) bedeuten R₁₀ bis R₁₈ Substituenten und haben die gleiche Bedeutung wie R₁ in der allgemeinen Formel (III).
B kann weiterhin mit mindestens einem Substituenten substituiert sein, und Beispiele für die Substituenten umfassen ein Halogenatom, eine Alkylgruppe (einschließlich einer Cycloalkylgruppe und einer Bicycloalkylgruppe), eine Alkenylgruppe (einschließlich einer Cycloalkenylgruppe und einer Bicycloalkenylgruppe), eine Alkinylgruppe, eine Arylgruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyanogruppe, eine Hydroxygruppe, eine Nitrogruppe, eine Carboxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine Silyloxygruppe, eine heterocyclische Oxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbamoyloxygruppe, eine Alkoxycarbonyloxygruppe, eine Aryloxycarbonyloxygruppe, eine Aminogruppe (einschließlich einer Anilinogruppe), eine Acylaminogruppe, eine Aminocarbonylaminogruppe, eine Alkoxycarbonylaminogruppe, eine Aryloxycarbonylaminogruppe, eine Sulfamoylaminogruppe, eine Alkylsulfonylaminogruppe, eine Arylsulfonylaminogruppe, eine Mercaptogruppe, eine Alkylthiogruppe, eine Arylthiogruppe, eine heterocyclische Thiogruppe, eine Sulfamoylgruppe, eine Sulfogruppe, eine Alkylsulfinylgruppe, eine Arylsulfinylgruppe, eine Alkylsulfonylgruppe, eine Arylsulfonylgruppe, eine Acylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Arylazogruppe, eine heterocyclische Azogruppe, eine Imidogruppe, eine Phosphinogruppe, eine Phosphonogruppe, eine Phosphinylgruppe, eine Phosphinyloxygruppe, eine Phosphinylaminogruppe und eine Silylgruppe.
Von den zuvor genannten funktionellen Gruppen können die, die ein Wasserstoffatom enthalten, mit einer der zuvor genannten Gruppen substituiert sein, wobei das Wasserstoffatom ersetzt wird. Beispiele für solche Substituenten umfassen eine Alkylcarbonylaminosulfonylgruppe, eine Arylcarbonylaminosulfonylgruppe, eine Alkylsulfonylaminocarbonylgruppe, eine Arylsulfonylaminocarbonylgruppe und dgl.
Die Substituenten dieser Heterocyclen können miteinander verbunden sein, um einen kondensierten Ring, der ein Kohlenwasserstoffring oder ein Heterocyclus sein kann, zu bilden, und der kondensierte Ring kann substituiert sein. Wenn der Heterocyclus ein Stickstoffatom enthält, kann das Stickstoffatom in ein quaternäres Stickstoffatom umge wandelt werden. Wenn der Heterocyclus eine tautomere Form bilden kann, umfasst die Verbindung alle Tautomere, selbst wenn nur eine tautomere Form beschrieben wird.
Het bedeutet eine aromatische heterocyclische Gruppe, bevorzugt eine aromatische Stickstoff enthaltende heterocyclische Gruppe, besonders bevorzugt eine 5-gliedrige oder 6-gliedrige aromatische Stickstoff enthaltende heterocyclische Gruppe und ganz besonders bevorzugt eine aromatische Stickstoff enthaltende heterocyclische Gruppe, dargestellt durch die allgemeine Formel (V).
In der allgemeinen Formel (V) bedeuten B₁ und B₂ jeweils =CR₁- oder -CR₂=, oder eine der Gruppen B₁ und B₂ ist ein Stickstoffatom und die andere bedeutet =CR₁- oder -CR₂=. Es ist besonders bevorzugt, dass B₁ und B₂ jeweils =CR₁- oder -CR₂= bedeuten.
R₅ und R₆ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe oder eine Sulfamoylgruppe, wobei jede dieser Gruppen weiterhin substituiert sein kann. Beispiele für bevorzugte Substituenten, dargestellt durch R₅ und R₆, umfassen ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acylgruppe und eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe. Besonders bevorzugt sind ein Wasserstoffatom, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acylgruppe und eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe. Ganz besonders bevorzugt sind ein Wasserstoffatom, eine Arylgruppe und eine heterocyclische Gruppe. Jede dieser Gruppen kann weiterhin substituiert sein. R₅ und R₆ bedeuten nicht gleichzeitig Wasserstoffatome.
G, R₁ und R₂ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyanogruppe, eine Carboxygruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkoxy carbonylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine heterocyclische Oxycarbonylgruppe, eine Acylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine heterocyclische Oxygruppe, eine Silyloxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbamoyloxygruppe, eine Alkoxycarbonyloxygruppe, eine Aryloxycarbonyloxygruppe, eine Aminogruppe (einschließlich einer Anilinogruppe und einer heterocyclischen Aminogruppe), eine Acylaminogruppe, eine Ureidogruppe, eine Sulfamoylaminogruppe, eine Alkoxycarbonylaminogruppe, eine Aryloxycarbonylaminogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylaminogruppe, eine heterocyclische Sulfonylaminogruppe, eine Nitrogruppe, eine Alkyl- oder Arylthiogruppe, eine heterocyclische Thiogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe, eine heterocyclische Sulfonylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfinylgruppe, eine heterocyclische Sulfinylgruppe, eine Sulfamoylgruppe oder eine Sulfogruppe, wobei jede dieser Gruppen weiterhin substituiert sein kann.
Der Substituent, der durch G dargestellt wird, ist bevorzugt ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine heterocyclische Oxygruppe, eine Aminogruppe (einschließlich einer Anilinogruppe und einer heterocyclischen Aminogruppe), eine Acylaminogruppe, eine Ureidogruppe, eine Sulfamoylaminogruppe, eine Alkoxycarbonylaminogruppe, eine Aryloxycarbonylaminogruppe, eine Alkyl- oder Arylthiogruppe oder eine heterocyclische Thiogruppe; besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Aminogruppe (einschließlich einer Anilinogruppe und einer heterocyclischen Aminogruppe) oder eine Acylaminogruppe; und ganz besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom, eine Anilinogruppe oder eine Acylaminogruppe. Jede dieser Gruppen kann weiterhin substituiert sein.
Beispiele für bevorzugte Substituenten, dargestellt durch R₁ und R₂, umfassen ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, ein Halogenatom, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Carboxygruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe und eine Cyanogruppe. Jede dieser Gruppen kann weiterhin substituiert sein.
R₁ und R₅ oder R₅ und R₆ können miteinander verbunden sein, um einen 5-gliedrigen oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
Beispiele für die Substituenten, mit denen jeder der Substituenten, dargestellt durch A, R₁, R₂, R₅, R₆ und G, substituiert sein kann, umfassen die Substituenten, die zuvor für G, R₁ und R₂ aufgeführt wurden. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass weiterhin eine ionische hydrophile Gruppe als Substituent an jede beliebige Position von A, R₁, R₂, R₅, R₆ und G gebunden ist.
Beispiele für ionische hydrophile Gruppen, die als Substituenten verwendet werden können, umfassen eine Sulfogruppe, eine Carboxygruppe, eine Phosphonogruppe, eine quaternäre Ammoniumgruppe und dgl. Die ionische hydrophile Gruppe ist bevorzugt eine Carboxygruppe, eine Phosphonogruppe oder eine Sulfogruppe und besonders bevorzugt eine Carboxygruppe oder eine Sulfogruppe. Die Carboxygruppe, die Phosphonogruppe und die Sulfogruppe können in Form eines Salzes vorliegen, und Beispiele für die Gegenionen, die das Salz bilden, umfassen ein Ammoniumion, ein Alkalimetallion (wie z.B. ein Lithiumion, ein Natriumion oder ein Kaliumion) und organische Kationen (wie z.B. ein Tetramethylammoniumion, ein Tetramethylguanidiniumion oder ein Tetramethylphosphoniumion).
Wenn die Gruppe Het einen Substituenten mit einem pKa-Wert im Bereich von –10 bis 5 hat, ist die Position bevorzugt eine von R₄ bis R₉, besonders bevorzugt eine von R₆ bis R₉, und es ist ganz besonders bevorzugt, dass ein Substituent als R₆ oder R₇ vorliegt und der andere als R₈ oder R₉ vorliegt.
Der Substituent mit einem pKa-Wert im Bereich von –10 bis 5, der in der allgemeinen Formel (I) an A oder B gebunden ist, kann direkt oder über eine zweiwertige Verbindungsgruppe an A oder B gebunden sein. Beispiele für die zweiwertige Verbindungsgruppe umfassen eine Verbindungsgruppe, dargestellt durch eine Struktur, die durch Entfernen eines Wasserstoffatoms oder eines Substituenten aus den zuvor genannten Substituenten (einwertigen Substituenten) für B erhalten wurde. Beispiele dafür umfassen eine Alkylengruppe (wie z.B. eine Methylengruppe, eine Ethylengruppe, eine Propylengruppe, eine Butylengruppe oder eine Pentylengruppe), eine Arylengruppe (wie z.B. eine Phenylengruppe, eine Naphthylengruppe oder eine 2,4,6-Trimethylphenylengruppe), eine Alkenylengruppe (wie z.B. eine Ethenylengruppe oder eine Propenylengruppe), eine Alkinylengruppe (wie z.B. eine Ethinylengruppe oder eine Propinylengruppe), eine Amidogruppe, eine Estergruppe, eine Sulfonamidogruppe, eine Sulfonatester gruppe, eine Ureidogruppe, eine Sulfonylgruppe, eine Sulfinylgruppe, eine Thioethergruppe, eine Ethergruppe, eine Carboxylgruppe, -N(Rq)- (Rq bedeutet ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe) und eine heterocyclische zweiwertige Gruppe (wie z.B. eine Benzothiazol-2,6-diylgruppe, eine 6-Chlor-1,3,5-triazin-2,4-diylgruppe, eine Pyrimidin-2,4-diylgruppe oder eine Chinoxalin-2,3-diylgruppe), sowie eine zweiwertige Verbindungsgruppe, die durch Kombination von zwei oder mehr dieser Gruppen erhalten wurde. Die zweiwertige Verbindungsgruppe kann substituiert sein.
Die Azogruppe der Azoverbindung, die in der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann, abhängig von der Struktur der Verbindung, in der Azoform (-N=N-) oder in der Hydrazoform (-NH-N=) vorliegen, und alle diese Formen werden erfindungsgemäß von der Azoform umfasst.
Die Azoverbindung kann in Form verschiedenster Tautomere vorliegen, abhängig von den Bedingungen, unter denen die Verbindung vorliegt. Die Verbindung wird erfindungsgemäß nur in einer tautomeren Form beschrieben, aber sie kann auch in anderen tautomeren Formen vorliegen, die erfindungsgemäß alle umfasst werden.
Eine erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugte Struktur wird durch die folgende allgemeine Formel (VI) dargestellt.
In der allgemeinen Formel (VI) bedeutet Z₁ eine Elektronen abziehende Gruppe mit einer Hammett-Substituentenkonstante σp von 0,20 oder mehr. Z₁ ist bevorzugt eine Elektronen abziehende Gruppe mit einem σp-Wert von 0,30 oder mehr, besonders bevorzugt eine Elektronen abziehende Gruppe mit einem σp-Wert von 0,45 oder mehr und ganz besonders bevorzugt eine Elektronen abziehende Gruppe mit einem σp-Wert von 0,60 oder mehr, wobei der Wert bevorzugt 1,0 oder weniger beträgt. Als bevorzugte spezifische Beispiele für den Substituenten können die im Folgenden beschriebenen Elektronen abziehenden Substituenten genannt werden. Genauer gesagt, eine Acylgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkyloxycarbonylgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe, eine Alkylsulfonylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Arylsulfonylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Carbamoylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine halogenierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind bevorzugt. Eine Cyanogruppe, eine Alkylsulfonylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine Arylsulfonylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen sind besonders bevorzugt, wobei eine Cyanogruppe ganz besonders bevorzugt ist.
R₃ und R₄ in der allgemeinen Formel (VI) haben jeweils die gleiche Bedeutung wie R₁ in der allgemeinen Formel (III). Jede der Gruppen in der allgemeinen Formel (VI) kann weiterhin substituiert sein. Wenn diese Gruppen weiterhin substituiert sind, umfassen Beispiele für die Substituenten die Substituenten, die für die allgemeine Formel (I) genannt wurden, die Gruppen, die als R₁ beschrieben wurden, und die ionischen hydrophilen Gruppen.
Beispiele für die Elektronen abziehenden Gruppen mit einer Hammett-Substituentenkonstante σp von 0,60 oder mehr, dargestellt durch Z₁, umfassen eine Cyanogruppe, eine Nitrogruppe, eine Alkylsulfonylgruppe (wie z.B. eine Methansulfonylgruppe) und eine Arylsulfonylgruppe (wie z.B. eine Benzolsulfonylgruppe).
Beispiele für die Elektronen abziehenden Gruppen mit einer Hammett-Substituentenkonstante σp von 0,45 oder mehr umfassen, zusätzlich zu den zuvor genannten Substituenten, eine Acylgruppe (wie z.B. eine Acetylgruppe), eine Alkoxycarbonylgruppe (wie z.B. eine Dodecyloxycarbonylgruppe), eine Aryloxycarbonylgruppe (wie z.B. eine m-Chlorphenoxycarbonylgruppe), eine Alkylsulfinylgruppe (wie z.B. eine n-Propylsulfinylgruppe), eine Arylsulfinylgruppe (wie z.B. eine Phenylsulfinylgruppe), eine Sulfamoylgruppe (wie z.B. eine N-Ethylsulfamoylgruppe oder eine N,N-Dimethylsulfamoylgruppe) und eine halogenierte Alkylgruppe (wie z.B. eine Trifluormethylgruppe).
Beispiele für die Elektronen abziehenden Gruppen mit einer Hammett-Substituentenkonstante σp von 0,30 oder mehr umfassen, zusätzlich zu den zuvor genannten Substituenten, eine Acyloxygruppe (wie z.B. eine Acetyloxygruppe), eine Carbamoylgruppe (wie z.B. eine N-Ethylcarbamoylgruppe und eine N,N-Dibutylcarbamoylgruppe), eine halo genierte Alkoxygruppe (wie z.B. eine Trifluormethyloxygruppe), eine halogenierte Aryloxygruppe (wie z.B. eine Pentafluorphenyloxygruppe), eine Sulfonyloxygruppe (wie z.B. eine Methylsulfonyloxygruppe), eine halogenierte Alkylthiogruppe (wie z.B. eine Difluormethylthiogruppe), eine Arylgruppe, die mit zwei oder mehr Elektronen abziehenden Gruppen mit einem σp-Wert von 0,15 oder mehr substituiert ist (wie z.B. eine 2,4-Dinitrophenylgruppe oder eine Pentachlorphenylgruppe) und eine heterocyclische Gruppe (wie z.B. eine 2-Benzoxazolylgruppe, eine 2-Benzothiazolylgruppe oder eine 1-Phenyl-2-benzimidazolylgruppe).
Spezifische Beispiele für die Elektronen abziehenden Gruppen mit einem σp-Wert von 0,20 oder mehr umfassen, zusätzlich zu den zuvor genannten Substituenten, ein Halogenatom.
Spezifische Beispiele für die Azoverbindung, die in der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, sind im Folgenden als Verbindungen in Form der freien Säure angegeben, aber die Azoverbindungen, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind nicht darauf beschränkt. Die Carboxygruppe, die Phosphonogruppe und die Sulfogruppe können in Form eines Salzes vorliegen, und Beispiele für die Gegenionen, die das Salz bilden, umfassen ein Ammoniumion, ein Alkalimetallion (wie z.B. ein Lithiumion, ein Natriumion oder ein Kaliumion) und organische Kationen (wie z.B. ein Tetramethylammoniumion, ein Tetramethylguanidiniumion oder ein Tetramethylphosphoniumion).
Die folgenden spezifischen Verbindungen haben alle ein Oxidationspotential, das positiver als 0,8 V (vs SCE) ist.
Der Farbstoff, der durch die zuvor beschriebene allgemeine Formel (I) dargestellt wird, kann durch Kupplung einer Diazoverbindung mit einem Kuppler hergestellt werden. Beispiele für Verfahren zur Herstellung der Farbstoffe, die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt werden, sind im Folgenden angegeben. M/S wurde gemessen mittels LC/MS, ESI, Nega direct introduction. Die bei der Messung verwendeten Verdünnungsflüssigkeiten waren Flüssigkeit A: Wasser (0,1% Triethylamin, Essigsäure) und Flüssigkeit B: Acetonitril (0,1% Triethylamin, Essigsäure), und die Messung wurde in einer Flüssigkeit B-Konzentration von 90% durchgeführt.
[Herstellung des Farbstoffes a-1]
In 15 ml Essigsäure und 15 ml einer 85%igen Phosphorsäure wurden 1,5 g des Diazobestandteils A-1 dispergiert, und während die Temperatur der Flüssigkeit bei –2 bis 0°C gehalten wurde, wurden 2,2 g einer 40%igen Nitrosylschwefelsäure dazugegeben. Die erhaltene Flüssigkeit wurde unter Rühren zu einer Lösung von 3,3 g des Kupplerbestandteils B-1, der in 25 ml Wasser gelöst worden war, gegeben, und dann wurde das Gemisch 1 Stunde lang bei 0 bis 5°C umgesetzt. Zu der Reaktionsflüssigkeit wurden 5,0 g Lithiumchlorid gegeben, und die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Der auf diese Weise erhaltene feuchte Kuchen wurde zu 100 ml Wasser gegeben, der pH-Wert der erhaltenen Lösung wurde mit einer 0,1 N wässrigen Lithiumchloridlösung auf 7 bis 8 eingestellt, und dann wurden 300 ml Isopropylalkohol dazugegeben. Die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Diese Prozedur wurde wiederholt, wobei 2,3 g des gewünschten Produktes (Lithiumsalz von a-1) (M/S: (M – H)^– = 698, (M – 2H)^2– = 348,5; λ_max (Wasser) = 580 nm) erhalten wurden.
Das Syntheseschema ist im Folgenden angegeben. In den folgenden Syntheseschemata sind die Produkte nicht als Lithiumsalze, sondern als freie Säuren angegeben.
[Herstellung des Farbstoffes c-7]
In 15 ml Essigsäure und 15 ml einer 85%igen Phosphorsäure wurden 2,0 g des Diazobestandteils A-2 dispergiert, und während die Temperatur der Flüssigkeit bei –2 bis 0°C gehalten wurde, wurden 2,2 g einer 40%igen Nitrosylschwefelsäure dazugegeben. Die erhaltene Flüssigkeit wurde unter Rühren zu einer Lösung von 3,0 g des Kupplerbestandteils B-1, der in 30 ml Wasser gelöst worden war, gegeben, und dann wurde das Gemisch 1 Stunde lang bei 0 bis 5°C umgesetzt. Zu der Reaktionsflüssigkeit wurden 5,0 g Lithiumchlorid gegeben, und die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Der auf diese Weise erhaltene feuchte Kuchen wurde zu 100 ml Wasser gegeben, der pH-Wert der erhaltenen Lösung wurde mit einer 0,1 N wässrigen Lithiumchloridlösung auf 7 bis 8 eingestellt, und dann wurden 300 ml Isopropylalkohol dazugegeben. Die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Diese Prozedur wurde wiederholt, wobei 2,9 g des gewünschten Produktes (Lithiumsalz von c-7) (M/S: (M – H)^– = 778, (M – 2H)^2– = 388,5; λ_max (Wasser) = 580 nm) erhalten wurden.
Das Syntheseschema ist im Folgenden angegeben.
[Herstellung des Farbstoffes e-2]
In 7,5 ml Essigsäure und 7,5 ml einer 85%igen Phosphorsäure wurden 0,75 g des Diazobestandteils A-3 dispergiert, und während die Temperatur der Flüssigkeit bei –2 bis 0°C gehalten wurde, wurden 0,77 g einer 40%igen Nitrosylschwefelsäure dazugegeben. Die erhaltene Flüssigkeit wurde unter Rühren zu einer Lösung von 1,20 g des Kupplerbestandteils B-1, der in 15 ml Wasser gelöst worden war, gegeben, und dann wurde das Gemisch 1 Stunde lang bei 0 bis 5°C umgesetzt. Zu der Reaktionsflüssigkeit wurden nacheinander 5,0 g Lithiumchlorid und 30 ml Isopropylalkohol gegeben, und die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Der auf diese Weise erhaltene feuchte Kuchen wurde zu 100 ml Wasser gegeben, der pH-Wert der erhaltenen Lösung wurde mit einer 0,1 N wässrigen Lithiumchloridlösung auf 7 bis 8 eingestellt, und dann wurden 300 ml Isopropylalkohol dazugegeben. Die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Diese Prozedur wurde wiederholt, wobei 1,0 g des gewünschten Produktes (Lithiumsalz von e-2) (M/S: (M – H)^– = 786, (M – 2H)^2– = 392,5; λ_max (Wasser) = 582 nm) erhalten wurden.
Das Syntheseschema ist im Folgenden angegeben.
[Herstellung des Farbstoffes i-1
In 20 ml Essigsäure und 20 ml einer 85%igen Phosphorsäure wurden 1,0 g des Diazobestandteils A-4 dispergiert, und während die Temperatur der Flüssigkeit bei –2 bis 0°C gehalten wurde, wurden 0,7 g einer 40%igen Nitrosylschwefelsäure dazugegeben. Die erhaltene Flüssigkeit wurde unter Rühren zu einer Lösung von 1,1 g des Kupplerbestandteils B-1, der in 30 ml Wasser gelöst worden war, gegeben, und dann wurde das Gemisch 1 Stunde lang bei 0 bis 5°C umgesetzt. Zu der Reaktionsflüssigkeit wurden nacheinander 5,0 g Lithiumchlorid und 30 ml Isopropylalkohol gegeben. Die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Der auf diese Weise erhaltene feuchte Kuchen wurde zu 100 ml Wasser gegeben, der pH-Wert der erhaltenen Lösung wurde mit einer 0,1 N wässrigen Lithiumchloridlösung auf 7 bis 8 eingestellt, und dann wurden 300 ml Isopropylalkohol dazugegeben. Die ausgefällten Kristalle wurden abfiltriert und gewaschen. Diese Prozedur wurde wiederholt, wobei 0,9 g des gewünschten Produktes (Lithiumsalz von i-1) (M/S: (M – H)^– = 908, (M – 2H)^2– = 453,5; λ_max (Wasser) = 590 nm) erhalten wurden.
Das Syntheseschema ist im Folgenden angegeben.
Zusätzlich wurden die folgenden Verbindungen in ähnlicher Weise wie zuvor beschrieben hergestellt.
Die färbende Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist nicht auf bestimmte Zusammensetzungen beschränkt, vorausgesetzt, dass sie die zuvor beschriebene spezifische Azoverbindung enthält. Die Zusammensetzung kann jedoch, abhängig von der Verwendung der färbenden Zusammensetzung, verschiedenste Substanzen enthalten. Wenn die Zusammensetzung z.B. als Tintenzusammensetzung verwendet wird, wird die Verbindung in einem Medium (einem öligen oder wässrigen Medium) gelöst oder dispergiert, und es ist bevorzugt, dass Additive, die im Folgenden beschrieben werden, zugegeben werden, so dass die Tintenzusammensetzung die erforderlichen und gewünschten Eigenschaften aufweist.
Die Bestandteile, die in einer Farbtonerzusammensetzung verwendet werden, beschrieben in der JP-A-7-209912, die Bestandteile, die in einer Farbfilterresistzusammensetzung verwendet werden, beschrieben in der JP-A-6-35182, und die Bestandteile, die in einem Material für die thermische Farbstoffübertragung verwendet werden, beschrieben in der JP-A-7-137466, können ebenfalls eingebracht werden. (Der Ausdruck "JP-A", der hier verwendet wird, bedeutet eine "Veröffentlichung einer ungeprüften japanischen Patentanmeldung").
Die spezifische Azoverbindung, die in der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, wird verwendet, nachdem die Eigenschaften, wie z.B. die Löslichkeit, die Dispergierbarkeit und die thermische Mobilität, der Verbindung durch geeignete Wahl der Substituenten eingestellt wurden, so dass die Verbindung für einen speziellen Zweck verwendet werden kann. Die spezifische Azoverbindung, die in der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann in gelöster Form oder in Form einer Emulsion oder Dispersion, oder in festem dispergierten Zustand verwendet werden, abhängig von dem System, das verwendet wird.
Beispiele für die Anwendungen der färbenden Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung, die die spezifische Azoverbindung enthält, umfassen verschiedenste Materialien für die Erzeugung von Bildern, insbesondere Farbbildern, insbesondere Materialien für die Tintenstrahlaufzeichnung, Materialien für die Aufzeichnung in der Wärme, druckempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, Materialien für die Elektrophotographie, lichtempfindliche Silberhalogenidmaterialien vom Übertragungstyp, Drucktinten, Schreibstifte, Tintenzusammensetzungen und dgl. Bevorzugte Anwendungen sind Tintenzusammensetzungen und Materialien für die Tintenstrahlaufzeichnung.
Die färbende Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls in Bildaufzeichnungsvorrichtungen, wie z.B. CCD-Vorrichtungen, in Farbfiltern für die Aufnahme und die Wiedergabe von Farbbildern zur Verwendung in Displays, wie z.B. LCD- und PDP-Displays, und in Färbelösungen für das Färben verschiedenster Gewebe verwendet werden.
Im Folgenden wird eine Tintenzusammensetzung als bevorzugte Zusammensetzung, die die zuvor beschriebene färbende Zusammensetzung umfasst, und insbesondere eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung genau beschrieben.
[Tintenzusammensetzung]
Eine Tintenzusammensetzung, wie z.B. eine Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, kann hergestellt werden, indem die zuvor beschriebene spezifische Azoverbindung in einem lipophilen Medium oder einem wässrigen Medium gelöst und/oder dispergiert wird. Ein wässriges Medium wird bevorzugt verwendet. Falls erforderlich, werden andere Additive in einer Menge, die die erfindungsgemäßen Effekte nicht nachteilig beeinflussen, zugegeben. Beispiele für die anderen Additive umfassen bekannte Additive, wie z.B. Mittel, die ein Austrocknen der Tinte verhindern (Feuchthaltemittel), Mittel, die die Emulsion stabilisieren, Mittel, die ein Eindringen der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium beschleunigen, UV-Absorber, Mittel, die ein Verblassen der Farbe verhindern, Antischimmelmittel, Mittel zum Einstellen des pH-Wertes, Mittel zum Einstellen der Oberflächenspannung, Mittel, die eine Schaumbildung verhindern, Konservierungsmittel, Mittel zum Einstellen der Viskosität, Dispergiermittel, Dispersionsstabilisatoren, Rostschutzmittel, Komplexbildner und dgl. Im Fall einer wässrigen Tinte werden diese Additive direkt zu der Tintenflüssigkeit gegeben. Wenn ein öllöslicher Farbstoff in dispergierter Form verwendet wird, werden die Additive gewöhnlich zu einer Farbstoffdispersion gegeben, nachdem diese hergestellt wurde, aber sie können auch zu einer öligen Phase oder einer wässrigen Phase während der Herstellung der Farbstoffdispersion gegeben werden.
Ein Feuchthaltemittel wird verwendet, um ein Verstopfen der Düsen eines Tintenstrahldruckkopfes für die Tintenstrahlaufzeichnung, hervorgerufen durch das Austrocknen der Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung, zu verhindern.
Das Feuchthaltemittel ist bevorzugt ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem Dampfdruck, der geringer als der von Wasser ist. Spezifische Beispiele für die Feuchthaltemittel umfassen mehrwertige Alkohole, wie z.B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Polyethylenglycol, Thiodiglycol, Dithiodiglycol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 1,2,6-Hexantriol, Acetylenglycolderivate, Glycerin, Trimethylolpropan und dgl.; niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. Ethylenglycolmonomethylether oder Ethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonomethylether oder Diethylenglycolmonoethylether, Triethylenglycolmonoethylether oder Triethylenglycolmonobutylether oder dgl.; heterocyclische Verbindungen, wie z.B. 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, N-Ethylmorpholin und dgl.; Schwefel enthaltende Verbindungen, wie z.B. Sulfolan, Dimethylsulfoxid, 3-Sulfolen und dgl.; Verbindungen mit verschiedenen funktionellen Gruppen, wie z.B. Diacetonalkohol, Diethanolamin und dgl.; und Harnstoffderivate. Mehrwertige Alkohole, wie z.B. Glycerin, Diethylenglycol und dgl., sind besonders bevorzugt. Die Feuchthaltemittel können einzeln oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr Feuchthaltemitteln verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass die Tinte das Feuchthaltemittel in einer Menge im Bereich von 10 bis 50 Gew.-% enthält.
Das Mittel, das das Eindringen der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium beschleunigt und das bevorzugt verwendet wird, wird verwendet, damit eine Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung besser in Papier eindringen kann. Beispiele für die Mittel, die ein Eindringen der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium beschleunigen, umfassen Alkohole, wie z.B. Ethanol, Isopropanol, Butanol, Diethylenglycolmonobutylether oder Triethylenglycolmonobutylether, 1,2-Hexandiol und dgl.; Natriumlaurylsulfat, Natriumoleat, nichtionische oberflächenaktive Mittel und dgl. Es werden ausreichende Effekte erzielt, wenn die Tinte das Mittel, das das Eindringen der Tinte in ein Aufzeichnungsmedium beschleunigt, in einer Menge im Bereich von 5 bis 30 Gew.-% enthält, und es ist bevorzugt, dass die Menge so gewählt wird, dass kein Ausbluten der Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium auftritt und die Tinte nicht vollständig durch das Aufzeichnungsmedium dringt.
Der UV-Absorber wird verwendet, um die Lagerbeständigkeit der Bilder zu verbessern. Beispiele für die UV-Absorber umfassen Verbindungen auf der Basis von Benzotriazol, beschrieben in der JP-A-58-185677, der JP-A-61-190537, der JP-A-2-782, der JP-A-5-197075, der JP-A-9-34057 und dgl.; Verbindungen auf der Basis von Benzophenon, beschrieben in der JP-A-46-2784, der JP-A-5-194483, dem US Patent Nr. 3214463 und dgl.; Verbindungen auf der Basis von Zimtsäure, beschrieben in der JP-B-48-30492 (der Ausdruck "JP-B", der hier verwendet wird, bedeutet eine "Veröffentlichung eines geprüften japanischen Patents"), der JP-B-56-21141, der JP-A-10-88106 und dgl.; Verbindungen auf der Basis von Triazin, beschrieben in der JP-A-4-298503, der JP-A-8-53427, der JP-A-8-239368, der JP-A-10-182621, der JP-W-8-501291 (der Ausdruck "JP-W", der hier verwendet wird, bedeutet eine "Veröffentlichung einer japanischen Übersetzung einer PCT Patentanmeldung") und dgl.; Verbindungen, die in Research Disclosure Nr. 24239 beschrieben werden; und Verbindungen, die UV-Strahlung absorbieren und Fluoreszenzlicht emittieren, d.h. sogenannte "Fluoreszenzaufheller", wie z.B. Verbindungen auf der Basis von Stilben und Verbindungen auf der Basis von Benzooxazol.
Das Mittel, das ein Verblassen der Farbe verhindert, wird verwendet, um die Lagerbeständigkeit der Bilder zu verbessern. Beispiele für die Mittel, die ein Verblassen der Farbe verhindern, umfassen verschiedenste organische Verbindungen und Metallkomplexverbindungen. Beispiele für die organischen Mittel, die ein Verblassen der Farbe verhindern, umfassen Hydrochinone, Alkoxyphenole, Dialkoxyphenole, Phenole, Aniline, Amine, Indane, Chromane, Alkoxyaniline, heterocyclische Verbindungen und dgl. Beispiele für die Metallkomplexe, die als Mittel, die ein Verblassen der Farbe verhindern, verwendet werden können, umfassen Nickelkomplexe, Zinkkomplexe und dgl. Genauer gesagt, es können die Verbindungen, die in den Patenten beschrieben werden, die in Research Disclosure Nr. 17643, Kapitel VII, Punkte I bis J, ibid., Nr. 15162, ibid., Nr. 18716, Seite 650, linke Spalte, ibid., Nr. 36544, Seite 527, ibid., Nr. 307105, Seite 872, ibid., Nr. 15162 zitiert werden; und die Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln für repräsentative Verbindungen und beispielhafte Verbindungen in der JP-A-62-215272, Seiten 127 bis 137, beschrieben werden, verwendet werden.
Beispiele für die Antischimmelmittel umfassen Natriumdehydroacetat, Natriumbenzoat, Natriumpyridinthion-1-oxid, Ethyl-p-hydroxybenzoat, 1,2-Benzoisothiazolin-3-on sowie die Salze davon. Es ist bevorzugt, dass die Tinte das Antischimmelmittel in einer Menge im Bereich von 0,02 bis 1,00 Gew.-% enthält.
Beispiele für die Mittel zum Einstellen des pH-Wertes umfassen die zuvor beschriebenen neutralisierenden Mittel (die organischen Basen und die anorganischen alkalischen Mittel). Das Mittel zum Einstellen des pH-Wertes wird bevorzugt in einer Menge zugegeben, so dass der pH-Wert der Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung bevorzugt im Bereich von 6 bis 10 und besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 10 liegt, so dass die Lagerbeständigkeit der Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung verbessert wird.
Beispiele für die Mittel zum Einstellen der Oberflächenspannung umfassen nichtionische, kationische und anionische oberflächenaktive Mittel. Die Oberflächenspannung der Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung liegt bevorzugt im Bereich von 20 bis 60 mN/m und besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 45 mN/m. Die Viskosität der Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt auf einen Wert im Bereich von 30 mPa·s oder weniger und besonders bevorzugt auf einen Wert im Bereich von 20 mPa·s oder weniger eingestellt.
Beispiele für bevorzugte oberflächenaktive Mittel umfassen anionische oberflächenaktive Mittel, wie z.B. Fettsäuresalze, Alkylsulfatsalze, Alkylbenzolsulfonsäuresalze, Alkylnaphthalinsulfonsäuresalze, Dialkylsulfobernsteinsäuresalze, Alkylphosphatsalze, Naphthalinsulfonsäure-Formalin-Kondensate, Polyoxyethylenalkylsulfatsalze und dgl.; und nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie z.B. Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylallylether, Polyoxyethylenfettsäureester, Sorbitfettsäureester, Polyoxyethylensorbitfettsäureester, Polyoxyethylenalkylamine, Glycerinfettsäureester, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymere und dgl. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass oberflächenaktive Mittel der SURFYNOL-Serie (Air Products & Chemicals) verwendet werden, die Polyoxyethylenoxidverbindungen vom Acetylen-Typ sind. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass amphotere oberflächenaktive Mittel vom Aminoxid-Typ, wie z.B. N,N-Dimethyl-N-alkylaminoxide, und dgl. verwendet werden. Die oberflächenaktiven Mittel, die in der JP-A-59-157636, Seiten 37–38, und in Research Disclosure, Nr. 308119 (1989) beschrieben werden, können ebenfalls verwendet werden.
Als Mittel, die eine Schaumbildung verhindern, können Fluor enthaltende Verbindungen, Silikonverbindungen und Komplexbildner, wie z.B. EDTA, verwendet werden.
Wenn die zuvor beschriebene spezifische Azoverbindung in einem wässrigen Medium dispergiert wird, ist es bevorzugt, dass gefärbte feine Teilchen, die einen Farbstoff und ein öllösliches Polymer enthalten, in dem wässrigen Medium dispergiert werden, wie in der JP-A-11-286637 und in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-78491, Nr. 2000-80259 und Nr. 2000-62370 (die jeweils der JP-A-2001-240763, der JP-A-2001-262039 und der JP-A-2001-247788 entsprechen) beschrieben, oder dass der Farbstoff entsprechend der vorliegenden Erfindung, der zuvor in einem organischen Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt gelöst wurde, in dem wässrigen Medium dispergiert wird, wie in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-78454, Nr. 2000-78491, Nr. 2000-203856 und Nr. 2000-203857 (die jeweils der JP-A-2001-262018, der JP-A-2001-240873, der JP-A-2001-335734 und der JP-A-2002-80772 entsprechen) beschrieben.
Wenn die zuvor beschriebene spezifische Azoverbindung in einem wässrigen Medium dispergiert wird, ist es bevorzugt, dass die öllöslichen Polymere, die organischen Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt und die Additive, die in den zuvor genannten Veröffentlichungen beschrieben werden, in den in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Mengen verwendet werden. Alternativ kann der zuvor beschriebene Azofarbstoff in fester Form dispergiert werden, wobei feine Teilchen erhalten werden. Beim Dispergieren kann ein Dispergiermittel oder ein oberflächenaktives Mittel verwendet werden.
Zum Dispergieren kann ein einfacher Rührer oder ein einfaches Flügelrad, ein in-line-Mischer, eine Mühle (wie z.B. eine Kolloidmühle, eine Kugelmühle, eine Sandmühle, ein Attritor, eine Walzenmühle oder eine Rührwerkmühle), eine Ultraschalldispergiervorrichtung oder eine Hochdruckemulgiervorrichtung (ein Hochdruckhomogenisator: insbesondere die handelsüblich erhältlichen Vorrichtungen GORING homogenizer, MICROFLUIDIZER, DeBEE 2000 usw.) verwendet werden. Die Verfahren zur Herstellung von Tintenzusammensetzungen für die Tintenstrahlaufzeichnung werden genauer in der JP-A-5-148436, der JP-A-5-295312, der JP-A-7-97541, der JP-A-7-82515, der JP-A-7-118584, der JP-A-11-286637 und in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-87539 (die der JP-A-2001-271003 entspricht) sowie in den zuvor aufgeführten Veröffentlichungen beschrieben. Diese Verfahren können bei der Herstellung der Tintenzusammenset zungen für die Tintenstrahlaufzeichnung entsprechend der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
Das zuvor genannte wässrige Medium kann ein Gemisch sein, das Wasser als Hauptbestandteil und gegebenenfalls ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel als optionalen Bestandteil enthält. Beispiele für die mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel umfassen Alkohole (wie z.B. Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, sek-Butanol, t-Butanol, Pentanol, Hexanol, Cyclohexanol und Benzylalkohol), mehrwertige Alkohole (wie z.B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Polyethylenglycol, Propylenglycol, Dipropylenglycol, Polypropylenglycol, Butylenglycol, Hexandiol, Pentandiol, Glycerin, Hexantriol und Thiodiglycol), Glycolderivate (wie z.B. Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Triethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycoldiacetat, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Triethylenglycolmonomethylether, Triethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonophenylether und Tetraethylenglycolmonobutylether), Amine (wie z.B. Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, Morpholin, N-Ethylmorpholin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Polyethylenimin und Tetramethylpropylendiamin) und andere polare Lösungsmittel (wie z.B. Formamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Sulfolan, 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Vinyl-2-pyrrolidon, 2-Oxazolidon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Acetonitril und Aceton). Diese mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel können einzeln oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln verwendet werden.
Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung die zuvor beschriebene spezifische Azoverbindung in einer Menge im Bereich von 0,2 Gewichtsteilen bis 10 Gewichtsteilen enthält, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung. Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann andere Farbstoffe zusammen mit der zuvor beschriebenen Azoverbindung enthalten. Wenn andere Farbstoffe verwendet werden, ist es bevorzugt, dass die Gesamtmenge der zuvor beschriebenen Azoverbindung und der anderen Farbstoffe innerhalb des zuvor genannten Bereiches liegt.
Die Tintenzusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann nicht nur zur Erzeugung eines einfarbigen Ausdruckes, sonders auch zur Erzeugung eines Vielfarbausdruckes verwendet werden. Für die Erzeugung von Vielfarbbildern können eine magenta gefärbte Tinte, eine cyan gefärbte Tinte und eine gelb gefärbte Tinte verwendet werden. Zusätzlich kann eine schwarz gefärbte Tinte verwendet werden, um den Farbton einzustellen.
Der gelbe Farbstoff ist nicht auf bestimmte gelbe Farbstoffe beschränkt. Beispiele dafür umfassen Aryl- oder Heterylazofarbstoffe mit Phenolen, Naphtholen, Anilinen, heterocyclischen Verbindungen, wie z.B. Pyrazolonen und Pyridonen, offenkettige aktive Methylenverbindungen und dgl. als Kupplungsbestandteile (im Folgenden als "Kupplerbestandteile" bezeichnet); Azomethinfarbstoffe mit offenkettigen aktiven Methylenverbindungen und dgl. als Kupplerbestandteile; Methinfarbstoffe, wie z.B. Benzylidenfarbstoffe und Monomethinoxonolfarbstoffe; und Farbstoffe auf der Basis von Chinon, wie z.B. Naphthochinonfarbstoffe und Anthrachinonfarbstoffe. Andere Farbstoffe umfassen Chinophthalonfarbstoffe, Nitro-/Nitrosofarbstoffe, Acridinfarbstoffe, Acrydinonfarbstoffe und dgl.
Der Magentafarbstoff ist nicht auf bestimmte Magentafarbstoffe beschränkt. Beispiele dafür umfassen Aryl- oder Heterylazofarbstoffe mit Phenolen, Naphtholen, Anilinen und dgl. als Kupplerbestandteile; Azomethinfarbstoffe mit Pyrazolonen, Pyrazolotriazolen und dgl. als Kupplerbestandteile; Methinfarbstoffe, wie z.B. Arylidenfarbstoffe, Styrylfarbstoffe, Merocyaninfarbstoffe, Cyaninfarbstoffe und Oxonolfarbstoffe; Carboniumfarbstoffe, wie z.B. Diphenylmethanfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe und Xanthenfarbstoffe; und Chinonfarbstoffe, wie z.B. Naphthochinonfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe und Anthrapyridonfarbstoffe; kondensierte polycyclische Farbstoffe, wie z.B. Dioxazinfarbstoffe; und dgl.
Der Cyanfarbstoff ist nicht auf bestimmte Cyanfarbstoffe beschränkt. Beispiele dafür umfassen Aryl- oder Heterylazofarbstoffe mit Phenolen, Naphtholen, Anilinen und dgl. als Kupplerbestandteile; Azomethinfarbstoffe mit Phenolen, Naphtholen, heterocyclischen Verbindungen, wie z.B. Pyrrolotriazolen, und dgl. als Kupplerbestandteile; Polymethinfarbstoffe, wie z.B. Cyaninfarbstoffe, Oxonolfarbstoffe und Merocyaninfarbstoffe; Carboniumfarbstoffe, wie z.B. Diphenylmethanfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe und Xanthenfarbstoffe; Phthalocyaninfarbstoffe; Anthrachinonfarbstoffe; Indigo-/Thioindigofarbstoffe; und dgl.
Die zuvor genannten Farbstoffe können Farbstoffe sein, die jeweils die Farbe Gelb, Magenta oder Cyan haben, wenn ein Teil der chromophoren Gruppe in Lösung geht. In diesem Fall kann das Gegenion ein anorganisches Kation, wie z.B. ein Alkalimetallion oder ein Ammoniumion, oder ein organisches Kation, wie z.B. ein Pyridiniumion oder ein quaternäres Ammoniumsalz, oder ein polymeres Kation mit dem Kation als Teil der Struktur sein.
Beispiele für die schwarzen Farbstoffe umfassen Rußdispersionen sowie Disazo-, Trisazo- und Tetraazofarbstoffe.
[Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren]
Im Folgenden wird das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren wird ein Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial (bzw. Bildempfangsmaterial)erzeugt, das einen Träger umfasst, auf dem eine Schicht aufgebracht ist, die die Tinte aufnimmt und die weiße anorganische Pigmentteilchen enthält, wobei die zuvor beschriebene Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Der Träger, der bei dem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht auf bestimmte Träger beschränkt, und Beispiele dafür umfassen chemische Zellstoffmaterialien, wie z.B. LBKP und NBKP; mechanische Zellstoffmaterialien, wie z.B. GP, PGW, RMP, TMP, CTMP, CMP und CGP; Zellstoffmaterialien aus Recyclingpapier, wie z.B. DIP; synthetisches Papier; Kunststofffilme bzw. -folien; und dgl.
Falls erforderlich, können bekannte Additive, wie z.B. Pigmente, Bindemittel, Leimmaterialien, Fixiermittel, kationische Mittel und Papierverstärkungsmittel zugegeben wer den. Der Träger kann unter Verwendung einer geeigneten Maschine hergestellt werden, wie z.B. unter Verwendung einer Langsiebmaschine für die Papierherstellung oder einer Walzenmaschine für die Papierherstellung.
Die Dicke des Trägers liegt bevorzugt im Bereich von etwa 10 bis 250 μm, und das Gewicht des Trägers liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 250 g/m².
Auf dem Träger wird eine Schicht, die die Tinte aufnimmt, und gegebenenfalls eine Rückseitenschicht aufgebracht. Diese Schichten können direkt auf dem Träger aufgebracht werden, oder sie können auf dem Träger aufgebracht werden, nachdem der Träger in einer Leimpresse verarbeitet wurde oder nachdem eine Grundschicht unter Verwendung von Stärke, Polyvinylalkohol oder dgl. auf dem Träger aufgebracht wurde. Der Träger kann unter Verwendung einer Satiniervorrichtung, wie z.B. einer Satiniermaschine, einer TG-Satiniervorrichtung, einer Weichsatiniervorrichtung oder dgl., abgeflacht werden.
Als Träger können Papiere oder Kunststofffilme, deren beide Seiten mit einem Polyolefin (wie z.B. Polyethylen, Polystyrol, Polyethylenterephthalat, Polybutylen oder Copolymeren davon) beschichtet wurden, verwendet werden, wobei Kunststofffilme erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass ein weißes Pigment (wie z.B. Titanoxid oder Zinkoxid) oder ein Farbstoff (wie z.B. Cobaltblau, Ultramarinblau oder Neodymoxid) in das Polyolefin eingebracht wird.
Die Schicht, die die Tintenzusammensetzung aufnimmt und die auf dem Träger aufgebracht wird, enthält ein Pigment und ein Bindemittel. Es ist bevorzugt, dass das Pigment ein weißes Pigment ist. Beispiele für die weißen Pigmente umfassen weiße anorganische Pigmente, wie z.B. Calciumcarbonat, Kaolin, Talk, Ton, Diatomeenerde, synthetisches amorphes Siliciumoxid, Aluminiumsilikat, Magnesiumsilikat, Calciumsilikat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Lithopon, Zeolith, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Titandioxid, Zinksulfid und Zinkcarbonat; und organische Pigmente, wie z.B. Pigmente auf der Basis von Styrol, Acrylpigmente, Harnstoffharze und Melaminharze.
Das weiße Pigment, das in der Schicht, die die Tinte aufnimmt, enthalten ist, ist bevorzugt ein poröses anorganisches Pigment und besonders bevorzugt synthetisches amor phes Siliciumoxid mit einer großen Porenoberfläche. Das synthetische amorphe Siliciumoxid kann Kieselsäureanhydrid, erhalten mit einem Trockenherstellungsverfahren, oder hydratisierte Kieselsäure, erhalten mit einem Nassherstellungsverfahren, sein, wobei hydratisierte Kieselsäure bevorzugt verwendet wird.
Beispiele für die Bindemittel, die in der Schicht, die die Tintenzusammensetzung aufnimmt, enthalten sind, umfassen wasserlösliche Polymere, wie z.B. Polyvinylalkohol, Silanol-modifizierten Polyvinylalkohol, Stärke, kationische Stärke, Casein, Gelatine, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyalkylenoxide, Polyalkylenoxidderivate und dgl.; in Wasser dispergierbare Polymere, wie z.B. ein Styrol-Butadien-Latex, eine Acrylemulsion und dgl.; und dgl.
Das Bindemittel kann einzeln oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr Bindemitteln verwendet werden. Polyvinylalkohol und Silanol-modifizierter Polyvinylalkohol werden bevorzugt verwendet, da sie gut an dem Pigment anhaften und verhindern, dass sich die Schicht, die die Tintenzusammensetzung aufnimmt, vom Träger ablöst.
Die Schicht, die die Tinte aufnimmt, kann, zusätzlich zu dem Pigment und dem Bindemittel, weiterhin ein Beizmittel (mordant), ein Mittel, das die Wasserbeständigkeit verbessert, ein Mittel, das die Lichtbeständigkeit verbessert, ein oberflächenaktives Mittel oder weitere Additive enthalten.
Das Beizmittel, das zu der Schicht, die die Tinte aufnimmt, gegeben wird, ist bevorzugt immobilisiert, d.h., es wird bevorzugt ein polymeres Beizmittel verwendet.
Beispiele für die polymeren Beizmittel werden in der JP-A-48-28325, der JP-A-54-74430, der JP-A-54-124726, der JP-A-55-22766, der JP-A-55-142339, der JP-A-60-23850, der JP-A-60-23851, der JP-A-60-23852, der JP-A-60-23853, der JP-A-60-57836, der JP-A-60-60643, der JP-A-60-118834, der JP-A-60-122940, der JP-A-60-122941, der JP-A-60-122942, der JP-A-60-235134, der JP-A-1-161236 sowie in den US Patenten Nr. 2484430, Nr. 2548564, Nr. 3148061, Nr. 3309690, Nr. 4115124, Nr. 4124386, Nr. 4193800, Nr. 4273853, Nr. 4282305 und Nr. 4450224 beschrieben.
Die Bildempfangsmaterialien mit den polymeren Beizmitteln, die auf den Seiten 212 bis 215 der JP-A-1-161236 beschrieben werden, werden besonders bevorzugt verwendet. Wenn das polymere Beizmittel, das in dieser Patentanmeldung beschrieben wird, verwendet wird, werden qualitativ hochwertige Bilder erhalten, die sich durch eine ausgezeichnete Lichtbeständigkeit auszeichnen.
Das Mittel, das die Wasserbeständigkeit verbessert, wird zugegeben, um den Ausdruck gegenüber Wasser beständig zu machen. Das Mittel, das die Wasserbeständigkeit verbessert, ist besonders bevorzugt ein kationisches Harz. Beispiele für die kationischen Harze umfassen Polyamidpolyaminepichlorhydrin, Polyethylenimin, Polyaminsulfon, ein Dimethyldiallylammoniumchloridpolymer, kationisches Polyacrylamid, kolloidales Siliciumoxid und dgl. Polyamidpolyaminepichlorhydrin wird besonders bevorzugt als kationisches Harz verwendet. Die Menge an kationischem Harz liegt bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffanteil der Schicht, die die Tinte aufnimmt.
Beispiele für die Mittel, die die Lichtbeständigkeit verbessern, umfassen Zinksulfat, Zinkoxid, Antioxidationsmittel auf der Basis sterisch gehinderter Amine, UV-Absorber auf der Basis von Benzotriazol, und Benzophenon. Zinksulfat wird besonders bevorzugt verwendet.
Die zuvor genannten oberflächenaktiven Mittel dienen als Beschichtungshilfsmittel, verbessern die Abzieheigenschaften, verbessern die Gleiteigenschaften oder dienen als Mittel, die eine statische Aufladung verhindern. Beispiele für die oberflächenaktiven Mittel werden in der JP-A-62-173463 und in der JP-A-62-183457 beschrieben. An Stelle eines oberflächenaktiven Mittels kann eine Organofluorverbindung verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass die Organofluorverbindung hydrophob ist. Beispiele für die Organofluorverbindungen umfassen fluorierte oberflächenaktive Mittel, ölige Fluorverbindungen (wie z.B. Fluorkohlenstofföl) und feste Harze auf der Basis von Fluorverbindungen (wie z.B. Tetrafluorethylenharze). Die Organofluorverbindungen werden in der JP-B-57-9053 (Spalten 8 bis 17), in der JP-A-61-20994 und in der JP-A-62-135826 beschrieben.
Beispiele für die anderen Additive, die zu der Schicht, die die Tintenzusammensetzung aufnimmt, gegeben werden können, umfassen Pigmentdispergiermittel, Verdickungsmittel, Mittel, die eine Schaumbildung verhindern, Farbstoffe, Fluoreszenzaufheller, antiseptische Mittel, Mittel zum Einstellen des pH-Wertes, Mattierungsmittel, Filmhärtungsmittel und dgl. Die Schicht, die die Tintenzusammensetzung aufnimmt, kann aus einer Schicht oder aus zwei Schichten bestehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann, wie zuvor beschrieben, eine Rückseitenschicht auf dem Träger aufgebracht werden, falls erforderlich. Zu der Schicht können ebenfalls verschiedenste Bestandteile gegeben werden.
Beispiele für geeignete Bestandteile umfassen weiße Pigmente, Bindemittel und andere Bestandteile. Beispiele für die weißen Pigmente, die in die Rückseitenschicht eingebracht werden können, umfassen weiße anorganische Pigmente, wie z.B. ausgefälltes leichtes Calciumcarbonat, schweres Calciumcarbonat, Kaolin, Talk, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Titandioxid, Zinkoxid, Zinksulfid, Zinkcarbonat, Satinweiß, Aluminiumsilikat, Diatomeenerde, Calciumsilikat, Magnesiumsilikat, synthetisches amorphes Siliciumoxid, kolloidales Siliciumoxid, kolloidales Aluminiumoxid, Pseudoböhmit, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Lithopon, Zeolith, hydratisierter Halloysit, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid und dgl.; und organische Pigmente, wie z.B. Kunststoffpigmente auf der Basis von Styrol, Acrylkunststoffpigmente, Polyethylen, Mikrokapseln, Harnstoffharze, Melaminharze und dgl.
Beispiele für die Bindemittel umfassen wasserlösliche Polymere, wie z.B. Styrol/Maleinsäuresalz-Copolymere, Styrol/Acrylsäuresalz-Polymere, Polyvinylalkohol, Silanol-modifizierten Polyvinylalkohol, Stärke, kationische Stärke, Casein, Gelatine, Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Polyvinylpyrrolidon; in Wasser dispergierbare Polymere, wie z.B. ein Styrol-Butadien-Latex und eine Acrylemulsion; und dgl. Beispiele für andere Bestandteile, die in die Rückseitenschicht eingebracht werden können, umfassen Antischaummittel, Mittel, die eine Schaumbildung unterdrücken, Farbstoffe, Fluoreszenzaufheller, antiseptische Mittel, Mittel, die die Wasserbeständigkeit verbessern, und dgl.
Ein Polymerlatex kann in das Bildempfangsmaterial (falls erforderlich, in die Rückseitenschicht) eingebracht werden. Der Polymerlatex wird zugegeben, um einen Glanz, Wasserbeständigkeit oder Wetterbeständigkeit zu verleihen, um die Filmeigenschaften, wie z.B. die Formbeständigkeit, zu verbessern, um ein Aufrollen des Materials zu verhindern, um ein Anhaften zu verhindern und um eine Rissbildung in dem Film zu verhindern.
Der Polymerlatex kann vor oder nach der Zugabe eines Farbstoffes oder gleichzeitig mit der Zugabe eines Farbstoffes zu dem Bildempfangsmaterial gegeben werden. Der Latex kann zu dem Bildempfangspapier oder zu der Tinte gegeben werden, oder der Latex kann separat als Flüssigkeit mit dem Polymerlatex verwendet werden.
Wenn ein Polymerlatex mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur (40°C oder weniger) zu der Schicht gegeben wird, die ein Beizmittel enthält, können eine Rissbildung in der Schicht und ein Aufrollen der Schicht verhindert werden. Wenn ein Polymerlatex mit einer hohen Glasübergangstemperatur zu der Rückseitenschicht gegeben wird, kann ebenfalls ein Aufrollen der Rückseitenschicht verhindert werden.
Es können die Verfahren angewandt werden, die in der JP-A-62-245258, der JP-A-62-1316648 und der JP-A-62-110066 sowie in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-363090, Nr. 2000-315231, Nr. 2000-354380, Nr. 2000-343944, Nr. 2000-268952, Nr. 2000-299465 und Nr. 2000-297365 (die jeweils der JP-A-2002-166638, der JP-A-2002-121440, der JP-A-2002-154201, der JP-A-2002-144696, der JP-A-2002-80759, der JP-A-2002-187342 und der JP-A-2002-172774 entsprechen) beschrieben werden.
In dem Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung können bekannte Aufzeichnungsmaterialien als Bildempfangsmaterialien, die den zuvor beschriebenen Träger und die Schicht, die die Tinte aufnimmt, umfassen, verwendet werden.
Genauer gesagt, es können Normalpapiere, mit einem Harz beschichtete Papiere und Spezialpapiere für die Tintenstrahlaufzeichnung, beschrieben z.B. in der JP-A-8-169172, der JP-A-8-27693, der JP-A-2-276670, der JP-A-7-276789, der JP-A-9-323475, der JP-A-62-238783, der JP-A-10-153989, der JP-A-10-217473, der JP-A-10-235995, der JP-A-10-337947, der JP-A-10-217597 und der JP-A-10-337947, Filme, Papiere für die Elek trophotographie, Gewebe, Gläser, Metalle, Keramikmaterialien und dgl. verwendet werden.
Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst das Erzeugen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmaterial bzw. Bildempfangsmaterial, wobei Energie auf die zuvor beschriebene Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung übertragen wird. Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren ist nicht auf bestimmte Verfahren beschränkt und es können bekannte Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren angewandt werden, wie z.B. ein Verfahren, bei dem die Tinte unter Verwendung einer elektrostatischen Anziehungskraft versprüht wird; ein drop-on-demand-Verfahren (Druckimpulsmodus), bei dem der Oszillationsdruck eines piezoelektrischen Elements ausgenutzt wird; ein akustisches Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem elektrische Signale in Schallwellen umgewandelt werden, die Tinte den Schallwellen ausgesetzt wird und die Tinte unter Verwendung des Schalldrucks versprüht wird; ein thermisches Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem die Tinte erwärmt wird, wobei Dampfblasen gebildet werden, und der erzeugte Druck zum Versprühen der Tinte verwendet wird; und dgl.
Beispiele für die Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren umfassen ein Verfahren, bei dem viele Tröpfchen einer Tinte mit einer geringen Dichte, d.h. einer sogenannten "Photo-tinte", in kleinen Volumenanteilen versprüht werden; ein Verfahren, bei dem eine Vielzahl von Tinten mit im Wesentlichen dem gleichen Farbton, aber unterschiedlicher Dichte verwendet wird, um die Bildqualität zu verbessern; und ein Verfahren, bei dem eine farblose, transparente Tinte verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden genauer an Hand von Beispielen beschrieben, die die Erfndung jedoch nicht beschränken.
Beispiel 1
(Herstellung einer wässrigen Tinte)

Entionisiertes Wasser wurde bis zu einem Volumen von 1 l zu den folgenden Bestandteilen gegeben, und dann wurde das Gemisch 1 Stunde lang unter Erwärmen auf 30 bis 40°C gerührt. Danach wurde der pH-Wert des Gemisches mit einer 10 Mol/l LiOH-Lösung auf 9 eingestellt und danach unter Verwendung eines Mikrofilters mit einer mittleren Porengröße von 0,25 μm unter verringertem Druck abfiltriert, wobei eine flüssige Farbstofftinte erhalten wurde. – Zusammensetzung der flüssigen Tinte A –

erfindungsgemäßer Farbstoff (a-1)	25 g
Diethylenglycol	20 g
Glycerin	120 g
Diethylenglycolmonobutylether	230 g
2-Pyrrolidon	80 g
Triethanolamin	17,9 g
Benzotriazol	0,06 g
Surfinol TG	8,5 g
PROXEL XL2	1,8 g

Die flüssigen Tinten und Vergleichstinten B bis F wurden in der gleichen Weise wie die flüssige Tinte A hergestellt, mit der Ausnahme, dass der zuvor angegebene Farbstoff durch die in der Tabelle 8 angegebenen Farbstoffe ersetzt wurde. Die Nummern der Farbstoffe in den Beispielen entsprechen den Nummern der spezifischen erfindungsgemäßen Azofarbstoffe, die zuvor aufgeführt wurden, und die Strukturformeln der Farbstoffe der Vergleichsbeispiele sind im Folgenden angegeben.
(Bildaufzeichnung und Bewertung)
Ein Bild wurde unter Verwendung jeder der Tinten A bis F auf einem Photoglanzpapier (PM photo paper <glossy> (KA420PSK), hergestellt von Seiko Epson Corporation) aufgezeichnet, wobei ein Tintenstrahldrucker (PM-700C, hergestellt von Seiko Epson Corporation) verwendet wurde; die Eigenschaften "Abhängigkeit der Qualität des Ausdrucks vom verwendeten Papier", "Lichtbeständigkeit", "Beständigkeit gegenüber Ozongas" und "Ausbluten" wurden für jedes der erhaltenen Bilder entsprechend den folgenden Testverfahren bestimmt.
<Abhängigkeit der Qualität des Ausdrucks vorn verwendeten Papier>
Der Farbton des Bildes, das auf dem zuvor genannten Photoglanzpapier aufgezeichnet worden war, wurde mit dem eines Bildes verglichen, das auf einem Normalpapier für PPC aufgezeichnet worden war. Jede Tinte wurde an Hand von zwei Kategorien bewertet, d.h. Tinten, bei denen der Unterschied zwischen den Bildern gering war, wurden mit A (gut) bewertet, und Tinten, bei denen der Unterschied zwischen den Bildern groß war, wurden mit B (schlecht) bewertet.
<Lichtbeständigkeit>
Das zuvor beschriebene Photoglanzpapier, auf dem ein Bild aufgezeichnet worden war, wurde 7 Tage lang mit Licht aus einer Xenonlampe (85000 Ix) unter Verwendung der Vorrichtung Weatherometer (ATLAS C. I65) bestrahlt, und die Bilddichte vor und nach dem Bestrahlen mit Licht aus einer Xenonlampe wurde unter Verwendung eines Reflexionsdensitometers (X-Rite 310TR) gemessen und bewertet, um die Menge an verbliebenem Farbstoff zu bestimmen. Die Reflexionsdichte wurde an den drei Dichtepunkten 1, 1,5 und 2,0 gemessen.
Jede Tinte wurde an Hand von drei Kategorien bewertet, d.h. Tinten, bei denen die Menge an verbliebenem Farbstoff bei jeder Dichte 70% oder mehr betrug, wurden mit A bewertet, Tinten, bei denen die Menge an verbliebenem Farbstoff an einem Punkt oder an zwei Punkten weniger als 70% betrug, wurden mit B bewertet, und Tinten, bei denen die Menge an verbliebenem Farbstoff bei allen Dichten weniger als 70% betrug, wurden mit C bewertet.
<Beständigkeit gegenüber Ozongas>
Das zuvor beschriebene Photoglanzpapier, auf dem ein Bild aufgezeichnet worden war, wurde 7 Tage lang in einer Dunkelkammer bei Raumtemperatur unter einer Ozongaskonzentration von 0,5 ppm gelagert, und die Bilddichte vor und nach dem Lagern unter Ozongas wurde unter Verwendung eines Reflexionsdensitometers (X-Rite 310TR) gemessen und bewertet, um die Menge an verbliebenem Farbstoff zu bestimmen. Die Reflexionsdichte wurde an den drei Dichtepunkten 1, 1,5 und 2,0 gemessen. Die Konzen tration an Ozongas in der Kammer wurde unter Verwendung eines Ozongasmonitors (Modell: OZG-EM-01), hergestellt von APPLICS, eingestellt.
Jede Tinte wurde an Hand von drei Kategorien bewertet, d.h. Tinten, bei denen die Menge an verbliebenem Farbstoff bei jeder Dichte 70% oder mehr betrug, wurden mit A bewertet, Tinten, bei denen die Menge an verbliebenem Farbstoff an einem Punkt oder an zwei Punkten weniger als 70% betrug, wurden mit B bewertet, und Tinten, bei denen die Menge an verbliebenem Farbstoff bei allen Dichten weniger als 70% betrug, wurden mit C bewertet.
<Ausbluten>
Das zuvor beschriebene Photoglanzpapier, auf dem ein Bild aufgezeichnet worden war, wurde 3 Tage lang bei 25°C und 90% RF gelagert, und es wurde visuell überprüft, ob ein Ausbluten des Farbstoffes vor und nach dem Lagern stattgefunden hatte. Jede Tinte wurde an Hand von drei Kategorien bewertet, d.h. Tinten, bei denen kein Ausbluten stattgefunden hatte, wurden mit A bewertet, Tinten, bei denen ein leichtes Ausbluten stattgefunden hatte, wurden mit B bewertet, und Tinten, bei denen ein starkes Ausbluten stattgefunden hatte, wurden mit C bewertet.
Tabelle 8
(Oxidationspotential der Farbstoffe)
Das Oxidationspotential aller Farbstoffe, die in den Beispielen und in den Vergleichsbeispielen verwendet worden waren, wurde entsprechend dem folgenden Verfahren bestimmt.
Der Wert wurde in N,N-Dimethylformamid, das 0,1 Mol·dm^–3 Tetrapropylammoniumperchlorat als Trägerelektrolyt (Farbstoffkonzentration: 1 × 10^–3 Mol·dm^–3) enthielt, mittels Gleichstrompolarographie gemessen, wobei eine Graphitelektrode und die Vorrichtung POLAROGRAPHIC ANALYZER P-100 verwendet wurden. Die Ergebnisse der Messungen sind in der folgenden Tabelle 9 angegeben.
Tabelle 9
Die Vergleichsfarbstoffe, die in der Tabelle 8 angegeben sind, waren die folgenden Farbstoffe.
Vergleichsfarbstoff 1
Vergleichsfarbstoff 2
Die Ergebnisse, die in Tabelle 8 angegeben sind, belegen, dass sich die Bilder, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen flüssigen Tinten erzeugt worden waren, durch eine hervorragende Lichtbeständigkeit und Ozonbeständigkeit auszeichneten, verglichen mit den Bildern, die unter Verwendung der flüssigen Vergleichstinten E und F erhalten worden waren.
Weiterhin wurden Bilder auf einem hochauflösenden Spezialglanzpapier (MJA4S3P, hergestellt von Seiko Epson Corporation) aufgezeichnet, wobei ein Tintenstrahldrucker (PM-700C, hergestellt von Seiko Epson Corporation) und die flüssigen Tinten A bis F verwendet wurden. Bei der Bewertung des Farbtons, der Lichtbeständigkeit und der Beständigkeit gegenüber Ozongas der erhaltenen Bilder wurden in allen Fällen ähnliche Ergebnisse wie in Tabelle 8 angegeben erhalten.
Da die färbende Zusammensetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung eine neue Azoverbindung als schwarzen Farbstoff enthält, die sich durch eine hervorragende Wasserbeständigkeit sowie durch eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Licht, Wärme, Feuchtigkeit und reaktiven Gasen aus der Umgebung auszeichnet, können Farbbilder mit einer ausgezeichneten Wasserbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Licht, Wärme, Feuchtigkeit und reaktiven Gasen aus der Umgebung erhalten werden, so dass die färbende Zusammensetzung als Tintenzusammensetzung für die Erzeugung von Ausdrucken, z.B. als Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, verwendet werden kann.
Mit der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung und mit dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem diese Tintenzusammensetzung verwendet wird, ist es möglich, Bilder zu erzeugen, die sich durch eine hervorragende Wasserbeständigkeit sowie durch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Licht und reaktiven Gasen aus der Umgebung, insbesondere Ozongas, auszeichnen.

Claims

Färbende Zusammensetzung, umfassend eine Disazoverbindung oder Polyazoverbindung, die zwei oder mehr Substituenten mit einem pKa-Wert in Wasser im Bereich von –10 bis 5 enthält und die ein Oxidationspotential hat, das positiver als 0,8 V (vs SCE) ist, wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (I) dargestellt wird: A-N=N-B-N=N-C (I)worin A und C jeweils unabhängig voneinander eine einwertige aromatische Gruppe, die substituiert sein kann, oder eine einwertige heterocyclische Gruppe, die substituiert sein kann, bedeuten, und B ist eine zweiwertige aromatische heterocyclische Gruppe.
Färbende Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (II) dargestellt wird: worin A und B jeweils die gleiche Bedeutung wie A und B in der allgemeinen Formel (I) haben, und Het ist eine aromatische heterocyclische Gruppe.
Färbende Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei A in der allgemeinen Formel (II) eine aromatische heterocyclische Gruppe ist.
Färbende Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei Het in der allgemeinen Formel (II) eine aromatische Stickstoff enthaltende 6-gliedrige heterocyclische Gruppe ist.
Färbende Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (III) dargestellt wird:
worin A und B jeweils die gleiche Bedeutung wie A und B in der allgemeinen Formel (II) haben, B₁ und B₂ bedeuten jeweils =CR₁- und -CR₂=, oder eine der Gruppen B₁ und B₂ ist ein Stickstoffatom und die andere bedeutet =CR₁- oder -CR₂=; G, R₁ und R₂ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Cyanogruppe, eine Carboxygruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine heterocyclische Oxycarbonylgruppe, eine Acylgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe, eine heterocyclische Oxygruppe, eine Silyloxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbamoyloxygruppe, eine Alkoxycarbonyloxygruppe, eine Aryloxycarbonyloxygruppe, eine Aminogruppe (einschließlich einer Anilinogruppe und einer heterocyclischen Aminogruppe), eine Acylaminogruppe, eine Ureidogruppe, eine Sulfamoylaminogruppe, eine Alkoxycarbonylaminogruppe, eine Aryloxycarbonylaminogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylaminogruppe, eine heterocyclische Sulfonylaminogruppe, eine Nitrogruppe, eine Alkyl- oder Arylthiogruppe, eine heterocyclische Thiogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe, eine heterocyclische Sulfonylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfinylgruppe, eine heterocyclische Sulfinylgruppe, eine Sulfamoylgruppe oder eine Sulfogruppe, wobei jede dieser Gruppen weiterhin substituiert sein kann; R₅ und R₆ bedeuten jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine aliphatische Gruppe, eine aromatische Gruppe, eine heterocyclische Gruppe, eine Acylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe oder eine Sulfamoylgruppe, wobei jede dieser Gruppen weiterhin substituiert sein kann, mit der Maßgabe, dass R₅ und R₆ nicht gleichzeitig Wasserstoffatome sind; und R₁ und R₅ oder R₅ und R₆ können miteinander verbunden sein, um einen 5-gliedrigen oder 6-gliedrigen Ring zu bilden.
Färbende Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die Disazoverbindung oder Polyazoverbindung eine Azoverbindung ist, die durch die folgende allgemeine Formel (IV) dargestellt wird:
worin A, B₁, B₂, G, R₅ und R₆ jeweils die gleiche Bedeutung wie A, B₁, B₂, G, R₅ und R₆ in der allgemeinen Formel (III) haben, und R₇ und R₈ haben die gleiche Bedeutung wie R₁ in der allgemeinen Formel (III).
Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung, umfassend die färbende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren, bei dem ein Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger und einer darauf aufgebrachten Schicht erzeugt wird, die eine Tintenzusammensetzung aufnimmt und die weiße anorganische Pigmentteilchen enthält, wobei die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 7 verwendet wird.
Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit eines Bildes gegenüber Ozongas, das unter Verwendung einer Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger und einer darauf aufgebrachten Schicht erzeugt wird, die die Tintenzusammensetzung aufnimmt und die weiße anorganische Pigmentteilchen enthält, wobei die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung die Tintenzusammensetzung für die Tintenstrahlaufzeichnung nach Anspruch 7 ist.