JP2012530837A - インクジェット印刷で使用するためのマゼンタ染料およびインク - Google Patents
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Abstract
式(1)の化合物およびその塩を式(2)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法により得ることができる、オリゴマー化した染料化合物およびその塩:
[式中、R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;XおよびYは、独立して、置換基であり;a+b=0〜4であり;nは1〜6である];
L−(NH2)m (2)
[式中、Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして、mは2〜4である]。同様に、組成物、インク、印刷方法、印刷された材料およびインクジェットカートリッジ。
【選択図】なし
Description
本発明は、染料、インクジェット印刷機用の組成物およびインク、印刷方法、印刷された基材、ならびにインクジェット印刷機用カートリッジに関する。
インクジェット印刷は、ノズルを基材と接触させることなくインクの液滴を微細ノズルに通して基材上に噴出させる、ノンインパクト印刷技術である。この技術に用いられるインクのセットは、典型的には黄色、マゼンタ、シアンおよび黒色インクを含む。
高解像度デジタルカメラおよびインクジェット印刷機の出現に伴い、消費者がインクジェット印刷機を用いて写真を印刷することが、次第に一般的になってきている。
インクジェット印刷機は他の形の印刷および現像に対し多くの利点を有するが、取り組むべき技術的課題がなお存在する。例えば、インク媒体に溶解するが優れた耐湿潤堅牢度を示す(すなわち、印刷したときにプリントが滲んだり不鮮明になったりしない)インク着色剤を提供するという、相反する要件がある。また、インクは、印刷したシートがくっつくのを回避するために迅速に乾燥することが必要であるが、印刷機のヘッドの微小ノズルの上を覆ってクラスト(crust)を形成すべきではない。印刷機のノズルを詰まらせうる粒子の形成を回避するために、貯蔵安定性も重要である。これは特に、消費者はインクジェットインクカートリッジを数ヶ月にわたり保持する可能性があるためである。さらに、特に写真用品質の再生に重要なことであるが、得られる像は、光または一般的な酸化ガス、例えばオゾンへの暴露により、急激に日焼けまたは退色を起こすべきでない。あらゆる像を最適に再生することができるように、着色剤の色調および彩度が厳密に的確であることも重要である。
インクジェット印刷機は他の形の印刷および現像に対し多くの利点を有するが、取り組むべき技術的課題がなお存在する。例えば、インク媒体に溶解するが優れた耐湿潤堅牢度を示す(すなわち、印刷したときにプリントが滲んだり不鮮明になったりしない)インク着色剤を提供するという、相反する要件がある。また、インクは、印刷したシートがくっつくのを回避するために迅速に乾燥することが必要であるが、印刷機のヘッドの微小ノズルの上を覆ってクラスト(crust)を形成すべきではない。印刷機のノズルを詰まらせうる粒子の形成を回避するために、貯蔵安定性も重要である。これは特に、消費者はインクジェットインクカートリッジを数ヶ月にわたり保持する可能性があるためである。さらに、特に写真用品質の再生に重要なことであるが、得られる像は、光または一般的な酸化ガス、例えばオゾンへの暴露により、急激に日焼けまたは退色を起こすべきでない。あらゆる像を最適に再生することができるように、着色剤の色調および彩度が厳密に的確であることも重要である。
一部の染料に見られ、インクジェット用染料で特に重大である特有の問題は、発泡する傾向があることである。これらの泡は、インク製造およびインクジェット印刷機での使用の両方において、深刻な問題を引き起こす。この問題により、他の点では優れたものである着色剤が、使用できなくなる可能性がある。
したがって、インクジェット印刷のための新規着色剤の開発は、これら矛盾していて要求の厳しい性質をすべて釣り合わせるという点で、独特な課題を提起する。
本発明は、式(1)の化合物およびその塩を式(2)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法により得ることができる、オリゴマー化した染料化合物およびその塩を提供する
[式中、
R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
XおよびYは、独立して、置換基であり;
a+b=0〜4であり;
nは1〜6である];
L−(NH2)m
式(2)
[式中、
Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして
mは2〜4である]。
R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
XおよびYは、独立して、置換基であり;
a+b=0〜4であり;
nは1〜6である];
L−(NH2)m
式(2)
[式中、
Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして
mは2〜4である]。
R1およびR2は、独立して、Hまたは置換されていてもよいアルキルであることが好ましい。
より好ましくは、R1およびR2は、独立して、Hまたは置換されていてもよいC1−4アルキルである。R1およびR2は、独立して、置換されていないC1−4アルキルであることが、特に好ましい。
より好ましくは、R1およびR2は、独立して、Hまたは置換されていてもよいC1−4アルキルである。R1およびR2は、独立して、置換されていないC1−4アルキルであることが、特に好ましい。
R1は、メチルまたはエチルであることが好ましい。
R2は、メチルであることが好ましい。
R3は、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいアリールであることが好ましい。
R2は、メチルであることが好ましい。
R3は、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいアリールであることが好ましい。
より好ましくは、R3は、置換されていてもよいC1−8アルキル(特に、置換されていてもよいC1−4アルキル)、置換されていてもよいフェニル、または置換されていてもよいナフチルである。
R3は、特に好ましくは、置換されていてもよいC1−4アルキルであり、さらに特に、置換されていないC1−4アルキルである。
XおよびYは、独立して、−Cl、−CN、−CF3、−SO2R4[式中、R4は、置換されていてもよいアルキル;置換されていてもよいアリール;または置換されていてもよいヘテロシクリルである]からなる群より選択されることが好ましい。
XおよびYは、独立して、−Cl、−CN、−CF3、−SO2R4[式中、R4は、置換されていてもよいアルキル;置換されていてもよいアリール;または置換されていてもよいヘテロシクリルである]からなる群より選択されることが好ましい。
より好ましくは、XおよびYは、独立して、−Clおよび−SO2R4;とりわけ−Clである。
XおよびYは、同じであることが好ましい。
XおよびYは、同じであることが好ましい。
aは、0または1であることが好ましい。
bは、0または1であることが好ましい。
(a+b)は、0であることが好ましい。
bは、0または1であることが好ましい。
(a+b)は、0であることが好ましい。
nは、好ましくは4〜6、より好ましくは4〜5、特に4である。
式(1)の化合物は、本明細書中で参考として援用する米国特許公報第7108743号に記載されている方法を用いて、塩基性化合物を作製した後、スルホン酸側基を塩化スルホニルに転化して、調製することができる。すべてのスルホン酸側基が塩化スルホニルに転化すると予想される。式(2)の化合物との反応後、式(2)の化合物と反応しなかった塩化スルホニルは、加水分解してスルホン酸に戻すことが好ましい。場合によっては塩素化剤との反応により酸無水物が生じる可能性があることが、証明されている。
式(1)の化合物は、本明細書中で参考として援用する米国特許公報第7108743号に記載されている方法を用いて、塩基性化合物を作製した後、スルホン酸側基を塩化スルホニルに転化して、調製することができる。すべてのスルホン酸側基が塩化スルホニルに転化すると予想される。式(2)の化合物との反応後、式(2)の化合物と反応しなかった塩化スルホニルは、加水分解してスルホン酸に戻すことが好ましい。場合によっては塩素化剤との反応により酸無水物が生じる可能性があることが、証明されている。
当業者なら、nが、式(1)の化合物の調製方法に応じて、整数または平均値のいずれかでありうることを、理解するであろう。したがって、式(1)の化合物を、スルホン酸置換基を持つ成分をカップリングした後、これを塩化スルホニルに転化することにより調製した場合、nは整数になる。式(1)の化合物を、スルホン酸置換基を持たない成分をカップリングし、続いてこの中間体を例えば発煙硫酸を用いて非特定的にスルホン化した後、塩素化することにより調製した場合、得られる生成物は混合物になり、nは平均値になる。
スルホン酸基から塩化スルホニルへの転化は、例えばクロロスルホン酸および/または塩素化剤(例えば、POCl3、PCl5またはSOCl2)と反応させることにより、好都合に達成される。
式(2)の化合物において、mは、好ましくは2〜3、より好ましくは2である。
mが2である場合、式(2)の化合物において、Lは、以下を含むことが好ましい:線状、環状または分枝状であり1〜8のヘテロ原子(特に1〜4のヘテロ原子)で遮断されていてもよい置換されていてもよいC1−20アルキレン、ここにおいて、該ヘテロ原子は、Nおよび/またはOであることが好ましい;置換されていてもよいフェニレン;置換されていてもよいナフチレン;または、1〜3のヘテロ原子を有することが好ましい置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレン、ここにおいて、該ヘテロ原子は、Nおよび/またはOである。Lが置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレンを含む場合、それは、ピラゾリレン、チアゾリレン、トリアゾリレン、ピリジレン、ピリミジレン、トリアジレンおよびピペラジレンからなる群より選択することが好ましい。
mが2である場合、式(2)の化合物において、Lは、以下を含むことが好ましい:線状、環状または分枝状であり1〜8のヘテロ原子(特に1〜4のヘテロ原子)で遮断されていてもよい置換されていてもよいC1−20アルキレン、ここにおいて、該ヘテロ原子は、Nおよび/またはOであることが好ましい;置換されていてもよいフェニレン;置換されていてもよいナフチレン;または、1〜3のヘテロ原子を有することが好ましい置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレン、ここにおいて、該ヘテロ原子は、Nおよび/またはOである。Lが置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレンを含む場合、それは、ピラゾリレン、チアゾリレン、トリアゾリレン、ピリジレン、ピリミジレン、トリアジレンおよびピペラジレンからなる群より選択することが好ましい。
R1、R2、R3およびR4が置換されていてもよいアルキルである場合にR1、R2、R3およびR4の上に存在することができる所望による置換基、またはLが置換されていてもよい脂肪族基を含む場合にLの上に存在することができる所望による置換基は、独立して、以下から選択することが好ましい:置換されていてもよいアリール(好ましくは、置換されていてもよいフェニル)、置換されていてもよいアリールオキシ(好ましくは、置換されていてもよいフェノキシ)、置換されていてもよいヘテロシクリル(置換されていてもよいヘテロアリールを含む)、ポリアルキレンオキシド(好ましくは、ポリエチレンオキシドまたはポリプロピレンオキシド)、CO2H、SO3H、PO3H2、ニトロ、シアノ、ハロ、ウレイド、−SO2F、ヒドロキシ、エステル、スルフェート、−NRaRb、−CORa、−CONRaRb、−NHCORa、カルボキシエステル、−SO2Ra、−SO2NRaRb、−S−Ra、−O−Ra、−NH−Ra[式中、Ra、RbおよびRcは、それぞれ独立して、H、置換されていてもよいアリール(特に、置換されていてもよいフェニル)、置換されていてもよいアルキル(特に、置換されていてもよいC1−4−アルキル)、または置換されていてもよいヘテロシクリルである]。上記置換基のいずれかに関する所望による置換基は、同じ置換基のリストから選択することができる。
R1、R2、R3およびR4が置換されていてもよいアリールまたは置換されていてもよいヘテロシクリルである場合にR1、R2、R3およびR4の上に存在することができる所望による置換基、またはLが置換されていてもよい環状基を含む場合にLの上に存在することができる所望による置換基は、独立して、以下から選択することが好ましい:置換されていてもよいアルキル(好ましくは、置換されていてもよいC1−4−アルキル);置換されていてもよいアルケニル(好ましくは、置換されていてもよいC1−4−アルケニル)、置換されていてもよいアルキニル(好ましくは、置換されていてもよいC1−4−アルキニル)、置換されていてもよいアルコキシ(好ましくは、置換されていてもよいC1−4−アルコキシ)、置換されていてもよいアリール(好ましくは、置換されていてもよいフェニル)、置換されていてもよいアリールオキシ(好ましくは、置換されていてもよいフェノキシ)、置換されていてもよいヘテロシクリル(置換されていてもよいヘテロアリールを含む)、ポリアルキレンオキシド(好ましくは、ポリエチレンオキシドまたはポリプロピレンオキシド)、CO2H、SO3H、PO3H2、ニトロ、シアノ、ハロ、ウレイド、−SO2F、ヒドロキシ、エステル、スルフェート、−NRaRb、−CORa、−CONRaRb、−NHCORa、カルボキシエステル、−SO2Ra、−SO2NRaRb、−S−Ra、−O−Ra、−NH−Ra[式中、Ra、RbおよびRcは、それぞれ独立して、H、置換されていてもよいアリール(特に、置換されていてもよいフェニル)、置換されていてもよいアルキル(特に、置換されていてもよいC1−4−アルキル)または置換されていてもよいヘテロシクリルである]。上記置換基のいずれかに関する所望による置換基は、同じ置換基のリストから選択することができる。
いくつかの好ましい式(2)の化合物を表(1)に示す
本発明の方法により得ることができるオリゴマー化した染料化合物は、好ましくは2000〜20000の範囲、より好ましくは2000〜10000の範囲にある重量平均分子量を有する。他の態様において、本発明の方法により得ることができるオリゴマー化した染料化合物は、1200〜20000の範囲、より好ましくは1200〜10000の範囲にある重量平均分子量を有する。
式(1)の化合物と式(2)の化合物の好ましいモル比は、用いる具体的な化合物および反応条件に、ある程度依存する。
しかしながら、オリゴマー化した染料化合物は、式(1)の化合物と式(2)の化合物のモル比が、好ましくは1〜10の範囲、より好ましくは1〜4の範囲、特に1〜2の範囲にある方法により、得ることができる。
しかしながら、オリゴマー化した染料化合物は、式(1)の化合物と式(2)の化合物のモル比が、好ましくは1〜10の範囲、より好ましくは1〜4の範囲、特に1〜2の範囲にある方法により、得ることができる。
オリゴマー化した染料化合物を得るための式(1)と式(2)の化合物の反応は、好ましくは0〜80℃の範囲、より好ましくは5〜40℃の範囲、特に5〜15℃の範囲の温度で実施する。式(1)の化合物中の塩化スルホニル基の加水分解を回避することが望ましい場合、より低い反応温度が好ましい。
オリゴマー化した染料化合物を得るための式(1)と式(2)の化合物の反応は、好ましくは0.5〜24時間の範囲、より好ましくは4〜18時間の範囲、特に12〜16時間の範囲の時間にわたり実施する。
反応時間は、反応を実施する温度に明らかに依存する。したがって、より高い温度ではより短い時間が必要であり、より低い温度ではより長い時間が必要である。
必ずしも必要とは限らないが、オリゴマー化した染料化合物を得るための式(1)と式(2)の化合物の反応は、溶媒の存在下で実施することが好ましい。好ましい溶媒は、メタノール、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ピリジン、またはジクロロメタンである。
必ずしも必要とは限らないが、オリゴマー化した染料化合物を得るための式(1)と式(2)の化合物の反応は、溶媒の存在下で実施することが好ましい。好ましい溶媒は、メタノール、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ピリジン、またはジクロロメタンである。
式(1)と式(2)の化合物の反応は、所望により、例えばトリエチルアミンまたはピリジンのような塩基の存在下で実施することができる。
オリゴマー化した染料化合物は、沈殿物として得ることができる。この沈殿物を、当業者によく知られている標準的方法により単離した後、残留する塩化スルホニル基を加水分解することができる。その後、最終化合物を、例えば適した溶媒中での洗浄および/または透析により精製して、低分子量の汚染物を除去する。
オリゴマー化した染料化合物は、沈殿物として得ることができる。この沈殿物を、当業者によく知られている標準的方法により単離した後、残留する塩化スルホニル基を加水分解することができる。その後、最終化合物を、例えば適した溶媒中での洗浄および/または透析により精製して、低分子量の汚染物を除去する。
とりわけ好ましい態様において、本発明は、式(1a)の化合物およびその塩を式(2a)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法により得ることができる、オリゴマー化した染料化合物およびその塩を提供する
[式中、
R1およびR2は、独立して、Hまたは置換されていてもよいC1−4アルキルであり;
R3は、置換されていてもよいC1−4アルキル、置換されていてもよいフェニル、または置換されていてもよいナフチルであり;そして
nは4〜6である];
L1−(NH2)2
式(2a)
[式中、
Lは、線状、環状または分枝状であり1〜4のヘテロ原子で遮断されていてもよい置換されていてもよいC1−20アルキレン;置換されていてもよいフェニレン;置換されていてもよいナフチレン;または、置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレンである]。
R1およびR2は、独立して、Hまたは置換されていてもよいC1−4アルキルであり;
R3は、置換されていてもよいC1−4アルキル、置換されていてもよいフェニル、または置換されていてもよいナフチルであり;そして
nは4〜6である];
L1−(NH2)2
式(2a)
[式中、
Lは、線状、環状または分枝状であり1〜4のヘテロ原子で遮断されていてもよい置換されていてもよいC1−20アルキレン;置換されていてもよいフェニレン;置換されていてもよいナフチレン;または、置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレンである]。
R1、R2、R3およびLならびに好ましい所望による置換基に関する優先傾向は、上記のとおりである。
オリゴマー化した染料化合物上の酸性および塩基性基、とりわけ酸性基は、塩の形にあることが好ましい。したがって、本明細書中に示す化学式は、遊離酸および塩の形にある化合物を包含する。
オリゴマー化した染料化合物上の酸性および塩基性基、とりわけ酸性基は、塩の形にあることが好ましい。したがって、本明細書中に示す化学式は、遊離酸および塩の形にある化合物を包含する。
好ましい塩は、アルカリ金属塩、特に、リチウム、ナトリウムおよびカリウム、アンモニウムおよび置換アンモニウム塩((CH3)4N+のような第四アミンを含む)、ならびにそれらの混合物である。特に好ましいものは、ナトリウム、リチウム、アンモニアおよび揮発性アミンを伴う塩、さらに特にナトリウム塩である。
オリゴマー化した染料化合物を、公知の技術を用いて塩に転化してもよい。
式(1)、式(2)、式(1a)および式(2a)の化合物ならびにオリゴマー化した染料化合物は、この明細書に示したもの以外の互変異性体の形で存在していてもよい。これらの互変異性体は、本発明の範囲内に包含される。
式(1)、式(2)、式(1a)および式(2a)の化合物ならびにオリゴマー化した染料化合物は、この明細書に示したもの以外の互変異性体の形で存在していてもよい。これらの互変異性体は、本発明の範囲内に包含される。
オリゴマー化した染料化合物およびその塩は、インクジェット印刷用のインク、特にマゼンタインクの調製で使用するのに有益な着色剤である。それらは、溶解性、貯蔵安定性、ならびにオゾンおよび光に対する堅牢度の良好なバランスにより益を得る。とりわけ、それらは優れた耐オゾン堅牢度を示す。これに加えて、本発明のオリゴマー化した染料化合物は、対応する重合していない染料と比較して、泡を安定化する傾向が低い。
本発明の第2の観点に従って、オリゴマー化した染料化合物およびその塩の調製方法であって、式(1)の化合物およびその塩を式(2)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法を提供する
[式中、
R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
XおよびYは、独立して、置換基であり;
a+b=0〜4であり;
nは1〜6である];
L−(NH2)m
式(2)
[式中、
Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして
mは2〜4である]。
R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
XおよびYは、独立して、置換基であり;
a+b=0〜4であり;
nは1〜6である];
L−(NH2)m
式(2)
[式中、
Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして
mは2〜4である]。
本発明の第2の観点に関する優先傾向は、本発明の第1の観点に記載したとおりである。
本発明の第3の観点に従って、本発明の第1の観点に記載したオリゴマー化した染料化合物およびその塩と、液体媒体とを含む組成物を提供する。
本発明の第3の観点に従って、本発明の第1の観点に記載したオリゴマー化した染料化合物およびその塩と、液体媒体とを含む組成物を提供する。
本発明の第3の観点に従った好ましい組成物は、以下:
(a)本発明の第1の観点に従ったオリゴマー化した染料化合物およびその塩を0.01〜30部;ならびに
(b)70〜99.99部の液体媒体;
ここにおいて、部はすべて重量に基づく
を含む。
(a)本発明の第1の観点に従ったオリゴマー化した染料化合物およびその塩を0.01〜30部;ならびに
(b)70〜99.99部の液体媒体;
ここにおいて、部はすべて重量に基づく
を含む。
部数(a)+(b)=100であることが好ましい。
成分(a)の部数は、好ましくは0.1〜20、より好ましくは0.5〜15、特に1〜5部である。成分(b)の部数は、好ましくは80〜99.9、より好ましくは85〜99.5、特に95〜99部である。
成分(a)の部数は、好ましくは0.1〜20、より好ましくは0.5〜15、特に1〜5部である。成分(b)の部数は、好ましくは80〜99.9、より好ましくは85〜99.5、特に95〜99部である。
成分(a)は、成分(b)に完全に溶解することが好ましい。成分(a)は、20℃において少なくとも10%の成分(b)への溶解度を有することが好ましい。これにより、より希薄なインクを調製するために用いることができる液体染料濃縮物の調製が可能になり、貯蔵中に液体媒体の蒸発が起こった場合に染料が沈殿する可能性が低下する。
該インクは、高濃度マゼンタインク、低濃度マゼンタインク、または高濃度および低濃度インクの両方として、インクジェット印刷機に組み込むことができる。後者の場合、これは、印刷像の解像度および品質に改善をもたらすことができる。したがって、本発明は、成分(a)が2.5〜7部、より好ましくは2.5〜5部の量(高濃度インク)で存在するか、または成分(a)が0.5〜2.4部、より好ましくは0.5〜1.5部の量(低濃度インク)で存在する組成物(好ましくはインク)も提供する。
好ましい液体媒体としては、水、水と有機溶媒の混合物、および水を含まない有機溶媒が挙げられる。液体媒体は、水と有機溶媒の混合物または水を含まない有機溶媒を含むことが好ましい。
液体媒体(b)が水と有機溶媒の混合物を含む場合、水と有機溶媒の重量比は、好ましくは99:1〜1:99、より好ましくは99:1〜50:50、特に95:5〜80:20である。
水と有機溶媒の混合物中に存在する有機溶媒は、水混和性有機溶媒またはそのような溶媒の混合物であることが好ましい。好ましい水混和性有機溶媒としては、C1−6−アルカノール、好ましくは、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、シクロペンタノールおよびシクロヘキサノール;線状アミド、好ましくは、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミド;ケトンおよびケトン−アルコール、好ましくは、アセトン、メチルエーテルケトン、シクロヘキサノンおよびジアセトンアルコール;水混和性エーテル、好ましくは、テトラヒドロフランおよびジオキサン;ジオール、好ましくは、2〜12の炭素原子を有するジオール、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキシレングリコールおよびチオジグリコール、ならびに、オリゴ−およびポリ−アルキレングリコール、好ましくは、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール;トリオール、好ましくは、グリセロールおよび1,2,6−ヘキサントリオール;ジオールのモノ−C1−4−アルキルエーテル、好ましくは、2〜12の炭素原子を有するジオールのモノ−C1−4−アルキルエーテル、特に、2−メトキシエタノール、2−(2−メトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)−エタノール、2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]エタノール、2−[2−(2−エトキシエトキシ)−エトキシ]−エタノールおよびエチレングリコールモノアリルエーテル;環状アミド、好ましくは、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、カプロラクタムおよび1,3−ジメチルイミダゾリドン;環状エステル、好ましくはカプロラクトン;スルホキシド、好ましくはジメチルスルホキシド;ならびに、スルホン、好ましくはスルホランが挙げられる。液体媒体は、水と2以上、特に2〜8種の水混和性有機溶媒を含むことが好ましい。
特に好ましい水混和性有機溶媒は、環状アミド、特に、2−ピロリドン、N−メチル−ピロリドンおよびN−エチル−ピロリドン;ジオール、特に、1,5−ペンタンジオール、エチレングリコール、チオジグリコール、ジエチレングリコールおよびトリエチレングリコール;ならびに、ジオールのモノ−C1−4−アルキルおよびC1−4−アルキルエーテル、より好ましくは、2〜12の炭素原子を有するジオールのモノ−C1−4−アルキルエーテル、特に、2−メトキシ−2−エトキシ−2−エトキシエタノールである。
液体媒体が、水を含まない有機溶媒(すなわち1重量%未満の水)を含む場合、該溶媒は、好ましくは30〜200℃、より好ましくは40〜150℃、特に50〜125℃の沸点を有する。有機溶媒は、水不混和性、水混和性、またはそのような溶媒の混合物であることができる。好ましい水混和性有機溶媒は、上記水混和性有機溶媒のいずれかおよびその混合物である。好ましい水不混和性溶媒としては、例えば、脂肪族炭化水素;エステル、好ましくは酢酸エチル;塩素化炭化水素、好ましくはCH2Cl2;およびエーテル、好ましくはジエチルエーテル;およびそれらの混合物が挙げられる。
液体媒体が水不混和性有機溶媒を含む場合、極性溶媒が包含されることが好ましい。これは、極性溶媒が液体媒体への染料の溶解性を向上させるためである。極性溶媒の例としてはC1−4−アルコールが挙げられる。
前述の優先傾向を考慮すると、液体媒体が、水を含まない有機溶媒である場合、それは、ケトン(特にメチルエチルケトン)および/またはアルコール(特にC1−4−アルカノール、さらに特にエタノールまたはプロパノール)を含むことが特に好ましい。
水を含まない有機溶媒は、単一の有機溶媒であるか、2種以上の有機溶媒の混合物であることができる。液体媒体が、水を含まない有機溶媒である場合、それは2〜5種の異なる有機溶媒の混合物であることが好ましい。これにより、インクの乾燥特性および貯蔵安定性に対し良好な制御をもたらす液体媒体を選択することが可能になる。
水を含まない有機溶媒を含む液体媒体は、迅速な乾燥時間が必要とされる場合、とりわけ、疎水性および非吸収性基材、例えば、プラスチック、金属およびガラス上に印刷するときに、とりわけ有用である。
言うまでもなく、液体媒体は、インクジェット印刷用インクに従来用いられている追加的成分、例えば、粘度および表面張力の改質剤、腐敗抑制剤、殺生物剤、コゲーション低減剤(kogation reducing additives)、ならびに、イオン性または非イオン性であることができる界面活性剤を、含有することができる。
色調および性能特性を改変するために、さらなる着色剤をインクに加えてもよい。
本発明に従った組成物は、インクジェット印刷機での使用に適したインクであることが好ましい。インクジェット印刷機での使用に適したインクは、微細ノズルを詰まらせることなく、インクジェット印刷ヘッドに通して繰り返し発射させることができるインクである。これを行うために、インクは、粒子を含んでいてはならず、安定でなければならず(すなわち、貯蔵中に沈殿しない)、腐食性元素(例えば塩化物)を含んでいてはならず、そして、印刷ヘッドでの良好な液滴形成を可能にする粘度を有していなければならない。
本発明に従った組成物は、インクジェット印刷機での使用に適したインクであることが好ましい。インクジェット印刷機での使用に適したインクは、微細ノズルを詰まらせることなく、インクジェット印刷ヘッドに通して繰り返し発射させることができるインクである。これを行うために、インクは、粒子を含んでいてはならず、安定でなければならず(すなわち、貯蔵中に沈殿しない)、腐食性元素(例えば塩化物)を含んでいてはならず、そして、印刷ヘッドでの良好な液滴形成を可能にする粘度を有していなければならない。
インクジェット印刷機での使用に適したインクは、25℃において好ましくは20cP未満、より好ましくは10cP未満、特に5cP未満の粘度を有する。
インクジェット印刷機での使用に適したインクは、合計で好ましくは500ppm未満、より好ましくは250ppm未満、特に100ppm未満、さらに特に10ppm未満の二価および三価の金属イオン(式(1)の着色剤またはインクに組み込まれている他の着色剤もしくは添加剤に結合している二価および三価の金属イオンを除く)を含有する。
インクジェット印刷機での使用に適したインクは、合計で好ましくは500ppm未満、より好ましくは250ppm未満、特に100ppm未満、さらに特に10ppm未満の二価および三価の金属イオン(式(1)の着色剤またはインクに組み込まれている他の着色剤もしくは添加剤に結合している二価および三価の金属イオンを除く)を含有する。
インクジェット印刷機での使用に適したインクは、好ましくは10μm未満、より好ましくは3μm未満、特に2μm未満、さらに特に1μm未満の平均孔径を有するフィルターに通して濾過されている。この濾過により、多くのインクジェット印刷機に見いだされる微細ノズルを通常なら詰まらせうる粒状物質が除去される。
インクジェット印刷機での使用に適したインクは、合計で好ましくは500ppm未満、より好ましくは250ppm未満、特に100ppm未満、さらに特に10ppm未満のハロゲン化物イオンを含有する。
本発明の第4の観点は、基材上に像を形成するための方法であって、本発明の第3の観点に従った組成物、好ましくはインクジェット印刷機での使用に適したインクを、インクジェット印刷機により基材に施用することを含む方法を提供する。
インクジェット印刷機は、インクを基材に、小さなオリフィスに通して基材上に噴出させる液滴の形で施用することが好ましい。好ましいインクジェット印刷機は、圧電インクジェット印刷機およびサーマルインクジェット印刷機である。サーマルインクジェット印刷機では、プログラム化した熱パルスをオリフィスに隣接する抵抗器によりリザーバー中のインクに施用し、それにより、基材とオリフィスとの相対運動中に、インクを小さな液滴の形でオリフィスから基材に向けて噴出させる。圧電インクジェット印刷機では、小さな結晶の振動により、オリフィスからインクを噴出させる。
基材は、好ましくは、紙、プラスチック、生地、金属またはガラス、より好ましくは、紙、オーバーヘッドプロジェクター用スライドまたは生地材料、特に紙である。
好ましい紙は、酸性、アルカリ性もしくは中性の性質を有することができる普通紙または処理紙である。写真用品質の紙が特に好ましい。写真用品質の紙は、銀塩写真プリントで典型的に見られるものと同様の仕上がりをもたらす。
好ましい紙は、酸性、アルカリ性もしくは中性の性質を有することができる普通紙または処理紙である。写真用品質の紙が特に好ましい。写真用品質の紙は、銀塩写真プリントで典型的に見られるものと同様の仕上がりをもたらす。
本発明の第5の観点は、本発明の第1の観点に記載したようなオリゴマー化した染料化合物およびその塩、本発明の第3の観点に従った組成物、または本発明の第4の観点に従った方法を用いて、印刷された材料、好ましくは、紙、プラスチック、生地、金属またはガラス、より好ましくは、紙、オーバーヘッドプロジェクター用スライドまたは生地材料、特に紙、さらに特に普通紙、塗被紙または処理紙を提供する。
本発明の第5の観点の印刷された材料が、本発明の第4の観点に従った方法を用いて印刷された写真用品質の紙上のプリントであることが、特に好ましい。
本発明の第6の観点は、チャンバーと、組成物、好ましくは、インクジェット印刷機での使用に適したインクとを含むインクジェット印刷機用カートリッジであって、該組成物が該チャンバー内にあり、該組成物が本発明の第3の観点で定義し選んだとおりである、前記インクジェット印刷機用カートリッジを提供する。該カートリッジは、本発明の第3の観点に記載したような高濃度インクおよび低濃度インクを異なるチャンバー内に含有することができる。
本発明の第6の観点は、チャンバーと、組成物、好ましくは、インクジェット印刷機での使用に適したインクとを含むインクジェット印刷機用カートリッジであって、該組成物が該チャンバー内にあり、該組成物が本発明の第3の観点で定義し選んだとおりである、前記インクジェット印刷機用カートリッジを提供する。該カートリッジは、本発明の第3の観点に記載したような高濃度インクおよび低濃度インクを異なるチャンバー内に含有することができる。
本発明を以下の実施例によりさらに例示する。ここにおいて、すべての部および百分率は、特記しない限り重量に基づく。
実験的実施例1
段階1(a)
中間体(1a)の調製
段階1(a)
中間体(1a)の調製
中間体1(a)を、米国特許出願公開第20060009357号の化合物d5について記載されているように調製した。その記載内容を、本明細書中で参考として援用する。
段階1(b)
式(1)の化合物の調製
中間体(1b)の調製
段階1(b)
式(1)の化合物の調製
中間体(1b)の調製
クロロスルホン酸(20mL)を、温度を35℃未満に維持してスルホラン(10mL)に滴下して加えた。その後、五酸化リン(2.8g、0.02モル)を、温度を35℃未満に維持し続けつつ加えた。混合物を5分間撹拌した後、中間体1(a)(5.0g、0.0062モル)を、反応温度を35℃未満に保ちつつ少しずつ加えた。添加終了時に温度を100℃に上昇させ、その温度で4.5時間保持した。反応混合物を25℃未満に冷却した後、これを氷/水(約300g)中に押し流した(drowned out)。中間体1(b)を濾過により収集し、氷冷水(4×200mL)で洗浄した。
段階1(c)
オリゴマー化した染料の調製
4,4’−ジアミノスチルベン−2,2’−ジスルホン酸(1.4g(強度85%において)、0.0031モル)を水(100mL)中で攪拌し、2M水酸化リチウム溶液の添加によりpH7で溶解させた。該溶液を<10℃に冷却し、段階1(b)からの中間体1(b)のペーストを加えた。その後、混合物を10℃未満で1時間攪拌し、必要に応じて2M水酸化リチウムを加えてpHを7に維持した。その後、反応混合物を放置して室温まで温め、2M水酸化リチウム溶液を用いてpHをpH9に上昇させた。該混合物を室温においてpH9で16時間攪拌した後、2M水酸化リチウム溶液を用いてpH12に上昇させた。生成溶液を、ヴィスキングチューブ(Visking tubing)中で低伝導率まで透析し、Whatman GFF紙に通して濾過し、60℃/20mmHgでロータリーエバポレーターにより恒量まで蒸発乾固させると、7.9gの生成物が生じた。
実施例2
実施例2のオリゴマー化した染料化合物は、段階1(c)において式(2)の化合物として4,4’−ジアミノスチルベン−2,2’−ジスルホン酸の代わりに0.19gの2,4−ジアミノベンゼンスルホン酸を用いた点を除き、実施例1に記載したとおりに調製した。
実施例3
段階3(a)
中間体1(b)の他の調製法
中間体1(a)(40g、0.034mol)を0〜10℃の塩化チオニル(235g)に加えた。DMF(10mL)を反応混合物に加え、これを0〜10℃で2時間にわたり攪拌し維持した。その後、反応混合物を50℃でさらに2時間攪拌した後、室温に冷却し、ヘキサン(2000mL)に加えた。形成した沈殿物を濾過により収集し、ジクロロメタン(500mL)に溶解し、濾過助剤に通して選別し、蒸発させると、44gの赤色固体が残った。
段階3(b)
オリゴマー化した染料化合物の調製
メタノール(1mL)中の1,4−ジアミノブタン(565mg、6.4mmol)およびトリエチルアミン(1.3g、12.8mmol)の混合物を、0〜5℃のメタノール(35mL)中の中間体1(b)(4.0g、3.21mmol)の溶液に滴下して加えた。反応混合物を、0〜5℃で1時間、その後20℃で16時間攪拌した。沈殿物を濾過により取り出し、メタノール(10mL)で洗浄した。酢酸カリウム(2g)を濾液と洗液を合わせたものに加え、得られた沈殿物を濾過により収集し、メタノール(10mL)で洗浄し、乾燥した。粗生成物を水(100mL)中に分散させ、低伝導率まで透析した。該溶液を60℃のオーブンで乾燥して、100mgの赤色固体を得た。
段階1(c)
オリゴマー化した染料の調製
4,4’−ジアミノスチルベン−2,2’−ジスルホン酸(1.4g(強度85%において)、0.0031モル)を水(100mL)中で攪拌し、2M水酸化リチウム溶液の添加によりpH7で溶解させた。該溶液を<10℃に冷却し、段階1(b)からの中間体1(b)のペーストを加えた。その後、混合物を10℃未満で1時間攪拌し、必要に応じて2M水酸化リチウムを加えてpHを7に維持した。その後、反応混合物を放置して室温まで温め、2M水酸化リチウム溶液を用いてpHをpH9に上昇させた。該混合物を室温においてpH9で16時間攪拌した後、2M水酸化リチウム溶液を用いてpH12に上昇させた。生成溶液を、ヴィスキングチューブ(Visking tubing)中で低伝導率まで透析し、Whatman GFF紙に通して濾過し、60℃/20mmHgでロータリーエバポレーターにより恒量まで蒸発乾固させると、7.9gの生成物が生じた。
実施例2
実施例2のオリゴマー化した染料化合物は、段階1(c)において式(2)の化合物として4,4’−ジアミノスチルベン−2,2’−ジスルホン酸の代わりに0.19gの2,4−ジアミノベンゼンスルホン酸を用いた点を除き、実施例1に記載したとおりに調製した。
実施例3
段階3(a)
中間体1(b)の他の調製法
中間体1(a)(40g、0.034mol)を0〜10℃の塩化チオニル(235g)に加えた。DMF(10mL)を反応混合物に加え、これを0〜10℃で2時間にわたり攪拌し維持した。その後、反応混合物を50℃でさらに2時間攪拌した後、室温に冷却し、ヘキサン(2000mL)に加えた。形成した沈殿物を濾過により収集し、ジクロロメタン(500mL)に溶解し、濾過助剤に通して選別し、蒸発させると、44gの赤色固体が残った。
段階3(b)
オリゴマー化した染料化合物の調製
メタノール(1mL)中の1,4−ジアミノブタン(565mg、6.4mmol)およびトリエチルアミン(1.3g、12.8mmol)の混合物を、0〜5℃のメタノール(35mL)中の中間体1(b)(4.0g、3.21mmol)の溶液に滴下して加えた。反応混合物を、0〜5℃で1時間、その後20℃で16時間攪拌した。沈殿物を濾過により取り出し、メタノール(10mL)で洗浄した。酢酸カリウム(2g)を濾液と洗液を合わせたものに加え、得られた沈殿物を濾過により収集し、メタノール(10mL)で洗浄し、乾燥した。粗生成物を水(100mL)中に分散させ、低伝導率まで透析した。該溶液を60℃のオーブンで乾燥して、100mgの赤色固体を得た。
以下の表に本発明に従ったオリゴマー化した染料のいくつかを開示する。これらは、上記方法と類似の方法を用いて調製することができる。
比較染料
比較染料は、先に調製したように記載した実施例1(a)であった。
実施例4
インクの調製
インクは、3重量部の実施例1の染料を、重量%で以下:
ジエチレングリコール 7%
エチレングリコール 7%
2−ピロリドン 7%
SurfynolTM 465 1%
トリス緩衝液 0.2%
水 77.8%
を含む97重量部の液体媒体に溶解し、水酸化ナトリウムを用いてインクのpHを8〜8.5に調整することにより、調製することができる。
比較染料は、先に調製したように記載した実施例1(a)であった。
実施例4
インクの調製
インクは、3重量部の実施例1の染料を、重量%で以下:
ジエチレングリコール 7%
エチレングリコール 7%
2−ピロリドン 7%
SurfynolTM 465 1%
トリス緩衝液 0.2%
水 77.8%
を含む97重量部の液体媒体に溶解し、水酸化ナトリウムを用いてインクのpHを8〜8.5に調整することにより、調製することができる。
SurfynolRTM 465はAir Productsからの界面活性剤である。
実施例5
発泡
実施例1で調製したオリゴマー化した染料化合物および比較例の染料を水に溶解して、0.5%溶液を得た。各溶液(2mL)を栓付きメスフラスコに入れ、該フラスコを10秒間激しく振とうした。泡の初期体積およびその崩壊を、2分間にわたり測定した。結果を以下の表に示す。明らかに、本発明の染料は、遙かに泡を形成しにくく安定化しにくい。これは、インクジェット印刷ヘッドの製造および操作性において極めて重要である。
実施例5
発泡
実施例1で調製したオリゴマー化した染料化合物および比較例の染料を水に溶解して、0.5%溶液を得た。各溶液(2mL)を栓付きメスフラスコに入れ、該フラスコを10秒間激しく振とうした。泡の初期体積およびその崩壊を、2分間にわたり測定した。結果を以下の表に示す。明らかに、本発明の染料は、遙かに泡を形成しにくく安定化しにくい。これは、インクジェット印刷ヘッドの製造および操作性において極めて重要である。
さらなるインク
表AおよびBに記載したインクは、実施例1の化合物を用いて調製することができる。第1列に示した染料を、第2列以降に明記したインク100部に溶解する。第2列以降に挙げた数字は当該インク構成成分の部数をさし、すべての部は重量に基づく。インクのpHは、適した酸または塩基を用いて調整することができる。インクは、インクジェット印刷により基材に施用することができる。
表AおよびBに記載したインクは、実施例1の化合物を用いて調製することができる。第1列に示した染料を、第2列以降に明記したインク100部に溶解する。第2列以降に挙げた数字は当該インク構成成分の部数をさし、すべての部は重量に基づく。インクのpHは、適した酸または塩基を用いて調整することができる。インクは、インクジェット印刷により基材に施用することができる。
以下の略語を表AおよびBに用いる:
PG=プロピレングリコール
DEG=ジエチレングリコール
NMP=N−メチルピロリドン
DMK=ジメチルケトン
IPA=イソプロパノール
2P=2−ピロリドン
MIBK=メチルイソブチルケトン
P12=プロパン−1,2−ジオール
BDL=ブタン−2,3−ジオール
TBT=第三ブタノール
PG=プロピレングリコール
DEG=ジエチレングリコール
NMP=N−メチルピロリドン
DMK=ジメチルケトン
IPA=イソプロパノール
2P=2−ピロリドン
MIBK=メチルイソブチルケトン
P12=プロパン−1,2−ジオール
BDL=ブタン−2,3−ジオール
TBT=第三ブタノール
Claims (15)
- 式(1)の化合物およびその塩を式(2)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法により得ることができる、オリゴマー化した染料化合物およびその塩
R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
XおよびYは、独立して、置換基であり;
a+b=0〜4であり;
nは1〜6である];
L−(NH2)m
式(2)
[式中、
Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして
mは2〜4である]。 - R1およびR2が、独立して、Hまたは置換されていてもよいアルキルである、請求項1に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- R1がメチルまたはエチルである、請求項1または請求項2のいずれかに記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- R2がメチルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- R3が、置換されていてもよいC1−4アルキルである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- XおよびYが、独立して、−Cl、−CN、−CF3、−SO2R4[式中、R4は、置換されていてもよいアルキル;置換されていてもよいアリール;または置換されていてもよいヘテロシクリルである]からなる群より選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- nが4〜6である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- mが2である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩。
- Lが以下を含む、請求項8に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩:線状、環状または分枝状であり1〜8のヘテロ原子で遮断されていてもよい置換されていてもよいC1−20アルキレン;置換されていてもよいフェニレン;置換されていてもよいナフチレン;または、1〜3のヘテロ原子を有する置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレン、ここにおいて、該ヘテロ原子は、Nおよび/またはOである。
- 式(1a)の化合物およびその塩を式(2a)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法により得ることができる、請求項1に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩
R1およびR2は、独立して、Hまたは置換されていてもよいC1−4アルキルであり;
R3は、置換されていてもよいC1−4アルキル、置換されていてもよいフェニル、または置換されていてもよいナフチルであり;そして
nは4〜6である];
L1−(NH2)2
式(2a)
[式中、
Lは、線状、環状または分枝状であり1〜4のヘテロ原子で遮断されていてもよい置換されていてもよいC1−20アルキレン;置換されていてもよいフェニレン;置換されていてもよいナフチレン;または、置換されていてもよい5〜8員ヘテロシクリレンである]。 - オリゴマー化した染料化合物およびその塩の調製方法であって、式(1)の化合物およびその塩を式(2)の化合物およびその塩と反応させることを含む方法
R1およびR2は、独立して、H、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
R3は、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールであり;
XおよびYは、独立して、置換基であり;
a+b=0〜4であり;
nは1〜6である];
L−(NH2)m
式(2)
[式中、
Lは、置換されていてもよいか遮断されていてもよい脂肪族基、置換されていてもよい芳香族基、または置換されていてもよい複素環式基を含み;そして
mは2〜4である]。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩と、液体媒体とを含む組成物。
- 基材上に像を形成するための方法であって、請求項12に記載の組成物をインクジェット印刷機により基材に施用することを含む方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のオリゴマー化した染料化合物およびその塩で印刷された材料。
- チャンバーと請求項12に記載の組成物とを含むインクジェット印刷機用カートリッジであって、該組成物が該チャンバー内にある、前記インクジェット印刷機用カートリッジ。
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