JP2015531753A - インクにおける光開始剤および光増感剤としてのケトクマリン - Google Patents

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Abstract

放射線硬化における使用のための一連の新規ケトクマリン光開始剤を開示する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2012年7月27日に出願された米国特許仮出願第61/676,370号の利益を主張し、その開示はここで参照により完全に本明細書に組み込まれる。
本発明は、放射線硬化における、例えば、印刷インクまたはニスのようなコーティング組成物の放射線硬化における使用のための、一連の新規ケトクマリン光開始剤に関する。これらの物質が使用され得る典型的な領域は、インク/コーティングがUV照射によって硬化される、オフセット、フレキソ、インクジェット、グラビア、凹版、およびスクリーンである。本発明の新規ケトクマリンは、この種の既存物質に比較して、良好な反応度、改良された溶解度、および良好な印刷特性を示す。
次の型のケトクマリンの合成についての多数の論文/特許がある。
ケトクマリンを製造するための最初のプロセスについては、1954年、Kurt Knoevenagelが特許を取った(英国特許第GB752528号−1954年9月30日)。それ以来、ケトクマリンの合成を記載する様々な論文および特許がある。
Eastman Chemical Co.−Tetrahedron,38(9),1203−1211(1982)、および米国特許第4147552号(1976年2月2日)、欧州特許第EP0022188号(1979年6月18日)−は、上記に示す両方の型の様々な置換基を伴う合成を記載する。Eastmanは、それらの分光増感剤/共開始剤としての使用もまた主張する。
3−アロイルクマリンの合成もまた、旧ソ連特許第SU707197 USSR号(1978年9月21日)としてPerm.Pharmaceutical Institute USSRによって特許が取られた。
より最近では、無溶剤合成のような、より環境に優しい製造について出願されたいくつかの製法特許、例えば、Formulation for Scientific Technology Promotion、日本特許第JP2002179666号(2000年12月15日)、Grunenthal GmbH、国際公開第WO2004002980号(2002年7月1日)がある。
さまざまな官能基を伴うケトクマリンの合成についてもまた多数の論文および特許があり、例えば、3Mは、優先日1991年10月25日を有する一群の特許(米国特許第US5480994号、同第5455143号、欧州特許第EP0538997号、米国特許第US5415976号、および同第US5534633号)を有する。これらの特許は多数の官能基を主張するが、主にアミン官能性に焦点があるようである。
多数の他の企業もまたジアルキルアミノ官能基物質およびそれらの光開始剤増感剤としての使用の特許を取っており、例えば、Thiokol Morton Inc.、フィリピン特許第PH26210号および米国特許第US4894314号(1986年11月12日)、Toppan Printing、日本特許第JP3070704号(1989年8月10日)、Toyo Ink Mfg.、日本特許第JP5230118号および同第JP2727851号(1992年2月19日)、同第JP4145102号(1990年10月5日、Eastman、カナダ特許第CA1137696号(1979年11月16日)、Cookson、日本特許第JP2000869号(1987年12月4日)、Tokuyama Corp.、米国特許第US2004186195号および欧州特許第EP1431315号(2002年12月18日)がある。
他の合成特許は、例えば、ケトクマリンのスルホン化、光レジストとして使用する物質−Clariant Int.Ltd.、台湾特許第TW518332号および国際公開第WO9839318号(1997年3月7日)、アクリル酸ケトクマリン−(この物質は請求されるが、その製造方法については実施例が与えられていない)を含む。LG Chemical Ltd.、韓国特許第KR20090108154号(2008年4月11日)。LGは感光性光開始剤としてこの型の物質を請求している。
アクリル酸官能基を有するケトクマリン物質は、Cibaによってもまた製造される(例えば国際公開第WO2005014677号)。本特許における物質の出願は、液晶の増感剤としてのものである。
光開始剤としてのケトクマリンのある型に関する先行技術の例は、Acrylated ketocoumarin、LG Chemical Ltd.、韓国特許第KR20090108154号(2008年4月11日)を含む。LGは感光性光開始剤としてこの型の物質を請求している;Eastman Chemical Co.−Tetrahedron,38(9),1203−1211(1982)、および米国特許第US4147552号(1976年2月2日)、欧州特許第EP0022188号(1979年6月18日)および日本特許第JP1048059号(1987年7月24日)。Eastmanは、アミン官能基物質と組み合わせたケトクマリンの増感剤としての使用を請求する。膨大な種類のケトクマリン構造が、使用される様々な置換基と共に主張される;National Super Chim Mulhouse−アミンおよびオニウム塩の存在の下で可視レーザー光を使用するチオキサントンおよびケトクマリンの光開始剤としての使用。Journal of Applied Polymer Science,(1992),44(10),11779−86;Bulletin des Societes Chimiques Belges,(1990),99(11−12),969−975;Surface Active Photoinitiators。Ciba、国際公開第WO0248204号、同第WO0248203号、同第WO0248202号(2000年12月13日)。オルガノポリシロキサンは付着の光開始剤を有し、硬化を改良するために組成物の表面上で濃縮される。これらの特許は様々な光開始剤の型の合成プロセス、およびこれらの物質のオルガノポリシロキサンへの結合、ならびにそれらの硬化特性を概説する。ケトクマリン型物質についての硬化結果は報告されない。ポリシルセスキオキサン物質に付着するケトクマリン。低マイグレーション光開始剤として有益。アミン相乗剤基もまた組み込まれる。特許は主に他のより一般的なPI型およびそれらの硬化特性を記載する。ケトクマリン型物質に硬化特性は与えられない。Ciba/BASF国際公開第WO2010063612号および欧州特許第EP2370449号(2008年12月1日)、ペンダント基としてポリアルキレンオキシドに付着するケトクマリン。オキシラン官能基光開始剤が製造され、アルキレンオキシドとの原位置反応(線状ポリマーを形成するアルキレンオキシド)によって付着された。当該特許に与えられる実施例はベンゾフェノンについてのものである。ケトクマリンの実施例は与えられないが、それらは請求項にはある。Coloplast A/S、国際公開第WO2011103878号(2010年2月23日)。
様々な他の物質との組み合わせで使用されるときの、光重合プロセスの光増感剤としての、あるケトクマリンの使用を記載する多数の特許があり、例えば、Titanocenes:Hitachi、台湾特許第TW434455号、米国特許第US5811218号、および欧州特許第EP0636939号(1993年7月28日)、日本特許第JP7271028号(1993年9月28日)、同第JP11209613号、および同第JP11209614号(1998年1月30日)、同第JP2000258907号(1999年3月11日)、Mitsui Toatsu Chemicals、同第JP9227547号(1996年2月20日)、Ciba−Geigy Corp.、米国特許第US5011755号(1997年2月2日)がある。
HDDAの重合を改良するために、マレイミドが多くの異なる官能基ケトクマリンと共に使用されており、例えば、Albemarle Corp.、南ミシシッピ大学、国際公開第WO2004089995号(2003年4月3日)がある。
ホウ酸塩は官能基ケトクマリンと共に使用されており、例えば、Toyo Boseki日本特許第JP2157760号(1988年12月10日)がある。
イミダゾール/チオール/アミンは官能基ケトクマリンと共に使用されており、例えば、Mitsubishi Chem.Ind.、日本特許第JP61123603号(1984年11月19日)がある。
陽イオン光開始剤およびフェロセンでの二重硬化は官能基ケトクマリンと共に使用されており、例えば、Nippon−Soda、日本特許第JP7196712号(1993年12月28日)がある。
トリハロ官能性トリアジンまたはスルホニルクロリドのような活性ハロゲン化合物は官能基ケトクマリンと共に使用されており、例えばFuji Photo Film Co.Ltd.、日本特許第JP58015503号および米国特許第US4505793号(1981年7月20日)がある。
ケトクマリンは、有機ペルオキシド、トリアジン、ベンゾフェノン、キノン、N−フェニルグリシン、およびアルキルアリールケトンとの組み合わせで増感剤として使用され、液体噴射記録ヘッドにおいて使用されており、例えば、Canon KK、日本特許第JP4294148号(1991年3月25日)、Canon KK/Sanyo Chemical Ind.、日本特許第JP63270703号および同第JP63145304号(1986年12月9日)がある。
アミン官能基ケトクマリンは、ヨードニウム塩およびトリアジン物質と共に増感剤として使用されており、例えば、優先日1991年10月25日を有する特許群3M(米国特許第US5480994号、同第US5455143号、欧州特許第EP0538997号、米国特許第US5415976号、同第US5534633号)がある。これらの特許は主に増感剤としてのアミン官能基ケトクマリンに焦点を当てる。
アミノ官能基ケトクマリンはカンファキノン、ジアルキルアミノベンゾエート、およびイミダゾリルダイマーと共に増感剤として使用されており、例えば、Thiokol Morton Inc.、フィリピン特許第PH26210号および米国特許第4894314号(1986年11月12日)がある。
アミノ官能基ケトクマリンは、ジアリールヨードニウム塩および有機ペルオキシドと共に増感剤として使用されており、例えば、Toppan Printing、日本特許第JP3070704号(1989年8月10日)がある。
アミノ官能基ケトクマリンは、陽イオン増感剤としてスルホニウム塩と共に使用されており、例えば、Toyo Ink Mfg.、日本特許第JP5230118号および同第JP2727851号(1992年2月19日)、同第JP4145102号(1990年10月5日)がある。
アミノ官能基ケトクマリンは、増感剤としてフェニルグリシンおよびインドール酢酸と共に使用されており、例えばEastman、カナダ特許第CA1137696号(1979年11月16日)がある。
アミノ官能基ケトクマリンは、増感剤としてトリアジン官能基物質と共に使用されており、例えばCookson、日本特許第JP2000869号(1987年12月4日)がある。
アミノ官能基ケトクマリンは、二重硬化系における増感剤として、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、および多環式芳香族物質と共に使用されており、例えばTokuyama Corp.、米国特許第US2004186195号および欧州特許第EP1431315号(2002年12月18日)がある。
ケトクマリンは、接着剤(エポキシ/アクリル酸接着剤)の芳香族オニウム塩の増感剤として使用されている。可視光による硬化、例えばToyo Ink Mfg.Co.、日本特許第JP7082546号および同第JP7082544号(1993年9月17日)がある。
ケトクマリンは、光増感剤として、アミノアルキルフェノン(Irgacure 369/379型の物質)と共に使用されており、例えばCiba欧州特許第EP1410109号(および特許群)(2001年7月26日)がある。
Fuji(欧州特許第EP2388146号、2010年5月19日)による、オフセット印刷のLED硬化性インクおよびコーティングについての最近の特許は、彼らが開発した新しい物質のためのケトクマリンの増感剤としての使用に言及している(一般構造が下記に示される)。彼らの新しい物質は、特にアミノアルキルフェノンおよびアシルホスフィンオキシドとの組み合わせで光開始剤/増感剤として使用されるようである。クマリンの使用についての請求項はないが、それらは特許の本体において可能性のある増感剤として言及されている。
ケトクマリンのある型が特許を取られた他の領域(合成および使用)は、染料/フィルタ染料および光撮像技術として、例えばSandoz、英国特許第GB1509386号(1974年7月3日)、Hoechst欧州特許第EP0044026号(1980年7月11日)、ICI、英国特許第GB1405177号(1972年4月26日)、Mead Corp.、米国特許第US4713312号およびカナダ特許第CA1293407号(1984年10月9日)、日本特許第JP2191956号(1988年11月21日)、Brother Ind.Ltd.、日本特許第JP8220746号および同第JP3185585号(1995年2月16日)、Nippon Kanko Shikiso Kenkyusho、日本特許第JP7316147号および同第JP3554363号(1995年5月26日)、Konishiroku Photo.Ind.、日本特許第JP2000275827号(1999年3月29日)がある。
ケトクマリンは、蛍光標識剤として使用されており、例えば、Biocarb AB、米国特許第US4956480号(1985年12月3日)がある。
ケトクマリンは、薬理適用において使用されており、例えば、Cassella Farbwerke Mainkur AG、英国特許第GB1014053号(1961年8月12日)、Hardman and Holden Ltd.、英国特許第GB911632号(1959年9月7日);Beecham Group Ltd.、英国特許第GB1307646号(1969年10月31日)がある。
英国特許第GB752528号 米国特許第4147552号 欧州特許第EP0022188号 旧ソ連特許第SU707197 USSR号 日本特許第JP2002179666号 国際公開第WO2004002980号 米国特許第US5480994号 米国特許第5455143号 欧州特許第EP0538997号 米国特許第US5415976号 米国特許第US5534633号 フィリピン特許第PH26210号 米国特許第US4894314号 日本特許第JP3070704号 日本特許第JP5230118号 日本特許第JP2727851号 日本特許第JP4145102号 カナダ特許第CA1137696号 日本特許第JP2000869号 米国特許第US2004186195号 欧州特許第EP1431315号 台湾特許第TW518332号 国際公開第WO9839318号 韓国特許第KR20090108154号 国際公開第WO2005014677号 日本特許第JP1048059号 国際公開第WO0248204号 国際公開第WO0248203号 国際公開第WO0248202号 国際公開第WO2010063612号 欧州特許第EP2370449号 国際公開第WO2011103878号 台湾特許第TW434455号 米国特許第US5811218号 欧州特許第EP0636939号 日本特許第JP7271028号 日本特許第JP11209613号 日本特許第JP11209614号 日本特許第JP2000258907号 日本特許第JP9227547号 米国特許第US5011755号 国際公開第WO2004089995号 日本特許第JP2157760号 日本特許第JP61123603号 日本特許第JP7196712号 日本特許第JP58015503号 米国特許第US4505793号 日本特許第JP4294148号 日本特許第JP63270703号 日本特許第JP63145304号 日本特許第JP7082546号 日本特許第JP7082544号 欧州特許第EP1410109号 欧州特許第EP2388146号 英国特許第GB1509386号 欧州特許第EP0044026号 英国特許第GB1405177号 米国特許第US4713312号 カナダ特許第CA1293407号 日本特許第JP2191956号 日本特許第JP8220746号 日本特許第JP3185585号 日本特許第JP7316147号 日本特許第JP3554363号 日本特許第JP2000275827号 米国特許第US4956480号 英国特許第GB1014053号 英国特許第GB911632号 英国特許第GB1307646号
Eastman Chemical Co.−Tetrahedron,38(9),1203−1211(1982) Journal of Applied Polymer Science,(1992),44(10),11779−86 Bulletin des Societes Chimiques Belges,(1990),99(11−12),969−975
従来技術の参照文献のいずれも、本発明のケトクマリンおよび下記に記載するそれらの使用を開示しない。
本発明は式(I)の化合物を提供し、式(I)は、
式中、
Rはアルキルまたはアルコキシ置換基であり、
A=−CH−R−(CH−[O(CHRCHR−であり、式中、
n=0または1であり、
a=1〜2であり、
=−C=Oまたは−CH(OH)−であり、
y=0〜10であり、
およびRのうちの1つが水素原子を表し、もう1つが水素原子、メチル基、またはエチル基を表し、
Qは、1〜6個のヒドロキシ基を有するモノヒドロキシ化合物、1〜6個のヒドロキシ基を有するポリヒドロキシ化合物、およびC〜C12ポリアルキレングリコールからなる群から選択される残基であり、アルキレン部分が2〜12個の炭素原子を有し、
xは1〜6の整数である。
x=1であるとき、本発明は式(I)による化合物を提供し、式中、
Qは、式R−OHの化合物(式中、RがC〜C12アルキル基である)、および式−[O(CHRCHR−OCHの基(式中、aが1〜2の数であり、yが0〜10の数であり、RおよびRは同じかまたは異なり、それぞれが水素原子またはC〜Cアルキル基を表す)からなる群から選択される残基である。
本発明の化合物を分析するとき、本発明の化合物は数aおよびyが異なるいくつかの化合物の混合物であり得るため、上述の式におけるaおよびyの数は整数である必要はなく、実際にそれらが整数である可能性は低いということが理解されるだろう。本発明に従い、これらの数のそれぞれの平均値が上記に定義されている通りであるとすれば、これは満足なものであるだろう。もちろん、本発明の化合物のそれぞれの個々の分子について、aおよびyは整数であり得、かかる個々の化合物を分離することが可能であり得るが、実際に、これらの化合物の混合物が典型的に使用される。
本発明は、上記式(I)の化合物を含む放射線硬化性組成物(例えば、印刷インク、コーティング、ニス、接着剤等)もまた提供する。
本発明は、式(I)に記載の化合物を含有する放射線硬化性コーティング組成物を化学線照射に曝露することを含む、硬化ポリマー組成物の調製方法もまた提供する。
本発明は、請求項1に記載の化合物を、重合性モノマー、プレポリマー、オリゴマー、他の光開始剤、アミン相乗剤、および増感剤からなる群から選択される1つ以上の物質と組み合わせることを含む、放射線硬化性組成物の調製方法もまた提供する。
本発明は、式(I)の化合物を含む、放射線硬化性インク、コーティング、ニス、または食品包装に適切な接着剤もまた提供する。
本発明は、放射線硬化における、例えば、印刷インクまたはニスのようなコーティング組成物の放射線硬化における使用のための、一連の新規ケトクマリン光開始剤に関する。これらの物質が使用され得る典型的な領域は、オフセット、フレキソ、インクジェット、グラビア、凹版、およびインク/コーティングがUV照射によって硬化するスクリーンである。本発明の新規ケトクマリンは、この型の既存物質に比較して、良好な反応度、改良された溶解度、および良好な印刷特性を示す。
本発明のケトクマリンは式(I)の化合物を有し、
式中、
Rはアルキルまたはアルコキシ置換基であり、
A=−CH−R−(CH−[O(CHRCHR−であり、式中、
n=0または1であり、
a=1〜2であり、
=−C=Oまたは−CH(OH)−であり、
y=0〜10であり、
およびRのうちの1つが水素原子を表し、もう1つが水素原子、メチル基、またはエチル基を表し、
Qは、1〜6個のヒドロキシ基を有するモノヒドロキシ化合物、1〜6個のヒドロキシ基を有するポリヒドロキシ化合物、およびC〜C12ポリアルキレングリコールからなる群から選択される残基であり、アルキレン部分が2〜12個の炭素原子を有し、
xは1〜6の整数である。
好適な実施形態において、Qは、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、グリセロール、2,2−プロパンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびジ−ペンタエリスリトールからなる群から選択されるポリヒドロキシ化合物の残基である。
別の好適な実施形態において、Qは、式R−OHの化合物(式中、RがC〜C12アルキル基である)、ならびに−[O(CHRCHR−OCH式の基(式中、aが1〜2の数であり、yは0〜10の数であり、RおよびRが同じかまたは異なり、それぞれが水素原子またはC〜Cアルキル基を表す)からなる群から選択されるモノヒドロキシ化合物の残基である。
別の好適な実施形態において、Qは、ブタン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、オクタン−1,8−ジオール、デカン−1,10−ジオール、およびドデカン−1,12−ジオールからなる群から選択されるポリアルキレングリコールの残基である。
当該新規物質は、それらの改良した溶解度のため、好適には、印刷インク、コーティング、ニス、および接着剤において使用され得る。好適な実施形態において、当該新規物質は、印刷インクおよびコーティング、特にオフセットインクおよびインクジェットインクにおいて使用され得る。既存のケトクマリン物質に比較して改良した溶解度は、したがって、改良した印刷特性を与え得る。開発した物質のいくつかは、食品包装適用において使用される低マイグレーション技術における使用のためにも考慮され得る。
商業環境において、インクおよびコーティングの硬化は、中圧水銀アークランプを使用することによって実施される。しかしながら、近年では、この領域における多数の新しい開発があり、光開始剤が、典型的に標準中圧水銀ランプより長い波長にて放出するこれらの新しい硬化源のうちのいくつかまたは全てと働くこともできることが好適である。これらの新しい光源の実施例は、Komori H−UV系において使用されるもののような鉄ドープ水銀ランプ、白インクの硬化に推奨されるもののようなガリウムドープランプ、および様々な放出波長のLEDランプを含む。
本発明の基礎である化合物は全て、ケトクマリン環構造に付着する酸素の結果として発色団に変化し、好適には吸収極大を約344nmまで押し上げ、最大400nmまで拡張する。一般的に使用される中圧水銀アークランプの最も強い放出波長である365nmでの有意吸収もまた好適であり、本発明の化合物は、最も一般的な中圧水銀アークランプからドープ金属添加剤を伴う最新の型まで、幅広いUVランプの型を伴う効果的な光開始剤であるということを意味する。さらに、好適なこれらの光開始剤の吸収極大は、全てピーク極大が250〜325nmの範囲である、ベンゾフェノン、フェニルベンゾフェノン、およびIrgacure369のような一般的に使用される光開始剤のものと、ピーク極大が384nmを有する2−イソプロピルチオキサントンとの間の波長領域において存在する。結果として、本発明の光開始剤は、他の物質と光開始剤混合物を作り、重要UV硬化波長200〜450nmを貫通する光の均衡吸収を提供するために理想的な調整ツールである。
物質はケトクマリン官能基光開始剤が良好な硬化性能で得られるように設計された。ヒドロキシケトクマリン(発明的実施例1)の使用は新規物質の合成における重要な中間物である。当該物質は、この型の以前の物質に比較して改良した溶解度を示し、それらをインク/コーティングの印刷特性を減じることなくインクおよびコーティングにおいて使用できるということを意味する。
様々な新規ケトクマリン光開始剤が合成された。置換反応またはエポキシドの開環による、開始剤部分を多官能基コアまたは溶解度を改良し得る他の官能基に結合するための、エステル化およびエーテル結合の形成のような、合成化学ルートの使用が、これらの新規物質を生成するために使用され得る。新規物質はインクジェットおよびオフセットインクにおいて評価され、H−UVランプ(例えばKomori Corp.)で硬化するインクおよびコーティング調製物における使用についてもまた、現在の商用光開始剤を直接交換することによって、評価された。当該評価は、新規物質の最良のものは現在の商用物質と同じくらいよく機能するということを示す。
本発明の新規ケトクマリン光開始剤は、改良した溶解度を示し、したがって改良した印刷特性および良好な反応度をもたらす。これらは文献において以前に報告されていない。
本発明の組成物は、印刷インク、ニス、接着剤、または例えば紫外線、電子ビーム等の照射によって硬化することを意図する他のコーティング組成物に組み込まれ得る。かかる組成物は典型的に、少なくとも、重合性モノマー、プレポリマー、またはオリゴマーと、本発明の光開始剤と、アミン相乗剤と、任意で増感剤とを含み得るが、当業者に公知の他の構成要素、例えばワックス、流動補助剤、および他の添加剤、ならびに印刷インクの場合には着色剤もまた含み得る。
適切な着色剤は有機または無機顔料および染料を含むがこれらに限られない。当該染料は、アゾ染料、アントラキノン染料、キサンタン染料、アジン染料、それらの組み合わせ等を含むがこれらに限られない。有機顔料は1つの顔料または顔料の組み合わせであり得、例えば黄色顔料番号12、13、14、17、74、83、114、126、127、174、188、赤色顔料番号2、22、23、48:1、48:2、52、52:1、53、57:1、112、122、166、170、184、202、266、269、橙色顔料番号5、16、34、36、青色顔料番号15、15:3、15:4、紫色顔料番号3、23、27、および/または緑色顔料番号7がある。無機顔料は、次の非制限的顔料のうちの1つであり得る。酸化鉄、二酸化チタン、酸化クロム、フェロシアン化鉄アンモニウム、黒色酸化第2鉄、黒色顔料番号7、ならびに/または白色顔料番号6および7。他の有機および無機顔料ならびに染料もまた、所望の色を達成する組み合わせと同様に用いられ得る。
幅広い種類のモノマーおよびプレポリマーが、本発明の光開始剤での光開始の対象となり得、当該モノマーおよびプレポリマーの本質は本発明に対して決定的ではない。
本発明は、その好適な実施例を含み、詳細に記載してきた。しかしながら、当業者は、本開示の考慮の際に、本発明に、発明の範囲および精神内に収まる修正および/または改良をし得るということが、理解されるだろう。
以下の実施例は本発明の特異的な様態を例証し、いかなる態様においてもその範囲を制限することを意図せず、そのように解釈されるべきではない。
比較実施例1(従来技術のケトクマリン)
61.0gのサリチルアルデヒド(0.5モル)、96.0gのエチルベンゾイルアセテート(0.5モル)、および2.0gのピペリジンを800mlのエタノールにおいて混合した。混合物を還流のために6時間加熱し、その後生成物を結晶化するために一晩冷やした。生成物を濾過によって採取しエタノールから再結晶化し固体生成物を産出するために空気中で乾燥した。
産出量は104g(83.2%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
比較実施例2(先行技術のケトクマリン)
15.2gの2−ヒドロキシ−4−メトキシベンズアルデヒド(0.1モル)、19.2gのエチルベンゾイルアセテート(0.1モル)、および3.8gのピペリジンを200mlのエタノールにおいて混合した。混合物を還流のために3時間加熱し、その後生成物を結晶化するために一晩冷やした。生成物を濾過によって採取しエタノールから再結晶化し固体生成物を産出するために空気中で乾燥した。
産出量は22.3g(79.6%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例1(中間)
60.0gの2,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド(0.435モル)、83.49gのエチルベンゾイルアセテート(0.435モル)、および1.5gのピペリジンを600mlのエタノールにおいて混合した。混合物を還流のために6時間加熱し、その後生成物を結晶化するために一晩冷やした。生成物を濾過によって採取しエタノールから再結晶化し固体生成物を産出するために50℃のオーブンにおいて乾燥した。
産出量は93.45g(80.77%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例2(中間)
22.90gのブロモ酢酸(0.165モル)および18.75gのポリテトラヒドロフラン250(Terathane(登録商標)250)(0.075モル)を、0.375gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.075gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、100mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は35.75g(96.9%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例3(ケトクマリン合成済)
14.0g(0.0526モル)の発明実施例1からの生成物、9.1gの炭酸カリウム(0.0658モル)、および90mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、12.95gの発明実施例2からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、150mlのジクロロメタンを加えた。混合物を100mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回150mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後ペースト状茶色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は16.0g(61.75%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例4(中間)
28.804gのブロモ酢酸(0.2073モル)および10.00gのジエチレングリコール(0.09423モル)を、0.33gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.07gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、100mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は29.57g(90.2%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例5(ケトクマリン合成済)
3.0g(0.01128モル)の発明実施例1からの生成物、1.95gの炭酸カリウム(0.0141モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、1.963gの発明実施例4からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を75mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後明茶色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は3.27g(80.75%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例6(中間)
13.89gのブロモ酢酸(0.1モル)および12.5gのポリオールDPP130(登録商標)(前Perstorp)(0.015125モル)を、0.225gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.045gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は11.8g(50.3%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例7(ケトクマリン合成済)
5.144g(0.01934モル)の発明実施例1からの生成物、3.34gの炭酸カリウム(0.02417モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例6からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を75mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後黄色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は7.00g(81.6%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例8(中間)
11.46gのブロモ酢酸(0.0825モル)および15.0gのポリエチレングリコール400(0.0375モル)を、0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は12.7g(52.8%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例9(ケトクマリン合成済)
4.145g(0.01558モル)の発明実施例1からの生成物、2.69gの炭酸カリウム(0.01946モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例8からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を75mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後黄色/茶色強粘液の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は6.60g(83.7%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例10(中間)
15.26gのブロモ酢酸(0.10987モル)および7.5gのトリエチレングリコール(0.0499モル)を0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明茶色液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は10.8g(55.16%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例11(ケトクマリン合成済)
6.786g(0.0255モル)の発明実施例1からの生成物、4.41gの炭酸カリウム(0.0319モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例10からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を75mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後桃色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は7.0g(72.0%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例12(ケトクマリン合成済)
7.964g(0.02994モル)の発明実施例1からの生成物、5.0172gの炭酸カリウム(0.0374モル)、および50mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gのエチルブロモ酢酸(0.02994モル)を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、200mlの水および300mlのジクロロメタンを加え混合物を分離した。有機相をさらに100mlの水で抽出し、その後無水硫酸マグネシウムで乾燥した。白色/明茶色固体の生成物を算出するために溶剤を除去した。
産出量は5.58g(52.9%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例13(中間)
25.63gのブロモ酢酸(0.1845モル)および7.5gのトリメチロールプロパン(0.0559モル)を0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明茶色液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は26.4g(95.1%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例14(ケトクマリン合成済)
8.033g(0.0302モル)の発明実施例1からの生成物、5.22gの炭酸カリウム(0.03777モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例13からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を75mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後黄色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は9.0g(85.0%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例15(中間)
8.2gのブロモ酢酸(0.059モル)および10.0gのドデカノール(0.05367モル)を、0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明明茶色液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は16.5g(100%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例16(ケトクマリン合成済)
4.33g(0.01628モル)の発明実施例1からの生成物、2.81gの炭酸カリウム(0.02033モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例15からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を100mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後茶色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は6.30g(78.6%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例17(中間)
式中、x+y+z=3である。
15.21gのブロモ酢酸(0.1095モル)および7.5gのポリオールTP30(登録商標)(前Perstorp)(0.0282モル)を、0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明茶色液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は15.7g(88.57%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例18(ケトクマリン合成済)
式中、x+y+z=3である。
6.35g(0.02387モル)の発明実施例1からの生成物、4.12gの炭酸カリウム(0.0298モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例17からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を100mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後明茶色固体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は6.70g(71.15%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
オフセットインクにおける発明実施例18の評価
発明実施例18の性能は、黒色オフセットインク調合物および黄色オフセットインク調合物において評価した。当該インクはカートン用板紙基板(IggesundのIncada Exelをコーティングした板)に、黒色インクについては約1.8〜2.0、黄色インクについては0.9〜1.1の密度まで、IGT C1印刷プルーファを使用して、印刷した。これらは、単一300W/インチ中圧水銀ランプを装備したPrimarc UVリグを使用して硬化した。それぞれのインクの印刷は、パス当たり35mJ、49mJ、87mJ、および115mJの、4つのランプ電力設定で硬化した。硬化するために要求されるパスの数は、それぞれのパス後にインクが1枚のブランク基板に5秒間の10トンの圧力下で転移した程度を、視覚的に比較することによってなされる「セットオフ硬化試験」により測定した。減少したインク転移は、優れた硬化および硬度の表れである。1枚のブランク基板上への硬化インクの無セットオフを達成するパスの数を記録した。評価に使用した光開始剤(PI)混合物は下記に示す。
オフセット黒色インクA
オフセット黒色インクAは、ケトン官能基樹脂、3および4官能基アルコキシル化アクリル酸、および約14%のカーボンブラック顔料に基づく。オフセット黒色インクAのための光開始剤混合物:
オフセット黄色インクA
オフセット黄色インクAは、ケトン官能基樹脂、3および4官能基アルコキシル化アクリル酸、および約18%の黄色13顔料に基づく。オフセット黄色インクAのための光開始剤混合物:
下記の表は評価の結果を示す。
得られた結果から、発明PI混合物(発明実施例18を含有する)は硬化について黒色インクおよび黄色インク調合物において標準PI混合物と同じくらい良く機能するということが明らかである。
発明実施例19(中間)
9.17gのブロモ酢酸(0.066モル)および12.75gのポリプロピレングリコール425(0.03モル)を、0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明茶色液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は18.0g(100%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例20(ケトクマリン合成済)
3.99g(0.015モル)の発明実施例1からの生成物、2.59gの炭酸カリウム(0.01874モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例19からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を100mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後黄色強粘液の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は6.35g(81.66%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例21(中間)
4.7gのブロモ酢酸(0.0338モル)および15.0gのBoltorn H2004(登録商標)(前Perstorp−分子重量3100g/molおよび6つの末端ヒドロキシ基を有する樹枝状ポリオール)(0.03075モルのヒドロキシ官能基)を0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、透明茶色粘液を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は13.7g(74.5%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
発明実施例22(ケトクマリン合成済)
2.033g(0.007643モル)の発明実施例1からの生成物、1.32gの炭酸カリウム(0.00955モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例21からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を100mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相は無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後黄色/茶色の強粘液/ペーストの生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は5.0g(77.95%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例23(中間)
8.74gのブロモ酢酸(0.06286モル)および20.0gのポリエチレングリコール350モノメチルエーテル(0.05714モル)を、0.25gのp−トルエンスルホン酸を触媒としておよび0.03gのブチルヒドロキシトルエンを安定化剤として使用し、50mlのトルエンにおいて7時間共沸還流した。溶液を冷やし、75mlの10%炭酸カリウム溶液で、その後水で、洗浄液が中性(pH7)になるまで洗浄した。有機相をその後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、低粘度透明茶色液体を産出するために回転蒸発装置において溶剤を除去した。
産出量は3.9g(14.5%)であった。
生成物はIRによって分析した。
IR:1730〜1740cm−1 C=O(強)エステルのため。OHピークは存在しない。
実施例24(ケトクマリン合成済)
2.82g(0.01060モル)の発明実施例1からの生成物、1.83gの炭酸カリウム(0.01324モル)、および30mlのメチルエチルケトンを、還流のために5時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、5.0gの発明実施例23からの生成物を加え、混合物を還流のために7時間加熱した。混合物を室温まで冷やし、100mlのジクロロメタンを加えた。混合物を100mlの0.5M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2回100mlの水で抽出した。有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後黄色/茶色強粘液の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は5.70g(81.83%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
発明実施例25(ケトクマリン合成済)
5.852g(0.022モル)の発明実施例1からの生成物、5.26g(0.01モル)のポリエチレングリコール400ジグリシジルエーテル、0.04gのベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、および20mlのトルエンを混合し100〜110℃まで20時間加熱した。混合物をその後冷やし、回転蒸発装置を使用してトルエンを除去した。残留物を50mlのジクロロメタンにおいて溶解させ、100mlの1M水酸化ナトリウム水溶液で、その後2×100mlの水で洗浄した。有機物を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、その後橙色液体の生成物を産出するために溶剤を除去した。
産出量は4.52g(42.7%)であった。
生成物はNMRおよびHPLCによって分析した。
実施例26−黒色オフセットインク
一連の3つの異なる黒色オフセットインクが、本発明のケトクマリンの安定性を試験するため下記のように調製された。
オフセット黒色インク1−尿素ホルムアルデヒド樹脂、3官能基アクリル酸、および約13%のカーボンブラック顔料に基づく
オフセット黒色インク1のための光開始剤混合物
表4における光開始剤混合物および表7における対応硬化指数結果は、本発明の発明ケトクマリン光開始剤(発明PI混合物1)が、他の低マイグレーション光開始剤において、低マイグレーションを含まない典型的な商用光開始剤混合物(標準PI混合物1)と対比して、どのように機能するかを実証する。
オフセット黒色インク2−ケトン官能基樹脂、3および4官能基アルコキシル化アクリル酸、および約14%のカーボンブラック顔料に基づく
オフセット黒色インク2のための光開始剤混合物
オフセット黒色インク3−ケトン官能基樹脂、3および4官能基アルコキシル化アクリル酸、および約14%のカーボンブラック顔料に基づく
オフセット黒色インク3のための光開始剤混合物
当該インクはカートン用板紙基板(IggesundのIncada Exelをコーティングした板)に、約1.8〜2.0の密度まで、IGT C1印刷プルーファを使用して、印刷した。これらは、単一300W/インチ中圧水銀ランプを実装した、半分の電力(パス当たり約32mJ)で作動するPrimarc UVリグを使用して100m/分で硬化した。硬化するために要求されるパスの数は、それぞれのパス後にインクが1枚のブランク基板に5秒間の10トンの圧力下で転移した程度を、視覚的に比較することによってなされる「セットオフ硬化試験」により測定した。減少したインク転移は、優れた硬化および硬度の表れである。セットオフの量は、基板のブランク部分に比較したセットオフインクの平均色密度を決定するカラーコンピュータソフトウェアを使用してその後測定した。セットオフの量は、転移されたインクフィルムと対比したブランク基板の明度「DL」として測定し、Spectraflash650分光光度計を使用して測定した。DL値は、それぞれのパスについて基板の未乾燥の1枚を使用し、インクが完全に硬化すると見なされ、可視的インク転移がなくなるまで、硬化ランプの下でインクのそれぞれのパスについて測定する。硬化指数は、個々のDL値を加えることおよび最も近い整数に四捨五入することによって計算する。例えば、硬化ランプの下で所与のインクフィルムを硬化するために4つのパスが要求され、第1の3つのパスについてのDL値がそれぞれ8.89、5.27、2.15である場合、数字の合計は16.31になり、硬化指数16に四捨五入する。インクフィルムは、セットオフ硬化試験の間転移したインクの視覚的不在によって完全に硬化すると決定していたため、第4のパスのあとに得られるDL値は無いということに留意されたい。低い硬化指数値は優れた硬化の表れである。下記の表は評価の結果を示す。
得られた結果から、発明物質の多くが、硬化について黒色インク調合物において標準光開始剤に比べ同じくらい良く、またはより良く機能するということが明らかである。硬化指数の数は商用適応において使用されるものに比較して相対的に低いUVランプ量での硬化の表れであるということに留意すべきである。商用適用は、複数のより電力の強いランプを使用し得、上記の調合物の全てはこれらの条件下で適切に機能し得る。実験は、硬化における差異を強調するために設定され、したがって相対的に低い硬化量で実行された。上記の実験において、硬化指数100未満を有するインクは、商用ランプ条件を使用して適切に硬化し得る。100より非常に低い硬化指数を有するインクは、したがって、非常に良く機能する。
当該物質の溶解度は、インクの視覚検査によって、および印刷の視覚検査から評価した。不溶度は次のように報告する:良好=可溶(インク内に固体粒が無く印刷適性が高い)、可=部分的に不溶(インク内にいくらかの個体粒があり印刷適性がわずかに不良)、不良=非常に顕著な不溶度(インク内に非常に顕著な固体粒があり印刷適性が不良)。
溶解度評価から、実施例に記載した新規物質の多くが、比較実施例に記載した物質に比較して、オフセットおよびインクジェットインク調合物においてより改良した溶解度を有するということが明らかである。改良した溶解度は、より良好な反応度ならびに印刷欠陥の減少および機器故障の減少を生む。
実施例27−インクジェットのインク
インクジェットインク調合物における発明ケトクマリン物質の性能を評価するために、赤紫色のインクジェットのインクを調製した。赤紫色のインク調合物は、17.5%の赤紫色顔料濃度、ならびに、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート(全て約15%で)および2−(2−ビニルオキシエトキシ)エチルアクリレート(約20%で)を含む、2官能基モノマーの混合物に基づく。
評価に使用した当該光開始剤(PI)混合物は表11において下記に示す。
インクは白色PE Top Transを上表にコーティングしたラベル基板上に、No.2 K−Bar(赤色)を使用して印刷した。No.2 K−Barは約12μmのフィルム厚さを与える。インクは、単一300W/インチ中圧水銀ランプを実装した、全ての電力(パス当たり84mJ)で作動するPrimarc UVリグを使用して70m/分で硬化した。硬化指数は、黒色オフセットインクについて上記した同じ硬化指数試験を使用して決定した。
表12は評価の結果を示す。
得られた結果から、新しい物質の多くが、硬化について比較赤紫色インクジェットインク調合物における光開始剤と同じくらい良く機能するということが明らかである。
表12における硬化指数結果は、表12においては、硬化指数を最も近い整数ではなく最も近い0.5に切り上げ切り捨てしたという例外はあるが、表7〜9における黒色オフセットインクについて上記の同じ試験方法を使用して決定した。硬化指数の数は商用適応において使用されるものに比較して相対的に低いUVランプ量での硬化の表れであるということに留意すべきである。商用適用は典型的により多いUVランプ量を使用し得、上述の調合物の全てはこれらの条件下で適切に機能し得る。実験は、硬化における差異を強調するために設定され、したがって相対的に低い硬化量で実行された。上記の実験において、硬化指数4〜5未満を有するインクは、商用ランプ条件を使用して適切に硬化し得る。4〜5より非常に低い硬化指数を有するインクは、したがって、非常に良く機能する。
当該物質の溶解度は、インクの視覚検査によって、および印刷の視覚検査から評価した。不溶度は次のように報告する:良好=可溶(インク内に固体粒が無く印刷適性が高い)、可=部分的に不溶(インク内にいくらかの個体粒があり印刷適性がわずかに不良)、不良=非常に顕著な不溶度(インク内に非常に顕著な固体粒があり印刷適性が不良)。
溶解度評価から、実施例に記載した新規物質の多くが、比較実施例に記載した物質に比較して、オフセットおよびインクジェットインク調合物においてより改良した溶解度を有するということが明らかである。改良した溶解度は、より良好な反応度ならびに印刷欠陥の減少および機器故障の減少を生む。
実施例28−H−UVランプ硬化性コーティング
発明ケトクマリン物質の性能を評価するため、H−UVランプでの硬化に適切な一連のコーティングを調製した。
次の調合でコーティング下塗材を調製した。
その後次のコーティング調合物を調製した。
コーティング調合物は、No.0 K−bar(白色)を使用してレネタチャートに塗布し、Baldwinによって提供されIST硬化リグに実装したH−UVランプを使用して硬化した。H−UVランプは終始全ての電力で作動した。コーティング調合物にはランプの下で複数のライン速度で単一パスを与え、失敗につながらなかった最速ライン速度を記録した。試験は「サムツイスト」および「フィンガータック」によるものであった。サムツイストの失敗は、親指の中圧ツイストを受けたときにインクフィルムが傷つくまたは割れる場合である。フィンガータックの失敗は、インクフィルムが硬化の後に認識可能な粘着度を示す場合である。容認可能な硬化は、インクフィルムがサムツイストおよびフィンガータック試験の両方にパスするときである。印刷もまた、硬化の直後に色について評価した。
結果は、発明実施例3からの新規光開始剤が、それ自体でまたは他の光開始剤との組み合わせで使用されるとき、H−UVランプを使用して簡素なコーティングを硬化し得るということを示す。
光開始剤Irgacure 369およびOmnirad ITXは、H−UVランプで最良の硬化を有するが、硬化の間のそれらの黄色化の程度は当業者に公知のように非常に高く、いくつかのコーティング塗布においてそれらは不都合になり得る。しかしながら、本発明の実施例3を使用したコーティングは、試験した他の光開始剤に比較して、黄色の度合いが非常に低く良好な反応度を示す。
実施例29−フレキソインク
プロセス黄色、赤紫色、青緑色、および黒色フレキソインク調合物における、発明ケトクマリン物質の性能を低マイグレーション製品範囲について評価するために一連のフレキソインクを調製した。インクは以下の組成物に従って調製し、そこにおいて、50%の光開始剤系を含有する技術ニスが50%の顔料濃縮物と混合する。光開始剤系が発明光開始剤物質を含有しない、インクの同一なセットを調製した。
これらのインクは、Easiproofフレキソプルーファ上の400/5アニロックスを使用してAvery Dennison PE 85 Top Trans Label基板上に印刷した。印刷は、IST製の実験室UV硬化リグ上の中圧水銀アークランプの下で、パス当たり33mJの量で硬化した。硬化するために要求されるパスの数は、それぞれのパス後にインクが1枚のブランクカートン用板紙基板に5秒間の10トンの圧力下で転移した程度を、視覚的に比較することによってなされる「セットオフ硬化試験」により測定した。減少したインク転移は、優れた硬化および硬度の測定である。
試験した8つのインクの全てについて、完全な硬化はUVランプ下の2つのパスで到達し、全ての場合において、第1のパスの後に視覚的に評価したセットオフインク転移の量に基づき、発明実施例18の光開始剤を含有するインク(黄色−発明、赤紫色−発明、青緑色−発明、および黒色−発明)は、少なくともそれらのそれぞれの標準調合物(黄色−標準、赤紫色−標準、青緑色−標準、および黒色−標準)と同じくらい速く硬化した。
これらの結果は、発明光開始剤技術のUVフレキソインクにおける良好な有用性を実証する。
実施例30光開始剤マイグレーション
本発明のケトクマリン物質の低マイグレーション適用における可能な使用を示すため、表20に示すようにUVフレキソ黒色インクを調製した。
上記表20に定義する黒色インク(黒色−マイグ)を、ポリエチレンをコーティングした板基板上に、Easiproofフレキソプルーファ上の400/5アニロックスを使用して印刷し、標準中圧水銀アークランプを実装したIST製の実験室UV硬化リグを使用して158mJの量で硬化した。計100cmの印刷領域を薄グレードのポリエチレンでコーティングし、Specac水圧プレスにおける48時間の10トンの圧力下に置く前に、アルミホイルの2つの層の間で挟んだ。ポリエチレンフィルムはその後20mlのエタノール中に24時間沈め、溶液はセットオフマイグレーションメカニズムによりインクからマイグレートした構成要素について、LC−MSを使用して分析した。
光開始剤発明実施例18は、1.5ppb(EU食品モデル)の検出限界を有し、マイグレート種として検出されないということが分かった。これらの結果は、発明光開始剤技術が、UV食品包装適用における低マイグレーション光開始剤としての使用に容認可能であり得るということを実証する。発明光開始剤技術を他の低マイグレーション印刷適用においてオフセット、スクリーン、インクジェット、グラビア、および凹版のような、印刷適用方法と共に使用することにより、類似する結果が合理的に期待され得る。

Claims (20)

  1. 式(I):
    の化合物であって、式中、
    Rはアルキルまたはアルコキシ置換基であり、
    A=−CH−R−(CH−[O(CHRCHR−であり、式中
    n=0または1であり、
    a=1〜2であり、
    =−C=Oまたは−CH(OH)−であり、
    y=0〜10であり、
    およびRのうちの1つが水素原子を表し、もう1つが水素原子、メチル基、またはエチル基を表し、
    Qは、1〜6個のヒドロキシ基を有するモノヒドロキシ化合物、1〜6個のヒドロキシ基を有するポリヒドロキシ化合物、およびC〜C12ポリアルキレングリコールからなる群から選択される残基であり、前記アルキレン部分が2〜12個の炭素原子を有し、
    xは1〜6の整数である、化合物。
  2. Qが、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、グリセロール、2,2−プロパンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、トリメチロールプロパン、ジ−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、およびジ−ペンタエリスリトールからなる群から選択されるポリヒドロキシ化合物の残基である、請求項1に記載の化合物。
  3. Qが、式R−OHの化合物(式中、RがC〜C12アルキル基である)、ならびに式−[O(CHRCHR−OCHの基(式中、aが1〜2の数であり、yが0〜10の数であり、RおよびRが同じかまたは異なり、それぞれが水素原子またはC〜Cアルキル基を表す)からなる群から選択されるモノヒドロキシ化合物の残基である、請求項1に記載の化合物。
  4. Qが、ブタン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、オクタン−1,8−ジオール、デカン−1,10−ジオール、およびドデカン−1,12−ジオールからなる群から選択されるポリアルキレングリコールの残基である、請求項1に記載の化合物。
  5. x=1である、請求項1に記載の化合物。
  6. 次の構造を有する、請求項1に記載の化合物。
  7. 次の構造を有する、請求項1に記載の化合物。
  8. 次の構造を有し、
    式中、x+y+z=3である、請求項1に記載の化合物。
  9. 次の構造を有する、請求項1に記載の化合物。
  10. 請求項1に記載の化合物を含む、放射線硬化性組成物。
  11. 前記組成物が、放射線硬化性コーティング、印刷インク、ニス、および接着剤からなる群から選択される、請求項10に記載の放射線硬化性組成物。
  12. 重合性モノマー、プレポリマー、オリゴマー、他の光開始剤、アミン相乗剤、および増感剤からなる群から選択される1つ以上の物質をさらに含む、請求項11に記載の放射線硬化性組成物。
  13. ワックス、流動補助剤、安定化剤、着色剤、消泡剤、分散剤、シリコーン、レオロジー改質剤、および可塑剤からなる群から選択される1つ以上の物質をさらに含む、請求項12に記載の放射線硬化性組成物。
  14. 請求項1に記載の化合物を含有する放射線硬化性コーティング組成物を化学線照射に曝露することを含む、硬化ポリマー組成物の調製方法。
  15. 前記化学線照射が紫外線照射である、請求項14に記載の方法。
  16. 請求項1に記載の化合物を、重合性モノマー、プレポリマー、オリゴマー、他の光開始剤、アミン相乗剤、および増感剤からなる群から選択される1つ以上の物質と組み合わせることを含む、放射線硬化性組成物の調製方法。
  17. 前記放射線硬化性組成物が、インク、コーティング、ニス、および接着剤からなる群から選択される、請求項16に記載の方法。
  18. 前記放射線硬化性組成物が食品包装に適切である、請求項16に記載の方法。
  19. 請求項1に記載の化合物が、次の構造を有し、
    式中、x+y+z=3である、請求項10に記載の放射線硬化性組成物。
  20. 請求項1に記載の化合物が、次の構造を有し、
    式中、x+y+z=3である、請求項16に記載の方法。
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