KR20090035554A - 핫멜트 잉크 - Google Patents

Abstract

실질적으로 비(非)-수성인 담체 조성물 및 적어도 하나의 염료를 포함하는, 실온에서는 고체이고, 더 높은 온도에서는 액체인 잉크 조성물로서, 상기 염료가 적어도 하나의 안트라피리돈 계열의 염에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물. 화학식 (I).

핫멜트 잉크, 염료, 안트라피리돈 계열

Description

핫멜트 잉크 {HOT MELT INK}

본 발명은 실질적으로 비(非)-수성인 담체 조성물 및 적어도 하나의 염료를 포함하는, 실온에서는 고체이고, 더 높은 온도에서는 액체인 잉크 조성물에 관한 것이다.

핫멜트 잉크로도 또한 공지되어 있는 이러한 종류의 잉크 조성물은, 미국 특허 제 6,936,096 호로부터 공지되어 있다. 상기 특허에는 잉크젯 인쇄 장치에 적용되는 것으로서, 비(非)-수성 담체 및 적어도 하나의 안트라피리돈 계열 염료, 특히 C.I 솔벤트 레드 (Solvent Red) 149 를 포함하는 핫멜트 잉크가 기재되어 있다. 상기 염료 C.I. 솔벤트 레드 149 는 충분한 강도 및 선명도의 매우 생생한 마젠타 색상을 갖는다. 상기 공지된 핫멜트 잉크의 단점은 상기 안트라피리돈 염료가, 특히 인쇄 수신 기판에 또 다른 물질 (층), 예컨대 투명하고 유연한 폴리비닐클로라이드 (PVC) 층을 적층시키는 동안 또는 그 후에, 종종 수신 기판 상으로 이동한다는 것이다. 이러한 이동은 안트라피리돈 염료를 이용하여 상기 수신 기판 상에 인쇄한 화상의 품질 저하를 야기한다. 더 구체적으로는 상기 원치 않는 염료 이동은 상기 수신 기판으로 옮겨진 화상의 선예도 (sharpness) 에 불리할 것이다.

본 발명의 목적은 상기 기재한 단점을 제거하는 핫멜트 잉크를 제공하는 것이다.

이를 위해, 상기 서문에 따른 잉크 조성물을 발명하였는데, 이는, 상기 염료가 적어도 하나의 안트라피리돈 계열의 염에 의해 형성된다는 것을 특징으로 한다. 놀랍게도, 이러한 종류의 잉크는, 안트라피리돈, 특히 마젠타 안트라피리돈의 염 (유도체 염료로서 작용) 이 수신 기판 상으로 이동하는 경향을 감소시키기 때문에 상기 공지의 잉크보다 더 안정한 것으로 나타났다. 이는 본 발명에 따른 잉크 조성물이 적용되는 수신 기판이 화상 품질에의 영향없이 적층되도록 한다. 상기 안트라피리돈의 염은 컬러 인덱스 (C.I.) 로부터 공지된 안트라피리돈 염료의 화학적 변형으로 간주된다. 예를 들어, 상기 잉크 조성물의 염은 공지의 안트라피리돈 염료의 음이온, 및 염료 이동을 방해하는, 상기 음이온에 결합된 적당한 양이온을 포함한다. 이러한 맥락에서, 실질적으로 비(非)-수성인 담체는 실질적으로 물 (비히클로 작용) 을 기재로 하지 않는 담체를 의미한다는 것을 언급한다. 상기 비(非)-수성 담체는 바람직하게는 15 질량% 미만의 물, 더욱 바람직하게는 10 질량% 미만의 물, 더욱 더 바람직하게는 5 질량% 미만의 물, 가장 바람직하게는 2 질량% 미만의 물을 포함한다. 게다가, 수성 담체, 및 안트라피리돈 염료의 염에 의해 형성된 염료를 포함하는 잉크 조성물은 선행 기술에 공지되어 있음을 유의하여야 한다. 그러나, 이들 수성 잉크는 본 발명에 따른 비(非)-수성 핫멜트 잉크와는 현저히 상이한 특성들을 갖는다. 특히, 인쇄 기판의 적층 후의 착색제의 이동의 문제는 이들 물-기재 잉크들의 사용과 관련하여 공지되어 있지 않다. 염료가 안트라피리돈 염료의 염에 의해 형성된 수성 잉크의 예는 예컨대 JP 02-016171 (Ricoh) 및 미국 특허 제 6,248,161 호 (Hewlett Packard) 에 개시되어 있다.

한 가지 바람직한 구현예에서 상기 염은 적어도 하나의 포스포늄기 및/또는 적어도 하나의 암모늄기를 포함한다. 하나 이상의 포스포늄기 및/또는 하나 이상의 암모늄기의 적용은 유리한 것으로 간주되는데, 그 이유는 이들 기들이 상기 염에 비교적 양호한 열안정성을 제공할 것이기 때문이다. 포스포늄기 및/또는 암모늄기는 일반적으로 상기 음이온성 안트라피리돈에 결합된 상기 염의 양이온의 일부를 형성할 것이다. 나아가, 포스포늄 염을 사용하면 식별가능한 냄새의 방출을 보통 초래하지 않을 것이다.

대안적인 바람직한 구현예에서 상기 염은 트리페닐메틸포스포늄 브로마이드, N-메틸-N,N-디옥틸-1-옥타나미늄 클로라이드, 테트라부틸포스포늄 브로마이드, Primene^TM 81-R (Rohm and Haas (USA) 에서 입수가능한 1차 지방족 아민), 1,3 디-o-톨릴구아니딘, 부틸트리페닐포스포늄 클로라이드, 에틸트리페닐포스포늄 브로마이드, 트리부틸옥틸포스포늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라펜틸암모늄 브로마이드 및 트리펜틸아민으로 이루어진 군에서 유래한 양이온을 포함한다. 안트라피리돈 및 양이온성 트리페닐메틸포스포늄 (TMP) 브로마이드 (Aldrich 에서 입수가능) 간의 화학 반응을 촉진하는 것이 유리하다는 것이 추가로 발견되었다. 이 반응은 일반적으로 수율이 비교적 높을 것이다. 게다가, 상기 반응은 비교적 용이하게 개시될 수 있다. 상기 안트라피리돈 분자와 적어도 하나의 트리페닐메틸포스포늄 브로마이드 분자 간의 반응 동안, 상기 안트라피리돈 분자로부터 적어도 하나의 이온 (사용된 안트라피리돈의 유형에 좌우됨, 예를 들어 Na⁺ 이온 또는 H⁺ 이온) 이 제거될 것이고, 각 트리페닐메틸포스포늄 브로마이드 분자로부터는 브로마이드 이온 (Br^-) 이 제거될 것이다. 이렇게 수득된 염은 음이온성 안트라피리돈 및 양이온성 트리페닐메틸포스포늄 (TMP) 을 포함한다.

상기 염의 형성을 용이하게 하기 위해, 안트라피리돈 (상기 염의 형성을 위한 출발 물질로 사용) 은 바람직하게는 적어도 하나의 설폰산기 및/또는 이들의 유도체를 포함한다. 안트라피리돈의 화학적 변형을 상당히 촉진하는 설폰산기 및 이의 유도체는 보통 비교적 반응성이다. 게다가, 하나 이상의 설폰산기 및 이들의 유도체를 적용하면 보통 비교적 열안정성인 염료가 생성된다.

본 발명에 따른 잉크 조성물을 위한 착색된 염을 제조하는 안트라피리돈은 화학식 (1) 로 표시될 수 있다:

[화학식 (1)]

[식 중, X 는 페닐, 알킬페닐 및 시클로알킬페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 구성원을 나타내고, Y 는 페닐, 알킬페닐, 페녹시페닐, 클로로페닐, 브로모페닐, 디페닐 및 테트라히드로나프틸 라디칼로 이루어진 군에서 선택되는 구성원을 나타내고, R 은 수소, 메틸, 클로라이드, 브로마이드, 메톡시 또는 니트로로 이루어진 군에서 선택되는 구성원이다]. 상기 착색된 염을 제조하는 상기와 같은 안트라피리돈 분자를 사용하는 것의 이점은 수득되는 염이 보통 비교적 양호하고 내구성 있는 착색-저항성을 가질 것이라는 점이다.

한 가지 구현예에서, 본 발명에 따른 잉크 조성물의 염료는 화학식 (2) 로 표시되는 염을 포함한다:

[화학식 (2)]

상기 나타낸 염은 음이온성 마젠타 안트라피리돈, 특히 C.I. 에시드 레드 (Acid Red) 143:1, 및 양이온성 TMP 를 포함한다. C.I. 에시드 레드 143:1 은 Nippon Kayaku (도쿄, 일본) 로부터 입수가능하다. 상기 제품은 비교적 순수한 것으로 간주되는데, 여기서는 사실상 모든 분자가 2 개의 설폰산기를 포함한다. 허용가능한 대안적인 구현예에서, 상기 염료는 화학식 (3) 으로 표시되는 염을 포함한다:

[화학식 (3)]

상기 나타낸 염은 음이온성 마젠타 안트라피리돈, 특히 C.I. 에시드 레드 143, 및 양이온성 TMP 를 포함한다. C.I. 에시드 레드 143 은 Clariant AG (바젤, 스위스) 로부터 입수가능하다. 상기 제품이 C.I 에시드 레드 143:1 보다 덜 순수한 것으로 간주되지만, 그래도 상기 화합물에 의해 만족스럽고 비교적 안정안 염을 수득할 수 있다. C.I. 에시드 레드 143:1 및 C.I. 에시드 레드 143 의 적용의 공통적인 이점은 이들 화합물이 본 발명에 따른 잉크 조성물의 점도에 두드러지게는 거의 영향을 미치지 않는다는 점이다.

본 발명을 이제 하기 비제한적인 실시예를 들어 설명할 것인데, 여기서:

실시예 1 은 본 발명에 따른 잉크 조성물이고,

실시예 2 는 일반적인 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 방법을 보여주며,

실시예 3 은 C.I. 에시드 레드 143 에 기초한 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 방법을 보여준다.

실시예 1

본 발명에 따른 핫멜트 잉크는 1,4-디메탄올 트랜스-시클로헥산과 2 몰-당량의 오르토메틸벤조산의 반응으로부터 형성된 비스-에스테르 65 중량%를 함유한 담체 조성물을 기재로 한다. Cyclo-2T 로도 또한 공지되어 있는 상기 화합물은 EP 1 067 157 (표 2, D 아래, 화합물 17) 에 개시되어 있다. 또한, 상기 담체 조성물은 상이한 화합물들의 혼합물인 비정질 성분을 35 중량% 함유한다. 상기 비정질 성분은 US 6,936,096 의 실시예 3 에 설명된 바와 같이 수득할 수 있다. 담체 조성물 100 g 당 첨가되는 염료는 TMP 및 C.I. 에시드 레드 143 (Clariant AG (바젤, 스위스) 로부터 입수가능함) 의 염 4 g 이다. 대안적으로는, 65% 의 상기 언급한 화합물을 사용하는 대신, US 6,682,587 에 언급된 화학식 II 에 따른 결정질 성분 (예를 들어 당해 '587 특허의 표 3 에 언급된 바와 같은 화합물 8) 65% 를 포함한 잉크를 제형화할 수 있다. 이러한 방식으로 수득된 잉크는 일반 용지 수신 물질로 옮겨질 때 착색 물질의 어떠한 가시적인 이동도 거의 나타내지 않을 빛나는 마젠타 색상을 갖는 것으로 보인다. 상기 수신 물질에 후속적으로 또 다른 층, 예컨대 투명 포일이 적층되는 경우에도, 상기 옮겨진 화상은 자신의 선예도 및 화상 품질을 실질적으로 보유할 것이다.

실시예 2

실시예 2 는 일반적인 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 방법을 보여준다. 출발 물질로서 안트라피리돈 발색단 (산 염료) 을 사용하는데, 단 상기 발색단은 화학 반응되어 염을 형성할 수 있는 1 개 또는 다수의 작용기를 포함한다. 작용기의 수 및 성질에 대해 반대 이온 (counter ion) 의 몰량을 계산한다. 약 1:0.85 의 상기 발색단 대 상기 반대 이온의 몰비를 사용한다(상기 반대 이온에 의해 제조되는 염의 오염 위험을 감소시키기 위함). 일정량의 상기 염료를 수 중에 용해시키는데, 이 때 상기 염료의 양은 사용된 물의 양의 약 1/10 배이다(상기 염료의 질량 기준). 충분히 교반하면서 상기 반대 이온의 고농축 용액을 적가한다. 이어서, 충분히 교반하면서 일정량의 디클로로메탄을 상기 용액에 적가하는데, 이 때 디클로로메탄의 양은 사용된 물의 양과 다소 비슷하다. 상기 혼합물을 정치시켜 상이한 상들로 분리되게 한다. 분리된 혼합물의 수성 층을 제거한다. 상기 디클로로메탄을 매 회 다소 비슷한 양의 물로 2 내지 3 회 헹군다. 상기 디클로로메탄을 여과하고, 증발로 상기 디클로로메탄을 농축한다. 잔류 생성물은 상기 발색단 및 반대 이온의 염이다.

실시예 3

실시예 3 은 C.I. 에시드 레드 143 에 기초한 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 방법을 보여준다. 200 g 의 C.I. 에시드 레드 143 (Clariant (바젤, 스위스) 로부터, 상표명 Lanasyn Red F-5B 로 입수가능) 을 칭량한다. 상기 양의 C.I. 에시드 레드 143 을 비커에 첨가하고 상기 C.I. 에시드 레드 143 을 실온에서 약 2 ℓ 탈염수에 용해시킨다. 400 ml 탈염수 중의 135 g 트리페닐메틸포스포늄 브로마이드의 용액을 준비한다. 충분히 교반하면서 상기 후자의 용액을 상기 C.I. 에시드 레드 143 용액에 적가한다. 상기 염의 형성이 곧바로 개시될 것이다. 이어서, 충분히 교반하면서 2 ℓ 디클로로메탄을 상기 비커에 적가한다. 상기 비커를 약 1 시간 동안 정치시켜, 2 개의 상이한 상들이 충분히 분리 되게 한다. 2 개 층들의 분리 후, 상부 층 (수성 층) 을 제거하여야 한다. 상기 디클로로메탄을 매 회 약 2 ℓ 의 물로 2 내지 3 회 헹구어 생성된 부수 염을 세척 제거한다. 디클로로메탄 층을 여과한 후, 이들 층을 45 ℃ 에서 증발로 농축시켜야 한다. 상기 용매의 최종 잔여물을 진공 중에 증발시킨다. 상기 방법에 의해 형성된 생성물은 트리페닐메틸포스포늄 브로마이드 및 C.I. 에시드 레드 143 의 염이다.

Claims (8)

1. 실질적으로 비(非)-수성인 담체 조성물 및 적어도 하나의 염료를 포함하는, 실온에서는 고체이고, 더 높은 온도에서는 액체인 잉크 조성물로서, 상기 염료가 적어도 하나의 안트라피리돈 계열의 염에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 염료가 마젠타 안트라피리돈의 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 염이 적어도 하나의 포스포늄기 및/또는 적어도 하나의 암모늄기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 염이 트리페닐메틸포스포늄 브로마이드, N-메틸-N,N-디옥틸-1-옥타나미늄 클로라이드, 테트라부틸포스포늄 브로마이드, Primene^TM 81-R, 1,3 디-o-톨릴구아니딘, 부틸트리페닐포스포늄 클로라이드, 에틸트리페닐포스포늄 브로마이드, 트리부틸옥틸포스포늄, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라펜틸암모늄 브로마이드 및 트리펜틸아민으로 이루어진 군으로부터 유래된 양이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안트라피리돈 계열의 염이 적어도 하나의 설폰산기 및/또는 이의 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 염의 제조를 위한 안트라피리돈이 하기 식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물:

   

   [식 중, X 는 페닐, 알킬페닐 및 시클로알킬페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 구성원을 나타내고, Y 는 페닐, 알킬페닐, 페녹시페닐, 클로로페닐, 브로모페닐, 디페닐 및 테트라히드로나프틸 라디칼로 이루어진 군에서 선택되는 구성원을 나타내고, Z 는 양의 반대 이온을 나타내고, R 은 수소, 메틸, 클로라이드, 브로마이드, 메톡시 또는 니트로로 이루어진 군에서 선택되는 구성원임].
7. 제 6 항에 있어서, 상기 염료가 하기 식으로 표시되는 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물:

   

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8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 염료가 하기 식으로 표시되는 염을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물:

   

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