TW201422727A - 水溶性偶氮化合物或其鹽、墨水組成物及著色體 - Google Patents

水溶性偶氮化合物或其鹽、墨水組成物及著色體 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種由下述式(1)所表示的水溶性偶氮化合物或其鹽，作為對水的溶解性高，耐水性、耐濕性、耐臭氧氣體性、耐磨性、耐光性等各種堅牢性，尤其是耐臭氧氣體性優異的水溶性的黃色色素(化合物)。又，提供一種含有該化合物之各種記錄用，尤其是噴墨記錄用的黃色墨水組成物；及提供一種利用該墨水組成物進行著色後的著色體。再者，式中，A表示磺酸基或羧基，x表示2~4的整數。□

Description

水溶性偶氮化合物或其鹽、墨水組成物及著色體
本發明有關於一種水溶性的偶氮化合物或其鹽、包含該水溶性的偶氮化合物或其鹽之墨水組成物、及利用該等著色之著色體。
在各種彩色記錄方法中，由噴墨印表機所實施的記錄方法作為代表性的方法之一，正在開發墨水的各種吐出方式。這些方式均是產生小滴的墨水，並使該小滴附著於各種被記錄材料(紙、薄膜及布帛等)來進行記錄。該方法中，由於記錄頭與被記錄材料並非直接接觸，因此，不會產生聲音，較為安靜。又，由於具有易於小型化、高速化、及彩色化之特徵，因此，近年來迅速普及，並且今後亦有望大為發展。
以往，是使用將水溶性的色素(染料)溶解於水性介質之墨水，來作為鋼筆和氈尖筆等的墨水、及噴墨記錄用的墨水。為防止筆尖和墨水吐出噴嘴中的墨水堵塞，這些水性墨水中，一般添加有水溶性的有機溶劑。對於這些墨水，要求具有以下性能：可提供足夠濃度的記錄圖像、筆尖和噴嘴不會產生堵塞、在被記錄材料上的乾燥性良好、滲色少、保存 穩定性優異等。
噴墨的噴嘴堵塞，大多是由於以下原因所致：在噴嘴附近，墨水中的水分比其他溶劑和添加劑先蒸發，成為水分較少且溶劑和添加劑較多的組成狀態，此時，色素會固化並析出。因此，即使在墨水中的水分較少的狀態時固體亦難以析出，是非常重要的要求性能之一。由於這個理由，對於溶劑和添加劑之高溶解性，也是對色素所要求的性質之一。又，作為消除噴嘴堵塞之方法，已知一種使用列印濃度較高的色素之手法。透過使用列印濃度較高的色素，可保持以往的列印濃度，並且降低墨水中的色素含量。該手法不僅可使色素難以析出，亦在成本方面有利，開發出具有高列印濃度之色素備受期待。
然而，要利用噴墨印表機將電腦的彩色顯示器上的圖像或文字資訊以彩色記錄出來，一般會使用由黃色(Y)、洋紅(M)、藍綠色(C)、及黑色(K)這4色墨水所實施的減法混色，藉此，記錄圖像將以彩色的形式表現出來。為將陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器等中的由紅色(R)、綠色(G)、及藍色(B)所產生的加法混色圖像，以減法混色圖像儘可能忠實地再現，期望墨水所使用的各色素，尤其是Y、M、及C分別具有接近於標準色之色相且鮮明。此處提及的鮮明程度一般是指，具有較高的彩度。當使用彩度較低的Y、M、C的3原色時，能以單色或混色表現之彩色區域會變窄，且欲表現之彩色區域的範圍不大。因此，期待開發出高彩度的色素、及包含該色素的墨水。
又，作為墨水的性能，要求長期保存時穩定、記錄圖像的濃度較高，並且其圖像的耐水性、耐濕性、耐光性、及耐氣體性等堅牢度優異。
此處，耐氣體性是指，對於下述現象的耐性：存在於空氣中的具有氧化作用的氣體(亦稱作氧化性氣體)，在被記錄材料上或被記錄材料中，與記錄圖像的色素(染料)反應，而使記錄圖像出現變褪色。在氧化性氣體中，尤其是臭氧氣體，被認為是加速噴墨記錄圖像的變褪色現象的主要原因物質。由於該變褪色現象是噴墨記錄圖像的特徵性現象，因此，提高耐臭氧氣體性是該領域中的重要技術課題。
由於近年來噴墨技術的發展，噴墨記錄(印刷)的速度顯著提高。因此，存在以下市場動向：與使用電子碳粉之雷射印表機相同地，將噴墨印表機用於辦公環境中的主要用途，亦即將文件印刷於普通紙上。噴墨印表機不限制記錄紙的種類，還具有印表機自身價格便宜的優點，尤其在小型辦公室/家庭辦公室(Small Office Home Office，SOHO)等中小規模辦公環境中不斷普及。如此一來，當在對普通紙的印刷用途中使用噴墨印表機時，存在以下傾向：在印刷物所要求的品質中，色相、顯色(列印)濃度、及耐濕性更受重視。
為滿足這些性能，提出一種使用顏料墨水之方法。但是，顏料墨水的色素不溶解於水性墨水中因而不會成為溶液狀態，而是成為分散狀態的墨水，因此，若將顏料墨水用於噴墨記錄，則會產生墨水自身穩定性的問題和記錄頭噴嘴堵塞的問題等。又，當使用顏料墨水時，較多情況下耐磨性方面 亦會產生問題。使用染料墨水時，此類問題相對較難發生，但特別是耐濕性方面明顯不如顏料墨水，亟需對此進行改良。又，染料墨水與顏料墨水不同，藉由噴墨記錄而附著於普通紙的表面之色素，會更快地向紙的反面方向滲透，其結果為，易於發生顯色濃度降低的問題。
作為獲得照片畫質的噴墨記錄圖像之方法之一，存在於被記錄材料的表面設置墨水吸收層之方法。以如此為目的所設置的墨水吸收層，大多包含多孔性白色無機物，以加快墨水的乾燥並減少高畫質時的色素滲色。但是，尤其在這種被記錄材料上，可明顯地看到上述由臭氧氣體所導致的變褪色。最近，隨著數位相機和彩色印表機的普及，在家中將利用數位相機等獲得的圖像以照片畫質印刷出來的機會亦增加，因此，上述由氧化性氣體所導致的記錄圖像的變褪色被視為問題。相較於其他3原色即洋紅和藍綠色，針對黃色色素，提出一種具有耐光性，並且對氧化性氣體具有良好的耐性之色素。但是，充分滿足市場所要求的高鮮明度與各種堅牢性之噴墨記錄用的黃色色素和黃色墨水，還尚未獲取到。
作為水溶性和鮮明性優異的公知的噴墨用黃色色素，可列舉C.I.(顏色指數)直接黃-132。於專利文獻1~3中，揭示有將C.I.(顏色指數)直接黃-132用於噴墨之示例。又，於專利文獻4中，揭示有將可利用專利文獻5的實施例1所公開的方法製造而成的黃色色素用於噴墨之示例。
[先行技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開平11-70729號公報
專利文獻2：日本專利第3346755號公報
專利文獻3：日本專利第4100880號公報
專利文獻4：國際公開第2011/122426號
專利文獻5：國際公開第2009/154142號
專利文獻6：US2004/0068102A1
本發明的目的在於提供一種對水的溶解性高、耐臭氧氣體性優異的水溶性的黃色色素(化合物)、及含有該化合物之各種記錄用，尤其是噴墨記錄用的黃色墨水組成物。
本發明人為解決上述問題，反復努力研究，結果發現：由特定式所表示的水溶性偶氮化合物及含有該水溶性偶氮化合物之墨水組成物能夠解決上述問題，從而完成本發明。
亦即，本發明有關於：1)一種水溶性偶氮化合物或其鹽，其由下述式(1)所表示：
(式中，A表示磺酸基或羧基，x表示2~4的整數)；2)如上述1)所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，上述式(1)中，x為3；3)如上述1)所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，上述式(1)中，A的取代位置為a，Cl的取代位置為b；4)如上述1)所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，上述式(1)中，A為磺酸基；5)如上述1)所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，上述式(1)中，x為3，A的取代位置為a，Cl的取代位置為b，A為磺酸基； 6)一種墨水組成物，其含有如上述1)~5)中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽；7)如上述6)所述之墨水組成物，其中，該墨水組成物進一步含有水溶性有機溶劑；8)如上述6)所述之墨水組成物，其中，該墨水組成物為噴墨記錄用；9)一種噴墨記錄方法，其使用如上述6)所述之墨水組成物作為墨水，使該墨水的墨滴根據記錄信號吐出而附著於被記錄材料上，以進行記錄；10)如上述9)所述之噴墨記錄方法，其中，上述被記錄材料為資訊傳遞用片材；11)如上述10)所述之噴墨記錄方法，其中，上述資訊傳遞用片材為普通紙、或具有包含多孔性白色無機物之墨水吸收層之片材；12)一種著色體，其利用下述中任一者進行著色：(a)如上述1)~5)中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽； (b)含有如上述1)~5)中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽之墨水組成物；或，(c)含有如上述1)~5)中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽、及水溶性有機溶劑之墨水組成物；13)一種著色體，其利用如上述9)~11)中的任一項所述之噴墨記錄方法進行著色；14)一種噴墨印表機，其裝填有包含如上述6)~8)中的任一項所述之墨水組成物之容器。
由上述式(1)所表示的本發明的水溶性偶氮化合物或其鹽具有如下特徵：對水的溶解性高，在製造含有該化合物或其鹽之本發明的墨水組成物之過程中，對例如膜過濾器之過濾性良好。又，利用含有本發明的化合物之本發明的墨水組成物所記錄的圖像，相較於使用以往的化合物之組成物所記錄的圖像，耐臭氧氣體性尤其優異。如此一來，由上述式(1)所表示的本發明的水溶性偶氮化合物或其鹽、及含有該水溶性偶氮化合物或其鹽之墨水組成物，在各種記錄用的墨水用途，尤其是噴墨記錄用的墨水用途方面，極為有用。
對本發明進行具體說明。
由上述式(1)所表示的本發明的水溶性偶氮化合物或其鹽，為水溶性的黃色色素。只要本說明書中沒有特別說明， 則磺酸基、羧基等酸性官能團是以游離酸的形式表示。又，本發明，如上所述，包含由式(1)所表示的水溶性偶氮化合物或該化合物的鹽之兩者，將兩者始終並記為「化合物或其鹽」等較為繁雜。因此，只要沒有特別說明，為方便起見，將「本發明的(水溶性偶氮)化合物或其鹽」之兩者，僅簡略為「本發明的(水溶性偶氮)化合物」，在以下如此進行記述。
本發明的化合物以上述式(1)所表示。
式(1)中，x是2至4的整數，較佳為表示3。
式(1)中，A取代至a或b的位置，更佳為a，Cl取代至a或b的位置，更佳為b。
式(1)中，A表示磺酸基或羧基，更佳為磺酸基。
更佳為將上述的x、A、及Cl、A的取代位置中的較佳者加以組合之化合物，進一步較佳為將更佳者加以組合之化合物。較佳者、更佳者的組合等亦同。
由上述式(1)所表示的本發明的化合物，可例如如下所示般製造。再者，下述式(2)至(7)中所適宜使用之x、A、a及b，分別與上述式(1)中者表示相同意思。
首先，將由下述式(2)所表示的化合物，使用重亞硫酸鈉及福爾馬林，轉換為由下述式(3)所表示的甲基-ω-磺酸衍生物。繼而，利用常用方法，將由下述式(4)所表示的化合物重氮化，與之前所獲得之由式(3)所表示的甲基-ω-磺酸衍生物，以反應溫度0~15℃、pH值2~4進行偶合反應，接著，以反應溫度80~95℃、pH值10.5~11.5進行水解反應，藉此，獲得由下述式(5)所表示的化合物。再者，本合成是基於國際 公開第2011/122426號所述之方法之方法。
另一方面，與如上所述之方法相同地，獲得由下述式(6)所表示的化合物。
繼而，將由上述式(5)所表示的化合物(2當量)和氰尿醯鹵(1當量)，例如氰尿醯氯(1當量)，以反應溫度 15~45℃、pH值5~8進行縮合，藉此，獲得由下述式(7)所表示的化合物。
將所獲得之由上述式(7)所表示的化合物，溶解於後述水溶性有機溶劑(可與水混合之有機溶劑)或水和水溶性有機溶劑的混合液，並將三嗪環上的氯原子藉由反應溫度80~150℃，用由上述式(6)所表示的化合物來取代，藉此，可獲得由上述式(1)所表示的本發明的化合物。
將由上述式(1)所表示的本發明的化合物的具體例示於下述表1~4。但是，本發明並不限定於這些具體例。在表1~4中，磺酸基或羧基以游離酸的形式表示。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
由上述式(1)所表示的化合物，亦以游離酸、或者其鹽的形式而存在。作為由上述式(1)所表示的化合物的鹽，可列舉與無機或有機陽離子的鹽。作為無機陽離子的鹽的具體例，可列舉鹼金屬鹽，例如鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽等的鹽；及銨鹽(NH4 +)。又，作為有機陽離子，可列舉例如由下述式(8)所表示的四級銨的鹽，但並不限定於這些。
上述式(8)中，Z1~Z4各自獨立地表示氫原子、C1-C4烷基、羥基C1-C4烷基、或羥基C1-C4烷氧基C1-C4烷基，Z1~Z4的至少1個是氫原子以外的基團。
此處，作為Z1~Z4中的上述C1-C4烷基的示例，可列舉甲基、乙基等。同樣地，作為上述羥基C1-C4烷基的示例，可列舉羥甲基、羥乙基、3-羥丙基、2-羥丙基、4-羥丁基、3-羥丁基、2-羥丁基等。同樣地，作為上述羥基C1-C4烷氧基 C1-C4烷基的示例，可列舉羥乙氧基甲基、2-羥乙氧基乙基、3-(羥乙氧基)丙基、3-(羥乙氧基)丁基、2-(羥乙氧基)丁基等。
上述鹽中的較佳者可列舉，鈉、鉀、鋰等的鹼金屬鹽；單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、單異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺的鹽等的有機四級銨鹽；銨鹽等。該等之中，更佳為鋰鹽、鈉鹽、及銨鹽。
如本技術領域人員所知，由上述式(1)所表示的化合物的鹽或游離酸，利用以下的方法等可更容易地獲得。
藉由例如下述方法，使固體析出，將所析出之固體過濾分離，這些方法為：向由上述式(1)所表示的化合物的合成反應中的最終步驟結束後的反應液、或者包含由式(1)所表示的化合物的鹽之水溶液等中，添加例如丙酮或C1-C4醇等水溶性有機溶劑之方法；添加氯化鈉進行鹽析之方法等。藉此，能以濕濾餅的形式獲得由上述式(1)所表示的化合物的鈉鹽等。
又，將所獲得之鈉鹽的濕濾餅溶解於水後，添加鹽酸等酸來適宜調節其pH值，將析出之固體過濾分離，藉此，亦能獲得由上述式(1)所表示的化合物的游離酸、或者由上述式(1)所表示的化合物的一部分為鈉鹽之游離酸和鈉鹽的混合物。
又，所獲得之鈉鹽的濕濾餅或其乾燥固體溶解於水後，添加氯化銨等銨鹽，並添加鹽酸等酸來將其pH值適宜地調節至例如pH值1~3，將析出之固體過濾分離，藉此，能獲得由上述式(1)所表示的化合物的銨鹽。適宜調節添加之氯化銨的量及/或pH值，藉此，能獲得：由上述式(1)所表示的化合 物的銨鹽和鈉鹽的混合物；或，由上述式(1)所表示的化合物的游離酸和銨鹽的混合物等。
又，如後所述般向上述反應結束後的反應液中，添加無機酸(例如鹽酸、硫酸等)，亦能直接獲得游離酸的固體。此時，將由上述式(1)所表示的化合物的游離酸的濕濾餅添加至水中攪拌，並添加例如，氫氧化鉀、氫氧化鋰、氨水、由上述式(8)所表示的有機四級銨的氫氧化物等來進行造鹽，藉此，亦能獲得各添加之化合物對應之鉀鹽、鋰鹽、銨鹽、四級銨鹽等。藉由相對於游離酸的莫耳數，來限制添加之上述的氫氧化物等的莫耳數，亦能夠製備出例如鋰鹽和鈉鹽的混鹽等，還能夠製備出鋰鹽、鈉鹽、及銨鹽的混鹽等。由上述式(1)所表示的化合物的鹽，有時根據其鹽的種類，溶解性等物理性質、或者作為墨水使用時的墨水的性能亦會發生變化。因此，較佳為根據所需之墨水性能等，選擇鹽的種類。
由上述式(1)所表示的本發明的化合物，在反應結束後，藉由添加鹽酸等無機酸能以固體的游離酸的形式離析，將所獲得之游離酸的固體用水或例如鹽酸水等酸性水洗滌等，藉此，可除去作為雜質而含有之無機鹽(無機雜質)，例如氯化鈉和硫酸鈉等。如上所述般所獲得之本發明的化合物的游離酸，如上所述，將所獲得之濕濾餅或其乾燥固體，在水中與期望的無機或有機鹼進行處理，藉此，可獲得對應之化合物的鹽的溶液。作為無機鹼，可列舉例如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物；碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬的碳酸鹽；氫氧化銨(氨水)等。作為有機 鹼的示例，可列舉例如對應由上述式(8)所表示的四級銨之有機胺，例如二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺等，但並不限定於這些。
本發明的化合物，適於天然及合成纖維材料或混紡品的染色，進一步適於筆記用墨水及噴墨記錄用墨水組成物的製造。例如，由上述式(1)所表示的本發明的化合物的合成反應中的最終步驟結束後的反應液，能直接用於本發明的墨水組成物的製造。又，亦能利用例如上述的方法、或噴霧乾燥等方法，將反應液等乾燥並離析該化合物之後，將所獲得之化合物加工成墨水組成物。
本發明的墨水組成物，是將由上述式(1)所表示的化合物溶解於水、或水和水溶性有機溶劑(可與水混合之有機溶劑)的混合溶液(亦稱作水性介質)，並根據需要添加墨水製備劑而成之組成物。當將此墨水組成物作為噴墨印表機用的墨水來使用時，較佳為使用作為雜質而含有之金屬陽離子的氯化物例如氯化鈉、硫酸鹽例如硫酸鈉等無機雜質的含量較少的墨水組成物。此時，例如氯化鈉和硫酸鈉的總含量，相對於由式(1)所表示的化合物的總質量為約1質量%以下，下限值為0質量%，即可為檢測儀器的檢測極限以下。作為製造無機雜質較少的化合物之方法，可列舉例如：利用其自身公知的逆滲透膜之方法；將本發明的化合物的乾燥物或者濕濾餅，添加至例如丙酮和C1-C4醇(例如甲醇、乙醇、異丙醇等)等水溶性有機溶劑、或含水的水溶性有機溶劑中，進行懸浮精製或結晶之方法等。利用這些方法進行脫鹽處理等 即可。
本發明的墨水組成物，墨水組成物的總質量中，通常含有0.1~20質量%、較佳為含有1~10質量%、更佳為含有2~8質量%的由上述式(1)所表示的化合物。
本發明的墨水組成物，是以水作為介質進行製備，在不妨礙本發明的效果之範圍內，亦可根據需要適宜含有水溶性有機溶劑和墨水製備劑。
水溶性有機溶劑，是以下述效果為目的而使用：溶解染料、防止組成物乾燥(保持濕潤狀態)、調節組成物的黏度、促進色素向被記錄材料滲透、調節組成物的表面張力、對組成物消泡等。本發明的墨水組成物較佳為含有該水溶性有機溶劑。
作為墨水製備劑，可列舉例如：防腐防黴劑、pH值調節劑、螯合試劑、防銹劑、紫外線吸收劑、黏度調節劑、染料溶解劑、防褪色劑、表面張力調節劑、消泡劑等公知的添加劑。
相對於本發明的墨水組成物的總質量，水溶性有機溶劑的含量為0~60質量%，較佳為10~50質量%；墨水製備劑為0~20質量%，較佳為使用0~15質量%。本發明的墨水組成物中，由上述式(1)所表示的化合物、水溶性有機溶劑、及墨水製備劑以外的余量為水。
作為上述的水溶性有機溶劑，可列舉例如：甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇等C1-C4醇；N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等 醯胺類；2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、羥乙基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基咪唑啶-2-酮或1,3-二甲基六氫嘧啶-2-酮等雜環式酮；丙酮、甲乙酮、2-甲基-2-羥基戊烷-4-酮等酮或酮醇；四氫呋喃、二噁烷等環狀醚；乙二醇、1,2-或1,3-丙二醇、1,2-或1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、硫二乙二醇等具有C2-C6伸烷基單元的單、低聚、或聚烷二醇或硫乙二醇；三羥甲基丙烷、甘油、1,2,6-己三醇等多元醇(較佳為三醇)；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚(丁基卡必醇)、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚等多元醇的C1-C4單烷基醚；γ-丁內酯；二甲基亞碸等。
再者，上述的水溶性有機溶劑中，亦包含例如三羥甲基丙烷等般，常溫下為固體的物質。但是，即便該物質等為固體亦可顯示出水溶性，進一步，含有該物質等之水溶液，顯示出與水溶性有機溶劑同樣的性質，可期待相同效果而使用。因此在本說明書中，為方便起見，即便為這種固體的物質，只要可以與上述相同的目的而使用，即包含在水溶性有機溶劑的範疇內。
上述的水溶性有機溶劑的較佳者為：異丙醇、甘油、單、二、或三乙二醇、二丙二醇、2-吡咯啶酮、羥乙基-2-吡咯啶酮、1,3-二甲基咪唑啶-2-酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、三羥甲基丙烷、及丁基卡必醇，更佳為異丙醇、甘油、二乙二醇、2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、及丁基卡必醇。這些水溶 性有機溶劑，可單獨或混合使用。
作為上述的防腐防黴劑，可列舉例如，有機硫系、有機氮硫系、有機鹵素系、鹵代烯丙基碸系、碘炔丙基系、N-鹵烷硫基系、苯并噻唑、腈系、吡啶系、8-羥基喹啉系、異噻唑啉系、二硫醇系、氧化吡啶系、硝基丙烷系、有機錫系、酚系、四級銨鹽系、三嗪系、噻二嗪系、醯苯胺系、金剛烷系、二硫代胺基甲酸鹽系、溴化茚酮系、溴醋酸苄酯系、無機鹽系等的化合物。
作為有機鹵素系化合物，可列舉例如五氯酚鈉。
作為氧化吡啶系化合物，可列舉例如2-吡啶硫醇-1-氧化鈉。
作為異噻唑啉系化合物，可列舉例如，1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鎂、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鈣、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮氯化鈣等。
作為其他防腐防黴劑，分別可列舉，醋酸鈉、山梨酸鈉、苯甲酸鈉等；進一步可列舉奧麒化工公司(Arch Chemicals,Inc.)製造之商品名PROXELRTMGXL(S)及PROXELRTMXL-2(S)等。再者，在本說明書中，上標誌「RTM」代表註冊商標。
pH值調節劑是用於提高墨水的保存穩定性，只要能將墨水的pH值控制在6.0~11.0的範圍內，則可使用任意的物質。可列舉例如，二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺；氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬的氫氧化物；氫氧化銨；或者碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬的碳酸鹽；牛磺酸等 的胺基磺酸等。
作為螯合試劑，可列舉例如，乙二胺四乙酸二鈉、次氮基三乙酸鈉、羥乙基乙二胺三乙酸鈉、二乙三胺五乙酸鈉、尿嘧啶二乙酸鈉等。
作為防銹劑，可列舉例如，酸性亞硫酸鹽、硫代硫酸鈉、巰乙酸銨、亞硝酸二異丙基銨、四硝酸季戊四醇酯、亞硝酸二環己基銨等。
作為紫外線吸收劑，可列舉例如，二苯甲酮系化合物、苯并三唑系化合物、桂皮酸系化合物、三嗪系化合物、均二苯乙烯系化合物。又，亦可使用以苯并噁唑系化合物為代表之吸收紫外線並發出熒光之化合物，即所謂熒光增白劑等。
作為黏度調節劑，除了水溶性有機溶劑以外，還可列舉水溶性高分子化合物，可列舉例如聚乙烯醇、纖維素衍生物、多胺、聚亞胺等。
作為染料溶解劑，可列舉例如，尿素、ε-己內醯胺、碳酸伸乙酯等。其中，較佳為使用尿素。
防褪色劑，是用於提高圖像的保存性。作為防褪色劑，可使用各種有機系及金屬錯合物系的防褪色劑。作為有機的防褪色劑，可列舉對苯二酚類、烷氧基苯酚類、二烷氧基苯酚類、苯酚類、苯胺類、胺類、茚滿類、色滿類、烷氧基苯胺類、及雜環類等，作為金屬錯合物，可列舉鎳錯合物、鋅錯合物等。
作為表面張力調節劑，可列舉界面活性劑，例如， 陰離子界面活性劑、兩性界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑等。
作為陰離子界面活性劑，可列舉磺酸基烷基羧酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、聚氧乙烯烷基醚乙酸鹽、N-醯基胺基酸及其鹽、N-醯基甲基牛磺酸鹽、烷基硫酸鹽聚氧烷基醚硫酸鹽、烷基硫酸鹽聚氧乙烯烷基醚磷酸鹽、松香酸皂、蓖麻油硫酸酯鹽、月桂醇硫酸酯鹽、烷基苯酚型磷酸酯、烷基型磷酸酯、烷基芳基磺酸鹽、二乙基磺酸基琥珀酸鹽、二乙基己基磺酸基琥珀酸鹽、二辛基磺酸基琥珀酸鹽等。
作為陽離子界面活性劑，可列舉2-乙烯吡啶衍生物、聚4-乙烯吡啶衍生物等。
作為兩性界面活性劑，可列舉月桂基二甲胺基乙酸甜菜鹼、2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑鎓甜菜鹼、椰油脂肪醯胺丙基二甲胺基乙酸甜菜鹼、聚辛基聚胺基乙基甘胺酸、咪唑啉衍生物等。
作為非離子界面活性劑，可列舉聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯辛基苯醚、聚氧乙烯十二烷基苯醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯烷基醚等醚系；聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨醇酐月桂酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐倍半油酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等酯系；2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等乙炔二醇(醇)系；日信化學工業股份有限公司(Nissin Chemical co.,ltd.)製造之商品名 SURFYNOLRTM104、SURFYNOLRTM82、SURFYNOLRTM465、OLFINERTMSTG；SIGMA-ALDRICH公司製造之商品名TergitolRTM15-S-7等。
作為消泡劑，可列舉高氧化油系、甘油脂肪酸酯系、氟系、有機矽系化合物等。
這些墨水製備劑，可單獨或混合使用。再者，本發明的墨水組成物的表面張力通常為25~70mN/m，較佳為25~60mN/m；黏度較佳為30mPa．s以下，更佳為調節至20mPa．s以下。
本發明的墨水組成物的製造中，溶解添加劑等各化學劑之順序並無特別限制。製備墨水組成物所使用之水，較佳為離子交換水、蒸餾水等雜質較少的水。又，亦可根據需要在墨水組成物的製備後，使用膜過濾器等進行精密過濾，來除去墨水組成物中的夾雜物。尤其是，當將本發明的墨水組成物作為噴墨記錄用的墨水而使用時，較佳為進行精密過濾。用於精密過濾之過濾器的孔徑通常為1~0.1μm，較佳為0.8~0.1μm。
含有本發明的化合物之墨水組成物，適用於印刷、影印、標記、筆記、製圖、打印(stamping)、或記錄(印刷)，尤其是噴墨記錄。又，本發明的墨水組成物，即便在噴墨印表機的記錄頭的噴嘴附近乾燥時，亦不易於引起固體的析出，由於此理由，亦不易發生該記錄頭的阻塞。
作為利用本發明的噴墨記錄方法對被記錄材料進行記錄之方法，可列舉以下方法。亦即，將充填有本發明的墨 水組成物之容器，裝填至噴墨印表機的規定位置，使用本發明的墨水組成物作為墨水，使該墨水的墨滴根據記錄信號吐出而附著於被記錄材料，以進行記錄之方法。噴墨印表機中，有採用例如下列方式的噴墨印表機：利用機械振動之壓電(piezo)方式；利用加熱產生之氣泡所實施的泡沫噴射(Bubble Jet)(註冊商標)方式等。本發明的噴墨記錄方法，可使用任意方式。
為獲得更清晰的記錄圖像，有時亦會將含有相同色素之2種墨水裝填至1台噴墨印表機中。此2種墨水的不同在於色素的含量，其中一者含量較高，另一者含量較低，作為墨水組合使用。本發明的墨水組成物，可作為這種墨水組合而使用。又，亦可對墨水組合的一者使用本發明的墨水組成物，對另一者使用公知的墨水(組成物)。
為了在不妨礙由本發明所獲得之效果的範圍內，微調本發明的墨水組成物的色相等，可使用含有本發明的化合物和公知的黃色色素之黃色墨水組成物，作為本發明的墨水組成物。又，為了用於其他顏色的墨水例如黑色墨水的調色用途，或者用於製備紅色墨水或綠色墨水，亦可將本發明的化合物與洋紅色素和藍綠色色素並用。進一步，為了獲得全彩的記錄圖像，亦可與本發明的墨水組成物一起，並用洋紅、藍綠色、視需要的綠色、藍色(或紫色)、紅色、黑色等各色墨水。此時，將各色墨水充填至各自的容器中，並將這些容器裝填至噴墨印表機的規定位置，來用於噴墨記錄即可。
作為本發明的噴墨記錄方法中使用之被記錄材料， 可列舉例如紙、薄膜等資訊傳遞用片材、纖維和布(纖維素、尼龍、羊毛等)、皮革、濾色器用基材等，較佳為資訊傳遞用片材。作為資訊傳遞用片材，並無特別限制，普通紙自不必說，還可使用經表面處理之片材，具體而言為紙、合成紙、薄膜等基材上設置有墨水吸收層之片材等。所謂墨水吸收層，即具有吸收墨水加快其乾燥等作用之層。墨水吸收層可藉由例如下述方法設置：在上述基材上浸滲或塗佈陽離子系聚合物之方法；將可吸收墨水中的色素之無機微粒子，與聚乙烯醇或聚乙烯吡咯啶酮等親水性聚合物一同，塗佈於上述基材的表面之方法等。作為上述的可吸收墨水中的色素之無機微粒子的材質，可列舉多孔質二氧化矽、氧化鋁溶膠、特殊陶瓷等。
這種具有墨水吸收層之資訊傳遞用片材，通常被稱作噴墨專用紙、噴墨專用薄膜、光澤紙、光澤薄膜等。作為具有墨水吸收層之資訊傳遞用片材的代表性市售品的示例，可列舉：佳能(股)製造，商品名Professional Photopaper、佳能照片用紙/光澤專業[白金級]、及光澤金；精工愛普生(Seiko Epson)(股)製造，商品名照片用紙CRISPIA(高光澤)、照片用紙(光澤)；日本惠普(Hewlett-Packard)(股)製造，商品名高級照片用紙(光澤)；富士軟片(Fujifilm)(股)製造，商品名畫彩照片潤飾Pro；兄弟工業股份有限公司(Brother Industries,Ltd.)製造，商品名：照片光澤紙BP71G等。
又，所謂普通紙，尤其是指未設置墨水吸收層之紙，根 據用途，市面上大量售有各種產品。市售的普通紙中，作為噴墨記錄用，可列舉：雙面優質普通紙(精工愛普生股份有限公司製造)；PB PAPERGF-500(佳能股份有限公司製造)；Multipurpose Paper、All-in-one Printing Paper(Hewlett Packard公司製造)等。又，並不特別限定用於噴墨記錄之普通紙影印(PPC)用紙等，亦為普通紙。
本發明的著色體，是指利用以下三者中的任一者進行著色之物質：(a)本發明的水溶性偶氮化合物；(b)含有該化合物之本發明的墨水組成物；(c)含有該化合物及水溶性有機溶劑之本發明的墨水組成物。被著色之物質並無特別限制，可列舉例如上述的被記錄材料等，但並不限定於此。較佳可列舉上述的被記錄材料經著色者。對物質之著色方法並無特別限制，但可列舉例如浸染法、印染法、絲網印刷等印刷方法、及本發明的噴墨記錄方法等，較佳為本發明的噴墨記錄方法。上述著色體中，較佳為利用本發明的噴墨記錄方法進行著色之著色體。
由上述式(1)所表示的本發明的水溶性偶氮化合物，溶解於水和水溶性有機溶劑之溶解性優異。又，具有如下特徵：在製造本發明的墨水組成物之過程中，對例如膜過濾器之過濾性良好。本發明的墨水組成物，在普通紙及具有墨水吸收層之資訊傳遞用片材這種被記錄材料上非常鮮明，且彩度及列印濃度較高，可提供理想色相的黃色的記錄圖像。因此，可在紙上忠實地重現照片風格的彩色圖像。又，本發明的墨水組成物，不會出現長期保存後的固體析出、物 性變化、色相變化等，儲藏穩定性極為良好。
即便將本發明的墨水組成物作為噴墨墨水使用，亦非常難以因噴嘴附近的墨水組成物乾燥而導致固體析出，亦不會堵塞噴射器(記錄頭)。又，本發明的墨水組成物，即便是使用連續式噴墨印表機，以較長的時間間隔使墨水再循環來使用時，或藉由應需式(on-demand)噴墨印表機而間斷地使用時，亦不會發生物理性質的變化。
進一步，利用本發明的墨水組成物，記錄於具有墨水吸收層之資訊傳遞用片材上的圖像，其耐水性、耐濕性、耐臭氧氣體性、耐磨性、耐光性等各種堅牢性，尤其是耐臭氧氣體性良好，由於此理由，照片風格的圖像的長期保存穩定性亦優異。又，相較於以往的墨水，普通紙上的彩度、明度、列印濃度等顯色性，尤其是彩度的程度亦較為優異。
如此一來，由上述式(1)所表示的本發明的水溶性偶氮化合物、及含有該水溶性偶氮化合物之本發明的墨水組成物，用於各種記錄墨水，尤其是噴墨記錄用墨水，是極為有用的。
[實施例]
以下利用實施例，進一步具體地說明本發明，但本發明並不限定於實施例。再者，只要無特別記載，本文中的「份」及「%」為質量基準，且反應溫度為內部溫度。在合成的化合物中，測定的λmax(最大吸收波長)，是表示在pH值7~8的水溶液中的測定值。又，實施例中所獲得之化合物的各結構式中，羧基、磺酸基等酸性官能團，是以游離酸的形式記 載。
[實施例1] (步驟1)
用氫氧化鈉將5-胺基-2-氯苯磺酸20.8份調節至pH值6，同時溶解於水200份中，繼而，向其中添加亞硝酸鈉6.8份。在0~10℃中用30分鐘將此溶液滴加至5%鹽酸200份中，然後在10℃以下的溫度下攪拌1小時，進行重氮化反應，製備重氮反應液。
另一方面，用氫氧化鈉將5-氯-2-(3-磺酸基丙氧基)苯胺13.9份，調節至pH值7，同時溶解於水130份中，使用6.9份的重亞硫酸鈉及5.7份的35%福爾馬林，利用常用方法得到甲基-ω-磺酸衍生物。
將所獲得之甲基-ω-磺酸衍生物，添加至之前製備的重氮反應液中，以0~15℃、pH值2~4的條件攪拌24小時。用氫氧化鈉將反應液調節至pH值11後，維持該pH值之同時以80~95℃攪拌5小時，進一步將所獲得之反應液，滴加至5%鹽酸200份中，將析出固體過濾分離，藉此，以濕濾餅的形式獲得由下述式(9)所表示的偶氮化合物100份。
(步驟2)
向50份的冰水中，添加獅王(Lion)公司製造、商品名：LeocolRTMTD50(界面活性劑)0.1份並劇烈攪拌，向其中添加氰尿醯氯2.7份，以0~5℃攪拌30分鐘，獲得懸浮液。接著將由上述式(9)所表示的化合物的濕濾餅50份溶解於水100份中，獲得溶解液。用30分鐘將此溶液滴加至上述懸浮液中。滴加結束後，以pH值6~8、45~55℃的條件攪拌5小時。反應結束後，將析出固體過濾分離，藉此，以濕濾餅的形式獲得由下述式(10)所表示的偶氮化合物50份。
(步驟3)
在上述(步驟1)中，使用3-胺基-4-甲氧基苯磺酸19.8份來代替使用5-胺基-2-氯苯磺酸20.8份，使用苯胺9.7份來 代替使用5-氯-2-(3-磺酸基丙氧基)苯胺13.9份，除此以外與步驟1同樣地進行操作，以濕濾餅的形式獲得由上述式(6)所表示的偶氮化合物100份。
(步驟4)
向1,3-二甲基咪唑啶-2-酮50份、及水50份的混合液中，添加由上述式(10)所表示的化合物的濕濾餅16.7份、及由上述式(6)所表示的化合物的濕濾餅100份，以95~105℃攪拌8小時。反應結束後，添加2-丙醇600份，將析出之固體過濾分離，藉此，獲得濕濾餅18份。向此濕濾餅中添加水200份，攪拌溶解之後，添加25%的氫氧化鈉水溶液，並調節至pH值8~9。向此水溶液中，添加2-丙醇800份，將對析出之固體進行過濾分離而獲得之濕濾餅，用80℃的熱風乾燥機進行乾燥，藉此，獲得由下述式(11)所表示的本發明的水溶性偶氮化合物的鈉鹽(λmax：409.0nm)4.0份。
[實施例2] [(A)墨水的製備]
將上述實施例1中所獲得之本發明的偶氮化合物[由上述式(11)所表示的化合物的鈉鹽]作為色素使用，混合下述表5所示之組成來形成溶液，藉此，獲得本發明的墨水組成物。將所獲得之墨水組成物，分別用0.45μm的膜過濾器進行過濾來去除夾雜物，製備成試驗用墨水。再者，此試驗用墨水的pH值在8.0~9.5的範圍內。又，下述表5中，是使用日信化學股份有限公司製造之商品名SURFYNOLRTM104PG50，來作為「界面活性劑」。將使用實施例1中獲得之化合物製備而成的墨水，作為實施例2。
[比較例1]
使用專利文獻6所述之範圍的色素(其中，R1為磺酸基，R2為甲氧基，R3、R4為氫原子，R6為2-胺基乙基磺酸)，來代替實施例1中獲得之本發明的化合物，除此以外，與實施例2同樣地進行操作，製備比較用的墨水。將此墨水的製備作為比較例1。比較例1中使用之化合物的結構式示於下述式(12)。
[(B)噴墨記錄]
使用噴墨印表機(佳能股份有限公司製造，商品名：PIXUSRTMip4500)，將上述實施例2、及比較例1中製備之各墨水，用於耐臭氧氣體性試驗，在光澤紙(噴墨專用紙)上進行噴墨記錄。使用兄弟工業股份有限公司製造、商品名：BP71G，來作為光澤紙。噴墨記錄時，以反射濃度得到數階段灰度的方式來製作圖像圖案，獲得具有黃色階度之記錄物。將所獲得之記錄物作為試驗片，進行耐臭氧氣體性試驗。
[(C)耐臭氧氣體性試驗]
使用臭氧耐候試驗機(Ozone weather meter)OMS-H[SUGA試驗機公司製造(Suga Test Instruments Co.,Ltd.)]，在臭氧濃度為10ppm、濕度為60%RH、溫度為24℃的環境下放置24小時。藉由前述測色系統對試驗後的各試驗片的反射濃度進行測色，並利用下述式求得色素殘留率。
色素殘留率=(試驗後的反射濃度/試驗前的反射濃度)×100(%)
結果示於下述表6。
根據表6的結果，在耐臭氧氣體性方面，實施例2 顯示出優於比較例1之結果。
因此，得知本發明的水溶性偶氮化合物、及含有該化合物之本發明的墨水組成物，相較於以往的色素，耐臭氧氣體性更為優異。
[產業上之可利用性]
作為黃色色素的本發明的水溶性偶氮化合物、及含有該水溶性偶氮化合物之本發明的黃色墨水組成物，可提供耐臭氧氣體性優異的記錄圖像。因此，該化合物、及含有該化合物之墨水組成物，在各種記錄用途，尤其是噴墨記錄用途中非常有用。

Claims (14)

  1. 一種水溶性偶氮化合物或其鹽，其由下述式(1)所表示： (式中，A表示磺酸基或羧基，x表示2~4的整數)。
  2. 如請求項1所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，前述式(1)中，x為3。
  3. 如請求項1所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，前述式(1)中，A的取代位置為a，Cl的取代位置為b。
  4. 如請求項1所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，前述式(1)中，A為磺酸基。
  5. 如請求項1所述之水溶性偶氮化合物或其鹽，其中，前述式(1)中，x為3，A的取代位置為a，Cl的取代位置為b，A為磺酸基。
  6. 一種墨水組成物，其含有如請求項1~5中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽。
  7. 如請求項6所述之墨水組成物，其中，該墨水組成物進一步含有水溶性有機溶劑。
  8. 如請求項6所述之墨水組成物，其中，該墨水組成物為噴墨記錄用。
  9. 一種噴墨記錄方法，其使用如請求項6所述之墨水組成物作為墨水，使該墨水的墨滴根據記錄信號吐出而附著於被記錄材料上，以進行記錄。
  10. 如請求項9所述之噴墨記錄方法，其中，前述被記錄材料為資訊傳遞用片材。
  11. 如請求項10所述之噴墨記錄方法，其中，前述資訊傳遞用片材為普通紙、或具有包含多孔性白色無機物之墨水吸收層之片材。
  12. 一種著色體，其利用下述中任一者進行著色：(a)如請求項1~5中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽；(b)含有如請求項1~5中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽之墨水組成物；或，(c)含有如請求項1~5中的任一項所述之水溶性偶氮化合物或其鹽、及水溶性有機溶劑之墨水組成物。
  13. 一種著色體，其利用如請求項9所述之噴墨記錄方法進行著色。
  14. 一種噴墨印表機，其裝填有包含如請求項6所述之墨水組成物之容器。
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