JP2000319558A - インクジェットインクのためのカチオン性アゾ染料 - Google Patents
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Abstract
有用な、明るく、水溶性で、かつ光安定性のカチオン性
イエロー染料を提供することである。 【解決手段】 水、湿潤剤、およびピラゾールアゾイン
ドール染料の四級化から誘導されるカチオン性アゾ染料
を含んでなるインクジェットインク組成物。
Description
ンク組成物中の着色剤として有用な特定のカチオン性ア
ゾ染料に関する。
応答して画像記録要素にインク液滴を画素毎に付着させ
ることによって画像を生じさせる非衝撃式の方法であ
る。画像記録要素上へのインク液滴の付着を制御して所
望の画像を生じさせるのに利用してもよい方法は様々で
ある。連続式インクジェットとして知られる1つの方法
では、液滴の連続流を帯電させて、画像記録要素の表面
上に像様偏向させつつ、像形成されなかった液滴を捕獲
して、インク溜めに戻す。ドロップ−オン−デマンド式
インクジェットとして知られるもう1つの方法では、個
々のインク液滴を画像記録要素上に必要に応じて射出
し、所望の画像を形成させる。ドロップ−オン−デマン
ド式印刷においてインク液滴の射出を制御する一般的な
方法には、圧電変換器および熱的なバブル形成が含まれ
る。インクジェットプリンターには、産業上のラベル貼
付から卓上文書および絵画像形成のための短時間印刷ま
での範囲にわたる市場の端々までの広範な用途がある。
れるインクは、染料系または顔料系のいずれかに分類す
ることができる。染料は、分散媒に溶解される着色剤で
ある。顔料は、分散媒に不溶性であるけれども、小さな
粒子の形で分散または懸濁され、分散剤の使用によって
凝集または沈降しないように安定化されることが多い着
色剤である。分散媒は、いずれの場合でも、室温で液体
であっても固体であってもよい。一般的に使用される分
散媒には、水、水と有機補助溶媒との混合物、および高
沸点有機溶媒(例えば炭化水素、エステル、ケトンな
ど)が含まれる。
選択は、画質にとって重要である。シアン、マゼンタ、
イエロー、グリーン、オレンジなどの色については、ピ
ーク波長(λ-max)、吸収曲線の幅、および副吸収が無
いことが重要である。着色剤はまた、インク受容要素上
への印刷後に高度の耐光堅牢度を有しているべきであ
る。水性染料系インクについては、染料は、受容要素上
に妥当な濃度を生じ、長期間の貯蔵に対して析出するこ
と無く安定であることが可能な溶液を調製するのに十分
水溶性である必要がある。染料系インクを用いる高品質
インクジェット印刷には、明るい色相および良好な光安
定性を提供する染料が必要とされる。これらの要求条件
のすべてを満たす染料、特にイエロー染料を見出すのは
困難である。
ェット印刷のための水性染料系インクには、優れた色彩
並びに高い耐光堅牢度および耐水堅牢度を有する水溶性
染料が必要とされる。概して、これらの染料は、紙、羊
毛、および綿などの天然繊維の染色のために開発された
酸性染料、直接染料、および反応性染料から選択され
る。これらの染料の水溶性は、スルホまたはカルボキシ
などの負に帯電している置換基の導入に起因する。
ルおよび酸改質ポリエステルなどの合成紡織繊維の染色
のために開発された塩基性染料またはカチオン性染料で
ある。これらの染料は、正に帯電している置換側基(例
えばテトラアルキルアンモニウム)の導入、または非局
在化カチオン系を含んでなる塩基性発色団(例えばシア
ニン、アザシアニン、またはアゾ (ジアザシアニン) )
のいずれかのために、正に帯電している。
sic Yellow 25 などのカチオン性アゾ染料およびBasic
Yellow 2およびBasic Yellow 11 などの他のカチオン性
イエロー染料を含む種々のカチオン性染料をインクジェ
ットインクに使用することが開示されている。
の織物の染色における四級化されたピラゾールアゾイン
ドールカチオン性イエロー染料の合成および使用が開示
されている。
号には、染料が、水溶性、色彩、および/または光安定
性に乏しいという問題がある。
インクジェットインク組成物に使用してもよいとの開示
はまったく無い。
に有用な、明るく、水溶性で、かつ光安定性のカチオン
性イエロー染料を提供することである。
は、水、湿潤剤、およびピラゾールアゾインドール染料
の四級化から誘導されるカチオン性アゾ染料を含んでな
るインクジェットインク組成物に関する本発明によって
達成される。
ドールカチオン性イエロー染料が従来技術のカチオン性
イエロー染料に勝る色彩、水溶性、および光安定性を提
供することが見出された。
ピラゾールアゾインドールカチオン性イエロー染料は以
下の構造式によって表されるものであってもよい。
炭素原子が1〜6個の置換もしくは未置換のアルキル
基、置換もしくは未置換のアリル基、炭素原子が6〜10
個の置換もしくは未置換のアリール基、炭素原子が5〜
10個の置換もしくは未置換のヘタリール基、またはアル
キレンオキシド残基が2〜20個のポリオキシアルキレン
基を表し、
て上記に列挙されているものと同じ基を表し、
について上記に列挙されているものと同じ基、ハロゲ
ン、ニトロ、シアノ、炭素原子が1〜6個の置換もしく
は未置換のアルコキシ基、炭素原子が1〜10個の置換も
しくは未置換のアルコキシ−、もしくはアリールオキシ
−カルボニル基、カルバモイル、炭素原子が1〜20個の
置換もしくは未置換のアルキル−、アラルキル−、アリ
ール−、ジアリール−、もしくはジアルキル−カルバモ
イル基、スルファモイル、炭素原子が1〜20個の置換も
しくは未置換のアルキル−、アラルキル−、アリール
−、ジアリール−、もしくはジアルキル−スルファモイ
ル基、アシルアミノ、ウレイド、スルホニルアミノ、ア
ミノ、炭素原子が1〜20個の置換もしくは未置換のアル
キル−、アラルキル−、アリール−、ジアリール−、も
しくはジアルキル−アミノ基、第四級アンモニウム基、
またはホスホニウム基を表し、
数を表し、そしてX- はアニオンを表し、
って、5〜7員の飽和もしくは不飽和の複素乾または炭
素環の縮合環を表すことができ、
びR4 とZが結合して、5〜7員の複素環または炭素環
を形成することができる。
はHまたはメチルを表す。もう1つの好ましい態様で
は、R2 はH、メチル、フェニル、エトキシカルボニ
ル、またはフェニルを表す。もう1つの好ましい態様で
は、R3 はメチル、エチル、アリル、またはフェニルを
表す。さらにもう1つの好ましい態様では、R4 はメチ
ル、エチル、またはアリルを表す。そのうえもう1つの
好ましい態様では、YはHを表す。そのうえさらにもう
1つの好ましい態様では、ZはH、シアノ、メチル、ま
たはフェニルを表す。
アルキル基の例には、メチル、エチル、イソプロピル、
ヒドロキシエチル、 3-(N,N-ジメチルアミド) プロピ
ル、およびベンジルが含まれる。置換もしくは未置換の
アリール基の例には、フェニル、ナフチル、および4-ク
ロロフェニルが含まれる。置換もしくは未置換のヘタリ
ール基の例には、ピリジル、イミダゾリル、およびキノ
リルが含まれる。アルキレンオキシド残基が2〜20個の
ポリオキシアルキレン基の例には、3,6,9-トリオキサデ
シル、 11-ヒドロキシ -3,6,9-トリオキサ -5,8-ジメチ
ルドデシル、および 11-ヒドロキシ -3,6,9-トリオキサ
ウンデシルが含まれる。ハロゲンの例には、クロロ、フ
ルオロ、ブロモ、およびヨードが含まれる。
は、メトキシ、イソプロポキシ、および2-ヒドロキシエ
トキシが含まれる。炭素原子が1〜10個の置換もしくは
未置換のアルコキシ−またはアリールオキシ−カルボニ
ル基の例には、メトキシカルボニル、エトキシカルボニ
ル、2-メトキシ−エトキシカルボニル、およびフェノキ
シ−カルボニルが含まれる。置換もしくは未置換のアル
キル−、アラルキル−、アリール−、ジアリール−、ま
たはジアルキル−カルバモイル基の例には、N-メチルカ
ルバモイル、N-メチル -N-フェニル−カルバモイル、 N
-p-(トリメチルアンモニウム)-フェニルカルバモイル、
およびN,N-ビス (4-ジメチルアミノフェニル) カルバモ
イルが含まれる。
キル−、アリール−、ジアリール−、またはジアルキル
−スルファモイル基の例には、N-メチル−スルファモイ
ル、N-メチル -N-フェニル−スルファモイル、 N-p-(ト
リメチルアンモニウム)-フェニルスルファモイル、およ
びN,N-ビス (4-ジメチルアミノフェニル)-スルファモイ
ルが含まれる。アシルアミノ基の例には、アセトアミ
ド、メトキシエチルアセトアミド、およびベンズアミド
が含まれる。ウレイド基の例には、N-メチルウレイド、
ウレイド、および N,N'-ジメチルウレイドが含まれる。
ホンアミド、p-トルエンスルホンアミド、および 2-(ト
リメチルアンモニウム)-エタンスルホンアミドが含まれ
る。置換もしくは未置換のアルキル−、アラルキル−、
アリール−、ジアリール−、またはジアルキル−アミノ
基の例には、メチルアミノ、N,N-ジメチルアミノ、メト
キシエチルアミノ、およびアニリノが含まれる。第四級
アンモニウム基の例には、トリメチルアンモニウムおよ
びベンジルジメチルアンモニウムが含まれる。ホスホニ
ウム基の例には、トリフェニルホスホニウムおよびトリ
メチルホスホニウムが含まれる。
ト、アセテート、クロロアセテート、トリフルオロアセ
テート、メタンスルホネート、p-トルエンスルホネー
ト、ラクテート、シトレート、グルコネート、および3-
ウレイドプロピオネートが含まれる。好ましい態様で
は、X- は、メトスルフェートまたはラクテートであ
る。
びそれらの合成は、欧州特許出願第624628号明細書に記
載されている。
の性状によってかなり影響される。溶解性に好ましい対
イオンは、合成中の導入が容易ではないことが多い。イ
オン交換樹脂を介するイオン交換または透析/限外濾過
は困難であり、時間がかかり、かつ/または高価である
ことが多い。さらに、これらの染料の好ましい塩の形は
水溶性が高いため、これらを単離し、精製し、特性決定
することが困難であることが多い。
におけるR1 がHである場合に得られる。この場合、当
該カチオン性染料(例えば、下記II)の電気的に中性
な、脱プロトン化された形を、カチオン性染料を塩基で
処理することによって好都合に単離し、精製し、特性決
定してもよい。インクの調製時に、対イオンの共役酸の
水溶液に染料の電気的に中性な形を単に溶解させること
によって、所望の対イオンを有するカチオン性染料を再
生してもよい。この方法を以下に示す。
アゾインドール染料の電気的に中性な、脱プロトン化さ
れた形を介して、本発明に使用される染料の所望の塩の
形を調製するための方法を、下記実施例に記載する。本
発明に用いられるカチオン性四級化ピラゾールアゾイン
ドール染料の電気的に中性な、脱プロトン化された形の
代表例を下記に列挙する。
のが含まれる。
ク組成物の 0.2〜5質量%、好ましくは 0.5〜3質量%
を構成する。
用いて、インクが乾固したり、プリントヘッドのオリフ
ィス中で固まるのを防ぐのを助けてもよい。使用するこ
とができる湿潤剤の例には、多価アルコール(例えばエ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、テトラエチレン
グリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール、
2-メチル -2,4-ペンタンジオール、1,2,6-ヘキサントリ
オール、およびチオグリコール)、アルキレングリコー
ルから誘導される低級アルキルのモノエーテルまたはジ
エーテル(例えばエチレングリコールのモノメチルエー
テルまたはモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
のモノメチルエーテルまたはモノエチルエーテル、プロ
ピレングリコールのモノメチルエーテルまたはモノエチ
ルエーテル、トリエチレングリコールのモノメチルエー
テルまたはモノエチルエーテル、ジエチレングリコール
のジメチルエーテルまたはジエチルエーテル、およびジ
エチレングリコールモノブチルエーテル)、窒素含有環
式化合物(例えばピロリドン、N-メチル -2-ピロリド
ン、および1,3-ジメチル -2-イミダゾリジノン)、およ
び硫黄含有化合物(例えばジメチルスルホキシドおよび
テトラメチレンスルホン)が含まれる。本発明の組成物
に好ましい湿潤剤は、ジエチレングリコール、グリセロ
ール、またはジエチレングリコールモノブチルエーテル
である。
である場合は特に、本発明の水性インクに水混和性有機
溶媒を添加して、インクが受容基材に浸透するのを助け
てもよい。このような溶媒の例には、アルコール(例え
ばメチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコー
ル、sec-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、フルフリルアルコール、およびテト
ラヒドロフルフリルアルコール)、ケトンまたはケトア
ルコール(例えばアセトン、メチルエチルケトン、およ
びジアセトンアルコール)、エーテル(例えばテトラヒ
ドロフランおよびジオキサン)、およびエステル(例え
ば乳酸エチル、炭酸エチレン、および炭酸プロピレン)
が含まれる。
を適当なレベルに調整してもよい。界面活性剤は、アニ
オン性、カチオン性、両性、または非イオン性であって
もよい。
インク中でのカビ、菌類などの微生物の生育を抑制して
もよい。本発明のインク組成物に好ましい殺生剤は、最
終濃度が0.0001〜 0.5質量%のProxel(商標)GXL (Zen
eca Spesialties Co.)である。
って、本発明の水性インク組成物のpHを調整してもよ
い。有用なインクは、使用されている染料のタイプによ
って、2〜10の好ましいpHを有していてもよい。典型
的な無機酸には、塩化水素酸、燐酸、および硫酸が含ま
れる。典型的な有機酸には、メタンスルホン酸、酢酸、
および乳酸が含まれる。典型的な無機塩基には、アルカ
リ金属の水酸化物および炭酸塩が含まれる。典型的な有
機塩基には、アンモニア、トリエタノールアミン、およ
びテトラメチレンジアミンが含まれる。
ば、以下の物質を含んでいてもよい。着色剤(0.05〜20
質量%)、水(20〜95質量%)、湿潤剤(5〜70質量
%)、水混和性補助溶媒(2〜20質量%)、界面活性剤
( 0.1〜10質量%)、殺生剤(0.05〜5質量%)、およ
びpH調節剤( 0.1〜10質量%)。
意に存在していてもよいさらなる添加剤には、増粘剤、
導電性向上剤、コゲーション防止剤、乾燥剤、および脱
泡剤が含まれる。
インクを、インクジェットプリンターのプリントヘッド
の複数のノズルまたはオリフィスからインク液滴を噴出
することによってインク受容層基材への液体インク液滴
の適用を制御するインクジェット印刷に用いてもよい。
材は当業者に周知である。このような基材の代表例は、
米国特許第 5,605,750号、同 5,723,211号、および同
5,789,070号の各明細書、並びに欧州特許出願公開明細
書第813 978 A1号において開示されている。以下の例
は、本発明の用途を説明するものである。
ルアゾインドール染料およびそれらの脱プロトン化され
た、電気的に中性な先駆物質を調製するのに使用される
手順の典型である。
亜硝酸ナトリウムおよび 200gの濃硫酸から新たに調製
されたもの)と、プロピオン酸および酢酸の1:5混合
物(1:5酸) 150mLとの冷たい(0〜5℃)混合物
に、34.6g( 0.2モル)の1-フェニル -3-メチル -5-ア
ミノピラゾールを添加した。0〜5℃で2時間攪拌した
後、 0.5gの尿素を添加することによって過剰の亜硝酸
を破壊し、この混合物を、周囲温度で、 500mLの酢酸中
の26.2g(0.17モル)の2-メチルインドールの溶液に添
加した。1時間攪拌した後、 250gの酢酸ナトリウムを
添加し、続いて 300mLの水を添加した。さらに1時間攪
拌した後、2000mLの水を添加し、濾過によって固体を収
集し、水でよく洗った。次に、この粗生成物を 500mLの
沸騰アセトニトリルで蒸解し、冷却し、濾過して、52.5
gの2-メチル-3-(1-フェニル -3-メチルピラゾール -5-
イルアゾ) インドールを黄色の固体として得た。
モル)の上記ピラゾールアゾインドール染料の懸濁液
に、 115.5g(0.62モル)のメチル -p-トルエンスルホ
ネートを添加し、得られた混合物を加熱して3時間環流
させた。0〜5℃に冷却し、固体を収集し、冷ブチロニ
トリル、続いてエチルエーテルで濯ぎ、そして乾燥し
て、 66.16g(理論値の85%)のp-トルエンスルホン酸
2-メチル-3-(1-フェニル -2,3-ジメチルピラゾール -5-
イルアゾ)-インドリウムを橙黄色の固体として得た。
物中の36.5g(0.0729モル)の上記カチオン性染料のp-
トルエンスルホン酸塩の懸濁液に、水酸化ナトリウムの
10%水溶液を58mL添加した。周囲温度で1時間攪拌した
後、この混合物を1500mLの水で希釈し、得られた固体を
濾過によって収集し、乾燥して、 23.84g(理論値の9
9.3%)の染料10(5%酢酸水溶液中でのλ-max 440n
m)を得た。
た。
%)の湿潤材、殺生剤Proxel GXL(商標)( 0.003質量
%)、および界面活性剤Surfynol 465(商標)(Air Pro
ducts Co.)( 0.5質量%)を含有している脱イオン水に
適当な量の上記染料を溶解させることによって、本発明
の染料および対照標準染料を含有しているインクを調製
した。乳酸を任意に添加して、染料を可溶化し、かつ/
または電気的に中性な、脱プロトン化された形の染料を
対応する乳酸塩に転化させるのを助けた。
基づいて、最終的なインクが、1:1000に希釈した場合
に、およそ 1.0の透過光学濃度を生ずるように選択し
た。対照標準染料C−3の場合には、染料があまりに不
溶性であったので、乳酸を添加しても妥当な濃度のイン
クを調製することができなかった。この脱プロトン化さ
れた形(C−4)を乳酸といっしょに利用することによ
り、より水溶性の塩が得られ、インクを調合することが
できるようになった。表Iに種々のインクの詳細を示
す。
レンフィルターを通して濾過し、清潔なHewlett-Packar
d インクカートリッジ No. HP 51629Aに入れ、Hewlett-
Packard Deskjet 600 (商標)プリンターのブラックイ
ンク置き場に取り付けた。一連の21階調の濃度パッチか
らなり、大きさがおよそ15×13mmであり、5%のドット
付着量から 100%のドット付着量までの範囲にわたるテ
スト画像を市販のKodak Inkjet Photographic Quality
Paper, Catalog No. 899-9161 上に印刷し、周囲温度お
よび周囲湿度で24時間乾燥させた。
緑、および青の反射濃度を、X-Rite 820(商標)濃度計
を使用して測定した。D-max青濃度を表IIに列挙する。
1.5を超える最大濃度が適格である。青対緑(B/G)
の濃度比(色純度の尺度)もまた各々の印刷画像につい
て計算した。高いB/G比は、不必要な吸収がより少な
く、色純度がより良好である(好ましい)ことを示唆し
ている。
の高強度昼光照射および50%の相対湿度条件下で1週間
にわたって光退色に付した。これらの階段状画像のステ
ータスAの青濃度を再測定し、D-maxのパッチについて
のステータスAの青濃度の損失(%)を計算した。10%
未満の損失が好ましい。
が、従来技術のC−1およびC−4よりもはるかに光安
定性が高いことを示している。本発明に用いられる染料
はまた、一般に、同等またはより良好な光安定性および
濃度を保ちつつ、C−2よりも良好な色相を有する。
ン性イエロー染料は、従来技術のカチオン性イエロー染
料に勝る色彩、水溶性、および光安定性の組み合わせを
提供する。
Claims (1)
- 【請求項1】 水、湿潤剤、およびピラゾールアゾイン
ドール染料の四級化から誘導されるカチオン性アゾ染料
を含んでなるインクジェットインク組成物。
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