(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性染料配合物において、配合物の重量に対して、式Ｉ：
【化１】
0004195112.tif 000005
[式中、Kat+は、金属又はアンモニウムイオンの等価物である]の染料９０〜１００重量％からなる染料量０．１〜１５重量％、カーボンブラック１〜４０重量％及びポリエチレングリコール０．１〜１５重量％を含有する水性染料配合物。
【請求項２】
平均分子量３００〜９０００を有するポリエチレングリコールを含有する、請求項１に記載の水性染料配合物。
【請求項３】
配合物の重量に対して、染料０．１〜８重量％を含有する、請求項１に記載の水性染料配合物。
【請求項４】
配合物の重量に対して、カーボンブラック５〜４０重量％を含有する、請求項１に記載の水性染料配合物。
【請求項５】
配合物の重量に対して、ポリエチレングリコール０．１〜６重量％を含有する、請求項１に記載の水性染料配合物。
【請求項６】
請求項１に記載の水性染料配合物、水又は水及び水と混合可能な有機溶剤の混合物を含有する、インキ。
【請求項７】
請求項１に記載の水性染料配合物、水及び少なくとも１種のＣ1〜Ｃ4−アルカノールを含有する、水性アルコール性塗料用又は印刷用着色剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配合物の重量に対して、式Ｉ：
【化２】
0004195112.tif 000002
[式中、Kat+は、金属又はアンモニウムイオンの等価物である]の染料９０〜１００重量％からなる染料量０．１〜１５重量％、カーボンブラック１〜４０重量％及びポリエチレングリコール０．１〜１５重量％を含有する新規の水性染料配合物、この水性染料配合物を、インクジェット法用インキ又は筆記用インキの製造又は水性アルコール性塗料用又は印刷用着色剤を製造するために使用すること、更にそれぞれ前記の水性染料配合物を含有するインキ及び水性アルコール性塗料用又は印刷用着色剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許（ＵＳ−Ａ）第５４３１７２３号明細書は、式Ｉの染料の配合物及びそれをインクジェット法で使用することを記載している。
【０００３】
インクジェット法は、自体公知である。これは、筆記用流体（インキ）の滴を特殊な方法で、１つ以上の小さなノズルから、基体、例えば紙、木材、テキスタイル、プラスチック又は金属上に向けることを含む。電子制御が、個々の滴を、スクリプトキャラクター又はグラフィックパターンに結びつけている。
【０００４】
米国特許（ＵＳ−Ａ）第５４３１７２３号明細書中に記載されているインキは未だ、適用時に欠点、特に乏しい耐水性及び耐光性を有することが判明している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、有利に、優れた適用特性、殊に改善された耐水性及び耐光性の利点により、インクジェット法用インキ、筆記用インキ又は印刷用着色剤を製造するために好適な液状水性染料配合物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、冒頭に定義された染料配合物により達成されることが判明した。
【０００７】
前記のように、該染料量は主に、即ち、染料量に対して９０〜１００重量％、有利に９５〜１００重量％の式Ｉの染料からなる。
【０００８】
染料配合物は付加的に、染料量に対して０〜１０重量％、有利に０〜５重量％の１種以上のシェージング染料、例えばC.I.Acid Yellow 23(19140)、C.I.Acid Blue 9 (42090)、C.I.Direct Red 254、C.I.Direct Blue 86(74180)、C.I.Reactive Red 24、C.I.Reactive Blue 49、C.I.Reactive Red 72又はテトラゾ化されたフラボン酸と１−アミノ−８−ヒドロキシナフタレン−３，６−ジスルホン酸又は２−ヒドロキシ−３−メチル安息香酸とのそれぞれモル比１：２での反応生成物の染料−酸を含有する。
【０００９】
式Ｉ中のKat+は、カチオンの等価物であり、かつ金属又はアンモニウムイオンに由来する。金属イオンは殊に、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム又はカルシウムイオンである。アンモニウムイオンは、置換されているか、又は置換されていないアンモニウムカチオンである。置換されたアンモニウムカチオンには、例えば、モノアルキル−、ジアルキル−、トリアルキル−、テトラアルキル−又はベンジルトリアルキル−アンモニウムカチオン又は窒素５員−又は６員−飽和複素環から誘導されるカチオン、例えば、ピロリジニウム、ピペリジニウム、モルホリニウム又はピペラジニウムカチオン又はそのＮ−モノアルキル−又はＮ，Ｎ−ジアルキル置換された生成物を含む。この場合、アルキルは、一般的にヒドロキシルモノ置換又は二置換及び／又はエーテル官能性の酸素原子１〜３個、有利に１又は２個による中断を伴うか、又は伴わない直鎖又は分枝鎖のＣ1〜Ｃ20−アルキルを意味する。
【００１０】
トリエタノールアンモニウム、リチウム、ナトリウム又はカリウムイオンを特に挙げることができ、それらの中で殊に、リチウム又はナトリウムイオン及び殊に、トリエタノールアンモニウムイオンが重要である。
【００１１】
染料配合物は、配合物の重量に対して、０．１〜１５重量％、有利に０．１〜８重量％、殊に０．８〜６重量％の染料を含有する。
【００１２】
本発明の染料配合物のその他の成分は、カーボンブラックである。顔料品質のカーボンブラックを使用するのが有利である。カーボンブラック粒子の粒度は通常、１３〜１００ｎｍの範囲である。このような生成物は、市場で入手することができ、かつ例えば、C.I.Pigment Black 7.として公知である。市販品の特別な例は、Printex 95、Printex 90、Printex 85、Printex 80、Printex 75、Printex 45、Printex 40、Printex P、Printex 60、Printex 300、Printex 30、Printex 35、Printex 25、Printex 200、Printex A、Printex G、Printex L6、Printex L、Spezialschwarz 4、Spezialschwarz 5、Spezialschwarz 6、Spezialschwarz 100又はFW 200(全てDegussa製）、#2600、#2300、#990、#980、#960、#950、#900、#850、#650、#95、MCF-88、#55、#52、#47、#45、#45L、#44、#40、#33又は#32(Mitsubishi Chemicals製）、Raven 850、Raven 450、Raven 460又はRaven 890(Columbian Carbon製）又はRegal 330R、Regal 415R、Regal 250R、Regal 950R、Monarch 800、 Monarch 880、Monarch 900、Monarch 460、Monarch 280又はMonarch 120(Cabot製）である。
【００１３】
超微粒の、容易に分散するカーボンブラック、例えばPrintex A、Spezialschwarz 4、Spezialschwarz 5、Spezialschwarz 6、FW 200、#2600、#850又はMonarch 900を使用するのが、有利である。
【００１４】
特に有利な染料配合物は、Spezialschwarz 4、Spezialschwarz 5、Spezialschwarz 6又はFW 200を含有する。
【００１５】
染料配合物は、配合物の重量に対して１〜４０重量％、有利に５〜４０重量％、殊に５〜２５重量％のカーボンブラックを含有する。
【００１６】
本発明の染料配合物のその他の成分は、ポリエチレングリコールである。本発明の目的のためのポリエチレングリコールには、エトキシル化され、かつ／又はプロポキシル化されたエチレンジアミンも含まれる。
【００１７】
平均分子量（質量平均）３００〜９０００、有利に１０００〜６０００、殊に２０００〜４０００を有するポリエチレングリコールが有利である。
【００１８】
染料配合物は、配合物の重量に対して０．１〜１５重量％、有利に０．１〜６重量％、殊に０．８〜５重量％のポリエチレングリコールを含有する。
【００１９】
本発明の染料配合物のその他の成分は例えば、平均分子量（質量平均）４００〜１０００、有利に５００〜７００、殊に約６００を有するポリプロピレングリコールであってよい。本発明の染料配合物が、プロピレングリコールを含有する場合には、プロピレングリコール含有率は通常、配合物の重量に対して０．１〜１５重量％の範囲、有利に０．１〜６重量％の範囲である。
【００２０】
本発明の染料配合物は本質的には、外来塩を含有すべきでない。このことは、本発明の目的に関して、これらが付加的に、少量の、例えば配合物の重量に対して、０〜１０重量％、有利に０〜５重量％、殊にほぼ０重量％の外来塩を含有しうることを意味している。
【００２１】
ここに記載の外来塩とは一般に、式Ｉの染料の合成（アゾカップリング）の過程で生ずる塩、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム又は硫酸カリウムのことである。
【００２２】
１００重量％までの残りは通常、本発明の染料配合物中の水である。
【００２３】
カーボンブラック：染料の重量比が、６：１よりも低くない水性染料配合物を使用すると、特に良好な結果が得られる。
【００２４】
特に有利な水性染料配合物は、配合物の重量に対して、染料１〜５重量％、カーボンブラック５〜２５重量％及びポリエチレングリコール１〜５重量％を含有する。
【００２５】
加えて、個々のパラメーターが、前記の有利なパラメータの組み合わせから選択されている水性染料配合物が重要である。
【００２６】
本発明の水性染料配合物は有利に、インクジェット法用のインキ、又は筆記用インキ又は水性アルコール性塗料用又は印刷用着色剤の製造のために使用することができる。
【００２７】
このようなインキは、本発明の水性染料配合物を、水で、又は水及び水と混合可能な有機溶剤の混合物で希釈すると得られる。
【００２８】
適当な水と混合可能な有機溶剤の例は、Ｃ1〜Ｃ4−アルカノール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｓ−ブタノール又はｔ−ブタノール、カルボキサミド、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド又はＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ラクタム、例えばε−カプロラクタム、２−ピロリジノン又はＮ−メチル−２−ピロリジノン、尿素、環式尿素、例えば１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン又は１，３−ジメチル−２−ヘキサヒドロピリミドン、ケトン又はケトアルコール、例えばアセトン、メチルエチルケトン又は２−メチル−２−ヒドロキシ−４−ペンタノン、エーテル、例えばテトラヒドロフラン又はジオキサン、Ｃ2〜Ｃ6−アルキレン単位を有するモノ−、オリゴ−又はポリアルキレングリコール又はチオグリコール、例えばエチレングリコール、１，２−又は１，３−プロピレングリコール、１，２−又は１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、チオジグリコール、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール、その他のポリオール、例えばグリセロール又は１，２，６−ヘキサントリオール、多価アルコールのＣ1〜Ｃ4−アルキルエーテル、例えばエチレングリコールモノメチル又はモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチル又はモノエチルエーテル又はトリエチレングリコールモノメチル又はモノエチルエーテル、γ−ブチロラクトン又はジメチルスルホキシドである。
【００２９】
有利な水と混合する有機溶剤の例は、２−ピロリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、Ｃ2〜Ｃ6−アルキレン単位を有するモノ−、ジ−又はトリアルキレングリコール、殊にモノ−、ジ−又はトリエチレングリコール又はジプロピレングリコール又はジメチルスルホキシドである。Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、ジエチレングリコール又はジメチルスルホキシドが、特に重要である。
【００３０】
本発明の染料配合物をＣ1〜Ｃ4−アルカノールで、更に水を加えて、又は加えずに希釈して、かつ場合により市場で入手可能なバインダーと混合すると、水性アルコール性塗料用又は印刷用着色剤が得られる。
【００３１】
本発明のインキ又は塗料用又は印刷用着色剤は通常、インキ又は着色剤の重量に対して、２〜５０重量％、有利に１５〜３０重量％の本発明の染料配合物を含有する。
【００３２】
更に、本発明のインキ又は塗料用又は印刷用着色剤は通常、インキ又は着色剤の重量に対して、７５〜９８重量％、有利に８０〜９４．９重量％、殊に８６〜９３重量％の水を含有する。
【００３３】
本発明のインキは、インキの重量に対して、０〜３０重量％、有利に５〜１５重量％の水と混合可能な有機溶剤１種以上を含有する。
【００３４】
本発明の塗料用又は印刷用着色剤は通常、 着色剤の重量に対して、１〜７０重量％、有利に１０〜３０重量％のＣ1〜Ｃ4−アルカノールを含有する。
【００３５】
本発明のインキ又は塗料用又は印刷用着色剤のその他の可能な成分は例えば、助剤、例えばアニオン性、カチオン性又は非イオン性界面活性剤、導電塩、殺カビ剤、殺菌剤、腐食抑制剤又は香料である。これらの成分の割合は通常、インキ又は着色剤の重量に対して、０〜１０重量％の範囲、有利に０〜５重量％の範囲である。
【００３６】
本発明のインキ又は塗料用又は印刷用着色剤は、使用の際の高い耐水性及び耐光性において際立っている。
【００３７】
本発明の染料配合物は同様に、筆記用具中のマーカー液として、水性液体トナーとして、又は被覆剤、例えば木材着色剤、インキリボン着色剤、スタンプパッドインキ又はボールペンペーストのためのベース材料として使用することができる。これらは、パルプ着色紙(pulp-coloring paper)に使用することもできる。
【００３８】
【実施例】
次の例で、本発明の配合物及びその使用を詳説する。部は、重量部である。
【００３９】
例１
ａ）粒度２５ｎｍのガスカーボンブラック１００ｇ、式Ｉの染料のトリエタノールアミン塩１０ｇ及び水３８０ｍｌを、１Ｌ撹拌用金属製ビーカー中で約５分間混合し、次いで、分散装置（Dispermat SL 603)中に移した。この分散装置に、ガラスビーズ（直径１ｍｍ）１００ｍｌを装填した。ミリング能(milling power)を７０％に、ポンプ能を３０％に調節した。この条件下で、混合物を、１０分間処理した。
【００４０】
その後、平均分子量４０００のポリエチレングリコール１０ｇを添加し、かつその混合物を、分散装置中で４時間、前記の条件下に充分分散させた。次いで、この懸濁液を、メッシュサイズ４６μｍの篩いを介して排出させた。配合物中の式Ｉの染料の濃度は、２重量％であり、カーボンブラックのそれは、２０％であった。
【００４１】
ｂ）インクジェットインキを製造するために、ａ）に記載の配合物２５部、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）１０部及び水６５部を、よく混合した。ｐＨを、トリエタノールアミンを用いて７．５に調節し、次いで、インキ処方物を、１μｍテフロンフィルターカートリッジを介して吸引濾別し、その後、減圧下に蒸発除去した(devolatilized)。このすぐに使用可能なインキを、市販のインクジェットカートリッジに移し（HP 51626 A、Hewlett-Packard製）、その後、市販のインクジェットプリンタ(Deskjet 500C、Hewlett-Packard製）で、市販のXerox 4024普通紙上で試験した。
【００４２】
得られた印刷物を、光学濃度、耐水性、耐光性、耐マーカー性(marker fastness)及び耐摩耗性に関して試験した。印刷物の外観を、視覚的に評価した。
【００４３】
光学濃度（ＯＤ）を、Gretag(model 169)製測定装置を使用して、２種の紙の上に印刷されたソリッドエリアで測定した。
【００４４】
耐水性を、ソリッドエリアを伴う印刷された普通紙を水の入ったビーカー中に５分間、液体を１００ｒｐｍで撹拌しながら浸けることにより測定した。その後、この紙を水から出し、乾燥させ、かつＯＤを再び測定した。処理前のＯＤと水処理後のＯＤとの間の差が、耐水性の尺度である。ΔＯＤが、小さいほど、耐水性は良い。
【００４５】
耐光性を、キセノン灯（１００Ｗ）で黒色ソリッドエリアを４８時間照射することにより試験した。
【００４６】
耐マーカー性を、マーカーペンで、印刷物の線にハイライトを与えることで試験した。印刷物のにじみが少ないほど、耐マーカー性は良好である。
【００４７】
コゲーション(cogation)試験を、市場で入手可能なカートリッジ(51626、Hewlett-Packard製)の全てのノズルにインクジェット滴を排出するために、１００万パルスを１０回発することにより実施した。充分なコゲーション試験性能には、排出されたインクの量が、全ての測定の後に一定であることが求められる；もしそうでなければ、この安定性試験は、インキの印刷挙動における変化を示す。
【００４８】
印刷物の外観を視覚的に、ソリッドエリアの均質性、線の鮮明さ、色品質及び紙を通してのインキの滲み通りの評価基準により評価した。
【００４９】
例２（比較）
ａ）  例１で使用されたガスカーボンブラック１００ｇ、水３９０ｍｌ及び平均分子量４０００のポリエチレングリコール１０ｇを、１Ｌ撹拌用金属製ビーカー中で約５分間混合した。高い粘度の物質が得られた。
【００５０】
ｂ）  この物質２５部を、ＮＭＰ１０部及び水６５部で希釈し、かつカーボンブラック含有率５％のこのインキ処方物を、例１に記載の分散装置中で、そこに記載の条件下に処理した。次いで、このインキを、メッシュサイズ４６μｍを有する篩いを介して取り出した。この比較インキは、式Ｉの染料を含有しない。カーボンブラックの濃度は、例１と同様に５重量％であった。このインキは全く不安定であり、かつ凝集性である。インクジェット印刷は不可能である。
【００５１】
例３（比較）
ａ）  例１で使用した染料１０ｇを、水４９０ｇ中に溶かし、かつトリエタノールアミンを用いてｐＨ７．５に調節した。
【００５２】
ｂ）この処方物２５部を、ＮＭＰ１０部及び水６５部で、例１と同様に希釈した。溶液をインクジェットカートリッジに施与し、かつ試験した。この工程の両方を、例１中の記載と同様に実施した。
【００５３】
例１〜３の試験結果を、第１表に示す。
【００５４】
【表１】
0004195112.tif 000003
例４
ａ）粒度２５ｎｍのファーネスカーボンブラック１００ｇ、フラボン酸のテトラゾ化及び１−アミノ−８−ヒドロキシナフタレン−３，６−ジスルホン酸、２−アミノ−８−ヒドロキシナフタレン−６−スルホン酸及び２−ヒドロキシ−３−メチル−安息香酸の混合物とのカップリングにより得られるジスアゾ染料混合物１０ｇ及び水３８０ｇを、１Ｌ撹拌用金属製ビーカー中で約５分間混合し、次いで、例１に記載の分散装置中に移し、かつその中で、そこに記載の条件下に１０分間処理した。その後、平均分子量４０００のポリエチレングリコール１０ｇを添加し、かつこの混合物を、前記の特定の条件下に４時間、充分に分散させた。次いで、この懸濁液をメッシュサイズ４６μｍの篩を介して取り出した。染料混合物の濃度は、２％であった。
【００５５】
ｂ）  インクジェットインキを製造するために、前記の処方物２５部、ＮＭＰ１０部及び水６５部を、充分に混合した。ｐＨを、トリエタノールアミンを用いて７．５に調節し、次いでこのインキ処方物を、１μｍテフロンフィルターカートリッジを介して吸引濾過し、その後、減圧下に蒸発除去した。次いで、このすぐに使えるインキを、インクジェットカートリッジに移し、かつ例１の記載と同様に試験した。
【００５６】
例５
ａ）例１で使用した染料１０ｇ（但し、リチウム塩の形で）を、平均分子量７５００を有する、エトキシル化され、次いでプロポキシル化されたエチレンジアミン８重量％を含有する３６重量％濃度の水性カーボンブラック処方物５６ｇ中に撹拌導入した。その後、水３４ｍｌを添加し、次いで混合物を例１に記載の分散装置中で、４時間処理した。
【００５７】
ｂ）  インクジェットインキを製造するために、前記の処方物２５部、ＮＭＰ１０部及び水６５部を充分に混合した。ｐＨを、１重量％濃度の水酸化リチウム水溶液で７．５に調節し、次いでこのインキ処方物を、１μｍテフロンフィルターカートリッジを介して吸引濾過し、その後、減圧下に蒸発除去した。次いで、このすぐに使用できるインキを、例１の記載と同様に試験した。
【００５８】
例６
ａ）例１で使用された染料１０ｇ（但し、リチウム塩の形で）及び例１中で使用されたポリエチレングリコール１０ｇを、平均分子量７５００を有する、エトキシル化され、次いでプロポキシル化されたエチレンジアミン８重量％を含有する３６重量％濃度の水性カーボンブラック処方物５６ｇ中に撹拌導入した。その後、水３２４ｍｌを添加し、次いでこの混合物を、例１中に記載の分散装置中で４時間処理した。
【００５９】
ｂ）  インクジェットインキを製造するために、前記の処方物２５部、ＮＭＰ１０部及び水６５部を充分に混合した。ｐＨを、１重量％濃度の水酸化リチウム水溶液で７．５に調節し、次いでこのインキ処方物を、１μｍテフロンフィルターカートリッジを介して吸引濾過し、その後、減圧下に蒸発除去した。次いで、このすぐに使用できるインキを、例１の記載と同様に試験した。
【００６０】
例４〜６の試験結果を、下記第２表中に示す。
【００６１】
【表２】
0004195112.tif 000004