КРАСЯЩЕЕ ВЕЩЕСТВО
DYE

Предшествующий уровень техники
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к красящему веществу.
Описание уровня техники
В качестве красящих веществ, проявляющих высокую красящую способность окрашивать в пурпурный цвет, известны красящие вещества, основанные на ксантене. Причина высокой окрашивающей способности основанных на ксантене красящих веществ заключается в том, что ксантеноснованные красящие вещества имеют две полосы поглощения высокой интенсивности (х-полоса и y-полоса) в видимой области спектра и дают цветовой тон, в котором наблюдается дополнительный цвет двух полос поглощения. Среди таких основанных на ксантене красящих веществ краситель C.I. Acid Red 289 является для специалистов в данной области широко известным красящим веществом как красящее вещество, имеющее очень хорошую способность окрашивать в пурпурный цвет и обладающее прозрачностью.
Однако в отношении основанных на ксантене красящих веществ, включающих C.I. Acid Red 289, возникают трудности, особенно связанные со светостойкостью. В качестве способов улучшения светостойкости таких красящих веществ, основанных на ксантене, способы использования красящих веществ описаны в Японской выложенной патентной заявке № H09-241553 и в Японской выложенной патентной заявке № 2008-094897.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к красящему веществу следующей общей формулы (1).
Общая формула (1)
1
5
6
10
3
8
2
4
7
9
2
4
7
9
3
3
2
3
4
7
8
9
2
3
4
7
8
9
[В общей формуле (1) группы R, R, R и R каждая независимо означает алкильную группу; группы R и R каждая независимо означает одну группу из атома водорода, алкильной группы, алкоксигруппы и арилоксигруппы; группы R, R, R и R каждая независимо означает одну группу из атома водорода и ациламиногруппы, представленной общей формулой (2), показанной ниже, и, по меньшей мере, одной из групп R, R, R и R является ациламиногруппа, представленная общей формулой (2), показанной ниже; группа Z означает одну группу из SOH-группы, SOM-группы и сульфамоильной группы, М означает одну группу из иона аммония и иона щелочного металла, и Z замещена в положении, по меньшей мере, одного атома водорода ароматического кольца; и n является целым числом, равным от 0 до 3, в случае, где, по меньшей мере, одна из групп R, R, R, R, R и R замещена ионной группой, и n является целым числом, равным от 1 до 3 в случае, где ни одна из групп R, R, R, R, R и R не замещена ионной группой.]
Общая формула (2)
11
[В общей формуле (2) R означает одну группу из алкильной группы, циклоалкильной группы, арильной группы, арилалкильной группы, алкенильной группы и гетероциклической группы; и ‛*' означает место связывания с ароматическим кольцом в общей формуле (1).]
Настоящее изобретение может предоставить красящее вещество, проявляющее высокую красящую способность окрашивать в пурпурный цвет, аналогичную красителю C.I. Acid Red 289, и имеющее высокую светостойкость и высокую озоностойкость.
Кроме того, характеристики настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания типичных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на приложенные рисунки.
Краткое описание рисунков
1
Фиг. 1 представляет собой графическое отображение Н ЯМР-спектра красящего вещества (8) согласно настоящему изобретению.
1
Фиг. 2 представляет собой графическое отображение Н ЯМР-спектра красящего вещества (11) согласно настоящему изобретению.
1
Фиг. 3 представляет собой графическое отображение Н ЯМР-спектра красящего вещества (14) согласно настоящему изобретению.
1
Фиг. 4 представляет собой графическое отображение Н ЯМР-спектра красящего вещества (15) согласно настоящему изобретению.
Фиг. 5 представляет собой графическое отображение спектров поглощения в ультрафиолетовой видимой областях спектра красящих веществ (8), (11), (14) и (15) согласно настоящему изобретению, а также спектра красителя C.I. Acid Red 289 и 52 в воде при 25°С.
Описание вариантов осуществления изобретения
Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны подробно в соответствии с сопровождающими рисунками.
Краситель, описанный в Японской выложенной патентной заявке № H09-241553, имеет оттенок, отличный от оттенка C.I. Acid Red 289, и обладает голубоватым цветом и, следовательно, не может обеспечить хорошего пурпурного цвета. Кроме того, указанный краситель является недостаточно светостойким и озоностойким. Краситель, описанный в Японской выложенной патентной заявке № 2008-094897, проявляет более интенсивный голубоватый оттенок, чем краситель C.I. Acid Red 289, и поэтому использование его в качестве красителя, комплементарного голубому цвету, является благоприятным, однако использование его в качестве красителя, имеющего пурпурный цвет, затруднено.
Поэтому целью настоящего изобретения является предоставление красящего вещества, имеющего высокую красящую способность окрашивания в пурпурный цвет, аналогичную красителю C.I. Acid Red 289, и высокую светостойкость и высокую озоностойкость.
Далее, настоящее изобретение также будет подробно описано с помощью примерных вариантов осуществления изобретения. Авторы настоящего изобретения тщательно изучили достижения предыдущего уровня техники для решения описанных выше проблем. В результате авторы настоящего изобретения обнаружили красящее вещество, представленное общей формулой (1), описанной ниже, как красящее вещество, проявляющее высокую красящую способность окрашивания в пурпурный цвет, подобно красителю C.I. Acid Red 289, и имеющее высокую светостойкость и высокую озоностойкость.
Общая формула (1)
1
5
6
10
3
8
2
4
7
9
2
4
7
9
3
3
2
3
4
7
8
9
2
3
4
7
8
9
[В общей формуле (1) группы R, R, R и R каждая независимо означает алкильную группу; группы R и R каждая независимо означает одну группу из атома водорода, алкильной группы, алкоксигруппы и арилоксигруппы; группы R, R, R и R каждая независимо означает одну группу из атома водорода и ациламиногруппы, представленной общей формулой (2), показанной ниже, и, по меньшей мере, одной из групп R, R, R и R является ациламиногруппа, представленная общей формулой (2), показанной ниже; группа Z означает одну группу из SOH-группы, SOM-группы и сульфамоильной группы, М означает одну группу из иона аммония и иона щелочного металла и Z замещена в положении, по меньшей мере, одного атома водорода ароматического кольца; и n является целым числом, равным от 0 до 3 в случае, где, по меньшей мере, одна из групп R, R, R, R, R и R замещена ионной группой, и n является целым числом, равным от 1 до 3 в случае, где ни одна из групп R, R, R, R, R и R не замещена ионной группой.]
Общая формула (2)
11
[В общей формуле (2) R означает одну группу из алкильной группы, циклоалкильной группы, арильной группы, арилалкильной группы, алкенильной группы и гетероциклической группы; и ‛*' означает место связывания с ароматическим кольцом в общей формуле (1).]
3
8
3
8
3
8
В общей формуле (1) группы R и R каждая независимо означает одну группу из атома водорода, алкильной группы, алкоксигруппы и арилоксигруппы. Примеры алкильной группы включают метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, изобутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, гидроксиэтильную группу, метоксиэтильную группу, цианоэтильную группу, трифторметильную группу, 3-сульфопропильную группу и 4-сульфобутильную группу. Примеры алкоксигруппы включают метоксигруппу, этоксигруппу, изопропоксигруппу, метоксиэтоксигруппу, гидроксиэтоксигруппу и 3-карбоксипропоксигруппу. Примеры арилоксигруппы включают феноксигруппу, п-метоксифеноксигруппу, о-метоксифеноксигруппу, толилоксигруппу, ксилилоксигруппу и нафтоксигруппу. Алкильная группа, алкоксигруппа и арилоксигруппа могут иметь заместитель. Примеры заместителя включают алкильную группу, арильную группу, арилалкильную группу, гидроксигруппу, карбамоилгруппу, сульфамоилгруппу, алкоксигруппу, цианогруппу, атом галогена и ионную группу. Примеры ионной группы включают катионные группы, такие как триэтиламмониевая группа и триметиламмониевая группа, и анионные группы, такие как карбоксильная группа, сульфогруппа и фосфорная группа. В настоящем изобретении R и R предпочтительно являются метильной группой, этильной группой и пропильной группой, исходя из светостойкости красящего вещества. Кроме того, в случае, где R и R имеют заместители, все заместители являются предпочтительно одинаковыми исходя из синтеза.
2
4
7
9
2
4
7
9
2
4
7
9
1
6
2
7
3
8
4
9
5
10
В общей формуле (1) группы R, R, R и R каждая независимо означает одну группу из атома водорода и ациламиногруппы, представленной общей формулой (2), показанной ниже, и, по меньшей мере, одной из групп R, R, R и R является ациламиногруппа, представленная общей формулой (2), показанной ниже. Для того чтобы красящее вещество общей формулы (1) имело высокую светостойкость и высокую озоностойкость и в то же время проявляло высокую красящую способность, подобную красителю C.I. Acid Red 289, по меньшей мере, одной из групп R, R, R и R предпочтительно должна быть ациламиногруппа, представленная общей формулой (2), показанной ниже. В настоящем изобретении количество ациламиногрупп общей формулы (2) предпочтительно составляет 2 или более и 4 или менее исходя из красящей способности и светостойкости. В случае, когда красящее вещество общей формулы (1) содержит ряд ациламиногрупп общей формулы (2), ациламиногруппы предпочтительно являются одинаковыми исходя из синтеза. Кроме того, с учетом синтеза в общей формуле (1) комбинации R и R, R и R, R и R, R и R, и R и R каждая является предпочтительно одинаковой.
11
В общей формуле (2) R означает одну группу из алкильной группы, циклоалкильной группы, арильной группы, арилалкильной группы, алкенильной группы и гетероциклической группы. Примеры алкильной группы включают метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, изобутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, гидроксиэтильную группу, метоксиэтильную группу, цианоэтильную группу, трифторметильную группу, 3-сульфопропильную группу и 4-сульфобутильную группу. Примеры циклоалкильной группы включают циклопентильную группу, циклогексильную группу и циклогептильную группу. Примеры арильной группы включают фенильную группу, п-толильную группу, п-метоксифенильную группу, о-хлорфенильную группу и м-(3-сульфопропиламино)фенильную группу. Примеры арилалкильной группы включают бензильную группу и 2-фенэтильную группу. Примеры алкенильной группы включают винильную группу, 1-пропенильную группу, 2-пропенильную группу, 1-метилэтенильную группу, 1-бутенильную группу, 2-бутенильную группу и 3-бутенильную группу. Примеры гетероциклической группы включают имидазолильную группу, бензоимидазолильную группу, пиразолильную группу, бензопиразолильную группу, триазолильную группу, тиазолильную группу, бензотиазолильную группу, изотиозолильную группу, бензоизотиозолильную группу, оксазолильную группу, бензоксазолильную группу, тиадиазолильную группу, пирролильную группу, бензопирролильную группу, индолильную группу, изоксазолильную группу, бензоизоксазолильную группу, тиенильную группу, бензотиенильную группу, фурильную группу, бензофурильную группу, пиридильную группу, хинолильную группу, изохинолильную группу, пиридазинильную группу, пиримидинильную группу, пиразинильную группу, циннолинильную группу, фталазинильную группу, хиназолинильную группу, хиноксалинильную группу и триазинильную группу.
11
11
11
Любая группа R может иметь заместитель. Примеры заместителя включают алкильную группу, арильную группу, арилалкильную группу, алкенильную группу, алкоксигруппу, цианогруппу, алкиламиногруппу, сульфоалкильную группу, карбамоильную группу, сульфамоильную группу, сульфониламиногруппу, атом галогена и ионную группу. Примеры ионной группы включают катионные группы, такие как триэтиламмониевая группа и триметиламмониевая группа, и анионные группы, такие как карбоксильная группа, сульфогруппа и фосфорная группа. В данном изобретении R предпочтительно является алкильной группой, циклоалкильной группой, арильной группой и арилалкильной группой, наиболее предпочтительно алкильной группой и арильной группой исходя из красящей способности. В основном R является предпочтительно алкильной группой с прямой цепью и арильной группой, замещенной ионной группой, с точки зрения достижения превосходной светостойкости.
3
3
3
3
3
В общей формуле (1) Z означает одну группу из SOH-группы, SOM-группы, сульфамоильной группы, и М означает одну группу из аммониевого иона и иона щелочного металла, и группа Z замещена в положении, по меньшей мере, одного атома водорода. Примеры сульфамоильной группы включают аминосульфонильную группу, метиламиносульфонильную группу, диметиламиносульфонильную группу и бутиламиносульфонильную группу. М в SOM-группе является противоионом, и примеры противоиона включают щелочные металлы, такие как литий, натрий и калий, незамещенный аммоний, метиламмоний, диметиламмоний, триметиламмоний, тетраметиламмоний, этиламмоний, диэтиламмоний, триэтиламмоний, тетраэтиламмоний, н-пропиламмоний, изопропиламмоний, диизопропиламмоний, н-бутиламмоний, тетра-н-бутиламмоний, изобутиламмоний, моноэтаноламмоний, диэтаноламмоний и триэтаноламмоний. В основном М предпочтительно является ионом лития, ионом натрия и ионом аммония, исходя из хорошей растворимости в воде. В настоящем изобретении, для того чтобы красящее вещество общей формулы (1) имело превосходную растворимость в водной среде, Z предпочтительно должна быть SOM-группой. В данном случае, хотя описание в настоящем изобретении представляет М как "М является противоионом", поскольку, по меньшей мере, часть SOM-групп подвергается ионной диссоциации в чернилах с образованием противоиона, настоящее изобретение, конечно, включает случай, когда ионной диссоциации не происходит.
2
3
4
7
8
9
В общей формуле (1), в случае, когда одна из групп R, R, R, R, R и R замещена ионной группой, n является целым числом, составляющим от 0 до 3, и в случае, когда ни одна из указанных групп не замещена ионной группой, n является целым числом, составляющим от 1 до 3. Значение n составляет предпочтительно 1 или 2 исходя из хорошей растворимости красящего вещества в воде.
2
3
4
7
8
9
11
2
3
4
7
8
9
11
2
3
4
7
8
9
Положение замещения Z в общей формуле (1) определяется в зависимости от положения замещения других заместителей в общей формуле (1) и от условия сульфонирования или хлорсульфонирования. В случае, когда, по меньшей мере, одной из групп R, R, R, R, R и R является атом водорода, атом водорода заменен группой Z, и Z связывается с ароматическим кольцом. В случае, когда R содержит ароматическое кольцо и атом водорода присутствует в кольце, Z может связываться с ароматическим кольцом. В случае, когда все группы R, R, R, R, R и R являются заместителями, отличными от атома водорода, и заместитель R-группы не содержит ароматического атома водорода, атом водорода скелета ксантена заменен Z-группой, и Z связывается с ароматическим кольцом. В настоящем изобретении положением замещения Z предпочтительно является одна из групп R, R, R, R, R и R, с точки зрения синтеза.
Красящее вещество, представленное общей формулой (1) согласно настоящему изобретению, может быть синтезировано на основании хорошо известных способов получения. Один пример схем синтеза будет представлен ниже.
1
10
1
10
[группы от R до R в соединениях от (4) до (7), описанных выше, являются такими же, как группы от R до R в общей формуле (1), описанной ранее.]
2
3
4
7
8
9
3
На схеме, приведенной выше, красящее вещество (1) согласно настоящему изобретению синтезируют первым способом конденсации, обозначенным как первая стадия, вторым способом конденсации, обозначенным как вторая стадия, и способом сульфирования или сульфамоилирования, обозначенным как третья стадия способа. В данном случае, когда заместители R, R, R, R, R и R включают ионные группы, такие как SOH-группа и карбоксильная группа, способ сульфирования или сульфамоилирования третьей стадии может не осуществляться.
3
Вначале, в первом способе конденсации, обозначенном как первая стадия, соединение (3) и соединение (4) нагревают и конденсируют в присутствии органического растворителя и конденсирующего средства. Затем, как показано на второй стадии, соединение (5), полученное первым способом конденсации, представленное выше, и соединение (6), представленное выше, вновь нагревают и конденсируют с получением соединения (7). В конце соединение (7) подвергают сульфированию, используя средство для сульфирования (концентрированную серную кислоту, дымящую серную кислоту или тому подобное), с получением красящего вещества (1), где Z является SOH-группой. Альтернативно, соединение (7) подвергают хлорсульфированию, используя хлорсульфокислоту, и после этого подвергают взаимодействию с концентрированным раствором аммиака, алкиламином или ариламином с получением красящего вещества (1), где Z является сульфамоильной группой.
Органический растворитель, используемый в реакции конденсации в синтезе, схема которого приведена выше, будет описан. В первом способе конденсации органический растворитель, такой как метанол, этанол, n-пропанол, изопропанол или н-бутанол, предпочтительно используется как таковой или в виде смеси растворителей. Во втором способе конденсации органический растворитель, такой как этиленгликоль, N-метилпирролидон, N,N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид, диметилсульфоксид, сульфолан, хлорбензол, дихлорбензол, трихлорбензол или нитробензол, предпочтительно используется как таковой или в виде смеси растворителей.
Температура реакции в первом способе конденсации, описанном выше, составляет предпочтительно 60°С или выше и 100°С или ниже. В особенности, температура более предпочтительно составляет 70°С или выше, и более предпочтительно 90°С или ниже. Температура реакции во втором способе конденсации составляет предпочтительно 120°С или выше и 220°С или ниже. Более предпочтительно температура составляет 180°С или ниже.
1
5
6
10
В случае синтеза соединения, где группы от R до R и от R до R в общей формуле (1) являются соответственно одинаковыми группами, соединения (4) и (6) на схеме, описанной выше, чтобы быть пригодными к использованию, могут быть одинаковыми. Поэтому в данном случае, соединение (7) может быть получено из соединения (3) в одну стадию реакцией конденсации. Температура реакции при этом составляет предпочтительно 120°С или выше и 220°С или ниже, и более предпочтительно 180°С или ниже. В качестве конденсирующего средства, например, предпочтительно используют окись магния, хлорид цинка и хлорид алюминия.
1
Конечный продукт реакции (красящее вещество), полученный по реакционной схеме, описанной выше, подвергают обычной обработке после реакции органического синтеза и затем очищают; и полученное красящее вещество может быть использовано для целевых применений, таких как водные жидкости для устройств для регистрации. Красящее вещество может быть идентифицировано посредством спектроскопии Н-ядерного магнитного резонанса, ЖХ/TOF МС, спектрофотометрии в УФ-видимой областях спектра и тому подобное.
Поскольку красящее вещество согласно настоящему изобретению проявляет высокую способность окрашивать в пурпурный цвет и высокую светостойкость и высокую озоностойкость, красящее вещество может быть успешно использовано в качестве красящего материала в жидкостях для печатающих устройств, в жидкостях для устройств для регистрации на поверхностях с покрытиями и для письменных принадлежностей и тому подобное. Кроме того, красящее вещество может быть успешно использовано в качестве красящих материалов для жидкостей для устройств для регистрации струйной печатью.
В случае, когда красящее вещество используют в качестве жидкости для устройств для регенерации, предпочтительно, чтобы красящее вещество и водная среда смешивались и использовались. Водная среда включает воду и обычно хорошо известные смешиваемые с водой органические растворители. Смешиваемые с водой органические растворители включают хорошо известные растворители, такие как спирты, гликоли, гликолевые простые эфиры и азотсодержащие соединения. Указанные растворители могут быть использованы как таковые или в комбинации из двух или более растворителей. Примеры наиболее предпочтительных смешиваемых с водой органических растворителей включают 2-метил-1,3-пропандиол, 1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,2-гександиол, 1,6-гександиол, бис(2-гидроксиэтил)сульфон, 2-пирролидон, 1-(2-гидроксиэтил)-2-пирролидинон, этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, триэтиленгликоль, монобутиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоль и глицерин.
Жидкость для устройств для регистрации может содержать поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активное вещество включает поверхностно-активные вещества, основанные на ацетиленгликоле, основанные на силиконе поверхностно-активные вещества и полиоксиэтиленалкиловые эфиры. В основном, поверхностно-активные вещества, основанные на ацетиленгликоле, являются предпочтительными. Основанные на ацетиленгликоле поверхностно-активные вещества, имеющие структуру, в которой окись этилена присоединена к ацетиленгликолю, являются наиболее предпочтительными. Жидкость для печатающих устройств также может содержать различные типы обычных хорошо известных добавок, таких как регуляторы рН, средства, предохраняющие от ржавчины, антисептики, противогрибковые средства, антиоксиданты, средства, предохраняющие от восстановления, ускоряющие испарение средства, хелатирующие средства и водорастворимые полимеры.
Жидкость для записи в печатающих устройствах согласно настоящему изобретению может содержать, кроме красящего вещества, представленного общей формулой (1), красящие вещества (пигмент, краситель) со структурой, отличной от общей формулы (1), для цветового тонирования. Содержание А (% масс.) красящего вещества, представленного общей формулой (1), в жидкости для печатающих устройств составляет предпочтительно 0,1% масс. или более и 10,0% масс. или менее, и более предпочтительно 0,1% масс. или более и 5,0% масс. или менее, из расчета на общую массу чернил.
макс.
Красящее вещество (второе красящее вещество) со структурой, отличной от общей формулы (1), для комбинированного использования с красящим веществом, представленным общей формулой (1), предпочтительно представляет собой краситель на основе азокрасителя и/или краситель на основе антрапиридона. Азокрасители и красители на основе антрапиридона, имеющие любую структуру, могут быть использованы. В настоящем изобретении, в случае, где красителем является водорастворимый краситель, краситель имеет максимум абсорбции в воде при длине волны (λ) в диапазоне от 380 до 590 нм, более предпочтительно от 480 до 570 нм и наиболее предпочтительно от 500 до 560 нм исходя из цветового тона.
Отдельные примеры азокрасителей и красителей на основе антрапиридона включают представленные в качестве примера соединения (1)-(4) со структурами, приведенными ниже, в форме свободной кислоты. Настоящее изобретение, конечно, не ограничивается соединениями, приведенными в качестве примеров ниже.
Примеры азокрасителей включают красители, описанные в японских выложенных патентных заявках № H08-73791 и 2006-143989. В частности, примеры соединений (1) и (2), приведенные ниже, являются особенно подходящими.
Соединение (1)
Соединение (2)
Примеры красителей на основе антрапиридона включают красители, описанные в публикации международной заявки WO 2004/104108 и японской выложенной патентной заявке № 2003-192930. В частности, соединения (3) и (4), приведенные ниже, являются особенно подходящими.
Соединение (3)
Соединение (4)
В настоящем изобретении содержание В (% масс.) второго красящего вещества (основанного на азогруппе красителя и/или основанного на антрапиридоне красителя) в чернилах предпочтительно составляет 0,1% масс. или более и 10,0% масс. или менее, и наиболее предпочтительно 0,1% масс. или более и 5,0% масс. или менее, из расчета на массу чернил.
В результате исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что использование красящего вещества, представленного общей формулой (1), и второго красящего вещества в определенном массовом отношении может удовлетворять как светостойкости, так и окрашивающей способности изображений на высоком уровне. В настоящем изобретении для достижения светостойкости изображений на высоком уровне массовое отношение содержания А (% масс.) красящего вещества, представленного общей формулой (1), к содержанию В (% масс.) второго красящего вещества на основании общей массы чернил является предпочтительно 9,0:1 или менее. Кроме того, для достижения светостойкости изображений на высоком уровне указанное выше массовое отношение более предпочтительно составляет 1,0:1,0 или менее. С другой стороны, для достижения возможности окрашивания изображений на более высоком уровне указанное выше массовое отношение составляет предпочтительно 0,05:1 или более. Общее содержание (% масс.) окрашивающих материалов в чернилах составляет предпочтительно 0,1% масс. или более и 10,0% масс. или менее из расчета на общую массу чернил.
Жидкость для устройств для регистрации, приготовленная с использованием красящего вещества согласно настоящему изобретению, подходящим образом используется для струйной печати, особенно для струйной печати, при которой печатание осуществляется путем выделения капель жидкости при действии тепловой энергии. Красящее вещество согласно настоящему изобретению также может быть использовано не только как окрашивающее средство, но также в электронных материалах, таких как красители для оптической регистрации и красители для цветных фильтров.
Примеры
В дальнейшем настоящее изобретение будет описано подробно посредством примеров и сравнительных примеров, но объем настоящего изобретения не ограничивается приведенными примерами.
Идентификация красящих веществ
1
Идентификацию полученного красящего вещества осуществляли с помощью приборов, описанных ниже. То есть приборами были спектрометр Н-ядерного магнитного резонанса (ЕСА-400, изготовленный JEOL Ltd.), времяпролетный хромато-масс-спектрометр ЖХ/TOF МС (LC/MSD TOF, изготовленный Agilent Technologies Co.) и спектрофотометр с диапазоном в УФ-видимой областях спектра (UV-36000, изготовленный Shimadzu Corp.). В данном случае методом ионизации в ЖХ/TOF MC был метод ионизации электрораспылением (ESI).
Синтез красителей
Синтетический Пример 1
1
3
5
6
8
10
2
7
4
9
3
Красящее вещество (8), представленное структурой, описанной ниже, синтезировали, где в общей формуле (1) группы R, R, R, R, R и R каждая представляет собой метильную группу; группы R и R означают ацетиламиногруппу; группы R и R означают атом водорода; и Z является SOM-группой, и М означает натрий.
Красящее вещество (8)
3-Ацетиламино-2,4,6-триметиланилин (7,3 г) и соединение (3) (7,4 г), представленное на схеме синтеза, описанной выше, подвергали взаимодействию в сульфолане (20 мл) в присутствии хлорида цинка (4,1 г) при 150°С в течение 3 часов. Раствор охлаждали и выливали в 50 мл 2 н. раствора хлористоводородной кислоты и выпавшие в осадок кристаллы фильтровали, промывали водой и после этого сушили с получением сухого вещества. Сухое вещество в количестве 6 г добавляли к 30 г дымящей серной кислоты при охлаждении льдом и затем перемешивали при температуре от 20 до 25°С в течение 4 часов. Реакционную смесь выливали на 100 г льда и осажденное сульфонированное вещество фильтровали и промывали охлажденной водой с получением осадка.
Полученный осадок суспендировали в 50 мл воды и растворяли путем доведения рН до 7,0 с использованием 2 н. водного раствора гидроксида натрия и затем кристаллизовали с ацетоном с получением красящего вещества (8). Было подтверждено ЯМР-анализом, анализом ЖХ/TOF MC и спектроскопией в УФ-видимой областях спектра, используя приборы, описанные выше, что полученное вещество имело структуру, представленную формулой, описанной выше. Результаты анализа представлены ниже.
Результаты анализа красящего вещества (8)
1
6
[1] Результат Н-ЯМР (400 МГц, ДМСО-d, комнатная температура) (смотреть фиг. 1):
δ[м.д.]=11,26(с, 2H), 9,35(д, 2H), 7,92(д, 1H), 7,57(т, 1H), 7,49(т, 1H), 7,16(д, 1H), 7,11(д, 2H), 7,01(м, 2H), 6,29(дд, 2H), 3,38(с, 18H), 2,09(с, 6H).
[2] Результат анализа ЖХ/TOF MC (элюат: 0,1% водный раствор уксусной кислоты - метанол, ESI):
-
время удерживания 5,0 мин: чистота = 23,6 площадь %, m/z=795,21 (n=1, [M-Na])
-
-
время удерживания 6,4 мин: чистота=75,0 площадь %, m/z=897,15 (n=2, [M-Na]), 875,16 (n=2, [M-2Na+H])
[3] Результат спектроскопии в УФ-видимой областях спектра (смотреть фиг. 5)
макс.
2
-1
-1
λ=527 нм, ε=95,594 Мсм (растворитель: НО, 25°С)
Синтетический Пример 2
1
3
5
6
8
10
2
7
4
9
3
Красящее вещество (11), представленное структурой, описанной ниже, синтезировали, где в общей формуле (1), группы R, R, R, R, R и R каждая представляет собой метильную группу; группы R и R означают изобутириламиногруппу; группы R и R означают атом водорода; и Z является SOM-группой и М означает натрий.
Красящее вещество (11)
3-Изобутириламино-2,4,6-триметиланилин (8,4 г) и соединение (3) (7,4 г), представленное на схеме синтеза, описанной выше, подвергали взаимодействию в сульфолане (20 мл) в присутствии хлорида цинка (4,1 г) при 150°С в течение 3 часов. Раствор охлаждали и выливали в 50 мл 2 н. раствора хлористоводородной кислоты, и выпавшие в осадок кристаллы фильтровали, промывали водой и после этого сушили с получением сухого вещества. Сухое вещество в количестве 6 г добавляли к 30 г дымящей серной кислоты при охлаждении льдом и затем перемешивали при температуре от 20 до 25°С в течение 4 часов. Реакционную смесь выливали на 100 г льда и осажденное сульфонированное вещество фильтровали и промывали охлажденной водой с получением осадка.
Полученный осадок суспендировали в 50 мл воды и растворяли путем доведения рН до 7,0 с использованием 2 н. водного раствора гидроксида натрия, и затем кристаллизовали с ацетоном с получением красящего вещества (11). Было подтверждено ЯМР-анализом, анализом ЖХ/TOF MC и спектроскопией в УФ-видимой областях спектра, используя приборы, описанные выше, что полученное вещество имело структуру, представленную формулой, описанной выше. Результаты анализа представлены ниже.
Результаты анализа красителя (11)
1
6
[1] Результат Н-ЯМР (400 МГц, ДМСО-d, комнатная температура) (смотреть фиг. 2):
δ[м.д.]=11,27(с, 2H), 9,35(с, 1H), 9,25(с, 1H), 8,02(д, 1H), 7,70(т, 1H), 7,61(т, 1H), 7,56(с, 2H), 7,31(м, 1H), 7,13(м, 2H), 5,98(с, 2H), 2,64(м,2H), 2,15(м, 6H), 2,09(м, 12H), 1,13(м, 12H).
[2] Результат анализа ЖХ/TOF MC (элюат: 0,1% водный раствор уксусной кислоты - метанол, ESI):
-
время удерживания 10,2 мин: чистота = 97,0 площадь %, m/z=931,1 (n=2, [M-2Na+Н])
[3] Результат спектроскопии в УФ-видимой областях спектра (смотреть фиг. 5)
макс.
2
-1
-1
λ=530 нм, ε=78,967 Мсм (растворитель: НО, 25°С)
Синтетический Пример 3
1
3
5
6
8
10
2
4
7
9
3
Красящее вещество (14), представленное структурой, описанной ниже, синтезировали, где в общей формуле (1), группы R, R, R, R, R и R каждая представляет собой метильную группу; группы R, R, R и R каждая означает ацетиламиногруппу; и Z является SOM-группой, и М означает натрий.
Красящее вещество (14)
3,5-Диацетиламино-2,4,6-триметиланилин (6,7 г) и соединение (3) (7,4 г), представленное на схеме синтеза, описанной выше, подвергали взаимодействию в сульфолане (20 мл) в присутствии хлорида цинка (4,1 г) при 150°С в течение 3 часов. Раствор охлаждали и выливали в 50 мл 2 н. раствора хлористоводородной кислоты, и выпавшие в осадок кристаллы фильтровали, промывали водой и после этого сушили с получением сухого вещества.
Сухое вещество в количестве 5 г добавляли к 30 г концентрированной серной кислоты при охлаждении льдом и затем перемешивали при температуре от 20 до 25°С в течение 4 часов. Реакционную смесь выливали на 100 г льда и осажденное сульфонированное вещество фильтровали и промывали охлажденной водой с получением осадка.
Полученный осадок суспендировали в 50 мл воды и растворяли путем доведения рН до 7,0 с использованием 6 н. водного раствора гидроксида натрия и затем кристаллизовали с ацетоном с получением красящего вещества (14). Было подтверждено ЯМР-анализом, анализом ЖХ/TOF MC и спектроскопией в УФ-видимой областях спектра, используя приборы, описанные выше, что полученное вещество имело структуру, представленную формулой, описанной выше. Результаты анализа представлены ниже.
Результаты анализа красящего вещества (14)
1
6
[1] Результат Н-ЯМР (400 МГц, ДМСО-d, комнатная температура) (смотреть фиг. 3):
δ[м.д.]=10,19(шир.с, 2H), 9,49(м, 4H), 8,02(д,1H), 7,67(т, 1H), 7,59(т, 1H), 7,55(м, 1H), 7,29(д, 2H), 7,16(м, 1H), 5,92(с, 1H), 5,80(с, 1H), 3,38(с, 18H), 2,05(м, 12H).
[2] Результат анализа ЖХ/TOF MC (элюат: 0,1% водный раствор уксусной кислоты - метанол, ESI):
-
время удерживания 3,8 мин: чистота = 86,0 площадь %, m/z=909,26 (n=1, [M-Na])
-
время удерживания 6,4 мин: чистота = 8,4 площадь %, m/z=1011,19 (n=2, [M-Н])
[3] Результат спектроскопии в УФ-видимой областях спектра (смотреть фиг. 5)
макс.
2
-1
-1
λ=528 нм, ε=85,888 Мсм (растворитель: НО, 25°С)
Синтетический Пример 4
1
3
5
6
8
10
2
7
4
9
Красящее вещество (15), представленное структурой, описанной ниже, синтезировали, где в общей формуле (1), группы R, R, R, R, R и R каждая представляет собой метильную группу; группы R и R означают бензоиламиногруппу, содержащую карбоксильную группу (натриевая соль); и группы R и R означают атом водорода.
Красящее вещество (15)
Красящее вещество (8) в количестве 15,0 г, полученное выше, кипятили с обратным холодильником в концентрированной хлористоводородной кислоте в течение 30 часов и охлаждали и после этого выливали в 200 мл охлажденной воды. рН реакционной смеси доводили до 7,0 при температуре от 20 до 30°С, используя 25%-ный водный раствор гидроксида натрия, и жидкость перемешивали в течение 30 мин и затем образовавшиеся кристаллы фильтровали и промывали водой. Затем кристаллы сушили с получением деацетилированного красящего вещества (8).
Полученное деацетилированное красящее вещество (2,5 г) (8) и фталевый ангидрид (1,4 г) подвергали взаимодействию в 20 мл N,N-диметилформамида при температуре от 50 до 60°С в течение 6 часов. Реакционную смесь охлаждали и выливали в 50 мл 2 н. раствора хлористоводородной кислоты и выпавшие в осадок кристаллы фильтровали. Полученные кристаллы промывали водой и растворяли в 2 н. водном растворе гидроксида натрия, и затем кристаллизовали с этанолом с получением красителя (15). Было подтверждено ЯМР-анализом, анализом ЖХ/TOF MC и спектроскопией в УФ-видимой областях спектра, используя приборы, описанные выше, что полученное вещество имело структуру, представленную формулой, описанной выше. Результаты анализа представлены ниже.
Результаты анализа красящего вещества (15)
1
6
[1] Результат Н ЯМР (400 МГц, ДМСО-d, комнатная температура) (смотреть фиг. 4):
δ[м.д.]=12,37(шир.м, 2H), 10,04(шир.с, 2H), 8,00(дд, 2H), 7,84(шир.м, 2H), 7,62(шир.м, 4H), 7,39(шир.д, 4H), 7,23(д, 2H), 7,11(шир.м, 4H), 5,96(с,2 H), 2,22(шир.с, 6H), 2,11(шир.с, 6H), 2,00(шир.с, 6H).
[2] Результат анализа ЖХ/TOF MC (элюат: 0,1% водный раствор уксусной кислоты - метанол, ESI):
-
-
время удерживания 19,4 мин: чистота = 99,1 площадь %, m/z=949,24 ([M-Na]), 927,26 ([M-2Na-H])
[3] Результат спектроскопии в УФ-видимой областях спектра (смотреть фиг. 5)
макс.
2
-1
-1
λ=530 нм, ε=111,574 Мсм (растворитель: НО, 25°С)
Примеры синтеза других красящих веществ
Красящие вещества от (8) до (26), представленные в таблице 1 ниже, синтезировали способами соответственно примерам синтеза от 1 до 4, описанным выше. Структуры указанных выше соединений подтверждали так же, как для красящих веществ (8), (11), (14) и (15), как описано выше. В таблице 1 "Me" означает метильную группу; "Et" означает этильную группу; "n-Pr" означает н-пропильную группу и "i-Pr" означает изопропильную группу, "∗" означает место связывания заместителя.
Приготовление жидкостей для записи в печатающих устройствах
Каждый компонент (единица:% масс.), указанный на верхних строках в таблицах 2 и 3, описанных ниже, смешивали и основательно перемешивали и затем подвергали фильтрованию под давлением через фильтр с размером пор 0,2 мкм для приготовления любой красящей жидкости для печатающих устройств. Структуры сравнительных красящих веществ от (1) до (4) и комбинированных красящих веществ от (1) до (4) представлены в описании ниже. Хотя структуры комбинированных красящих веществ показаны в виде структур кислот, комбинированные красящие вещества (1) и (2) использовали как соли Li; и комбинированные красящие вещества (3) и (4) использовали как натриевые соли. Ацетиленол Е100 (полученный Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) является неионным поверхностно-активным веществом, полученным путем присоединения окиси этилена к ацетиленгликолю.
Сравнительное красящее вещество (1)
Сравнительное красящее вещество (2)
Сравнительное красящее вещество (3)
Сравнительное красящее вещество (4)
Комбинированное красящее вещество (1)
Комбинированное красящее вещество (2)
Комбинированное красящее вещество (3)
Комбинированное красящее вещество (4)
Оценки
Одно красящее вещество
Вначале проводили исследование красящих веществ, представленных общей формулой (1), использованных по одному, и оценивали их свойства.
Красящие жидкости для устройств для регистрации примеров 1-6 и сравнительных примеров 1-4 заливали в картридж струйного печатающего устройства (PIXUS ip8600, изготовленного Canon Corp.), использующего тепловую энергию, и картридж устанавливали на приборе. Что касается условий регистрации, температуру устанавливали при температуре 23°С; относительную влажность при 55%, плотность записи при 600×600 точек на дюйм; и объем выталкиваемой жидкости 2,5 пкл. Относительно печатной продукции изображения формировались на глянцевой бумаге (Canon Photo Paper, профессиональная с высоким блеском PR-201, изготовлена Canon Corp.) с плотностью записи при 100%-ном заполнении краской, установленной при 20 пкл, и с заполнением при печатании, изменяющимся в виде увеличений на 10% от 0% до 100%. После формирования изображения изображения сушили естественным путем при температуре 23°С при относительной влажности 55% в течение 24 часов.
Фрагменты изображений со 100%-ным заполнением краской каждого продукта печати, полученного описанным выше способом, измеряли относительно параметров цвета L*, a* и b* в колориметрической системе измерения цвета L*a*b*, установленной CIE (Международная комиссия по освещению) (Commission Internationale de l′Eclairage), используя денситометр для измерений в отраженном свете Spectrolino (произведенный Gretag Macbeth Co.) в условиях измерений с источником света D50 и углом зрения 2°, и полученные результаты оценивали следующим образом.
Оценка насыщенности цвета
Насыщенность цвета (с*) продукта печати рассчитывали на основании измерения цветовых характеристик согласно выражению, описанному ниже, и оценивали следующим образом.
Фрагменты изображений со 100%-ным заполнением краской на продукте печати (глянцевая бумага), полученном, как описано выше, измеряли относительно величин L*, a* и b*. Насыщенность цвета (с*) определяли на основании выражения, описанного ниже, исходя из полученных величин L*, a* и b*, и полученные результаты оценивали.
А: с* составляла 80 или более
В: с* составляла 70 или более и менее чем 80
С: с* составляла менее чем 70
Оценка угла цветного тона
0
Кроме того, угол цветного тона (h) для случая, когда а* составляла от 75 до 80, определяли исходя из результата цветности (L*, a* и b*) согласно выражению, описанному ниже, и оценивали.
А: h° составлял 340 или более и менее чем 345
В: h° составлял 335 или более и менее чем 340
С: h° составлял менее чем 335
Было показано, что если изображение на каждом продукте печати, полученном, как описано выше, имело насыщенность цвета (с*) 80 или более и угол цветного тона (h°) 340 или более и менее чем 345, изображение, имеющее высокую интенсивность пурпурного цвета, могло быть получено.
Оценка светостойкости
Фрагменты изображений со 100%-ым заполнением краской на продукте печати, полученном, как описано выше, помещали в испытательный прибор c ксеноновой лампой (Atlas Weather-Ometer Ci4000, изготовленный Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) и выдерживали в условиях температуры, составляющей 24°С, и влажности 60% и в атмосфере освещенности при 100 клк в течение 50 часов. Продукт печати до и после испытания на воздействие внешней среды оценивали относительно цветности (L*, a*, b*) в колориметрической системе измерения цвета L*a*b*, установленной CIE (Commission Internationale de l′Eclairage), посредством денситометра для измерений в отраженном свете Spectrolino (произведенный Gretag Macbeth Co.) в условиях измерений с источником света D50 и углом зрения 2°. Затем изменение окраски (ΔЕ) рассчитывали исходя из изменений величин L*, a* и b* (ΔL*, Δa* и Δb*) согласно выражению, описанному ниже, и полученные результаты оценивали.
А: ΔЕ составило менее чем 5
В: ΔЕ составило 5 или более и менее чем 10
С: ΔЕ составило 10 или более
Оценка озоностойкости
Фрагменты изображений со 100%-ым заполнением краской на продукте печати (печатная продукция), полученном, как описано ранее, подвергали воздействию озона, используя прибор для испытаний к воздействию озона (OMS-H, Suga Test Instruments Co., Ltd.), в атмосфере концентрации озона 10 ч/млн, при температуре 24°С, и влажности 60% в течение 4 часов. Аналогично описанному выше тестированию на светостойкость продукт печати до и после испытания экспозицией оценивали относительно цветности (L*, a*, b*) в колориметрической системе измерения цвета L*a*b*, установленной CIE (Commission Internationale de l′Eclairage), посредством денситометра для измерений в отраженном свете Spectrolino (произведенный Gretag Macbeth Co.) в условиях измерений с источником света D50 и углом зрения 2°. Затем изменение окраски (ΔЕ) рассчитывали исходя из изменений величин L*, a* и b* (ΔL, Δa и Δb) и после этого оценивали согласно стандарту, подобному тому, который использовали в случае описанной выше светостойкости.
Полученные результаты представлены в таблице 4.
Из таблицы 4 видно, что печатная продукция, полученная с использованием красящих жидкостей для устройств для регистрации примеров от 1 до 6, содержащих красящие вещества согласно настоящему изобретению, была лучше, чем печатная продукция, полученная с использованием жидкостей для устройств для регистрации сравнительных примеров от 1 до 4, не содержащих красящие вещества согласно настоящему изобретению, в отношении цветового тона, светостойкости и озоностойкости.
Комбинированное использование красителей
Далее, в качестве красящих веществ использовали красящие вещества, представленные общей формулой (1), в комбинации с другими красящими веществами и оценивали их свойства.
Жидкости для устройств для регистрации примеров от 7 до 19 и сравнительных примеров от 5 до 11 помещали в картридж струйных печатающих устройств (PIXUS ip8600, изготовленных Canon Corp.), использующих тепловую энергию, и картридж заправляли в устройство. Что касается условий печати, температуру устанавливали при температуре 23°С; относительную влажность при 55%, плотность записи при 600 точек на дюйм ×600 точек на дюйм; и выталкиваемый объем на каплю чернил при 2,5 пкл. Затем изображения формировались на каждом из двух типов носителей печати, описанных ниже, с заполнением краской при печатании, изменяющимся в виде увеличений на 10% от 0% до 100% (используемое количество чернил в случае заполнения 100% устанавливали при 20 пкл). Что касается носителя для печати, глянцевую бумагу (Canon Photo Paper, профессиональная с высоким блеском, PR-201, изготовлена Canon Corp.) и обычную бумагу (PB PAPER GF-500, изготовлена Canon Corp.) использовали. Полученную печатную продукцию оставляли при окружающей температуре 23°С и относительной влажности 55% в течение 24 часов до полной просушки изображений. Параметры L*, a* и b* изображений определяли в колориметрической системе измерения цвета L*a*b*, установленной CIE (Commission Internationale de l′Eclairage), посредством денситометра для измерений в отраженном свете Spectrolino (произведенный Gretag Macbeth Co.) в условиях измерений с источником света D50 и углом зрения 2°, и результаты оценивали, как описано ниже.
Оценка насыщенности цвета
Фрагменты изображений со 100%-ным заполнением краской на продукте печати (обычная бумага), полученном, как описано выше, измеряли относительно величин L*, a* и b*. Насыщенность цвета (с*) определяли на основании выражения, описанного ниже, исходя из полученных величин L*, a* и b* и полученные результаты оценивали.
АА: с* составила 70 или более
А: с* составила 68 или более или менее чем 70
В: с* составила 66 или более и менее чем 68
С: с* составила менее чем 66
Оценка светостойкости (1)
Продукты печати (глянцевая бумага), полученные, как описано выше, помещали в испытательный прибор c ксеноновой лампой (Atlas Weather-Ometer Ci4000, изготовленный Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) и выдерживали в условиях температуры, составляющей 24°С, и влажности 60% и в условиях атмосферы с освещенностью 100 клк в течение 50 часов. Затем для фрагментов изображений со 100%-ным заполнением краской определяли изменение окраски (ΔЕ) исходя из изменений величин L*, a* и b* (ΔL*, Δa* и Δb*) до и после испытания на воздействие внешней среды согласно выражению, описанному ниже, и результаты светостойкости (1) оценивали. Результаты представлены в таблице 4. Оценка светостойкости представляет собой оценку светостойкости (1) в короткий период.
А: ΔЕ составило менее чем 5
В: ΔЕ составило 5 или более и менее чем 10
С: ΔЕ составило 10 или более
Оценка светостойкости (2)
Продукты печати (глянцевая бумага), полученные, как описано выше, помещали в испытательный прибор c ксеноновой лампой (Atlas Weather-Ometer Ci4000, изготовленный Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) и выдерживали в условиях температуры, составляющей 24°С, и влажности 60% и в условиях атмосферы с освещенностью 100 клк в течение 70 часов. Аналогично оценке описанной выше светостойкости (1) изменение окраски (ΔЕ) определяли, и светостойкость (2) оценивали. Оценка светостойкости (2) представляет собой оценку светостойкости в длительный период.
АА: ΔЕ составило менее чем 7
А: ΔЕ составило 7 или более и менее чем 10
В: ΔЕ составило 10 или более и менее чем 15
С: ΔЕ составило 15 или более
Оценка озоностойкости
Фрагменты изображений со 100%-ным заполнением краской на печатной продукции, полученной, как описано ранее, оценивали на озоностойкость. Вначале продукт печати помещали в прибор для испытаний к воздействию озона (OMS-H, Suga Test Instruments Co., Ltd.) и испытывали в условиях атмосферы с концентрацией озона 10 ч/млн, при температуре 24°С и влажности 60% в течение 4 часов. Аналогично описанному выше тестированию на светостойкость, продукт печати до и после испытания экспозицией оценивали относительно цветности (L*, a*, b*) в колориметрической системе измерения цвета L*a*b*, установленной CIE (Commission Internationale de l′Eclairage), посредством денситометра для измерений в отраженном свете Spectrolino (произведенный Gretag Macbeth Co.) в условиях измерений с источником света D50 и углом зрения 2°. Затем изменение окраски ΔЕ рассчитывали исходя из изменений L*, a* и b* (ΔL, Δa и Δb) и после этого оценивали согласно стандарту, подобному тому, который использовали в случае описанной выше светостойкости (1).
Полученные результаты представлены в таблице 5.
Из таблицы 5 видно, что печатная продукция, созданная с использованием жидкостей для устройств для регистрации примеров от 7 до 19, содержащих красящие вещества согласно настоящему изобретению, была лучше, чем печатная продукция, созданная с использованием жидкостей для устройств для регистрации сравнительных примеров от 5 до 11, не содержащих красящие вещества согласно настоящему изобретению, в отношении цветового тона, светостойкости и озоностойкости.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на типичные варианты осуществления изобретения, понятно, что изобретение не ограничивается описанными типичными вариантами осуществления изобретения. Объем следующей формулы изобретения позволит предоставить наиболее полное толкование для того, чтобы охватить все такие модификации и эквиваленты структурам и функциям.