噴墨打印用水溶性和耐水性染料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及脫硫-K-酸偶氮染料(CAS：35400-55-6)及其鹽；用于制備該染料或其鹽的方法；包含至少一種該染料的液相；將液相施加至底物的方法；印刷制品；以及該染料在噴墨打印用水基油墨中，書(shū)寫(xiě)用具中或用于制造用于光學(xué)和光電子應(yīng)用的濾色器的染色溶液中的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】噴墨打印用水溶性和耐水性染料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及5-氨基-4-羥基萘-2-磺酸偶氮染料（CAS :35400-55-6，也被稱為： 脫硫-K-酸）及其鹽；用于制備該染料或其鹽的方法；包含至少一種該染料的液相；將液相 施加至底物的方法；印刷制品；以及該染料在噴墨打印用水基油墨中，書(shū)寫(xiě)用具中或用于 制造用于光學(xué)和/或光電子應(yīng)用的濾色器的染色溶液中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 在噴墨印刷中，尤其是在專業(yè)的噴墨印刷應(yīng)用中，一直需要可提供更快的打印 (高通量）和改善的質(zhì)量的設(shè)備。因此，現(xiàn)代噴墨打印機(jī)的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。目前，由數(shù)碼相 機(jī)所拍攝的或由掃描鹵化銀照相膠片所生成的數(shù)字圖像，可以由這些現(xiàn)代打印機(jī)打印，打 印的質(zhì)量使這些圖像幾乎無(wú)法與來(lái)自鹵化銀材料的經(jīng)典復(fù)印件區(qū)分。這些通過(guò)噴墨打印所 產(chǎn)生的圖像，即使在不利的條件下，也需要具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
[0003] 隨著打印裝置的改進(jìn)，用于這些印刷設(shè)備的油墨也受到了穩(wěn)步的改善。對(duì)這些油 墨的其中一個(gè)要求是快速吸附（adsorption)在底物（如記錄紙）上和/或被底物快速吸 附。然而，底物的類型隨底物上的吸收層的類型的不同而有所不同。第一種底物包括基材 (base material)和至少一個(gè)吸收層，其中吸收層由一種或多種多孔無(wú)機(jī)化合物，例如娃二 氧化物制成。底物的其它類型是聚合物或涂有一個(gè)或多個(gè)聚合物層的基層（base layer)， 油墨在此被吸收。從而油墨引起聚合物的溶脹。與通過(guò)多孔層吸收油墨相比，這是一個(gè)相 當(dāng)緩慢的過(guò)程。
[0004] 此外，用于噴墨印刷的染料應(yīng)表現(xiàn)出一些重要的功能，如非常高的亮度，合適的色 調(diào)，良好的飽和度。此外，染料應(yīng)表現(xiàn)出良好的光穩(wěn)定性，對(duì)臭氧有好的抗降解性和優(yōu)異的 擴(kuò)散牢度（diffusion fastness)。此外，該染料應(yīng)良好地溶于含水介質(zhì)中，例如：記錄液體， 并且應(yīng)該能夠容易穿透記錄紙（recording sheet)。
[0005] 如上所述，噴墨打印的染料配備有多種非常不同的特性。如何產(chǎn)生全新和改進(jìn)的 油墨到目前為止仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
[0006] 因此，目前大部分的商業(yè)染料具有以下一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)：
[0007] _染料不夠黑；
[0008] -色調(diào)不中性；
[0009] -染料在各種介質(zhì)（media)上具有不同顏色；
[0010] -對(duì)空氣和/或臭氧缺乏長(zhǎng)期穩(wěn)定性；
[0011] -耐水性（water fastness)有限，染料容易擴(kuò)散；
[0012] -水溶解度有限；
[0013] -耐光性（light fastness)差；
[0014]-臭氧穩(wěn)定性有限；
[0015] -染料的褪色不中性；
[0016] 結(jié)果是，具有特定顏色的油墨的制劑，例如黑色，需要混合兩種或更多種的染料， 和/或需要添加揮發(fā)性有機(jī)溶劑等。
[0017] 因此迫切需要新穎的染料，其是高水溶性的，具有中性色調(diào)，對(duì)光和/或臭氧優(yōu)異 的穩(wěn)定性，優(yōu)異的耐水性。另外，在濕度或水的存在下染料不滲色（bleeding)。此外，甚至 經(jīng)由光或臭氧降解后，其中性色調(diào)是優(yōu)選的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種染料，通過(guò)該染料可以制備液體制劑如油 墨，該油墨可用于產(chǎn)生高質(zhì)量的印刷品圖像，優(yōu)選地在任何種類的底物上。另外，這些染料 應(yīng)顯示高亮度和高光學(xué)密度。此外，當(dāng)在攝影用介質(zhì)（photographic media)上打印時(shí)，這 些染料不應(yīng)該表現(xiàn)出燙金（bronzing)。
[0019] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供顯示出良好的耐水性的染料。
[0020] 本發(fā)明的再一目的是提供顯示出良好的耐光性的染料。
[0021] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供顯示出優(yōu)異的耐磨損性的染料。
[0022] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供顯示出優(yōu)異的臭氧穩(wěn)定性的染料。
[0023] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供可長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的染料和油墨，優(yōu)選即使在高溫下和/ 或高濕度下。
[0024] 本發(fā)明的另一目的是提供不會(huì)或僅僅稍微阻塞噴墨噴嘴的油墨。
[0025] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供無(wú)毒的，不可燃的，不致敏的和不刺激人皮膚的，并且 不包含致癌劑的染料和油墨。
[0026] 另一個(gè)目的是提供一種不含有或僅含有非常小量的揮發(fā)性有機(jī)溶劑的油墨。
[0027] 本發(fā)明的另一目的是提供一種制造染料和/或染料組合物，如油墨，記錄液體，織 物著色劑和用于制造用于光學(xué)和/或光電子應(yīng)用的濾色器的染色溶液的方法，全部當(dāng)中至 少具有一些，優(yōu)選所有上述的有益性質(zhì)。另外，本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供施加具有至少一 種染料的染料組合物，如油墨，記錄液體或織物著色劑至底物的方法，其中優(yōu)選不使用揮發(fā) 性有機(jī)溶劑。
[0028] 本發(fā)明意外地發(fā)現(xiàn)包含本發(fā)明的染料的染色液體可用于提供染色的底物，它們表 現(xiàn)出的更深的顏色印象（color impression)超過(guò)人們對(duì)染料本身的顏色所期望的。例如 已經(jīng)知道的，染料提供了一種呈藍(lán)色或呈褐色的顏色印象。然而，已被僅僅包含上述染料的 染色液體染色的底物，例如噴墨記錄紙呈黑色印象。
[0029] 上述至少一個(gè)目的的解決方案的貢獻(xiàn)由形成類的權(quán)利要求的主題來(lái)提供，其中該 形成類獨(dú)立權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求表示本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述主題也同樣為解決至少 一個(gè)上述目的作出貢獻(xiàn)。
[0030] 本發(fā)明的第一個(gè)方面是化學(xué)式I的染料Dl，
[0031]
[0032] 其中，

【權(quán)利要求】
1. 化學(xué)式I的染料Dl， 其中，
M 選自 H、Li、Na、K 和 N(HkR6ni), 其中， 每個(gè)R6選自-H、具有1-10個(gè)碳原子的取代的或未取代的，飽和的或不飽和的脂肪族基 團(tuán)； k是選自0、1、2、3和4的整數(shù)；且 m = 4_k ; R1 是-H 或-N = N-Ar2， 其中，Ar2是取代的或未取代的單環(huán)、多環(huán)或稠合的包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的片段，其 中所述至少一個(gè)芳族基團(tuán)包括至少一個(gè)五元或一個(gè)六元碳環(huán)或雜環(huán)結(jié)構(gòu)， 其中該雜環(huán)結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)雜原子，所述雜原子是N、O或S ; R2 選自-H、-C ( = 0)R6、-C ( = 0)-(CH2) V-Ar2、-R6、-(CH2)rX'-C ( = 0)-(CH2) vAr2, -SO2R6, -SO2Ar2, 其中， X 選自-so3m、-so2nh2、-so2nhr 6、-nhso2r6、-no2、-coom、-coor、-ch 3、-r6、-nh2、-nhr6、-or6 、-0M、-Cl、-Br、-I、-F、-CN、-C02NHR6、-Ar2、-N = N-Ar2、-SO2R6 和-NHC ( = 0) -R6， M、R6和Ar2如上定義； q是1-10之間的整數(shù)；且 V是0-10之間的整數(shù)； R3 是-NHR2 或-N = N-Ar2,其中 R2具有上面定義的含義；且 Ar2具有上面定義的含義； R4是-N = N-Ar2,其中Ar2具有上面定義的含義。
其中，r表示化學(xué)式III中取代基X的數(shù)目，其為1-5之間的整數(shù)，且X具有權(quán)利要求1中定
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的染料D1，其中每個(gè)Ar2獨(dú)立地選自： a)化學(xué)式III 義的含義， M如權(quán)利要求1中所定義；或 b) 化學(xué)式IV :
其中，X具有權(quán)利要求1中定義的含義，t表示化學(xué)式IV中取代基X的數(shù)目，且其為1-4 之間的整數(shù)；或
c) 化學(xué)式V : 其中， R7 選自-R6、-SR6、-Ar2 和-NHR6 ; Z1 是-OH、-NHR6、-CN、-C02M、-CO2R6 或-NHR6 ; Ar2、R6和M具有權(quán)利要求1中定義的含義，或 d) 化學(xué)式VI : 其中，
每個(gè)X具有權(quán)利要求1中定義的含義，其中X優(yōu)選是-H、-OH、-NHR6或-SO3M ; T選自C、N或P ; M具有權(quán)利要求1中定義的含義； u表示化學(xué)式VI中取代基X的數(shù)目，且其為0-6之間的整數(shù)；
e) 化學(xué)式VII : 其中， X具有權(quán)利要求1中定義的含義； w表示化學(xué)式VII中取代基X的數(shù)目，且w是1或2 ; Y是C或N; f) 化學(xué)式VIII : 其中，
X 具有上面定義的含義，其中 X 優(yōu)選是-H、-NO2、-CH3、-Cl、-F、-Br、-S03M、-SO 2R6、-SO2NHR 6、-OH、-OR6、-NHR6、-COOM 和-COOR6 ; w表示化學(xué)式VIII中取代基X的數(shù)目，且w是1-4之間的整數(shù)； y是C、N、0或S ;且 R6及M具有上面定義的含義。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的染料D1，其中選自基團(tuán)R1、R3和R4中的兩個(gè)是-N = N-Ar2，其中每個(gè)Ar2獨(dú)立地選自任何其它的Ar2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的染料Dl，其中R1和R4是-N = N-Ar2,其中每個(gè)Ar2獨(dú)立地選 自任何其它的Ar2。
5. 染料D2,包括兩個(gè)權(quán)利要求1中定義的化學(xué)式I的片段和一個(gè)化學(xué)式II的片段R5， *-N = N-Ar 1-N = N-* (II) 其中Ar1是取代的或未取代的單環(huán)、多環(huán)或稠合的包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的連接基，其 中所述至少一個(gè)芳族基團(tuán)包括至少一個(gè)五元或一個(gè)六元碳環(huán)或雜環(huán)結(jié)構(gòu)， 其中所述雜環(huán)結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)雜原子，所述雜原子為N、0或S ; 其中，每個(gè)化學(xué)式I的片段中的R2、R3和M獨(dú)立地具有權(quán)利要求1中定義的含義； 其中每個(gè)化學(xué)式I的片段中的R1和R4選自 a. ~U, b. -N = N-Ar2, Ar2如權(quán)利要求1中所定義，或 c. R5, 其中，在兩個(gè)化學(xué)式I的片段中的每一個(gè)中，基團(tuán)R1和R4中的至少一個(gè)等于化學(xué)式II 中定義的R5,且其中R5在標(biāo)有*的位置與兩個(gè)化學(xué)式I的片段連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的染料D2,其中在每個(gè)化學(xué)式I的片段中，當(dāng)R1等于R5, R4是 如權(quán)利要求2中定義的化學(xué)式III的結(jié)構(gòu)或化學(xué)式VI的結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一所述的染料D2,其中R5選自化學(xué)式IIa及化學(xué)式IIb : 其中，
每個(gè)X獨(dú)立地具有權(quán)利要求1中定義的含義； 每個(gè)芳環(huán)的S獨(dú)立地表示取代基X的數(shù)目，且X是選自0、1、2和3的整數(shù)； U1 是選自 _CZ2_、_CZ2 _CZ2_、-(SO2)_、 _0_、_(C = 0)_、_CH = CH_、_NH(C = 0)_、
fp -NR6-, 其中， 每個(gè)Z獨(dú)立地選自-H、-OH或-CH3 ; y是〇或1 ; 每個(gè)U2、U3獨(dú)立地選自-(C = 0)-和-(SO2)-; R7 選自-R6、_Cl、-Br、-I、-F、-0H ;且 R6具有權(quán)利要求1中定義的含義。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的染料D2,其中R5選自如下化學(xué)式IX或化學(xué)式 X ：
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的染料D2,其中兩個(gè)化學(xué)式I的片段具有相同的 M、R1、R2、R3,該兩個(gè)化學(xué)式I的片段通過(guò)一個(gè)化學(xué)式II的片段R 5在R4相互連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一所述的染料D2,其中兩個(gè)化學(xué)式I的片段具有相同的 M、R2、R3、R4,其中該兩個(gè)化學(xué)式I的片段通過(guò)一個(gè)化學(xué)式II的片段R 5在R1相互連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的染料D2,其中染料D2由如下化學(xué)式XI表示：
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的染料D2,其中染料D2由如下化學(xué)式XII表示：
- /. 〇
13. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的染料D2,其中染料D2由如下化學(xué)式XIIIa表示：
14. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的染料D2,其中染料D2由如下化學(xué)式XIIIb表示：
〇
15. 制備權(quán)利要求1至4中任一所述染料Dl的方法，至少包括以下步驟： α .提供包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的化學(xué)式XIV的化合物， H2N-Ar2 (XIV) 其中Ar2具有權(quán)利要求1中定義的含義； β .重氮化所述包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的化學(xué)式XIV的化合物； Y .將該重氮化的包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的化合物與偶聯(lián)部分化學(xué)式XV偶聯(lián)，
其中M、R1、R2、R3如權(quán)利要求1中所定義， 其中R4是-H或-N = N-Ar2,其中Ar2如權(quán)利要求1中所定義， 其中獲得粗產(chǎn)物； 純化該粗產(chǎn)物以獲得染料Dl。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中R1和R4中的至少一個(gè)為-H。
17. 制備權(quán)利要求5-14中任一項(xiàng)所述的染料D2的方法，至少包括以下步驟： α.提供包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的化學(xué)式XVI的連接基， H2N-Ar1-NH2 (XVI) 其中Ar1具有權(quán)利要求5中定義的含義； β.重氮化所述包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的化學(xué)式XVI的連接基，； 將該重氮化的包含至少一個(gè)芳族基團(tuán)的連接基與至少一個(gè)偶聯(lián)部分化學(xué)式XVII 偶聯(lián)，
其中M、R1、R2、R3、R4具有權(quán)利要求5中定義的含義； 其中R1和R4中的至少一個(gè)是-Η， 其中，獲得粗產(chǎn)物； 純化該粗產(chǎn)物以獲得染料D2。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中該方法是一鍋合成。
19. 通過(guò)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的方法獲得的染料。
20. -種液相，包括： 1) 至少一種權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的染料Dl或權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)所述 的染料D2或權(quán)利要求19所述的染料，和 2) 水。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的液相，其中所述液相包含權(quán)利要求1至14和19所述染料 中的一種或多種，其中所述染料在液相中的量基于該液相的總重量為〇. 5至20重量％。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述液相，所述液相進(jìn)一步包括N-甲基-2-吡咯烷酮或 2_吡咯烷酮，所述N-甲基-2-吡咯烷酮或2-吡咯烷酮的量基于該液相的總重量為1至 30wt % 〇
23. 根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的液相，其中所述液相是油墨。
24. -種用于施加液相至底物的方法，包含至少以下步驟： a) 提供底物， b) 提供貯器，該貯器包含權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)所述的液相， c) 從所述貯器傳送所述液相的至少一部分至底物， d) 從所述底物中去除水，和任選的溶劑。
25. 一種印刷制品，包括： a. 底物， b. 薄層，該薄層至少包括權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的染料Dl，或權(quán)利要求5至14 中任一項(xiàng)所述的染料D2,或權(quán)利要求19所述的染料。
26. 權(quán)利要求1至14或19中任一項(xiàng)所述的染料在噴墨打印用水基油墨中、書(shū)寫(xiě)用具中 或用于制造用于光學(xué)和光電應(yīng)用的濾色器的染色溶液中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C09B33/10GK104379678SQ201380015692
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月22日
【發(fā)明者】庫(kù)爾特·巴蒂格, 達(dá)米安·莫格諾 申請(qǐng)人:萊克斯-托恩工業(yè)有限公司