DE69323407T2 - Magentafarbstoff, Düsenstrahltinte und Farbsatz - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Farbstoffe zur Verwendung in flüssigen Tinten, Tinten, die solche Farbstoffe enthalten, und farbsubtraktive Tinten, die verwendet werden, um einen vollen Bereich von Farben abzubilden.
• Das Magenta-Farbstoffmolekül dieser Erfindung ist außerordentlich lichtecht und liefert einen vollen sichtbaren Bereich von kräftigen Farben, wenn es mit anderen farbsubtraktiven Farbstoffen verwendet wird. Es ist leicht in polaren Lösungsmitteln löslich. Die folgenden Patente offenbaren Farbstoffe, die etwas strukturelle Ähnlichkeit mit diesem Magenta-Farbstoff aufweisen, aber chemisch klar verschieden sind: die US-Patente Nr. 5,102,459 an Ritter et al. und 5,074,914 an Shirota et al. und 4,769,446 an Corso et al. Das US-Patent Nr. 5,118,350 an Prasad ist erläuternd für einen Farbsatz, aber nicht für die speziellen Farbstoffe dieser Erfindung.
• Die GB-A-2131825 beschreibt Monoazo-Farbstoffe, von denen einige die gleiche Struktur aufweisen wie diejenigen, die in der Erfindung verwendet werden.
• Diese Erfindung betrifft Farbstoffe der folgenden, nachstehend gezeigten Strukturformel. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Satz von Tintenstrahl-Tinten, der eine Tinte aus subtraktivem Magenta-Farbstoff, eine Tinte aus subtraktivem Cyan-Farbstoff und eine Tinte aus subtraktivem gelbem Farbstoff umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß:
• 1) der Magenta-Farbstoff ein Farbstoff der nachstehend gezeigten Strukturformel ist,
• 2) der Cyan-Farbstoff Direct Blue 199 ist und
• 3) der gelbe Farbstoff Direct Yellow 132 ist.
• Die Erfindung betrifft auch Farbstoffe als solche der nachstehend gezeigten Strukturformel, vorausgesetzt, daß, wenn R&sub1; ein aliphatischer Rest ist, dieser 7-18 Kohlenstoffatome aufweist, und daß R&sub2; Niederalkoxy, Halogen, -NO&sub2;, -CN oder -CO&sub2;H ist.
• Farbstoff-Strukturformel:
• in der:
• 0
• X für
• steht;
• R&sub1;
• ein aliphatischer Rest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen; oder
• der Rest
• ist, in welchem
• R&sub2; für -H, -Niederalkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, -Niederalkoxy, -Halogen, -NO&sub2;, -CN, -CO&sub2;H steht;
• R&sub3; für -H, -Niederalkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, -Halogen, -CO&sub2;H steht;
• M für H, Li, Na, K, -N(R&sub3;)&sub4; steht, worin
• R&sub4; für H,
• steht, worin
• R&sub5; für -H, -Niederalkyl steht und
• n 1 bis 4 ist; und worin
• eine der Gruppen -SO&sub3;M an dem Aminonaphthol-Rest in meta- oder para-Stellung zu der Gruppe -NH- steht und das andere -SO&sub2;M meta zum -OH vorliegt.
• Diese Farbstoffe liefern subtraktive Magenta-Farbtöne mit außergewöhnlicher Lichtechtheit und liefern einen vollen sichtbaren Bereich von kräftigen Farben, wenn sie mit weiteren subtraktiven Farbstoffen mit anderen Farben verwendet werden. Diese Farbstoffe lösen sich leicht in polaren Lösungsmitteln, wie Wasser- und Alkohol-Mischungen, um Tinten für Tintenstrahldrucker zu bilden. Eine repräsentative Tinte weist 1 bis 5 Gewichtsprozent Farbstoff, eine geringere Menge eines Glycols und Wasser als den Rest auf.
• Wenn sie in einem Farbstoffsatz mit Direct Blue 199 und Direct Yellow 132 verwendet wird, wird ein volles Farbspektrum von kräftigen, lichtechten Farben erhalten.
Beste Weise der Durchführung der Erfindung
• Der bevorzugte Farbstoff dieser Erfindung, um einen Satz von Tintenstrahl-Tinten zusammenzustellen, weist die Strukturformel: (Struktur 1)
• auf,
• worin M für H, Li, Na, K, -NH&sub4; steht.
• Die bevorzugte Tintenformulierung ist wie folgt:
Bestandteil Gewicht in Gramm
• Farbstoff 3
• Tetraethylenglycol 10
• Entionisiertes (EI) Wasser 87
• Der Farbstoff löst sich unter Rühren leicht in dem Glycol und Wasser. Das Glycol ist ein Netzmittel, was bedeutet, daß es zu der Wasserlöslichkeit des Farbstoffs beiträgt. Die resul tierende Tinte ist als Tropfen-bei-Bedarf- oder andere Tintenstrahl-Tinte geeignet. Bei der Aufbringung auf Papier oder dergleichen haftet sich der Farbstoff ohne Verlaufen auf den Papieroberflächen an, und das Wasser breitet sich aus und verdampft, was eine fixierte, subtraktive Magenta-Farbe auf der Fläche der Aufbringung der Tinte zurückläßt. Die Beständigkeit gegen Verblassen oder eine andere Verfärbung durch Bestrahlung mit Licht ist ausgezeichnet.
• Die Säureform von anderen Beispielen für derartige Magenta- Farbstoffe mit ähnlichen Eigenschaften wie die vorstehend beschriebenen Eigenschaften des bevorzugten Farbstoffes sind wie folgt. Diese sind lediglich wegen leichter Unterschiede in den Farbeigenschaften weniger bevorzugt. Andere Beispiele werden dem Fachmann bei Verwendung struktureller Merkmale, die in der generischen Formel eingeschlossen sind, nahegelegt.
Farbstoffsynthese
• Die Natriumsalz-Form dieses bevorzugten Farbstoffs (1 oben) kann in Labormengen wie folgt erhalten werden:
• 22,3 Teile 2-Amino-1-naphthalinsulfonsäure wird in 200 Teilen Wasser und 20 Teilen 37%-iger Salzsäure aufgeschlämmt, durch Zugabe von Eis auf 10ºC abgekühlt und bei 10 - 15ºC gehalten, während man durch Zugabe einer Lösung von 7 Teilen Natriumnitrit in 35 Teilen Wasser im Verlauf von etwa einer Stunde, wie absorbiert, diazotiert. Ein leichter Überschuß von salpetriger Säure wird durch Zugabe von Sulfaminsäure entfernt. Der gelbe Niederschlag wird abfiltriert.
• Eine Lösung von 46,8 Teilen 1-Benzoylamino-8-naphthol-3,6- disulfonsäure, Dinatriumsalz, in 200 Teilen Wasser bei pH 5,5 wird hergestellt. Eis wird dazugegeben, um die Lösung auf 0ºC abzukühlen. Die Diazo-Paste wird unter gutem Rühren dazugegeben. Der pH wird dann durch langsame Zugabe von Natriumcarbonat auf 8,5 - 9,0 angehoben. Eine tiefrote Lösung ist das Ergebnis. Nach einstündigem Rühren wird der pH mit Salzsäure auf 7,5 erniedrigt. Zu der Farbstoff-Lösung (400 Teile) werden 40 Teile (10% auf Volumen) Natriumchlorid gegeben. Das Produkt kristallisiert aus, wird abfiltriert, und der Filterkuchen wird mit 100 Teilen 25%-iger Natriumchlorid-Lösung gewaschen. Der Kuchen wird getrocknet, was einen Farbstoff mit der Struktur 1 als dessen Dinatriumsalz ergibt.
• Um Labormengen der Natriumsalze der anderen oben aufgeführten Beispiele herzustellen, wird, während man ansonsten wie beschrieben vorgeht, 1-Benzoylamino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure, Dinatriumsalz, durch eine äquimolare Menge der folgenden Zwischenprodukte ersetzt:
• (2) 1-(2',3' oder 4'-Chlorbenzoylamino)-8-naphthol-3,6- disulfonsäure, Dinatriumsalz;
• (4) 1-Octanoylamino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure, Dinatriumsalz;
• (5) 1-(3',5'-Dichlorbenzoyl)amino-8-naphthol-3,6- disulfonsäure, Dinatriumsalz;
• (6) 1-Acetylamino-8-naphthol-3,6-disulfonsäure, Dinatriumsalz.
• Andere Salzformen, wie beispielsweise Kalium, Lithium, Ammonium und Alkanolammonium, können leicht auf bekannte Weise durch Ausgehen von den entsprechenden Salzen der Zwischenprodukte oder durch Umwandlung der Natriumsalze der Farbstoffe, d.h. durch Isolierung der Farbstoffe als freie Säuren, Entfernen des Na-Ions durch Filtration, gefolgt von Neutralisation mit dem geeigneten Alkalihydroxid oder -carbonat, Ammoniak oder Alkanolamin, wie gewünscht, hergestellt werden.
Farbstoffsatz
• Die vorangehenden Tinten werden mit subtraktiven Tinten der zwei anderen primären Farben verwendet, um ein volles Spektrum einer kräftigen, lichtechten Farbabbildung zu erhalten.
• Die Magenta-Tinte ist wie oben beschrieben.
Blaue Tinten-Formulierung Bestandteil Gewicht in Gramm
• Direct Blue 199 3
• Tetraethylenglycol 10
• EI Wasser 87
• Direct Blue 199 ist ein sulfonierter Kupferphthalocyanin- Farbstoff, ein gesetzlich geschütztes Produkt von Imperial Chemical Industries PLC und anderen Firmen.
Gelbe Tinten-Formulierung Bestandteil Gewicht in Gramm
• Direct Yellow 132 3
• Tetraethylenglycol 10
• EI Wasser 87
• Direct Yellow 132 ist ein sulfonierter Azo-Farbstoff, ein gesetzlich geschütztes Produkt von Imperial Chemical Industries PLC und anderen Firmen.
• Das Glycol ist ein Netzmittel.
• Die drei Tinten-Formulierungen fixieren ihren Farbstoff auf Papier ohne Verlaufen, wenn sie beispielsweise als Strahl- Tintentropfen aufgebracht werden. Die Farben werden typischerweise in zeitlicher Aufeinanderfolge und als aufeinanderfolgende Schichten aufgebracht, um eine Farberscheinung zu erzielen, die von denjenigen der primären subtraktiven Farben verschieden ist, wie es mit Bezug auf diese Erfindung vollständig herkömmlich sein kann. Beispielsweise erscheint eine Schicht des Magentas über oder unter einer Schicht des Cyans blau unter weißem Licht, und eine derartige Schichtung des Magentas und des Gelbs erscheint rot unter weißem Licht, wie es weit verbreitet verstanden und praktiziert wird.
• Die Farbstoffe sind leicht löslich. Wie es weit verbreitet praktiziert wird, werden derartige Farbstoffe zur Vermeidung einer hohe Azidität in ihren Salzformen, insbesondere von Natrium oder Lithium, in Tinten verwendet. Abwandlungen bei Tintenformulierungen, wie beispielsweise mehr als ein Netzmittel, ein Puffer, ein Biozid und ein chelatbildendes Mittel, sowie andere Abwandlungen innerhalb des Geistes und Bereiches dieser Erfindung können vorausgesehen werden. Spezielle in Betracht gezogene Zusätze sind:
• 0,1% EDTA; Ethylendiamintetraessigsäure, Tetranatriumsalz;
• 0,2% Biozid;
• 0,75% Na-Phosphat, zweibasiges Heptahydrat (Puffer).

Claims (1)

1. Farbstoff der Strukturformel:

in der:

ist;

R&sub1; ein aliphatischer Rest mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen oder der Rest

ist, worin

R&sub2; -Niederalkoxy, -Halogen, -NO&sub2;, -CN oder -CO&sub2;H ist;

R&sub3; für -H, -Niederalkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, -Halogen oder -CO&sub2;H steht;

M für H, Li, Na, K, -N (R&sub4;)&sub4; steht, worin

R&sub4; H,

ist, worin

R&sub5; für -H, -Niederalkyl steht und

n für 1 bis 4 steht; und

in der eine der Gruppen -SO&sub3;M an dem Aminonaphthol-Rest in meta- oder para-Stellung zu der Gruppe -NH- vorliegt und das andere -SO&sub3;M meta zum -OH vorliegt.

2. Farbstoff nach Anspruch 1, in dem R&sub1; ein aliphatischer C&sub7;&submin;&sub1;&sub8;-Rest oder eine substituierte Phenyl-Gruppe ist, in der R&sub2; Halogen ist und R&sub3; für H oder Halogen steht.

3. Farbstoff nach Anspruch 1 der Strukturformel:

4. Farbstoff nach Anspruch 1 der Strukturformel:

5. Farbstoff nach Anspruch 1 der Strukturformel:

6. Lichtechte Tinte, umfassend mindestens 1 Gew.% eines Farbstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gelöst in einem polaren Vehikel.

7. Satz von Tintenstrahltinten, umfassend eine Tinte mit subtraktivem Magenta-Farbstoff, eine Tinte mit subtraktivem Cyan-Farbstoff und eine Tinte mit subtraktivem gelbem Farbstoff, dadurch gekennzeichnet, daß:

1) der Magenta-Farbstoff ein Farbstoff der Strukturformel:

ist, in der

ist;

R&sub1; ein aliphatischer Rest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder der Rest

ist, worin

R&sub2; für -H, -Niederalkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, -Niederalkoxy, -Halogen, -NO&sub2;, -CN, -CO&sub2;H steht;

R&sub3; für -H, -Niederalkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, -Halogen oder -CO&sub2;H steht;

M für H, Li, Na, K, -N(R&sub4;)&sub4; steht, worin

R&sub4; H,

ist, worin

R&sub5; für -H, -Niederalkyl steht und

n für 1 bis 4 steht; und

in der eine der Gruppen -SO&sub3;M an dem Aminonaphthol-Rest in meta- oder para-Stellung zu der Gruppe -NH- vorliegt und das andere -SO&sub3;M meta zum -OH vorliegt,

2) der Cyan-Farbstoff Direct Blue 199 ist und

3) der gelbe Farbstoff Direct Yellow 132 ist.

9. Satz von Tinten nach Anspruch 7, in dem der Magenta- Farbstoff ein Farbstoff der Strukturformel:

ist.

9. Satz von Tinten nach Anspruch 7, in dem der Magenta- Farbstoff ein Farbstoff der Strukturformel:

ist.

10. Satz von Tinten nach Anspruch 7, in dem der Magenta- Farbstoff ein Farbstoff nach einem der Ansprüche 3 bis 5 ist.