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KR100561466B1 - 자가분산가능한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함한잉크조성물 - Google Patents

자가분산가능한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함한잉크조성물 Download PDF

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KR100561466B1
KR100561466B1 KR20030055023A KR20030055023A KR100561466B1 KR 100561466 B1 KR100561466 B1 KR 100561466B1 KR 20030055023 A KR20030055023 A KR 20030055023A KR 20030055023 A KR20030055023 A KR 20030055023A KR 100561466 B1 KR100561466 B1 KR 100561466B1
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unsubstituted
bipyridine
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유승민
정수아
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 자가분산이 가능한 비피리딘계 리간드와 금속의 착화합물을 포함하는 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함한 잉크 조성물을 제공한다. 상기 비피리딘계 금속 착화합물은 추가적인 분산제가 필요없는 자가분산형으로 그 자체가 착색제로 사용가능하며, 다른 착색제와 결합하여 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 자가분산이 가능한 비피리딘계 리간드와 금속의 착화합물은 그 자체가 착색제로 사용가능할 뿐만 아니라, 기존의 착색제와 결합하여 다양한 색상의 구현이 가능하고, 내광성 등의 내구성도 부가적으로 향상시키는 효과가 있다. 또한, 친수성기를 포함한 리간드를 비피리딘계 리간드와 함께 금속과 배위결합하게 하여 금속 착화합물의 벌키한 구조를 통한 입체적 장애(steric hindrance)와 전하를 띤 금속과 친수성기 리간드의 정전기적 반발력 등을 이용한 자가분산 방식을 도입하여 장시간 사용하였을 경우에도 저장안정성이 매우 향상된다.

Description

자가분산가능한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함한 잉크 조성물{Self-dispersible bipyridine-based metal complex and ink composition comprising the same}
본 발명은 자가분산이 가능한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함하는 잉크 조성물에 관한 것으로서, 별도의 분산제를 사용하지 않고서도 분산이 용이한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함하여 색구현능력, 내구성 및 분산 안정성이 우수한 잉크 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 가시광선을 선택적으로 흡수 또는 반사함으로써 고유한 색을 나타내는 물질을 착색제라 하는데, 착색제는 염료와 안료로서 구분가능하다.
염료는 일정한 방법으로 섬유, 피혁, 모피, 지류 등과 같은 피염물에 염착되어 상당한 일광세탁, 마찰 등에 견뢰도를 갖는 착색제이며, 안료는 착색제를 가지는 미립자로서 피염물의 표면에 직접적으로 염착되지 않고 물리적 방법(접착 등)에 의해 피염물 표면에 부착되어 고유의 색을 내는 것을 말한다.
염료는 위에 서술된 섬유, 피혁, 모피, 지류 뿐만아니라 식품, 의약품, 화장품,잉크젯잉크 등의 착색제로 사용이 되며, 안료는 도료, 인쇄잉크, 잉크젯 잉크, 플라스틱 착색, 고무 착색, 가구 제조, 날염, 제지, 화장품 제조, 요업 등에 사용되고 있다.
그런데, 이와 같은 착색제가 나타내는 색은 물질의 입자가 가시광선 3,000∼7,000Å의 어떤 파장 부분을 선택적으로 반사 또는 투과하는가에 따라 그 색이 결정된다. 이와 같은 특성은 착색제 분자의 구조에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있다. 유기 착색제와 무기 착색제로의 구별이 바로 그것인데, 아직 명확한 메카니즘은 규명되지 않았으나, 유기 착색제란 이중결합의 공액(conjugation)에 의해 빛을 흡수, 전이, 방출 등의 순환에 의해 색상이 발현되고, 무기 착색제는 그 화합물내에 존재하는 금속과 배위결합한 리간드가 빛을 흡수하여 리간드-금속 착화합물이 들뜬 에너지 상태가 되었다가 기저 에너지 준위로 내려가며 방출되는 빛에 의해 색상이 발현된다고 이해되고 있다.
그런데, 일반적으로 유기 착색제는 색구현 범위가 넓으며 밝고 선명한 반면 빛에 탈색되거나 변색되는 등 내광성이 취약한 문제점이 있으며, 무기 착색제는 내광성을 비롯한 내구성은 뛰어나나 색의 구현범위가 좁으며 종류도 다양하지 않은 취약점이 있다.
지금까지 여러 가지 화합물의 착색제가 알려졌으며, 그 중 금속 착화합물을 이용한 새로운 안료 착화합물들이 미국 특허 3,971,739, 3,987,023, 4,077,953, 4,152,324, 일본 공개특허 2001-152044 등에 공지되어 있다. 이 특허들에 개시된 내용에 의하면, 아조기를 갖는 화합물에 금속이 도입되어 분자내 배위결합과 공유결합으로 착화합물을 이룰 수 있도록 하는 방법을 이용한다.
그러나, 이러한 방법에 따르면 아조기라는 특정 작용기를 화합물이 포함하고 있어야 할 뿐만 아니라, 분자내 배위결합 및 공유결합 작용기가 함께 있어서 금속 화합물과 반응했을 때 적당한 거리에 배위결합과 공유결합이 이루어져야 한다는 제약이 있다. 이밖에도, 상기 개시된 착화합물들은 내구성, 색구현 능력 등이 만족할 만한 수준에 도달하지 못하여 개선의 여지가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 색구현 능력 및 내구성이 개선되면서 별도의 분산제를 사용하지 않고서도 분산이 가능한 비피리딘계 금속 착화합물 및 이를 포함하여 저장안정성, 내광성 등이 개선된 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 하기 화학식 1로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물을 제공한다.
Figure 112003029364090-pat00001
상기식에서, W1, W2, W4는 서로 독립적으로 4 내지 8원자환의 헤테로아릴기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
W3는 0 내지 8원자환의 사이클로알킬기, 사이클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 헤테로사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
n은 0 내지 100의 수이며,
R1, R2, R3, R4는 일치환기(mono-substituent) 또는 동일 또는 상이한 다치환기(multi-substituent)로서, 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, -SO3H, -COOH, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 하이드록시기, 아미노기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아 마이드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도(alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일(carbamoyl)기, 설파모일(sulfamoyl)기, 설포(sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 하이드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기, C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기를 나타내고,
R5 및 R6은 서로 독립적으로 일치환 친수성 작용기 또는 동일 또는 상이한 다치환 친수성 작용기이고,
M은 3족 내지 14족 금속 원자이고,
X는 음이온성 모이어티(moiety)이고,
Y는 중성 모이어티이며,
Z는 짝이온(counterion)을 나타내고,
o, p, q는 서로 독립적으로 0 내지 10의 수이고, 단 o와 p가 모두 0인 경우 는 제외된다.
본 발명의 기술적 과제는 또한 하기 화학식 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물에 의하여 이루어진다.
Figure 112003029364090-pat00002
상기식에서 W1, W2, W4는 서로 독립적으로 4 내지 8원자환의 헤테로아릴기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
W3는 0 내지 8원자환의 사이클로알킬기, 사이클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 헤테로사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
n은 0 내지 100의 수이며,
A1, A2, A3, A4는 각각 서로 동일하거나 또는 상이한 착색제를 나타내며, 각 각의 고리화합물 W1, W2, W3, W4에 1개 이상 결합할 수 있고,
i, j, k, m은 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 단, i, j, k, m이 모두 0인 경우는 제외되며,
i, j, k, m가 모두 1인 경우, R1, R2, R3, R4는 링커(linker)가,
i가 0인 경우, R1은 일치환기(mono-substituent) 또는 동일 또는 상이한 다치환기(multi-substituent)로서, 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, -SO3H, -COOH, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 하이드록시기, 아미노기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도(alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일(carbamoyl)기, 설파모일(sulfamoyl)기, 설포(sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 하이드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6- C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기, C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기를 나타내고,
j가 0인 경우, R2는 i가 0인 경우에 있어서 상술한 R1에서 정의된 바와 같고,
k가 0인 경우, R3는 i가 0인 경우에 있어서 상술한 R1에서 정의된 바와 같고,
m이 0인 경우 R4는 i가 0인 경우에 있어서 상술한 R1에서 정의된 바와 같고,
R5 및 R6은 서로 독립적으로 일치환 친수성 작용기 또는 동일 또는 상이한 다치환 친수성 작용기이고,
M은 3 내지 14족 금속 원자이고,
X는 음이온성 리간드이며,
Y는 중성 리간드이며,
Z는 짝이온(counter ion)을 나타내고,
o, p, q는 서로 독립적으로 0 내지 10의 수이고, o와 p가 모두 0인 경우는 제외된다.
상기 화학식 1또는 2에서 R5 및 R6은 서로 독립적으로 -OA, -COOA, -CO-, -SO3A-, -SO2A-, -SO2NH2, -R'SO2A, -PO3 H, -PO3A, -SO2NHCOR, -NH2, -NR3로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되며(단, R은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2- C20 헤테로아릴기이고, R'은 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기이다.)
상기 A는 수소 원자, 알칼리 금속, 암모늄, 치환 또는 비치환된 C1-C12 알킬기, C6-C20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
상기 화학식 1 또는 2의 R1, R2, R3, R4에 있어서 링커는 -O-, -C(=O)O-, -NH- 또는 -C(=O)NH-, -CH=N-로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상술한 비피리딘계 금속 착화합물 및 수성 액체 매질을 포함하는 잉크 조성물에 의하여 이루어진다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에서는 비피리딘(bipyridine) 유도체와 친수성기를 가진 화합물이 금속과 배위결합한 상술한 화학식 1 또는 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물을 제공한다. 이와 같은 착화합물은 유기 착색제의 뛰어난 색 구현 능력과 무기 착색제의 우수한 내구성을 갖고 있고, 용액내의 분산 안정성을 높이기 위해 친수성기를 포함한 리간드를 비피리딘계 리간드와 함께 금속과 배위결합하여 금속 착화합물의 벌키(bulky)한 구조를 통한 입체적 장애(steric hindrance)와 전하를 띤 금속과 친수성기 리간드의 정전기적 반발력 등을 이용한 자가분산 방식을 도입하여 장시간 사용한 경우에도 저장안정성을 크게 개선된다.
상기 화학식 1 또는 2에서 R5 및 R6은 서로 동일하거나 또는 상이하며 분산력을 부여하는 일치환 또는 다치환 친수성 작용기로서, 이의 비제한적인 예로서, - OA, -R'OA, -COOA, -R'COOA, -CO-, -SO3A-, -SO2A-, -SO2NH2 , -R'SO2A, -PO3H, -PO3A, -SO2NHCOR, -NH2, -NR3로 이루어진 군으로부터 선택되며(단, R은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, R'은 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기임),
상기 A는 수소 원자, 알칼리 금속, 암모늄, 치환 또는 비치환된 C1-C12 알킬기 및 C6-C20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
상기 화학식 1의 비피리딘계 금속 착화합물에서 R1, R2, R3, R4 중 적어도 하나는 착색제와 반응할 수 있는 치환기를 갖고 있는 것이 바람직하며, 이러한 치환기의 비제한적인 예로서, -OH, -NH2, -COOH, -SO3H, -NO2, -F, -Cl, -Br, -I기 등이 있을 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 이와 같은 작용기는 착색제에 일반적으로 많이 함유된 -COOH, -OH, -CO, -COH, -NH2 등과 반응하여 기존의 착색제가 결합하게 된다.
상기 화학식 1 및 2에서, n은 비피리딘계 화합물 기본골격에 피리딘 모이어티(moiety)가 연결된 수를 나타내며, 0 내지 100의 수이고, 바람직하게는 n은 0 내지 10의 수이다.
상기 화학식 1 및 2에서 M은 배위결합된 금속은 전하를 가지며 그 전하는 +1 내지 +5의 양전하를 가질수 있고, 음이온성 모이어티인 X의 전하는 -1내지 -6까지의 음전하가 가능하며, 짝이온 Z은 -2 내지 +2까지의 전하를 가질 수 있다.
상기 M은 3 내지 14족의 금속으로서, 이의 구체적인 예로서, 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 세륨(Ce), 코발트(Co), 크롬(Cr), 구리(Cu), 유로피윰(Eu), 철(Fe), 게르마늄(Ge), 인듐(In), 란탄(La), 망간(Mn), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rd), 루테늄(Ru), 스칸듐(Sc), 실리콘(Si), 사마륨(Sm), 티타늄(Ti), 우라늄(U), 아연(Zn), 지르코늄(Zr) 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어"음이온성 모이어티" 및 "중성 모이어티"의 정의에 대하여 살펴보면, 음이온성 모이어티는 상기 금속 M과 결합하기 이전에 음이온을 띠는 모이어티 지칭하며, 중성 모이어티는 상기 금속 M과 결합하기 이전에 중성을 띠는 모이어티를 지칭한다.
음이온성 모이어티인 X는 -1 내지 -6의 음전하를 갖고 있고, 이의 구체적인 예로는, 할로겐 원자 이온(F-, Cl-, Br-, I-), -R"C(=O)-O*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"CN*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"OO*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"O*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z -, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"SCN*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"N3 *(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"CO3*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"SO4*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
중성 모이어티인 Y는 한자리 리간드, 두자리 리간드, 세자리 리간드 등이 사용될 수 있고, 이의 구체적인 예로는 트리페닐포스피닐, -R"-NH2*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), 2,2'-비피리딜, 1,10-페난트롤릴, 2,2',2''-터피리딜, 하기 구조식으로 표시되는 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
Figure 112003029364090-pat00003
짝이온 Z에는 착이온을 중성으로 만들기 위하여 양이온 또는 음이온이 사용되는데, -2 내지 2의 전하 상태를 가질 수 있고, 음이온으로는 할라이드 이온(예: F-, Cl-, Br-, I-), 설파이트(sulfite) 이온, C1-C10 알킬설파이트 이온, 설페이트 이온, C1-C10 알킬설페이트 이온, 니트레이트(nitrate) 이온, 니트라이트 (nitrite) 이온, 퍼클로로 산 이온, 탄소수 1 내지 10의 카르복실레이트 이온(예: 아세테이트, 트라이플루아세테이트, 스테아릴레이트), 살리실레이트(salicylate) 이온, 벤조에이트(benzoate) 이온, 헥사플루오로포스페이트(heaxfluorophosphate) 이온, 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate) 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이 사용되며, 양이온으로는 리튬(1가), 나트튬(1가), 칼륨(1가), 암모늄(1가), 포스포늄(1가)이 사용될 수 있다.
상기 화학식 1 및 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물 제조시, 금속(M) 이온을 제공시 이용되는 화합물의 비제한적인 예로는, 염화아연(zinc chloride), 황산아연(zinc sulfate, zinc nitrate, zinc acetate, nikel chloride(Ⅱ), nikel sulfate)(Ⅱ), 질화니켈(nikel nitrate)(Ⅱ), 아세트산니켈(nikel acetate)(Ⅱ), 스테아르산 니켈(nikel stearylate)(Ⅱ), 비스(2,4-펜탄디오네이토)디아쿠아니켈{bis(2,4-pentanedionato)diaquanikel}(Ⅱ), 비스)디메틸글리옥시마토)니켈{bis(dimethylglyoxymato) nikel}(Ⅱ), 비스(3-메톡시카르보닐-2,4-테토데카디오네이트){bis(3-methoxycarbonyl-2,4-tetodecanedionato)nikel}(Ⅱ), 트리스(글리신아미도)니켈{tris(glycineamido) nikel}(Ⅱ), 테트라페닐보레이트(tetraphenyl borate), 코발트헥산아민(Ⅲ) 클로 리네이티드 생성물{cobalt hexaamine(Ⅲ) chlorinated product}, 트리스(에틸렌디아민 코발트(Ⅲ) 클로리네이티드 생성물)tris(ethylenediamine) cobalt(Ⅲ) chlorinated product, 시스-디클로로테트라아민 코발트(Ⅲ) 클로레이티드 생성물{cis-dichlorotetraanimine cobalt(Ⅲ) chlorinated product}, 암모늄 테트라니트로디아민 코발트(Ⅲ) 산{ammonium tetranitrodiamine cobalt(Ⅲ) acid}, 포타슘 헥사시아노코발트(Ⅲ) 산{potassium hexacyano cobalt(Ⅲ) acid}, 염화구리(copper chloride)(Ⅱ), 테트라플루오로붕산 구리{copper tetrafluoro borate}(Ⅱ), 비스(에틸렌디아민) 카파(Ⅱ) 설페이트{bis(ethylenediamine) copper(Ⅱ) sulfate}, 염화로듐{rhodium chloride}(Ⅱ), 황산로듐{rhodium sulfate}(Ⅱ), 테트라아세트산 이로듐{dirhodium tetraacetic acid}(Ⅱ), 헥사아민 로듐(Ⅲ) 클로라이드{hexaamine rhodium(Ⅲ) chloride}, 포타슘 헥사시아노로듐{potassium hexacyanorhodium}(Ⅲ), 루테늄브롬마이드{rutheniumbromide}(Ⅲ), 헥사아민 루테늄(Ⅲ) 브로마이드 {hexaamine ruthenium(Ⅲ) bromide}, 포타슘 헥사시아노 루테늄(Ⅱ) 산{potassium hexacyano ruthenium(Ⅱ) acid}, 황산팔라듐{palladium sulfate}(Ⅱ), 테트라클로로팔라듐의 암모늄산{ammonium acid of tetrachloro palladium}(Ⅱ), 테트라아민팔라듐(II) 클로라이드{tetraamine palladium(Ⅱ) chloride}, 테트라아민 백금(Ⅱ) 클로라이드{tetraamine platinum(Ⅱ) chloride}, 비스에틸렌디아민 백금(Ⅱ) 클로라이드{bisethylendiamine platinum(Ⅱ) chloride}, 헥사아민(Ⅳ) 클로라이드(hexaamine platinum(Ⅳ) chloride), 트리스(에틸렌디아민) 백금(Ⅳ) 클 로라이드{tris(ethylenediamine) platinum(Ⅳ) chloride} 등이 포함된다.
상기 화학식 1에서 금속을 제외한 리간드 기본골격에 대한 보다 구체적인 예로서, 화학식 1에서 n이 0이고, W3 고리가 없는 경우인 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물이 있다. 하기 화학식 3의 화합물은 금속과 착화합물을 형성할 수 있는 리간드로 2,2'-비피리딘(bipyridine)을 기본골격으로 하고 있는 유도체로서, 고유의 색을 띄는 착색제로서 사용가능하다.
Figure 112003029364090-pat00004
상기식에서, W1, W2, M, Z, X, Y, o, p, q, R1, R2 ,R 5 및 R6은 상기에서 정의된 바와 같다.
상기 2,2'-비피리딘(bipyridine) 유도체와 금속이 결합하여 착화학물 착색제로 사용가능한 경우는 앞서 2,2'-비피리딘(bipyridine)에 결합된 치환기 R1, R2의 열거된 예에 한정되지 않으며, 2,2'-비피리딘(bipyridine)을 화합물내에 일부분으로 가지고 있는 화합물에도 적용가능하다.
상기 화학식 1에서 금속을 제외한 리간드 기본골격에 대한 구체적인 예로서, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물이 있다. 이 화합물은 금속과 착화합물을 형성할 수 있는 리간드로 1,10-페난트롤린(phenanthroline) 유도체을 기본골격으로 하는 유도체로서, 이 화합물도 고유의 색을 구현하는 착색제로서 이용될 수 있다.
Figure 112003029364090-pat00005
상기식에서, W1, W2, W3, M, Z, X, Y, o, p, q, R1, R 2, R3, R5 및 R6은 상기에서 정의된 바와 같다.
상기 화학식 1에서 금속을 제외한 리간드 기본골격에 대한 구체적인 예로서, 하기 화학식 5로 표시되는 화합물이 있다. 이 화합물은 금속과 착화합물을 형성할 수 있는 리간드로 2,2':6',2"-터피리딘(terpyridine) 유도체를 기본골격으로 하는 유도체로서, 이 화합물도 착색제로서 이용가능하다.
Figure 112003029364090-pat00006
`
상기식에서, W1, W2, W3, M, Z, X, Y, o, p, q, R1, R 2, R3, R5 및 R6은 상기에서 정의된 바와 같다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물의 구체적인 예로서 하기 화학식 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112003029364090-pat00007
상기식중, Z은 (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3) 2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
Figure 112003029364090-pat00008
상기식중, Z은 2Na+ 또는 2K+를 나타낸다.
Figure 112003029364090-pat00009
상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO 3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl 2이다.
Figure 112003029364090-pat00010
상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO 3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl 2이다.
Figure 112003029364090-pat00011
상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO 3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl 2이다.
Figure 112003029364090-pat00012
상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO 3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl 2이다.
Figure 112003029364090-pat00013
상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO 3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
한편, 본 발명의 화학식 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물에서, A는 착색제를 나타내며, 유기 착색제 또는 무기 착색제 모두 사용가능하다. 상기 착색제로서 비피리딘계 리간드와 반응할 수 있는 착색제로는 염료와 안료 모두 사용가능하며 아래 염료와 안료의 예에 한정되지는 않는다.
염료의 구체적인 예로서, C.I, 디렉트 블랙 9(C.I Direct Black), 17, 19, 22, 32, 56, 91, 94, 97, 166, 168, 174, 199, C.I, 디렉트 블루 1(C.I Direct Blue 1),10, 15, 22, 77, 78, 80, 200, 201, 202, 203, 207, 211, C.I 디렉트 레드 2( C.I Direct Red 2), 4, 9, 23, 31, 39, 63, 72, 83, 84, 89, 111, 173, 184, 240, C.I 디렉트 옐로우 8(C.I Direct Yellow 8), 9, 11, 12, 27, 28, 29, 33, 35, 39, 41, 44, 50, 53, 58 등이 있고, 안료의 구체적인 예로서는 카본 블랙, 그래파이트, 유리 카본(vitreous carbon), 활성화된 차콜(activated charcoal), 활성화된 탄소(activated carbon), 안트라퀴논(anthraquinone), 프탈로시아닌 블루(phthalocyanine blue), 프탈로시아닌 그린, 디아조스(diazos), 모노아조스(monoazos), 피란트론(pyranthrones), 페닐렌(perylene), 퀴나크리돈(quinacridone), 인디고이드계 안료(indigoid pigments) 등이 있다.
이상의 착색제에 비피리딘계 리간드와 금속 착화합물이 결합되어 생성된 새로운 착색제는 섬유, 피혁, 모피, 지류, 식품, 의약품, 화장품,잉크젯 잉크, 인쇄 잉크, 도료, 플라스틱 착색, 고무착색, 가구제조, 날염, 제지, 화장품 조, 요업 등에 다양하게 사용이 될 수 있다.
본 발명의 화학식 1 및 2에서 상기 비치환된 C1-C20의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C20의 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, C1-C20의 헤테로알킬기, C6-C20의 아릴기, C6-C20의 아릴알킬기, C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
상기 비치환된 C1-C30의 알케닐기는 상기 정의된 바와 같은 알킬기의 중간이나 맨 끝단에 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 에틸렌, 프로필렌, 뷰틸렌, 헥실렌 등이 있다. 이들 알케닐기중 적어도 하나 이상의 수소원자 는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로알킬기는 상기 정의된 바와 같은 알킬기가 질소원자, 황원자, 산소원자 또는 인원자를 함유하고 있는 것을 의미한다. 예로서는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 및 t-부톡시를 들 수 있으며, 치환기를 갖고 있는 예로는 플루오로메톡시, 클로로메톡시, 트리플루오로메톡시, 트리플루오로에톡시, 플루오로에톡시 및 플루오로프로폭시와 같은 할로알콕시 라디칼을 들 수 있다. 이들 헤테로알킬렌기 중 적어도 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 아릴기는 단독 또는 조합하여 사용되어, 하나 이상의 고리를 포함하는 탄소원자수 6 내지 30개의 카보사이클 방향족 시스템을 의미하며 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합될 수 있다. 아릴이라는 용어는 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸과 같은 방향족 라디칼을 포함한다. 상기 아릴기는 할로알킬렌, 니트로, 시아노, 알콕시 및 저급 알킬아미노와 같은 치환기를 가질 수 있다. 또한 상기 아릴렌기 중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 아릴알킬기는 상기 정의된 바와 같은 아릴렌기에서 수소원자 중 일부가 저급알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필 등과 같은 라디칼로 치환된 것을 의미한다. 예를 들어 벤질, 페닐에틸 등이 있다. 상기 아릴알킬기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 C인 고리원자수 6 내지 30의 1가 모노사이클릭 또는 비사이클릭 방향족 2가 유기 화합물을 의미한다. 상기 헤테로원자중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로아릴알킬기는 상기 헤테로아릴기의 수소원자 일부가 알킬기로 치환된 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴알킬기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
이하, 상술한 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물을 포함하는 잉크 조성물에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 잉크 조성물은 수성 액체 매질, 및 착색제를 포함한다. 이 때 상기 착색제로서, 화학식 1 또는 2의 비피리딘계 금속 착화합물을 단독으로 사용하거나 또는 이러한 비리딘계 금속 착화합물과 일반적인 염료, 안료 등과 같은 착색제를 병용하기도 한다. 상기 화학식 1 또는 2의 비피리딘계 금속 착화합물의 함량은 수성 액체 매질 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 10 중량부이다. 만약 화학식 1 또는 2의 비피리딘계 금속 착화합물의 함량은 10 중량부를 초과하면 저장안정성이 저하되고, 0.1 중량부 미만이면 내구성 효과를 발현시키지 못하여 바람직하지 못하다. 만약 잉크 조성물 제조시, 착색제로서 화학식 1 또는 비리딘계 금속 착화합물과 일반적인 착색제를 함께 사용하는 경우, 일반적인 착색제의 함량은 화학식 1 또는 2의 비피리딘계 금속 착화합물 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10,000 중량부이다.
상기 수성 액체 매질은 물을 단독으로 사용하거나, 1종 이상의 유기 용매를 혼합하여 사용할 수 있다. 이 때 유기용매의 총함량은 잉크 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 0.5 내지 50 중량부인 것이 바람직하다. 잉크 조성물의 고형분 함량은 첨가제가 부가되지 않은 경우에는 착색제 함량을 가르키며, 첨가제가 부가된 경우에는 첨가제와 착색제의 전체 함량을 나타낸다. 이와 같이 수성 액체 매질로 유기 용매를 함께 사용하면 잉크 조성물의 점도 및 표면 장력을 적정 범위로 조절할 수 있다.
상기 유기용매로는 특별히 제한되지는 않으나, 메틸알콜, 에틸 알콜, n-프로필알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜, sec-부틸알콜, t-부틸알콜, 이소부틸알콜 등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디아세톤알콜 등의 케톤류; 에틸아세테이트, 에틸 락테이트 등의 에스테르; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,6-헥산디올, 1,2,6-헥산트리올, 헥실렌글리콜, 글리세롤, 글리세롤 에톡실레이트, 트리메틸롤프로판 에톡실레이트 등의 다가알콜류; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르 등의 저급알킬 에테르; 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 카프로락탐 등의 함질소 화합물; 디메틸 술폭사이드,테트라메틸렌술폰, 티오글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 탄화수소 용매를 사용한다.
본 발명의 잉크 조성물은 경우에 따라서는 점도 조절제, 계면활성제, 금속산화물, 흡습성 또는 착색제 안정화 기능이 있는 물질 등과 같은 첨가제가 더 포함할 수 있다. 여기에서 첨가제의 전체 함량은 착색제의 전체 함량 100 중량부를 기준으로 하여 0.5 내지 30 중량부이다.
본 발명의 조성물을 구성하는 계면활성제는 조성물의 표면장력을 조절하여 노즐에서의 제팅 성능을 안정화 시키는 역할을 수행한다. 이러한 기능을 수행하는 계면활성제로는 음이온성 계면활성제나 비이온성 계면활성제를 사용한다.
점도조절제는 원활한 제팅이 유지될 수 있도록 점도를 조절하는 물질로서, 폴리비닐알콜, 카세인, 카르복시메틸셀룰로오즈 중에서 선택된 하나를 사용한다.
본 발명의 잉크 조성물에는 산 또는 염기가 더 포함되기도 한다. 여기에서 산 또는 염기는 용매에 대한 습윤제의 용해도를 증가시키고, 안료를 안정화 시키는 역할을 한다.
상술한 바와 같은 조성을 갖는 잉크 조성물을 제조하는 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 수성 액체 매질에 화학식 1 또는 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물을 부가한 다음, 여기에 착색제, 점도조절제, 계면활성제 등과 같은 첨가제를 선택적으로 부가하여 혼합한 다음, 교반기로 충분히 교반하여 균일한 상태로 만들어 준다. 그 후, 상기 결과물을 필터에 통과시켜 여과함으로써 본 발명에 따른 잉크 조성물을 얻게 된다.
한편, 본 발명의 화학식 1 또는 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물은 그 용도가 특별하게 제한되지는 않으며, 잉크 조성물 외에도 토너 조성물, 각종 도료, 코팅액 등에도 사용 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 잉크를 중심으로 특성을 평가하였음을 밝혀 두며 이 평가의 방법은 잉크 이외에도, 습식 토너, 건식 토너, 도료 및/또는 코팅액에 적용될 수 있다.
합성예 1. 비피리딘계 리간드를 갖는 착색제의 합성
Figure 112003029364090-pat00014
(1) 250ml 둥근바닥 플라스크에 2,2'-비피리딘-4,4'-디카르복실산 10.2g을 염료인 2-아미노-5-나프톨-7-술폰산 (A-OH) 11.6g과 산촉매인 p-톨루엔 술폰산 0.5g과 함께 톨루엔 100ml에서 6시간 감압증류하여 반응시켰다. 이 때 이 반응은 딘-스탁(Dean-Stark) 장치를 사용하여 물을 계속적으로 제거해주었다.
상기 반응 혼합물의 반응을 0.1N NaOH 수용액으로 종료하고, 사이클로헥산과 NaCl 포화 수용액으로 유기층을 추출하고 이를 농축하면 상기 반응식 1의 생성물을 16.5g 얻었다.
합성예 2
Figure 112003029364090-pat00015
상기 반응식 2의 4,7-디하이드록시-1,10-페난트롤린 14.8g을 카본블랙(A-COOH) 12.3g과 산촉매인 황산 0.4g을 넣고 크실렌 100ml에서 감압증류로 반응시킨 후 0.1N KOH 수용액으로 반응을 종료하고, 멤브레인 여과지가 깔린 깔대기(funnel)에서 핫 필터(hot filter)하여 상기 반응식 2의 에스테르 생성물 19.5g을 얻었다.
합성예 3
상기 합성예 1에 따라 얻은 생성된 화합물 12.3g을 물 100ml에 녹이고, 아세트산구리(cupric acetate) 8.5g을 첨가한후 12시간 동안 감압증류한후, 사이클로헥산과 NaCl 포화 수용액으로 유기층을 추출하고 이를 농축하여 하기 화학식 6으로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물 18.5g을 얻었다.
합성예 4.
상기 합성예 2에 따라 얻은 생성물 19.5g을 물 100ml에 녹이고, 질산 니켈(nikel nitrate(Ⅱ)) 10.3g을 첨가한후 10시간 동안 감압증류한후, 톨루엔과 NaCl 포화 수용액으로 유기층을 추출하고 이를 농축하여 화학식 7으로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물 24.3g을 얻었다.
실시예 1.
화학식 7의 비피리딘계 금속 착화합물 4.0g, 물 77.0g, 디에틸렌 글리콜 3.0g, 에틸렌 글리콜 8.0g 및 글리세린 8.0g을 혼합하고 교반기에서 30분 이상 충분히 교반하여 균일한 상태로 만들어 주었다. 그 후, 상기 결과물을 0.45㎛의 필터에 통과시켜 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 2-6
화학식 7의 착화합물 대신 화학식 8, 9, 10, 11, 12의 화합물을 각각 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 1
화학식 7의 착화합물 대신 카본 블랙(Raven 5250, Columbian Co.제조)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 2
화학식 7의 착화합물 대신 카본 블랙(Regal 330, Cabot Co.제조)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 3
화학식 7의 착화합물 대신 카본블랙(Black Pearl L, Cabot Co.제조)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 4
화학식 7의 착화합물 대신 카본블랙(No. 25B, Mitsubishi Co.제조)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 5
화학식 7의 착화합물 대신 카본블랙(No. 258, Mitsubishi Co.제조)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 6
화학식 7의 착화합물 대신 카본블랙(Valcan XC-72R, Cabot Co.제조)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-6에 따라 제조된 잉크 조성물의 특성을 하기 방법에 따라 평가하였고, 각각의 특성 평가 결과는 다음과 같다.
(1) 장기 저장 안정성
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-6에서 얻어진 잉크 조성물을 내열성 유리병에 100ml씩 담은 다음, 입구를 밀봉하고 60℃로 조절된 항온조에 저장하였다. 이를 2개월동안 방치한 후 바닥의 침전물 형성 유무를 확인하고 다음과 같이 평가하였다.
평가 결과, 실시예 1-6 및 비교예 1-6의 잉크 조성물은 모두 침전물이 형성되지 않았고, 이러한 결과로부터 본 발명의 금속착물 착색제를 사용하여 얻어진 잉크 조성물인 실시예 1 내지 6의 경우, 통상의 착색제를 사용한 비교예 1 내지 6의 경우와 마찬가지로 저장안정성이 우수함을 알 수 있다.
(2) 분산 안정성
실시예 1-6 및 비교예 1-6에서 얻어진 잉크 조성물을 60℃에서 4시간, -40℃에서 4시간 동안을 방치하는 과정을 10회 얄작 반복(Thermal Cycle)한 후 1㎛ 멤브레인을 이용하여 필터한 경우, 여과에 걸리는 시간을 측정하여 평가하였고, 그 결과는 하기 표 1과 같다.
A = [여과시간(TC 후)-여과시간(TC 전)]/여과시간(TC 전)×100(%)
O : A ＜ 10
△ : 10 ≤ A < 20
X : A ＞ 20
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
평가 O O O O O O O △ X O △ △
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 금속착물 착색제를 사용하여 얻어진 잉크 조성물인 실시예 1 내지 6의 경우, 통상의 착색제를 사용한 비교예 1 내지 7과 비교하면 분산안정성이 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
(3 ) 노즐 막힘 테스트
실시예 1-6 및 비교예 1-6 에서 얻어진 잉크 조성물을 삼성 잉크 카트리지에 상온(25℃), 저온(-18℃)에서 2주씩 두었다가 프린팅을 하였을때 노즐이 막히어 잉크를 배출하지 못하는 정도를 다음과 같이 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
O : 모든 노즐의 막힘이 관찰되지 않음
△ : 1~2개의 노즐 막힘이 관찰됨
X : 3개이상의 노즐 막힘이 관찰됨
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
평가(상온) O O O O O O △ X O △ O O
평가(저온) O O O O O O X X O X O O
(4 ) 내광성 테스트
실시예 1-6 및 비교예 1-6 에서 얻어진 잉크 조성물을 삼성 잉크 카트리지에 담고 2cm ×2cm의 솔리드 패턴을 인쇄한 후 이를 Q-SUN 제논 테스트 챔버(Q-SUN Xenon Test Chamber)에서 100시간 동안 광노출시킨 후 테스트 전후의 OD 값 변화를 측정하고 다음과 같이 평가하여 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
A = OD(테스트 후) / OD(테스트 전) ×100(%)
O : A ≥ 90
△ : 75 ≤ A < 90
X : A < 75
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
평가 O O O O O O O △ O X △ △
상기 표 3으로부터 알 수 있듯이, 실시예 1-6의 잉크 조성물은 내광성이 우수하며, 비교예 1-6의 경우는 비교예 1-3의 경우를 제외한 나머지 경우는 내광성이 불량하거나 저하되었다.
본 발명에 따른 자가분산이 가능한 비피리딘계 리간드와 금속의 착화합물은 그 자체가 착색제로 사용가능할 뿐만아니라, 기존의 착색제와 결합하여 다양한 색상의 구현이 가능하고, 내광성 등의 내구성도 부가적으로 향상시키는 효과가 있다. 또한, 친수성기를 포함한 리간드를 비피리딘계 리간드와 함께 금속과 배위결합하게 하여 금속 착화합물의 벌키한 구조를 통한 입체적 장애(steric hindrance)와 전하를 띤 금속과 친수성기 리간드의 정전기적 반발력 등을 이용한 자가분산 방식을 도입하여 장시간 사용하였을 경우에도 저장안정성이 매우 향상된다. 이를 이용하여 섬유, 피혁, 모피, 지류, 식품, 의약품, 화장품, 도료, 인쇄잉크, 잉크젯잉크, 플라스틱착색, 고무착색, 가구제조, 날염, 제지, 화장품제조, 요업 등의 착색제로 사용이 가능하다.

Claims (19)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112005060873115-pat00016
    상기식에서, W1, W2, W4는 서로 독립적으로 6원자환의 헤테로아릴기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
    W3는 0 내지 8원자환의 사이클로알킬기, 사이클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 헤테로사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
    n은 0 내지 100의 수이며,
    R1, R2, R3, R4는 일치환기(mono-substituent) 또는 동일 또는 상이한 다치환기(multi-substituent)로서, 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, -SO3H, -COOH, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 하이드록시기, 아미노기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도(alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일(carbamoyl)기, 설파모일(sulfamoyl)기, 설포(sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 하이드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기, C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기를 나타내고,
    R5 및 R6은 서로 독립적으로 일치환 친수성 작용기 또는 동일 또는 상이한 다치환 친수성 작용기이고,
    M은 3족 내지 14족 금속 원자이고,
    X는 음이온성 모이어티(moiety)이고,
    Y는 중성 모이어티이며,
    Z는 짝이온(counterion)을 나타내고,
    o, p, q는 서로 독립적으로 0 내지 10의 수이고, o와 p가 모두 0인 경우는 제외되고,
    단, W3가 6원자환인 경우, (X-R5)o에서 o가 0인 경우는 제외된다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 R5 및 R6은 서로 독립적으로 -OA, -R'OA, -R'COOA, -COOA, -CO-, -SO3A-, -SO2A-, -SO2NH2, -R'SO2 A, -PO3H, -PO3A, -SO2NHCOR, -NH2, -NR3로 이루어진 군으로부터 선택되며(단, R은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, R'은 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기임),
    상기 A는 수소 원자, 알칼리 금속, 암모늄, 치환 또는 비치환된 C1-C12 알킬기, C6-C20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
  3. 제1항에 있어서, M은 +1 내지 +5의 양전하를 갖고 있고,
    은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 세륨(Ce), 코발트(Co), 크롬(Cr), 구리(Cu), 유로피윰(Eu), 철(Fe), 게르마늄(Ge), 인듐(In), 란탄(La), 망간(Mn), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rd), 루테늄(Ru), 스칸듐(Sc), 실리콘(Si), 사마륨(Sm), 티타늄(Ti), 우라늄(U), 아연(Zn), 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 X는 -1 내지 -6의 음전하를 갖고 있고,
    -R"C(=O)-O*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"CN*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"OO*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O) Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"O*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"SCN*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"N3*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"CO3*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), -R"SO4*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z -, Z은 1 내지 50 의 수임)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물(여기에서 *는 화학식 1의 M과 결합하는 위치를 나타낸다).
  5. 제1항에 있어서, 상기 Y는 트리페닐포스피닐, -R"-NH2*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌, -(CH2CH2O)Z-, Z은 1 내지 50 의 수임), 2,2'-비피리딜, 1,10-페난트롤릴, 2,2',2''-터피리딜, 하기 구조식으로 표시되는 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물(여기에서 *는 화학식 1의 M과 결합하는 위치를 나타낸다).
    Figure 112003029364090-pat00017
  6. 제1항에 있어서, Z은 -2 내지 2의 전하를 가질 수 있고,
    할라이드 이온, 설파이트(sulfite) 이온, C1-C10 알킬설파이트 이온, 설페이 트 이온, C1-C10 알킬설페이트 이온, 니트레이트(nitrate) 이온, 니트라이트 (nitrite) 이온, 퍼클로로 산 이온, 탄소수 1 내지 10의 카르복실레이트 이온, 살리실레이트(salicylate) 이온, 벤조에이트(benzoate) 이온, 헥사플루오로포스페이트(heaxfluorophosphate) 이온, 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate) 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이거나 또는 리튬(Li) 이온, 나트륨(Na) 이온, 칼륨(K) 이온, 암모늄(NH4) 이온 및 포스포늄 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 양이온인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
    [화학식 3]
    Figure 112005060873115-pat00018
    상기식에서, W1, W2, M, Z, X, Y, o, p, q, R1, R2 ,R5 및 R6은 상기에서 정의된 바와 같다.
  8. 제1항에 있어서, 하기 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
    [화학식 4]
    Figure 112003029364090-pat00019
    상기식에서, W1, W2, W3, M, Z, X, Y, o, p, q, R1, R 2, R3, R5 및 R6은 상기에서 정의된 바와 같다.
  9. 제1항에 있어서, 하기 화학식 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물:
    [화학식 5]
    Figure 112003029364090-pat00020
    상기식에서, W1, W2, W3, M, Z, X, Y, o, p, q, R1, R 2, R3, R5 및 R6은 상기에서 정의된 바와 같다.
  10. 제1항에 있어서, 화학식 6 내지 12로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
    [화학식 6]
    Figure 112005060873115-pat00021
    상기식중, Z은 (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
    [화학식 7]
    Figure 112005060873115-pat00022
    상기식중, Z은 2Na+ 또는 2K+를 나타낸다.
    [화학식 8]
    Figure 112005060873115-pat00023
    상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
    [화학식 9]
    Figure 112005060873115-pat00024
    상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
    [화학식 10]
    Figure 112005060873115-pat00025
    상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
    [화학식 11]
    Figure 112005060873115-pat00026
    상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
    [화학식 12]
    Figure 112005060873115-pat00027
    상기식중, Z은 짝이온으로서, (CH3COO)2, (SO4)2, (NO3)2, (CO3)2, (ClO4)2, 또는 Cl2이다.
  11. 하기 화학식 2로 표시되는 비피리딘계 금속 착화합물:
    [화학식 2]
    Figure 112005060873115-pat00028
    상기식에서, W1, W2, W4는 서로 독립적으로 6원자환의 헤테로아릴기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
    W3는 0 내지 8원자환의 사이클로알킬기, 사이클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 헤테로사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알케닐기를 형성하기 위한 원자이고,
    n은 0 내지 100의 수이며,
    A1, A2, A3, A4는 각각 서로 동일하거나 또는 상이한 착색제를 나타내며, 각각의 고리화합물 W1, W2, W3, W4에 1개 이상 결합할 수 있고,
    i, j, k, m은 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 단, i, j, k, m이 모두 0인 경우는 제외되며,
    i, j, k, m가 모두 1인 경우, R1, R2, R3, R4는 링커(linker)가,
    i가 0인 경우, R1은 일치환기(mono-substituent) 또는 동일 또는 상이한 다치환기(multi-substituent)로서, 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, -SO3H, -COOH, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 헤테로알킬기, 하이드록시기, 아미노기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴설폰아마이드기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 아실아미노기, C1-C20 알킬우레이도(alkylureido)기, C6-C20 아릴우레이도기, C2-C20 알콕시카르보닐기, C2-C20 알콕시카르보닐아미노기, 카바모일(carbamoyl)기, 설파모일(sulfamoyl)기, 설포(sulfo)기와 그의 염, 카르복시기와 그의 염, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 하이드록시알킬옥시알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 디알킬아미노알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C5-C20의 피리딜기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 이미다졸릴기, 히드라진기, 히드로존기, C1-C20의 치환 또는 비치환된 피리딜알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 헤테로아릴기, 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴알케닐기, C3-C20의 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기를 나타내고,
    j가 0인 경우, R2는 i가 0인 경우에 있어서 상술한 R1에서 정의된 바와 같고,
    k가 0인 경우, R3는 i가 0인 경우에 있어서 상술한 R1에서 정의된 바와 같고,
    m이 0인 경우 R4는 i가 0인 경우에 있어서 상술한 R1에서 정의된 바와 같고,
    R5 및 R6은 서로 독립적으로 일치환 친수성 작용기 또는 동일 또는 상이한 다치환 친수성 작용기이고,
    M은 3족 내지 14족 금속 원자이고,
    X는 음이온성 모이어티이고,
    Y는 중성 모이어티이며,
    Z는 짝이온(counterion)을 나타내고,
    o, p, q는 서로 독립적으로 0 내지 10의 수이고, o와 p가 모두 0인 경우는 제외되고,
    단, W3가 6원자환인 경우, (X-R5)o에서 o가 0인 경우는 제외된다.
  12. 제11항에 있어서, 상기 R5 및 R6은 서로 독립적으로 -OA, -R'OA, -R'COOA, -COOA, -CO-, -SO3A-, -SO2A-, -SO2NH2, -R'SO2 A, -PO3H, -PO3A, -SO2NHCOR, -NH2, -NR3로 이루어진 군으로부터 선택되며(단, R은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, R'은 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기임),
    상기 A는 수소 원자, 알칼리 금속, 암모늄, 치환 또는 비치환된 C1-C12 알킬기, C6-C20의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다.
  13. 제11항에 있어서, R1, R2, R3, R4에 있어서 링커는 -O-, -C(=O)O-, -NH- 또는 -C(=O)NH-, -CH=N-로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물 착색제.
  14. 제11항에 있어서, M은 +1 내지 +5의 양전하를 갖고 있고,
    은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 세륨(Ce), 코발트(Co), 크롬(Cr), 구리(Cu), 유로피윰(Eu), 철(Fe), 게르마늄(Ge), 인듐(In), 란탄(La), 망간(Mn), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rd), 루테늄(Ru), 스칸듐(Sc), 실리콘(Si), 사마륨(Sm), 티타늄(Ti), 우라늄(U), 아연(Zn), 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
  15. 제11항에 있어서, 상기 X는 -1 내지 -6의 음전하를 갖고 있고,
    할라이드 이온, 하이드록시 이온, 나이트레이트 이온, 탄소수 1 내지 10의 카르복실레이트 이온, 시아노 이온, 퍼옥시 이온, 아세틸아세토나토(acetylacetonatho) 이온과 그 파생 이온, 살리실알데히드와 그 유도체들의 페놀레이트 이온, 글리시내이토(glycynato) 이온, 티오사이아네이트 이 온, 아자이드 이온, 카보네이트 이온, 옥살레이트 이온, 설페이트 이온, 안단 옥살리트 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
  16. 제11항에 있어서, 상기 Y는 트리페닐포스피닐, -R"-NH2*(R"은 C1-C20의 알킬렌, C6-C20의 아릴렌, C2-C20의 헤테로아릴렌임), 2,2'-비피리딜, 1,10-페난트롤릴, 2,2',2''-터피리딜, 하기 구조식으로 표시되는 그룹으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
    Figure 112005060873115-pat00029
  17. 제11항에 있어서, Z은 -2 내지 2의 전하를 가질 수 있고,
    할라이드 이온, 설파이트(sulfite) 이온, C1-C10 알킬설파이트 이온, 설페이트 이온, C1-C10 알킬설페이트 이온, 니트레이트(nitrate) 이온, 니트라이트 (nitrite) 이온, 퍼클로로 산 이온, 탄소수 1 내지 10의 카르복실레이트 이온, 살리실레이트(salicylate) 이온, 벤조에이트(benzoate) 이온, 헥사플루오로포스페이트(heaxfluorophosphate) 이온, 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate) 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온이거나 또는 리튬(Li) 이온, 나트륨(Na) 이온, 칼륨(K) 이온, 암모늄(NH4) 이온 및 포스포늄 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 양이온인 것을 특징으로 하는 비피리딘계 금속 착화합물.
  18. 제1항 내지 제17항중 어느 한 항의 비피리딘계 금속 착화합물 및 수성 액체 매질을 포함하며, 상기 비피리딘계 금속 착화합물의 함량은 수성 액체 매질 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  19. 삭제
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