專利名稱：雙偶氮染料化合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙偶氮染料化合物，特別是一種適用于紙用噴墨印刷墨水的雙偶氮染料化合物，并可與其它染料及配方組成份混合，配制成可以獲得日光牢度好的黑色噴墨墨水。
背景技術(shù)：
在噴墨印刷技術(shù)的應(yīng)用需求上，目前仍需要日光牢度(light-fastness)佳的黑色墨水染料組成份，在美國專利US4,694,302與US5,062,892當(dāng)中有介紹，過去常用的黑色墨水染料組成物例如食用黑色2，其日光牢度等特性并不佳，未能滿足前撰打印需求；又如C.I.直接黑168雖具有較佳的日光牢度，但其溶解度低，做為噴墨墨水染料組成份時(shí)有限制性。
因此，在噴墨印刷墨水的染料組成物中，如何提供一種染料組成物，可和其它染料及配方組成份混合，配制成具有日光牢度佳的黑色墨水組成物，是持續(xù)努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新穎雙偶氮染料化合物，其適用于紙用噴墨印刷墨水的雙偶氮染料化合物。本發(fā)明的雙偶氮染料化合物可和其它染料混合，配制成一黑色染料組成物。并可以進(jìn)一步配制成可以獲得日光牢度好的黑色墨水組成物。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的雙偶氮染料化合物，其結(jié)構(gòu)如下式(I)
其中M為H、Na或Li。較佳的，本發(fā)明的式(I)化合物是如下式(I-1)。
本發(fā)明的雙偶氮染料化合物可和至少一種選自黃色、紅色或橘色的染料混合，配制成一黑色染料組成物。
本發(fā)明的黑色染料組成物，其包括(A)含量為50至97重量百分比的如下式(I)所示的雙偶氮染料化合物， 其中，M為H、Na或Li；以及(B)含量為50至3重量百分比的至少一種選自黃色、紅色或橘色的染料。
本發(fā)明的黑色染料組成物，其中組成份(B)的黃色染料系選自包括C.I.Direct Yellow 86，C.I.Direct Yellow 98，C.I.Direct Yellow 132，C.I.DirectYellow 142，C.I.Direct Yellow 173，C.I.Acid Yellow 23，C.I.ReactiveYellow 3，C.I.Reactive Yellow 3的水解結(jié)構(gòu)，Yellow 85，Yellow 85的水解結(jié)構(gòu)，Yellow 95，Yellow 95的水解結(jié)構(gòu)，以及如下式(II)染料化合物
其中a為1或2；b為1或2；X為OH、CH2CH2OH或CH2CH2OSO3H。
其中該式(II)染料化合物，較佳的，是如下式(II-1)染料化合物。
本發(fā)明的黑色染料組成物，其中組成份(B)的紅色染料選自包括C.I.Acid Red 52，C.I.Acid Red 249，C.I.Acid Red 289，C.I.Direct Violet 106，C.I.Direct Violet 107，C.I.direct red 227，C.I.Reactive Red 24.1，C.I.Reactive Red 24.1的水解結(jié)構(gòu)，Red 31，Red 31的水解結(jié)構(gòu)，Red 180，Red180的水解結(jié)構(gòu)，Red 23，Red 23的水解結(jié)構(gòu)，Red 3.1，Red 3.1的水解結(jié)構(gòu)，以及C.I.Reactive Red 218的水解結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的黑色染料組成物，其中組成份(B)的橘色染料是選自包括C.I.Reactive Orange 13以及如下式(III)染料化合物 其中c為1或2；d為1或2；e為1、2或3；X為OH、CH2CH2OH或CH2CH2OSO3H。
其中該式(III)染料化合物，較佳的，是如下式(III-1)染料化合物。

本發(fā)明的雙偶氮染料化合物或是黑色染料組成物可以進(jìn)一步調(diào)制成黑色墨水組成物。
本發(fā)明的黑色墨水組成物，其包括(A’)含量為1至10重量百分比的如前述式(I)所示的雙偶氮染料化合物或如前述黑色染料組成物；(B’)含量為20至30重量百分比的有機(jī)溶劑；以及(C’)含量為55至70重量百分比的去離子水。
本發(fā)明的黑色墨水組成物，其中有機(jī)溶劑組成份選自由乙二醇、二乙二醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、2-吡咯烷酮、N-甲基-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮及三乙醇胺所組成的群。
本發(fā)明的黑色墨水組成物，可以還包括一組成份(D’)含量為0.001至5重量百分比的界面活性劑，該界面活性劑系為如下式的化合物 其中n和m的總和為介于0至50的整數(shù)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明式(I)雙偶氮染料化合物的制備，可先將氨基苯磺酸或其鹽類(Aminobenzenesulfonic acid or its salt)加水調(diào)溶后，加入0比1∶1.05的亞硝酸鈉及冰鹽酸水溶液進(jìn)行重氮化反應(yīng)，重氮化溫度為0～20℃、較佳溫度為5～15℃，再于偶合pH為0.5～2.0、較佳pH為0.8～1.2，將重氮鹽溶液與H酸或其鹽類(1-Amino-8-naphthol-3，6-disulfonic acid or its salt)進(jìn)行酸性結(jié)合；接著，將氨基苯甲酸或其鹽類(anthranilic acid or its salt)依前述方法進(jìn)行重氮化后，與H酸或其鹽類(1-Amino-8-naphthol-3，6-disulfonic acid or itssalt)進(jìn)行堿性結(jié)合；最后再以800g NaCl進(jìn)行鹽析、過濾取出cake，烘干后所得雙偶氮染料化合物的結(jié)構(gòu)如下式(I-1)。
本發(fā)明黑色染料組成物的制備，是以式(I)雙偶氮染料化合物和至少一種選自黃色、紅色或橘色的染料混合，配制成一黑色染料組成物。關(guān)于本發(fā)明黑色染料組成物的成分與比例已經(jīng)詳述如前，其混合或調(diào)配為本領(lǐng)域技術(shù)人士所熟悉，于此不在一一贅述。
本發(fā)明的黑色墨水組成物的制備，本發(fā)明的黑色墨水組成物包括(A’)含量為1至10重量百分比的如前述式(I)所示的雙偶氮染料化合物或如前述黑色染料組成物；(B’)含量為20至30重量百分比的有機(jī)溶劑；以及(C’)含量為55至70重量百分比的去離子水。關(guān)于本發(fā)明黑色墨水組成物的成分與比例已詳述如前，其混合或調(diào)配為本領(lǐng)域技術(shù)人士所熟悉，于此不在一一贅述。
本發(fā)明的黑色墨水組成物可以還包括一組成份(D’)界面活性劑。該界面活性劑例如選自由乙炔二醇(acetylene glycol)衍生物-Surfynol 465、Surfynol 485、Surfynol 420及Surfynol 104所組成的群，(Air Products &Chemicals，Inc.所販賣)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下式(4) 其中n和m的總和介于0至50的整數(shù)。
本發(fā)明所提供的式(I)雙偶氮染料化合物、黑色染料組成物、黑色墨水組成物的具體實(shí)施例，為方便更進(jìn)一步說明起見，將列舉以下實(shí)施例作更具體的說明，但不會(huì)因此而限定本發(fā)明的范圍，其中化合物是以游離酸的形式表示，但其實(shí)際的形式有可能是金屬鹽，更可能是堿金屬鹽，尤其是鈉鹽，除非有特別說明，否則實(shí)施例中所使用的份數(shù)或百分比皆以重量為單位，溫度以攝氏溫度℃為單位。
實(shí)施例1式(I-1)雙偶氮染料化合物的制備取氨基苯磺酸34g，加水調(diào)溶后加入摩爾比1∶1.05的亞硝酸鈉及冰鹽酸水溶液進(jìn)行重氮化反應(yīng)，將其重氮化為重氮鹽溶液，重氮化溫度為10℃，再于偶合pH為1.0，將重氮鹽溶液與H酸或其鹽類(1-Amino-8-naphthol-3，6-disulfonic acid or its salt)進(jìn)行酸性結(jié)合；接著，將氨基苯甲酸或其鹽類(anthranilic acid or its salt)依前述方法進(jìn)行重氮化后，與H酸或其鹽類(1-Amino-8-naphthol-3，6-disulfonic acid or its salt)進(jìn)行堿性結(jié)合；最后再以800g NaCl進(jìn)行鹽析、過濾取出cake，烘干后可得結(jié)構(gòu)如上式(I-1)的雙偶氮染料化合物145g，abs./λmax＝768/607nm，20ppm。
實(shí)施例2黑色染料組成物的制備取本發(fā)明如前述制備例的式(I-1)雙偶氮染料化合物58.1g，加上如本發(fā)明的式(II-1)雙偶氮染料化合物8.3g，再加上如本發(fā)明的式(III-1)雙偶氮染料化合物30.9g與C.I.Reactive Red 218水解結(jié)構(gòu)(如下所示)化合物2.6g后，以混合機(jī)充分均勻混合后，可得一黑色染料組成物約100g。
實(shí)施例3黑色染料組成物的制備
取本發(fā)明如前述制備例的式(I-1)雙偶氮染料化合物53.4g，加上如本發(fā)明的式(II-1)雙偶氮染料化合物24.6g，再加上如本發(fā)明的式(III-1)雙偶氮染料化合物22g后，以混合機(jī)充分均勻混合后，可得一黑色染料組成物約100g。
實(shí)施例4黑色染料組成物的制備取本發(fā)明如前述制備例的式(I-1)雙偶氮染料化合物55.8g，加上如本發(fā)明的式(II-1)雙偶氮染料化合物16.5g，再加上如本發(fā)明的式(III-1)雙偶氮染料化合物26.5g與C.I.Reactive Red 218水解結(jié)構(gòu)(如下所示)化合物1.3g后，以混合機(jī)充分均勻混合后，可得一黑色染料組成物約100g。
實(shí)施例5本發(fā)明黑色墨水組成物的制備將本發(fā)明如前述制備例的式(I-1)雙偶氮染料化合物以45％氫氧化鈉水溶液調(diào)整pH值至10～12，后加熱升溫至80℃，持溫反應(yīng)90分鐘，以32％鹽酸溶液調(diào)整pH值至7～7.5，進(jìn)行逆滲透脫鹽、噴干后，再依照以下表1的組成份混合、過濾后成為墨水組成物。
比較例1公知黑色墨水組成物(對(duì)照組)的制備取C.I.Reactive Black 5染料化合物3g，加去離子水68.7g，以氫氧化鈉水溶液調(diào)溶后，依續(xù)加入diethylene glycol 10g，diethylene glycolmono-butyl ether 10g，甘油7g，界面活性劑與殺菌劑1.3g，混合均勻后，以32％鹽酸溶液調(diào)整pH值至7～7.5，進(jìn)行逆滲透脫鹽，過濾后成為黑色墨水組成物。
比較例2取Bayer公司的Bayscrip Black SP產(chǎn)品16g，加去離子水55.7g，以氫氧化鈉水溶液調(diào)溶后，依續(xù)加入diethylene glycol 10g，diethylene glycolmono-butyl ether 10g，甘油7g，界面活性劑與殺菌劑1.3g，混合均勻后，以32％鹽酸溶液調(diào)整pH值至7～7.5，進(jìn)行逆滲透脫鹽，過濾后成為黑色墨水組成物。
表1墨水組成配方 以上DYE 1表C.I.Reactive Black 5；DYE 2表本發(fā)明的式(I-1)雙偶氮染料化合物；DYE 3表本發(fā)明的式(II-1)染料化合物；DYE 4本發(fā)明的式(III-1)染料化合物；DYE5表C.I.Reactive Red 218水解結(jié)構(gòu)如下所示；
DYE6表Bayer公司的Bayscrip Black SP產(chǎn)品。
DEG表diethylene glycolDEGMBE表diethylene glycol mono-butyl etherS-465表如前述的Air Products & Chemicals，Inc.所販賣的界面活劑產(chǎn)品名PROXEL-XL2表Bayer公司所販賣的殺菌劑產(chǎn)品名DI-water表去離子水試驗(yàn)例用以下打印測(cè)試條件進(jìn)行打印后日光牢度與水牢度測(cè)試，并與目前市場(chǎng)常用的黑色墨水組成物-Bayer公司的Bayscrip Black SP產(chǎn)品作比較，測(cè)試結(jié)果如表2。
打印機(jī)-EPSONSTYLUS PHOTO 830U PRINTER。
打印紙張-PLAIN PAPER。
光牢度測(cè)試以氙弧燈照射打印后的紙張，條件是總能量85KJ，再以DATACOLOR測(cè)色分光儀，測(cè)量照射氙弧燈前后的色差變化，若DE越大表示照射前后顏色變化越大，光牢度越差。
水牢度測(cè)試使用燒杯裝200g純水，將打印后的紙張裁剪成5cm*5cm大小的方塊，以直立的方式浸泡在200g純水1分鐘，然后取出方塊紙，將其直立瀝干1分鐘，再用60℃烘干，再以DATACOLOR測(cè)色分光儀測(cè)量其水洗前后的色差變化，若DE越大表示水洗前后顏色變化越大，水牢度越差。
表2打印日光牢度與水牢度測(cè)試結(jié)果

注1水洗牢度DE變化-DE越小表示水洗前后顏色變化越小，水牢度越佳。
注2光牢度DE變化-DE越小表示照射前后顏色變化小，光牢度越佳。
由上表可以看出，本發(fā)明的墨水組成物A比對(duì)照組D日光牢度及水牢度都好，另本發(fā)明的黑色墨水組成物B、C亦比對(duì)照組E日光牢度好。綜上所陳，本發(fā)明無論就目的、手法及功效，或就其技術(shù)層面與研發(fā)設(shè)計(jì)上，均顯示其不同于公知技術(shù)的特征。應(yīng)注意的是，上述諸多實(shí)施例僅是為了便于說明故舉例闡述的，而本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種雙偶氮染料化合物，其結(jié)構(gòu)如下式(I) 其中M為H、Na或Li。
2.如權(quán)利要求1所述的雙偶氮染料化合物，其特征在于，其中該式(I)化合物如下式(I-1)。
3.一種黑色染料組成物，其包括(A)含量為50至97重量百分比的如下式(I)所示的雙偶氮染料化合物， 其中，M為H、Na或Li；以及(B)含量為50至3重量百分比的至少一種選自黃色、紅色或橘色的染料。
4.如權(quán)利要求3所述的黑色染料組成物，其特征在于，其中該組成份(B)的黃色染料選自包括C.I.Direct Yellow 86，C.I.Direct Yellow 98，C.I.Direct Yellow 132，C.I.Direct Yellow 142，C.I.Direct Yellow 173，C.I.AcidYellow 23，C.I.Reactive Yellow 3，C.I.Reactive Yellow 3的水解結(jié)構(gòu)，Yellow 85，Yellow 85的水解結(jié)構(gòu)，Yellow 95，Yellow 95的水解結(jié)構(gòu)，以及如下式(II)染料化合物 其中a為1或2；b為1或2；X為OH、CH2CH2OH或CH2CH2OSO3H。
5.如權(quán)利要求4所述的黑色染料組成物，其特征在于，其中該式(II)染料化合物如下式(II-1) 染料化合物。
6.如權(quán)利要求3所述的黑色染料組成物，其特征在于，其中該組成份(B)的紅色染料選自包括C.I.Acid Red 52，C.I.Acid Red 249，C.I.Acid Red289，C.I.Direct Violet 106，C.I.Direct Violet 107，C.I.direct red 227，C.I.Reactive Red 24.1，C.I.Reactive Red 24.1的水解結(jié)構(gòu)，Red 31，Red 31的水解結(jié)構(gòu)，Red 180，Red 180的水解結(jié)構(gòu)，Red 23，Red 23的水解結(jié)構(gòu)，Red 3.1，Red 3.1的水解結(jié)構(gòu)，以及C.I.Reactive Red 218的水解結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求3所述的黑色染料組成物，其特征在于，其中該組成份(B)的橘色染料是選自包括C.I.Reactive Orange 13以及如下式(III)染料化合物 其中c為1或2；d為1或2；e為1、2或3；X為OH、CH2CH2OH或CH2CH2OSO3H。
8.如權(quán)利要求7所述的黑色染料組成物，其特征在于，其中該式(III)染料化合物是如下式(III-1) 染料化合物。
9.一種黑色墨水組成物，其包括(A’)含量為1至10重量百分比的如權(quán)利要求1所述的雙偶氮染料化合物或如權(quán)利要求2的黑色染料組成物；(B’)含量為20至30重量百分比的有機(jī)溶劑；以及(C’)含量為55至70重量百分比的水。
10.如權(quán)利要求9所述的黑色墨水組成物，其特征在于，其中有機(jī)溶劑組成份選自由乙二醇、二乙二醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、2-吡咯烷酮、N-甲基-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮及三乙醇胺所組成的群。
11.如權(quán)利要求9所述的黑色墨水組成物，其特征在于，其中還包括一組成份(D’)含量為0.001至5重量百分比的界面活性劑，該界面活性劑為如下式的化合物 其中n和m的總和為介于0至50的整數(shù)。
全文摘要
一種雙偶氮染料化合物，結(jié)構(gòu)如下式(I)其中，M為H、Na或Li。此染料化合物特別適用于紙用噴墨印刷墨水的染料組成份，并可與其它染料及配方組成份混合，配制成可以獲得日光牢度好的黑色噴墨墨水。
文檔編號(hào)C09D11/02GK1927945SQ20051009948
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日
發(fā)明者林仁方, 孫自揆, 陳小山, 林文琴 申請(qǐng)人:明德國際倉儲(chǔ)貿(mào)易(上海)有限公司