JP2003201410A - 共重合性ビニル基を含むアントラキノン着色剤 - Google Patents

共重合性ビニル基を含むアントラキノン着色剤

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JP2003201410A JP2002327992A JP2002327992A JP2003201410A JP 2003201410 A JP2003201410 A JP 2003201410A JP 2002327992 A JP2002327992 A JP 2002327992A JP 2002327992 A JP2002327992 A JP 2002327992A JP 2003201410 A JP2003201410 A JP 2003201410A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 共重合性ビニルモノマーを含む新規なアント
ラキノン着色剤の提供。 【解決手段】 着色アクリルポリマー、着色ポリスチレ
ン及び他のエチレン性不飽和モノマーに由来する同様な
着色ポリマー材料のような着色組成物を生成するため
に、エチレン性不飽和モノマーが共重合することができ
る、1種又はそれ以上のエチレン性不飽和光重合性基を
含む式Iで表される熱安定性赤色アントラキノン着色剤
を開示する。これらの化合物は、紫外線に対する安定性
に優れ、ビニルモノマーへの溶解性が良好で、色の濃さ
及び熱安定性に優れている。本発明の1種又はそれ以上
の着色剤化合物が共重合されたアクリルポリマー材料、
即ちアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び/
又は他の共重合性ビニル化合物から得られるポリマーも
開示する。 〔式中、Rは水素又はメチル基を,nは2〜3を,Qは
共重合性ビニル基含有有機基を表す。〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エチレン性不飽和
モノマーと共重合して(又はエチレン性不飽和モノマー
で硬化して)、着色アクリルポリマー、例えばアクリル
酸及びメタクリル酸エステルから製造されたポリマー、
着色ポリスチレン並びに他のエチレン性不飽和モノマー
から得られる同様な着色ポリマー材料を生成できる、1
個又はそれ以上のエチレン性不飽和(ビニル)、光重合
性基を含むいくつかの熱安定性赤色アントラキノン着色
剤に関する。これらの化合物は、紫外線(UV線)に対
する優れた堅牢度(安定性)、ビニルモノマーへの優れ
た溶解性、優れた色の濃さ及び熱安定性を有する。本発
明はまた本発明の1種又はそれ以上の着色剤化合物が共
重合されたアクリルポリマー材料、即ちアクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル及び/又は他の共重合性ビ
ニル化合物から得られるポリマーを含む。
【0002】
【従来の技術】エポキシ基を有するテレポリマー(te
repolymer)又はポリアクリロイルクロリドの
ような反応性ポリマーを、アミノもしくはヒドロキシ基
のような求核反応性基を含むアントラキノン染料と結合
させることによって着色ポリマー材料を製造すること;
アクリロアミノアントラキノン染料を、ビニルもしくは
ジビニルポリマーの主鎖にグラフトさせること;並びに
ある種のオレフィン基を含むアントラキノン染料を重合
させてポリマー染料/顔料を製造することは知られてい
る(非特許文献1)。特許文献1は、1個のアクリロイ
ルオキシ基を含む青色置換1,4−ジアミノアントラキ
ノン染料の調製及び種々の繊維、特にポリアミド繊維の
着色へのこれらの染料の使用を記載している。特許文献
2は、高い二色性を有する液晶ポリマーを提供するため
に共重合されたオレフィン基を含むいくつかの青色置換
1,5−ジアミノ−4,8−ジヒドロキシアントラキノ
ン染料を含む液晶コポリマーを開示している。特許文献
3は、重合性アクリロイル及びメタクリロイル基を含
む、いくつかの置換1,4−ジアミノアントラキノン染
料の調製、並びに共重合によるポリアクリレート・コン
タクトレンズ材料の着色へのそれらの使用を記載してい
る。
【0003】特許文献4は、(a)2−アルケニルアズ
ラクトンを重合させ、そしてこのポリマーを、求核基を
含む染料と反応させることによって、及び(b)求核性
染料をアルケニルアズラクトンと反応させ、次いでこう
して生成された遊離基重合性染料を重合させることによ
って、アントラキノンを含む種々の染料をポリマー染料
に転化することを開示している。これらのポリマー染料
は、フォトレジスト・システム及び色校正に有用である
ことが報告されている。特許文献5は、ビニルモノマー
と、ある種のアントラキノン染料をメタクリロイル基で
官能基化することによって調製された反応性アントラキ
ノン染料との乳化重合による、インキ、ペイント、トナ
ーなどに適当な着色ビニルポリマーの調製方法を開示し
ている。
【0004】光重合性基を含むいくつかのアントラキノ
ンを含む種々の色素の調製及び液晶テレビ受像機、カラ
ーコピー機、感光性レジスト樹脂組成物などへの使用に
適したカラーフィルターへのそれらの使用は特許文献6
に記載されている。
【0005】
【特許文献1】米国特許第4,115,056号明細書
【特許文献2】米国特許第4,943,617号明細書
【特許文献3】米国特許第5,055,602号明細書
【特許文献4】米国特許第5,362,812号明細書
【特許文献5】米国特許第5,367,039号明細書
【特許文献6】米国特許第5,578,419号明細書
【非特許文献1】J.S.D.C.,April 19
77,pp114〜125
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は共重合性ビニ
ル基を含む新規なアントラキノン着色剤を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様は、
式I:
【0008】
【化10】
【0009】{式中、Rは水素又はメチルであり、nは
2〜3であり、且つQは有機基1〜9:
【0010】
【化11】
【0011】[式中、R1は水素又はC1〜C6−アルキ
ルから選ばれ;R2は水素;C1〜C6−アルキル;フェ
ニル;C1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコキシ、−
N(C1〜C6−アルキル)2、ニトロ、シアノ、C2〜C
6−アルコキシカルボニル、C2〜C6−アルカノイルオ
キシ及びハロゲンから選ばれた1個又はそれ以上の基で
置換されたフェニル;1−及び2−ナフチル;C1〜C6
−アルキルもしくはC1〜C6−アルコキシで置換された
1−及び2−ナフチル;2−及び3−チエニル;C1
6−アルキルもしくはハロゲンで置換された2−及び
3−チエニル;2−及び3−フリル;並びにC1〜C6
アルキルで置換された2−及び3−フリルから選ばれ;
3及びR4は、独立して、水素、C1〜C6−アルキル、
置換C1〜C6−アルキル及びアリールから選ばれるか、
又はR3及びR4が一緒になって−(CH2−)3 〜5−基
を表すことができ;R5は、水素又はC1〜C6−アルキ
ル、置換C1〜C6−アルキル、C3〜C8−アルケニル、
3〜C8−シクロアルキル及びアリールから選ばれた基
から選ばれ;且つR6は水素、C1〜C6−アルキル及び
アリールから選ばれる]から選ばれる光重合性基であ
る}を有する熱安定性、光重合性染料又は着色剤化合物
に関する。
【0012】本発明の第2の実施態様は、(i)1種又
はそれ以上の重合性ビニル化合物、(ii)1種又はそ
れ以上の、式Iの熱安定性、光重合性染料又は着色剤化
合物及び(iii)光開始剤を含んでなる被覆組成物に
関する。
【0013】本発明の第3の実施態様は、1種もしくは
それ以上の式Iの染料化合物が共重合された、1種もし
くはそれ以上のアクリル酸エステル、1種もしくはそれ
以上のメタクリル酸エステル及び/又は他の重合性ビニ
ル化合物のポリマーを含んでなるポリマー被覆組成物、
代表的には被覆に関する。
【0014】
【発明の実施の形態】式Iを有する熱安定性、光重合性
着色剤化合物は、本発明の第1の実施態様を構成する。
本明細書において、用語「C1〜C6−アルキル」は炭素
数1〜6の直鎖又は分枝鎖脂肪族飽和炭化水素を示すの
に用いる。用語「置換C1〜C6−アルキル」はヒドロキ
シ、ハロゲン、シアノ、アリール、アリールオキシ、ア
リールチオ、C1〜C6−アルキルチオ、C3〜C8−シク
ロアルキル、C2〜C6−アルカノイルオキシ及び−(O
−R7−)p−R8[式中、R7はC1〜C6−アルキレン、
1〜C6−アルキレン−アリーレン、シクロヘキシレ
ン、アリーレン、C1〜C6−アルキレン−シクロヘキシ
レン及びC1〜C6−アルキレン−シクロヘキシレン−C
1〜C6−アルキレンからなる群から選ばれ;R8は水
素、C1〜C6−アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、カ
ルボキシ、C2〜C6−アルカノイルオキシ、C 2〜C6
アルカノイルカルボニル、アリール及びC3〜C8−シク
ロアルキルからなる群から選ばれ;pは1、2又は3で
ある]からなる群から選ばれる1個又はそれ以上の基、
好ましくは1〜3個の基で置換されたC1〜C6−アルキ
ルを示すのに用いる。
【0015】用語「C1〜C6−アルキレン」はC1〜C6
−アルコキシ、C2〜C6−アルカノイルオキシ、ヒドロ
キシ、アリール及びハロゲンから選ばれた1〜2個の基
で置換された又は未置換の、炭素数1〜6の直鎖又は分
枝鎖二価炭化水素基を示すのに用いる。用語「C1〜C6
−アルコキシ」、「C2〜C6−アルコキシカルボニル」
及び「C2〜C6−アルカノイルオキシ」は、それぞれ、
構造−OR9、−CO29及び−OCOR9[式中、R9
はC1〜C6−アルキル又は置換C1〜C6−アルキルであ
る]に対応する基を示すのに用いる。用語「C3〜C8
アルケニル」は、少なくとも1個の二重結合を含む、炭
素数3〜8の脂肪族炭化水素基を示すのに用いる。
【0016】用語「C3〜C8−シクロアルキル」は少な
くとも1個のC1〜C6−アルキル基で置換された又は未
置換の炭素数3〜8の炭素環式飽和炭化水素基を示すの
に用いる。用語「ハロゲン」はフッ素、塩素、臭素及び
ヨウ素を示すのに用いる。用語「アリール」は未置換フ
ェニル、並びにC1〜C6−アルキル、C1〜C6−アルコ
キシ、C2〜C6−アルコキシカルボニル及びハロゲンか
ら選ばれた1〜3個の置換基で置換されたフェニルを示
すのに用いる。
【0017】式Iのビニル官能基化赤色着色剤は、式I
Iの中間ジオール着色剤をアシル化剤1’〜9’と反応
させることによって調製する:
【0018】
【化12】
【0019】[式中、R1、R2、R3、R4及びR6は前
に定義した通りである]。Qは好ましくは、式−COC
(R1)=CH2又は式:
【0020】
【化13】
【0021】[式中、R1は水素又はメチルである]を
有する基である。
【0022】式IIを有する中間ジオール化合物は、好
ましくは1,5−ジクロロ−又は1,8−ジクロロアン
トラキノンと中間アミノ−エーテル−アルカノールII
Iとを反応させることによって調製する:
【0023】
【化14】
【0024】この反応は、ジクロロアントラキノン中間
体をアミンIIIと共に約125〜約165℃、好まし
くは約135〜約150℃の温度で加熱することによっ
て実施できる。反応は、塩基の存在によって促進され、
過剰の中間体IIIが有効であるが;アルカリ金属炭酸
塩、アルカリ金属炭酸水素塩及び第三アミンのような他
の塩基も有用である。種々の溶媒を使用することもでき
るが、エチレングリコールモノ−C1〜C4−アルキルエ
ーテルが溶媒として特に有用である。
【0025】ビニル又は置換ビニル基を含む式Iのアン
トラキノン着色剤化合物は、好ましくは遊離基メカニズ
ムによって重合可能又は共重合可能である。遊離基は、
UV硬化樹脂を調製するための公知の方法によってUV
線への暴露によって発生させる。重合は光開始剤の添加
によって促進できる。着色ポリマー材料は通常、共重合
性基を含む官能基化着色剤を重合性ビニルモノマー中
に、別の溶剤を用いて、又は用いずに溶解させ、次いで
1個又はそれ以上のビニル又は置換ビニル基を含むオリ
ゴマー又はポリマー材料と一緒にすることによって調製
する。
【0026】本発明の第2の実施態様は、(i)1種又
はそれ以上の重合性ビニル化合物、即ち式(I)の着色
剤化合物と共重合可能なビニル化合物、(ii)1種又
はそれ以上の式(I)の着色剤化合物及び(iii)少
なくとも1種の光開始剤を含んでなる被覆組成物であ
る。本発明において有用な重合性ビニル化合物は光開始
剤の存在下においてUV線への暴露時に重合されること
ができる少なくとも1個の不飽和基を含む。即ち、被覆
組成物は輻射線硬化性である。このような重合性ビニル
化合物の例としては以下ものが挙げられる:アクリル
酸、メタクリル酸及びそれらの無水物;クロトン酸;イ
タコン酸及びその無水物;シアノアクリル酸及びそのエ
ステル;アクリル酸及びメタクリル酸のエステル、例え
ばアクリル酸及びメタクリル酸のアリル、メチル、エチ
ル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、テトラヒド
ロフルフリル、シクロヘキシル、イソボルニル、n−ヘ
キシル、n−オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキ
シル、ラウリル、ステアリル及びベンジルエステル;並
びにエチレングリコール、プロピレングリコール、1、
3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジ
エチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエ
チレングリコール、トリプロピレングリコール、1,6
−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、エトキ
シル化ビスフェノールA、エトキシル化ネオペンチルグ
リコール及びプロポキシル化ネオペンチルグリコールの
ジアクリル酸エステル及びジメタクリル酸エステル;ト
リス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ト
リメチロールプロパン、エトキシル化トリメチロールプ
ロパン、プロポキシル化トリメチロールプロパン、ペン
タエリトリトール、グリセロール、エトキシル化グリセ
ロール及びプロポキシル化グリセロールのトリアクリル
酸エステル及びトリメタクリル酸エステル;ペンタエリ
トリトール、エトキシル化ペンタエリトリトール及びプ
ロポキシル化ペンタエリトリトールのテトラアクリル酸
エステル及びテトラメタクリル酸エステル;アクリロニ
トリル、酢酸ビニル;ビニルトルエン;スチレン;N−
ビニルピロリジノン;α−メチルスチレン;マレイン酸
/フマル酸エステル;マレイン酸/フマル酸;クロトン
酸エステル、並びにクロトン酸。
【0027】本発明において有用な重合性ビニル化合物
は、光開始剤の存在下でUV線への暴露時に重合するこ
とができる不飽和基を含むポリマーを含む。これらの重
合性ビニル化合物の調製及び適用は当業者にはよく知ら
れており、例えば、Chemistry and Te
chnology of UV and EB For
mulation for Coatings,Ink
s,and Paints,Volume II:Pr
epolymers and Reactive Di
luents,G.Webster編,John Wi
ley andSons,London,1997に記
載されている。このような、ポリマーである重合性ビニ
ル化合物としては、アクリル化及びメタクリル化ポリエ
ステル、アクリル化及びメタクリル化ポリエーテル、ア
クリル化及びメタクリル化エポキシポリマー、アクリル
化もしくはメタクリル化ウレタン、アクリル化もしくは
メタクリル化ポリアクリレート(ポリメタクリレート)
並びに不飽和ポリエステルが挙げられる。アクリル化も
しくはメタクリル化ポリマー及びオリゴマーは一般に1
個又はそれ以上のアクリレート又はメタクリレート基を
含み且つ反応性希釈剤としての役割をするモノマー、例
えばモノマーアクリル酸及びメタクリル酸エステルと組
み合わされる。不飽和ポリエステルは、公知の標準重縮
合法によって調製され、ほとんどの場合、1個又はそれ
以上のアクリレートもしくはメタクリレート基を含み且
つ反応性希釈剤としての役割をするスチレン又は他のモ
ノマーと組み合わされる。公知の不飽和ポリエステルを
利用するための第2の実施態様は、不飽和ポリエステル
と、2個もしくはそれ以上のビニルエーテル基又は2個
もしくはそれ以上のビニルエステル基を含むモノマーと
の組み合わせを含む(WO 96/01283、WO
97/48744及びEP 0 322 808)。
【0028】本発明の被覆組成物は場合によっては、支
持体(又は下地)表面への組成物の適用及び被覆を容易
にするために、必要に応じて1種又はそれ以上の添加溶
媒を含むことができる。適当な溶媒の代表例としては、
ケトン、アルコール、エステル、塩素化炭化水素、グリ
コールエーテル、グリコールエステル及びそれらの混合
物が挙げられるがこれらに限定されない。具体例として
は以下ものが挙げられるがこれらに限定されない:アセ
トン、2−ブタノン、2−ペンタノン、酢酸エチル、酢
酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソ
ブチル、エチレングリコールジセテート、エチル3−エ
トキシプロピオネート、メチルアルコール、エチルアル
コール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、ブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコール
モノブチルグリコール、ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコー
ルモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、塩化メチレン、クロ
ロホルム及びそれらの混合物。本発明の新規被覆組成物
中に存在できる添加又は外来溶媒の量は、被覆組成物の
総重量に基づき1〜70重量%、より代表的には1〜2
5重量%の範囲とすることができる。
【0029】いくつかの重合性ビニルモノマーは反応体
及び溶媒の両方の役割をすることができる。これらは、
光重合剤の存在下でUV線への暴露時に重合されること
ができる少なくとも1個の不飽和基を含む。具体例とし
ては以下ものが挙げられるがこれらに限定されない:メ
タクリル酸、アクリル酸、アクリル酸エチル、メタクリ
ル酸エチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、
アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシ
エチル、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメ
チロールプロパントリアクリレート、1,6−ヘキサン
ジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコ
ールジアクリレート及びメタクリレート、ビニルエーテ
ル、ジビニルエーテル、例えばジエチレングリコールジ
ビニルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジビニルエ
ーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテ
ル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、トリエ
チレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプ
ロパンジビニルエーテル並びにネオペンチルグリコール
ジビニルエーテル、ビニルエステル、ジビニルエステ
ル、例えばアジピン酸ジビニル、コハク酸ジビニル、グ
ルタル酸ジビニル、ジビニル1,4−シクロヘキサンジ
カルボキシレート、ジビニル1,3−シクロヘキサンジ
カルボキシレート、イソフタル酸ジビニル及びテレフタ
ル酸ジビニル、N−ビニルピロリドン並びにそれらの混
合物。
【0030】さらに、本発明の組成物は、支持体表面へ
の適用及び被覆を容易にするために、溶媒中に溶解させ
るのではなく、水中に分散させることができる。本発明
の水分散組成物中には、場合によっては補助溶媒を使用
する。適当な補助溶媒の代表例としては以下ものが挙げ
られるがこれらに限定されない:アセトン、2−ブタノ
ン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノプロピルエーテル及びエチレングリコールモノブチル
エーテル、エチレングリコール並びにプロピレングリコ
ール。水溶性エチレン性不飽和溶媒の例としては、メタ
クリル酸、アクリル酸、N−ビニルピロリドン、2−エ
トキシエチルアクリレート及びメタクリレート、ポリエ
チレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレング
リコールモノアクリレート及びモノメタクリレート並び
にそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されな
い。本発明の分散被覆組成物中の、適当な水性有機溶媒
(即ち有機溶媒及び水)の量は、総被覆組成物の10〜
90重量%、好ましくは75〜90重量%である。
【0031】本発明の被覆組成物は、式Iの1種又はそ
れ以上の反応性アントラキノン着色剤化合物を含む。1
種又はそれ以上の着色剤化合物の濃度は、被覆組成物中
に存在する1種又はそれ以上の重合性ビニル化合物、即
ち、被覆組成物の成分(i)の重量に基づき0.005
〜30.0重量%、好ましくは0.05〜15.0重量
%であることができる。本発明の被覆組成物は通常、光
開始剤を含む。光開始剤の量は通常、被覆組成物中に存
在する1種又はそれ以上の重合性ビニル化合物の重量に
基づき1〜15重量%、好ましくは3〜5重量%であ
る。代表的な光開始剤としては以下のものが挙げられ
る:ベンゾイン及びベンゾインエーテル、例えばFra
telli Lambertiから商品名ESACUR
E BO、EB1,EB3及びEB4として、Stau
fferからVICURE 10及び30として市販さ
れているもの;ベンジルケタール、例えばCiba G
eigyからの2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニ
ルエタン−1−オン(IRGACURE 651)、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1
−オン(IRGACURE 1173)、2−メチル−
2−モルホリノ−1−(p−メチルチオフェニル)プロ
パン−1−オン(IRGACURE 907)、α−ヒ
ドロキシアルキルフェノン、例えば(1−ヒドロキシシ
クロヘキシル)(フェニル)メタノン(IRGACUR
E 184)、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)
−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン
(IRGACURE 369)、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(IRGAC
URE 1173)、UpjohnからのUvaton
e 8302;α,α−ジアルコキシアセトフェノン誘
導体、例えばUpjohnからのDEAP及びUVAT
ONE 8301;MerckによるDAROCUR1
16、1173及び2959;並びにベンゾフェノンと
第三アミンとの混合物。着色被覆組成物中において、硬
化速度は、種々の酸化ホスフィン光開始剤、例えば、ビ
ス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホス
フィンオキシド(Irganox 819)、Irga
cure 819、1700及び1700並びに酸化ホ
スフィン混合物、例えばCibaからのIRGACUR
E 1173と2,4,6−トリメチルベンゾイルジフ
ェニルホスフィンオキシド(DAROCUR 426
5)との重量比50/50の混合物の添加によって改良
できる。このような光開始剤及び硬化方法に関する更な
る詳細は、米国特許第5,109,097号(この特許
を参照することによって本願明細書中に取り入れる)の
ような、公表された文献に記載されている。被膜(フィ
ルム)の厚さ、生成物の配合、光開始剤の型、輻射束及
び輻射線源に応じて、硬化に必要な紫外線暴露時間は通
常、約0.5秒〜約30分(50〜5000mJ/cm
2)である。硬化はまた、太陽輻射、即ち直射日光によ
っても起こり得る。
【0032】本発明の被覆組成物は、被覆組成物中に一
般的に存在する1種又はそれ以上の追加成分を含むこと
ができる。このような追加成分の例としては、レベリン
グ、レオーロジー及び流量調整剤(例えばシリコーン樹
脂、フルオロカーボン樹脂又はセルロース樹脂);艶消
し剤;顔料湿潤及び分散剤;界面活性剤;紫外線(U
V)吸収剤;UV線安定剤;色味顔料;脱泡剤及び消泡
剤;沈降防止、垂れ防止及び増粘剤;皮張り防止剤;色
別れ防止及び浮遊防止(anti−floating)
剤;抗真菌剤及び殺カビ剤;腐蝕防止剤;増粘剤;並び
に/又は融合助剤が挙げられる。本発明の被覆組成物は
また、非反応性改質用樹脂を含むこともできる。代表的
な非反応性改質用樹脂としては、アクリル酸及びメタク
リル酸のホモポリマー及びコポリマー;アクリル酸及び
メタクリル酸のアルキルエステルのホモポリマー及びコ
ポリマー、例えば、アクリル酸及びメタクリル酸のメチ
ル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、ブチル、テ
トラヒドロフルフリル、シクロヘキシル、イソボルニ
ル、n−ヘキシル、n−オクチル、イソオクチル、2−
エチルヘキシル、ラウリル、ステアリル及びベンジルエ
ステルのホモポリマー及びコポリマー;アクリル化及び
メタクリル化ウレタン、エポキシ及びポリエステル樹
脂、シリコーンアクリレート、セルロースエステル、例
えばセルロースアセテートブチレート、セルロースアセ
テートプロピオネート、ニトロセルロース、セルロース
エーテル、例えばメチルセルロース、エチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース及びヒドロキシプロ
ピルメチルセルロースが挙げられる。
【0033】代表的な可塑剤としては、フタル酸のアル
キルエステル、例えばフタル酸ジメチル、フタル酸ジエ
チル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジブチル及びフタ
ル酸ジオクチル;クエン酸エステル、例えばクエン酸ト
リエチル及びクエン酸トリブチル;トリアセチン及びト
リプロピオニン;並びにグリセロールモノエステル、例
えばEastman Chemical Compan
yからのEastman 18−04、18−07、1
8−92及び18−99が挙げられる。追加添加剤の具
体例はNational Paint & Coati
ngs Association(1500 Rhod
e Island Avenue,N.W.Washi
ngton,D.C.20005)によって発行された
RawMaterials Indexに記載されてい
る。
【0034】本発明の第3の実施態様は、式Iの1種又
はそれ以上のアントラキノン着色剤化合物が共重合され
た、1種もしくはそれ以上のアクリル酸エステル、1種
もしくはそれ以上のメタクリル酸エステル及び/又は他
の重合性ビニル化合物のポリマーを含んでなるポリマー
組成物、代表的にはポリマー被覆に関する。本発明によ
って提供される着色ポリマー組成物は、前記被覆組成物
から調製でき、代表的には組成物又は被覆の重量に基づ
き0.005〜30.0重量%、好ましくは0.05〜
15.0重量%の、式(II)の1種又はそれ以上の着
色剤化合物の反応性又は重合残基を含む。新規のポリマ
ー被覆は、2.5〜150ミクロン、より代表的には1
5〜65ミクロンの厚さを有することができる。
【0035】本発明のポリマー被覆は一般的に、AST
M Procedure D−3732を用いたMEK
往復摩擦が少なくとも100の耐溶剤性を、好ましくは
往復摩擦が少なくとも200の耐溶剤性を有する。この
ような被覆はまた一般的に、ASTM Procedu
re D−3363を用いた鉛筆硬度がF又はそれ以
上、好ましくは鉛筆硬度がH又はそれ以上である。被覆
組成物は、常用の被覆装置を用いて支持体に適用でき
る。被覆された支持体は、次に空気中又は窒素中で紫外
線のような輻射線に暴露して、硬化仕上げを与える。水
銀灯又はキセノンランプを硬化プロセスに適用できる。
本発明の被覆は、電子ビームによっても硬化させること
もできる。
【0036】
【発明の効果】本発明の輻射線硬化性被覆組成物は、ア
ルミニウム及びスチールのような金属、プラスチック、
ガラス、木材、紙及び皮革のような支持体用の接着剤及
び被覆として適当である。木材支持体上では、被覆組成
物は全透明色及び木目鮮明度を提供できる。種々の美的
に魅力的な効果がそれによって得られる。本発明の着色
被覆組成物を用いる場合には、従来のステインに比べて
木目の毛羽立ちが少なく且つフィルム厚さが厚いため、
完成木材被膜の形成に必要な研磨工程の数を減らすこと
ができる。本発明の範囲内の被覆組成物は自動車ベース
コートに適用でき、ベースコートと組合わさって種々の
美的に魅力的な効果を与えると共に、視角によって色差
を生じることができる(角度が低いほど路程が長いた
め、観察される色の強度が高い)。これは、これまでは
ベースコート中の金属フレークの方向によって得られた
のと同様なスタイリング効果を与えることができる。
【0037】完成品にいくつかの望ましい特性を与える
ために、種々の追加の顔料、可塑剤及び安定剤を混和す
ることができる。
【0038】
【実施例】本発明によって提供されるアントラキノン着
色剤化合物及び被覆組成物を以下の実施例によってさら
に説明する。
【0039】例1 1,5−ジクロロアントラキノン(62.0g,0.2
23モル)、2−(2−アミノエトキシ)エタノール
(100g,0.95モル)及び2−エトキシエタノー
ル(275mL)の混合物を約135℃において約2
2.0時間、加熱及び撹拌した。反応混合物を冷ます
と、約100℃で固体形成が始まった。その時点で、メ
タノール(250mL)を滴加して、温度を約35〜4
0℃まで低下させた。粘稠なスラリーを真空濾過によっ
て濾過し、暗赤色の固体をメタノールで充分に洗浄し、
自然乾燥した(収量68.8g,理論収量の74.5
%)。電解脱離質量分析(FDMS)は下記構造を裏付
けた。
【0040】
【化15】
【0041】テトラヒドロフラン(THF)中の紫外可
視吸収スペクトルにおいて、511nmに吸収極大が観
測された。
【0042】例2 例1の赤色ジオール着色剤の一部(4.14g,0.0
1モル)、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベン
ジルイソシアネート5g(0.025モル)、トルエン
(30.0mL)及びジブチル錫ジラウレート5滴を窒
素下で約60℃において撹拌及び加熱した。約6.0時
間後、薄層クロマトグラフィー(TLC)は、ジオール
のほとんどが反応したが、若干のモノ反応生成物が存在
することを示した。3−イソプロペニル−α,α−ジメ
チルベンジルイソシアネートをさらに1mL添加し、加
熱及び撹拌を約85℃において約8.0時間続けた。T
LCは、生成物に関して本質的に1つのスポットを示し
た。加熱を続けながら、ヘプタン(60mL)を滴加し
た。約80〜85℃において約1.0時間撹拌後、撹拌
した反応混合物を室温まで冷まし、赤色固体生成物を濾
取し、ヘキサンで洗浄し、自然乾燥した(収量8.1
g,理論収量の99.3%)。FDMSは、下記構造を
裏付けた。
【0043】
【化16】
【0044】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、511nmに吸収極大が観測された。
【0045】例3 1,5−ジクロロアントラキノン(139.0g,0.
50モル)、トリエチレングリコールモノアミン(31
2.9g,2.1モル)及び2−エトキシエタノール
(550mL)の混合物を約135℃において約24.
0時間加熱及び撹拌した。反応混合物を約50℃に冷ま
すと、かなりの量の固体生成物が結晶化した。イソプロ
パノール(500mL)を急速に滴加して、温度を室温
まで低下させた。真空濾過によって赤色生成物を採取
し、イソプロパノール(400mL)で、次いでメタノ
ール(200mL)で洗浄した。自然乾燥後、生成物の
重量は161gであった(理論収量の64.1%)。F
DMSは下記構造を裏付けた。
【0046】
【化17】
【0047】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、511nmに吸収極大が観測された。
【0048】例4 例3のジオール着色剤の一部(5.02g,0.01モ
ル)、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル
イソシアネート(5g,0.025モル)、トルエン
(35mL)及びジブチル錫ジラウレート(6滴)を混
合し、窒素下で約80℃において約20時間、撹拌しな
がら加熱した。TLCは、反応が完了していることを示
した。さらに加熱しながら、ヘプタン(50mL)を滴
加した。加熱及び撹拌を約80℃において約1時間続
け、次いで混合物を一晩室温に放置した。赤色固体を濾
取し、ヘキサンで洗浄し、自然乾燥した(収量9.0
g,理論収量の99.2%)。FDMSは、下記構造を
裏付けた。
【0049】
【化18】
【0050】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、512nmに吸収極大が観測された。
【0051】例5 例3のジオール着色剤の一部(7.0g,0.014モ
ル)、アセトン(50mL)、4−ジメチルアミノピリ
ジン(2.0g)、トリエチルアミン(25.0g)及
びヒドロキノンモノメチルエーテル(0.5g)を混合
し、撹拌しながら60〜65℃に加熱した。無水メタク
リル酸(15.0g,0.097モル)を30分間にわ
たって滴加し、30分間加熱を続けた。加熱を止め、水
(200mL)を1.0時間にわたって滴加した。生成
物が油として分離し、フラスコに付着した。水性部分を
デカントして除去し、油状生成物をアセトン/メタノー
ル混合物中に溶解させた。この溶液を水に浸して、一晩
撹拌すると、固体生成物が得られた。これを濾取し、水
洗し、自然乾燥した。生成物はFDMSにより、下記構
造を有していた。
【0052】
【化19】
【0053】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、511nmに吸収極大が観測された。
【0054】例6 例1からのジオール着色剤の一部(10.0g,0.0
24モル)、無水メタクリル酸(25.0g,0.16
モル)、N,N−ジメチルホルムアミド(40g)、ト
リエチルアミン(25g)、4−ジメチルアミノピリジ
ン(2g)及びモノt−ブチルヒドロキノン(0.5
g)を混合し、約60℃において1.0時間、撹拌及び
加熱した。TLC(酢酸エチル:ヘプタン 5:1 v
/v)は、反応の完了を示した。加熱を止め、撹拌しな
がら反応混合物に水(250mL)を滴加し、温度を低
下させた。沈殿した赤色固体を濾取し、水洗し、自然乾
燥した。これは下記構造を有することが、FDMSによ
って証明された。
【0055】
【化20】
【0056】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、511nmに吸収極大が観測された。
【0057】例7 1,8−ジクロロアントラキノン(27.7g,0.1
0モル)、2−(2−アミノエトキシ)エタノール(4
5.2g,0.42モル)及び2−エトキシエタノール
(140mL)の混合物を約135℃において約21時
間加熱及び撹拌した。TLC(THF/シクロヘキセン
75/25)は大部分は生成物を示したが、少量の出
発原料と若干のモノ反応生成物が残っていた。追加の2
−(2−アミノエトキシ)エタノール(10.5g,
0.10モル)を添加し、加熱を約20時間続けた。反
応混合物を冷まし、撹拌しながらメタノール(250m
L)を滴加した。沈殿した生成物を濾取し、メタノール
で洗浄し、自然乾燥した(収量8.7g,理論収量の2
1%)。FDMSは下記構造を裏付けた。
【0058】
【化21】
【0059】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、538nmに吸収極大が観測された。
【0060】例8 例7からのジオール着色剤の一部(4.14g,0.0
1モル)、トルエン(35mL)、3−イソプロペニル
−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート(5.0
g,0.025モル)及びジブチル錫ジラウレート(6
滴)を窒素下で約85℃において3.5時間、加熱及び
撹拌した。撹拌しながら、さらに加熱しつつ、約80〜
85℃においてヘプタン(50mL)を添加した。室温
まで徐々に冷ました後、反応混合物を真空濾過によって
濾過し、暗赤色の固体をヘプタンで洗浄し、自然乾燥し
た(収量7.5g,理論収量の92%)。FDMSは、
下記構造を裏付けた。
【0061】
【化22】
【0062】THF中の紫外可視吸収スペクトルにおい
て、538nmに吸収極大が観測された。
【0063】式(I)のアントラキノン着色剤化合物の
その他の例(例9〜34)を表I及びIIに示す。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】被覆組成物のサンプルは、ナイフブレード
を用いてガラス板に被覆するのに使用できる。フィルム
の湿潤厚さは一般に約15〜75ミクロン(0.6〜
3.0mil)である。存在する溶媒を全て蒸発させる
ことによって、透明で、若干粘着性のフィルムが得られ
る。UV線に暴露する前は、各フィルムは有機溶剤に易
溶である。ガラス板上の乾燥フィルムを、ベルト速度2
5ft/分を用いて、American Ultrav
iolet Companyの機器に内蔵された200
ワット/インチの中圧水銀蒸気ランプからのUV線に暴
露する。ランプ下での1〜5回の操作で、硬度及び耐溶
剤性が最大の架橋被膜が形成される。
【0067】各硬化被膜(フィルム)を、Konig
Pendulum Hardness(ASTM D4
366 DIN 1522)、メチルエチルケトン往復
摩擦試験による耐溶剤性及びUV線への露光前後におけ
るアセトンへの溶解性に関して評価することができる。
被覆されていないガラス上におけるKonig Pen
dulum Hardnessに関する減衰時間は25
0秒であり;硬度が100秒を超える被膜は一般に固い
被膜と見なされる。メチルエチルケトン(MEK)往復
摩擦試験は、ASTM Procedure D−37
32に従って、チーズクロス試験片にメチルエチレンケ
トンをたっぷり含ませてから、被膜を前後に中圧で摩擦
することによって実施する。被膜が取り除かれるまでの
往復摩擦の回数を数える。アセトン溶解性試験は、予め
秤量した、硬化フィルムの乾燥サンプルを25℃におい
て48時間アセトン中に浸漬することによって実施す
る。フィルムを取り除き、強制空気炉中で60℃におい
て16時間乾燥させ、再び秤量する。残っている不溶性
フィルムの重量%をデータから計算する。
【0068】本発明によって提供される被覆及び被覆組
成物並びにそれらの調製を以下の実施例によってさらに
説明する。小型Cowlesミキサーを用いて成分が完
全に分散されるまで、例2の赤色着色剤0.5gと、J
agalux UV1500ポリエステルアクリレート
20g、ビスフェノールAエポキシアクリレート10
g、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGD
A)9g、トリメチロールプロパントリアクリレート
(TMPTA)7g及びDarocure 1173光
開始剤4gからなる被覆組成物とをよく混合することに
よって、着色光重合性組成物を調製する。赤色着色剤化
合物1%を含む、得られた被覆組成物を、線巻きロッド
を用いて引きおろすことによって、オーク材パネル上に
厚さ25.4ミクロン(1mil)の被膜を形成する。
このパネルを118.1ワット/cm(300ワット/
インチ)の硬度のランプを用いて、6.1m/分(20
フィート/分)の速度でUV硬化機に通す。被覆パネル
上で行ったKonig Pendulum Hardn
ess測定(ASTM D4366 DIN 152
2)は一般に、染料の混和により、硬度の有意な低下を
示していない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 125/18 C09D 125/18 133/04 133/04 133/14 133/14 135/00 135/00 155/00 155/00 167/06 167/06 201/02 201/02 (72)発明者 マックス アレン ウィーバー アメリカ合衆国,テネシー 37664,キン グスポート,ヒル ロード 125,ルート 13 (72)発明者 ゲリー フォウスト ローズ アメリカ合衆国,テネシー 37686,ピニ ー フラッツ,アリソン コート 216 (72)発明者 ジェイソン クレイ ピアソン アメリカ合衆国,テネシー 37663,キン グスポート,ピッケンズ コート 116 (72)発明者 ジーン キャロル フレイシャー アメリカ合衆国,テネシー 37664,キン グスポート,ラスティック ウェイ スト リート 4422 Fターム(参考) 4H056 AA01 AB03 AC01 AD26 FA01 4J027 AC01 AC02 AC03 AC04 AJ02 BA03 BA07 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA25 BA26 CA34 CB10 CC03 CC05 CD08 CD09 4J038 CC091 CC092 CG071 CG072 CG131 CG132 CG141 CG142 CG211 CG212 CH181 CH182 DD191 DD192 FA041 FA042 FA061 FA062 FA091 FA092 FA111 FA112 FA161 FA162 FA251 FA252 FA261 FA262 FA271 FA272 FA281 FA282 GA02 GA09 KA03 KA06 KA08 NA03 NA14 PA17

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式: 【化1】 {式中、Rは水素又はメチルであり、nは2〜3であ
    り、且つQは有機基1〜9: 【化2】 [式中、 R1は水素又はC1〜C6−アルキルから選ばれ;R2は水
    素;C1〜C6−アルキル;フェニル;C1〜C6−アルキ
    ル、C1〜C6−アルコキシ、−N(C1〜C6−アルキ
    ル)2、ニトロ、シアノ、C2〜C6−アルコキシカルボ
    ニル、C2〜C6−アルカノイルオキシ及びハロゲンから
    選ばれた1個又はそれ以上の基で置換されたフェニル;
    1−及び2−ナフチル;C1〜C6−アルキルもしくはC
    1〜C6−アルコキシで置換された1−及び2−ナフチ
    ル;2−及び3−チエニル;C1〜C6−アルキルもしく
    はハロゲンで置換された2−及び3−チエニル;2−及
    び3−フリル;並びにC1〜C6−アルキルで置換された
    2−及び3−フリルから選ばれ;R3及びR4は、独立し
    て、水素、C1〜C6−アルキル、置換C1〜C6−アルキ
    ル及びアリールから選ばれるか、又はR3及びR4が一緒
    になって−(CH2−)3 〜5−基を表すことができ;R5
    は、水素又はC1〜C6−アルキル、置換C1〜C6−アル
    キル、C3〜C8−アルケニル、C3〜C8−シクロアルキ
    ル及びアリールから選ばれた基から選ばれ;且つR6
    水素、C1〜C6−アルキル及びアリールから選ばれる]
    から選ばれる光重合性基である}を有するアントラキノ
    ン着色剤化合物。
  2. 【請求項2】 Qが式−COC(R1)=CH2又は式: 【化3】 [式中、R1は水素又はメチルである]を有する基であ
    る請求項1に記載のアントラキノン着色剤化合物。
  3. 【請求項3】 式: 【化4】 を有する請求項1に記載のアントラキノン化合物。
  4. 【請求項4】 式: 【化5】 を有する請求項1に記載のアントラキノン化合物。
  5. 【請求項5】 式: 【化6】 [式中、nは2又は3である]を有する請求項1に記載
    のアントラキノン化合物。
  6. 【請求項6】 式: 【化7】 を有する請求項1に記載のアントラキノン化合物。
  7. 【請求項7】 (i)1種又はそれ以上の重合性ビニル
    化合物、(ii)1種又はそれ以上の請求項1に記載の
    着色剤化合物及び(iii)少なくとも1種の光開始剤
    を含んでなる被覆組成物。
  8. 【請求項8】 (i)1種又はそれ以上の重合性ビニル
    化合物、(ii)成分(i)の重量に基づき0.05〜
    15重量%の濃度で存在する1種又はそれ以上の請求項
    1に記載の着色剤化合物及び(iii)被覆組成物中に
    存在する重合性ビニル化合物の重量に基づき1〜15重
    量%の濃度で存在する光開始剤を含んでなる請求項7に
    記載の被覆組成物。
  9. 【請求項9】 前記重合性ビニル化合物が、アクリル化
    及びメタクリル化ポリエステル、アクリル化及びメタク
    リル化ポリエーテル、アクリル化及びメタクリル化エポ
    キシポリマー、アクリル化及びメタクリル化ウレタン並
    びにこれらの混合物から選ばれたポリマーである重合性
    ビニル化合物の、モノマーアクリル酸及びメタクリル酸
    エステルから選ばれた希釈剤中の溶液を含んでなる請求
    項8に記載の被覆組成物。
  10. 【請求項10】 式: 【化8】 {式中、Rは水素又はメチルであり、nは2〜3であ
    り、且つQは以下の有機基1〜9: 【化9】 [式中、 R1は水素又はC1〜C6−アルキルから選ばれ;R2は水
    素;C1〜C6−アルキル;フェニル;C1〜C6−アルキ
    ル、C1〜C6−アルコキシ、−N(C1〜C6−アルキ
    ル)2、ニトロ、シアノ、C2〜C6−アルコキシカルボ
    ニル、C2〜C6−アルカノイルオキシ及びハロゲンから
    選ばれた1個又はそれ以上の基で置換されたフェニル;
    1−及び2−ナフチル;C1〜C6−アルキルもしくはC
    1〜C6−アルコキシで置換された1−及び2−ナフチ
    ル;2−及び3−チエニル;C1〜C6−アルキルもしく
    はハロゲンで置換された2−及び3−チエニル;2−及
    び3−フリル;並びにC1〜C6−アルキルで置換された
    2−及び3−フリルから選ばれ;R3及びR4は、独立し
    て、水素、C1〜C6−アルキル、置換C1〜C6−アルキ
    ル及びアリールから選ばれるか、又はR3及びR4が一緒
    になって−(CH2−)3 〜5−基を表すことができ;R5
    は、水素又はC1〜C6−アルキル、置換C1〜C6−アル
    キル、C3〜C8−アルケニル、C3〜C8−シクロアルキ
    ル及びアリールから選ばれた基から選ばれ;且つR6
    水素、C1〜C6−アルキル及びアリールから選ばれる]
    から選ばれる光重合性基である}を有する1種もしくは
    それ以上の着色剤化合物が共重合された、1種もしくは
    それ以上のアクリル酸エステル、1種もしくはそれ以上
    のメタクリル酸エステル及び/又は他の共重合性ビニル
    化合物のポリマーを含んでなる請求項7に記載のポリマ
    ー被覆組成物。
  11. 【請求項11】 請求項10に定義された1種又はそれ
    以上の着色剤化合物が共重合された、1種もしくはそれ
    以上のアクリル酸エステル、1種もしくはそれ以上のメ
    タクリル酸エステル又はそれらの混合物のアクリルポリ
    マーの被覆を含んでなる請求項10に記載のポリマー組
    成物。
  12. 【請求項12】 請求項10に定義された1種もしくは
    それ以上の着色剤化合通が共重合された、1種もしくは
    それ以上のマレエート/フマレート残基を含む不飽和ポ
    リエステル;1種もしくはそれ以上のビニルエーテル
    基、1種もしくはそれ以上のビニルエステル基又はそれ
    らの組み合わせを含む1種もしくはそれ以上のモノマー
    及び場合によっては1種もしくはそれ以上のアクリル酸
    もしくはメタクリル酸エステル;又はそれらの混合物の
    被覆を含んでなる請求項10に記載のポリマー組成物。
  13. 【請求項13】 被覆の重量に基づき約0.05〜1
    5.0重量%の、請求項10に記載の1種又はそれ以上
    の着色剤化合物の残基を含む、請求項12に記載のポリ
    マー被覆。
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