JP2004506061A - 共重合性ビニル基を含有する熱安定性アントラキノン着色剤 - Google Patents
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Abstract
メタクリレート高分子材料などの着色された高分子組成物を製造するために、その化合物を反応性ビニルモノマーと共重合可能にする1種又はそれ以上のビニル基を含有する、熱安定性アントラキノン着色剤化合物(色素)を開示する。この化合物は、紫外(UV)光に対する耐久性(安定性)、ビニルモノマー中での良好な溶解性、良好な色の濃さ及び優れた熱安定性を有している。また、アクリル系高分子材料、すなわちアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び/又はその他の共重合性ビニル化合物に由来するポリマーであって、前記アントラキノン着色剤化合物の1種又はそれ以上をそれらの中に共重合したポリマーを開示する。
Description
【0001】
発明の分野
本発明は特定の熱安定性アントラキノン着色剤化合物(色素)に関するものであって、アクリレート及びメタクリレート高分子材料などの着色高分子組成物を製造するために、その化合物に反応性ビニルモノマーとの共重合性を付与する1種又はそれ以上のビニル基を含有するものである。この化合物は、紫外(UV)光に対する良好な耐久性(安定性)、ビニルモノマー中での良好な溶解性、良好な色の濃さ(color strength)及び卓越した熱安定性を有している。本発明には、アクリル系高分子材料、すなわちアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び/又はその他の共重合性ビニル化合物に由来するポリマーであって、その中に1種又はそれ以上の本発明の色素化合物を共重合したポリマーが含まれる。
【0002】
発明の背景及び先行技術
エポキシ基又はポリアクリロイルクロリドを有するテレポリマー(terepolymer)のような反応性のポリマーを、アミノ基又はヒドロキシ基などの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;ビニル又はジビニルポリマーの骨格にアクリロイルアミノアントラキノン染料をグラフトさせること;及び、高分子染料/顔料を製造するために特定のオレフィン系の基を含むアントラキノン染料を重合させること;によって着色高分子材料を製造することは公知である(非特許文献1)。特許文献1には、1つのアクリロイルオキシ基を含む青色の置換1,4−ジアミノアントラキノン染料の製造と、種々の繊維、特にポリアミド繊維の着色におけるその染料の使用について記載されている。特許文献2には、高度のジクロミズム(dichromism)を有する液晶コポリマーを提供するためそこに共重合される、オレフィン系の基を含有する特定の青色の置換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、液晶コポリマーが開示されている。特許文献3には、重合性アクリロイル及びメタクリロイル基を含む特定の置換1,4−ジアミノアントラキノン染料の製造と、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におけるそれらの使用について記載されている。
【0003】
特許文献4には、(a) 2−アルケニルアズラクトンを重合し、そのポリマーを、求核性基を含む染料と反応させることにより、また(b) 求核性染料をアルケニルアズラクトンと反応させ、次いでそのようにして製造された遊離ラジカル重合性染料を重合することにより、アントラキノンを含む種々の染料類を高分子染料に転換させることが開示されている。高分子染料はホトレジストシステムや着色加工(colorproofing)に有用であると報告されている。特許文献5には、ビニルモノマーを、特定のアントラキノン染料をメタクリロイル基で官能化することにより調製された反応性アントラキノン染料とエマルジョン重合することにより、インキ、塗料、トナー等に適した着色ビニルポリマーを製造する方法が開示されている。
【0004】
光重合性基を含有する幾つかのアントラキノン類を含む種々の染料の製造と、液晶テレビ受像器での使用に適した着色フィルター、カラーコピー機、感光性レジスト樹脂組成物へのそれらの使用などについては、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
【特許文献2】
米国特許第4,943,617号
【特許文献3】
米国特許第5,055,602号
【特許文献4】
米国特許第5,362,812号
【特許文献5】
米国特許第5,367,039号
【特許文献6】
米国特許第5,578,419号
【非特許文献1】
J. S. D. C.、1977年4月号、第114〜125頁
【0006】
発明の概要
本発明により提供されるアントラキノン色素化合物は、以下に述べる一般式I〜XXIで表される。式I〜VIIを有する色素は青色シアン着色剤であり、式VIII〜XVIIIを有する色素は赤色マゼンタ着色剤であり、そして式XIX〜XXIを有する色素は黄色(イェロー)着色剤である。
【0007】
青色シアン色素
【0008】
【化26】
【0009】
【化27】
【0010】
【化28】
【0011】
赤色マゼンタ色素
【0012】
【化29】
【0013】
【化30】
【0014】
【化31】
【0015】
黄色(イェロー)色素
【0016】
【化32】
【0017】
(式中、Rは水素又はC1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ及びハロゲンから選ばれる1〜3の基から選ばれ;
R1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、アリール及び−L1−Z−Qから選ばれ;R2は水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル及びアリールから選ばれ;
R3及びR4は、独立して、C1〜C6アルキル及び臭素から選ばれ;
R5はC1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、−L1−Z−Q、
【0018】
【化33】
【0019】
R6は
【0020】
【化34】
【0021】
から選ばれ;
R7は水素、置換又は非置換のC1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、置換又は非置換のC1〜C6アルキルチオ、スルファモイル及び置換スルファモイルから選ばれ;
R8は水素及びC1〜C6アルキルから選ばれ;
R9はR1で表される基及び−L−Z−Qから選ばれ;
R10は水素及びハロゲンから選ばれ;
Xは共有結合又は−O−、−S−、−SO2−、−CO2−、−CON(Y)−及び−SO2N(Y)−から選ばれる二価の結合基であって、Yは水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル、C3〜C8アルケニル、アリール及び−L−Z−Qから選ばれ;
X1は−O−、−S−、−SO2−及び−SO2N(Y)−から選ばれ;
X2は−CO2−及び−SO2N(Y1)−から選ばれ、ここでY1は水素、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、アリール、ヘテロアリール及び−CH2−p−C6H4−C(R8)=CH2から選ばれる基であり;
X3は−CO2−及び−SO2N(Y)−から選ばれ;
X4は−CO2−、−O−及び−SO2N(Y1)−から選ばれ;
LはC1〜C8アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、アリーレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン−C1〜C6アルキレン、C3〜C8シクロアルキレン、C1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−Z1−アリーレン−Z1−C1〜C6アルキレン及びC2〜C6アルキレン−[−Z1−C2〜C6アルキレン−]n−から選ばれる二価の結合基であって、Z1は−O−、−S−及び−SO2−から選ばれ、nは1〜3であり;
L1はC2〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、C3〜C8シクロアルキレン及びC2〜C6アルキレン−[−Z1−C2〜C6アルキレン−]n−から選ばれる二価の結合基であり;
L2はC2〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン−C1〜C6アルキレン及びC1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレンから選ばれ;
Zは−O−、−S−、−NH−、−N(C1〜C6アルキル)−、−N(C3〜C8アルケニル)−、−N(C3〜C8シクロアルキル)−、−N(アリール)−、−N(SO2C1〜C6アルキル)−及び−N(SO2アリール)−から選ばれる二価の結合基であるが、Qが光重合性の、置換されていてもよいマレイミド基であるときには、Zは共役結合を表し;Qはエチレン系不飽和感光重合性基であり;そして
m及びm1はそれぞれ0又は1である。)
【0022】
Qで表されるエチレン系不飽和感光性共重合性基は以下の有機基から選ばれる。
【0023】
【化35】
【0024】
【化36】
【0025】
(式中、R11は水素及びC1〜C6アルキルから選ばれ;
R12は、水素;C1〜C6アルキル;フェニル並びに、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、−N(C1〜C6アルキル)、ニトロ、シアノ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜C6アルカノイルオキシ及びハロゲンから選ばれる1つ又はそれ以上の基で置換されたフェニル;C1〜C6アルキル又はC1〜C6アルコキシで置換されていてもよい1−及び2−ナフチル;C1〜C6アルキル又はハロゲンで置換されていてもよい2−及び3−チエニル;C1〜C6アルキルで置換されていてもよい2−又は3−フリルから選ばれ;
R13及びR14は水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、アリールから選ばれ、又は結合して−[−CH2−]3−5−基を表してもよく;
R15は水素、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;
R16は水素、C1〜C6アルキル及びアリールから選ばれる。)
【0026】
用語「C1〜C6アルキル」は、本明細書では、炭素原子1〜6を含む直鎖又は分枝鎖の飽和脂肪族炭化水素基を表すのに用いる。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、C1〜C6アルカノイルオキシ及び−[−O−R17−]− R18よりなる群から選ばれる1つ又はそれ以上の基、好ましくは1〜3の基で置換されたC1〜C6アルキル基を表すのに用い、ここでR17は、C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、シクロへキシレン、アリーレン、C1〜C6アルキレン−シクロへキシレン及びC1〜C6アルキレン−シクロへキシレン−C1〜C6アルキレンよりなる群から選ばれ;
R18は水素、ヒドロキシ、カルボキシ、C1〜C6アルカノイルオキシ、C2〜C6アルコキシカルボニル、アリール及びC3〜C8シクロアルキルよりなる群から選ばれ;pは1、2又は3である。
【0027】
発明の詳細な記述
用語「C1〜C6アルキレン」及び「C1〜C8アルキレン」は、それぞれ、炭素原子1〜6及び炭素原子1〜8を含む直鎖又は分枝鎖の2価の脂肪族炭化水素基並びにC1〜C6アルコキシ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜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る1〜3の基で置換された基を表すのに用いる。同様に、用語「C2〜C6アルキレン」は、「C1〜C6アルキレン」及び「C1〜C8アルキレン」基についてこの段落で記載されているように、置換されていなくてもまた、置換されていてもよい、直鎖又は分枝鎖の2価の炭化水素基を表すのに用いる。
【0028】
用語「C1〜C6アルコキシ」、「C1〜C6アルコキシカルボニル」、「C1〜C6アルカノイルオキシ」及び「C1〜C6アルカノイルアミノ」は、それぞれ、構造式−OR19、−CO2R19、−OCOR19及びNHCOR19に対応する基を表すのに用い、ここでR19はC1〜C6アルキル又は置換C1〜C6アルキルである。用語「C3〜C8アルケニル」は、少なくとも1つの二重結合を含む脂肪族炭化水素基を表すのに用いる。用語「C3〜C8シクロアルキル」は、置換されていなくても、またC1〜C6アルキル基1〜3で置換されていてもよい炭素原子3〜8を有する飽和炭素環式炭化水素を表すのに用いる。用語「C3〜C8シクロアルキレン」は、炭素原子3〜8、好ましくは炭素原子5〜6を含む2価の炭素環式炭化水素基を表すのに用いる。
【0029】
用語「アリール」は、本明細書で用いるとき、フェニル並びにC1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ハロゲン、カルボキシ、シアノ、C1〜C6アルカノイルオキシ、C1〜C6アルキルチオ、C1〜C6アルキルスルホニル、トリフルオロメチル、ヒドロキシ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜C6アルカノイルアミノ、−O−R20、−S−R20、−SO2−R20、−NHSO2R20及び−NHCO2R20から選ばれる1〜3の置換基で置換されたフェニルを表し、ここでR20はフェニル又は、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ及びハロゲンから選ばれる1〜3の基で置換されたフェニルである。用語「アリーレン」は、本明細書で用いるとき、1,2−、1,3−及び1,4−フェニレン並びに、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ及びハロゲンから選ばれる1〜3の基で置換されたそれら二価の基を含めて表す。用語「ヘテロアリール」は、本明細書で用いるとき、酸素、硫黄及び窒素から選ばれる1〜3のヘテロ原子を含む5員又は6員の芳香環を表す。そのようなヘテロアリール基の例には、チエニル、フリル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジル、ベンゾオキサゾリル、ベノチアゾリル、ベンズイミダゾリル、インドリル等がある。ヘテロアリール基は、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、置換C1〜C6アルキル、ハロゲン、C1〜C6アルキルチオ、アリール、アリールチオ、アリールオキシ、C1〜C6アルコキシカルボニル及びC1〜C6アルカノイルアミノから選ばれる1〜3の基で置換されていてもよい。
【0030】
用語「ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素を含めて用いる。用語「スルファモイル及び置換スルファモイル」は、構造式−SO2N(R21)R22を有する基を表し、ここでR21及びR22は、独立して、水素、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、アリール及びヘテロアリールから選ばれる。
【0031】
式I、II、III、IV、V、VI、VIII、IX、X、XII、XIII、XIV、XVI、XVII、XIX及びXXの好適な色素化合物は、Zが−O−のものである。これらの色素は、対応するジヒドロキシ色素[Dye(OH)2]を、活性ビニル官能性を導入する試薬と反応させることにより製造する。例えば、Qが構造式Ia、VIa、XIaにそれぞれ対応する色素は、そのジヒドロキシ色素を、対応する酸クロリド及び/又は酸無水物と次のように反応させることにより製造する。
【0032】
【化37】
【0033】
Zが−O−で且つ、Qが構造式IIa、IIIa及びVIIIaに対応する色素は、ジヒドロキシ色素を対応するイソシアナートと反応させることによって製造する。
【0034】
【化38】
【0035】
Zが−O−で且つ、Qが構造式IVaに対応する色素は、Encyclopedia of Polymer Science and Eng.、第2版第11巻、刊行John Wiley & Sons、第558〜571頁に概括的に記載されているように、ジヒドロキシ色素を2−アルケニルアズラクトンと反応させることによって製造する。
【0036】
【化39】
【0037】
Zが−O−で且つ、Qが構造式Vaに対応する色素は、通常、ジヒドロキシ色素を無水マレイン酸と反応させてマレイン酸モノエステルを供給することによって製造する。
【0038】
【化40】
残存する酸基は、酸触媒の存在下に、アルコール中で加熱すること及び、その酸のアルカリ金属塩を、アルキル化触媒、例えばアルキルハライド、硫酸アルキル及びスルホン酸アルキル(例えば、メチルエステルを製造するには4−トルエンスルホン酸メチル)などと反応させることなどの、通常のタイプのエステル化反応によってエステル化することができる。フマル酸及びその誘導体もまた、Qが基Vaである色素を製造するのに使用することができる。無水イタコン酸(無水メチレンコハク酸)は、ジヒドロキシ色素と反応させて、Zが−O−で且つQが構造式XIIa(R15=H)に対応する官能化色素を製造するために使用することができる。これらの酸化合物は、Qが構造式Vaに対応する色素を製造するため上記のようにエステル化することができる。
【0039】
前記のように反応して反応性Q基を含有する色素を製造するのに有用な、脂肪族ヒドロキシ基を含むアントラキノン色素は、米国特許第4,267,306号、第4,359,570号、第4,403,092号、第4,804,719号、第4,999,418号、第5,032,670号、第5,194,463号、第5,372,864号、第5,955,564号及び第5,962,557号に開示されている。式III、IX、XIII及びXXの色素を製造するのに有用な、1(H)−1,2,4−トリアゾール−3−イルチオ基を含むアントラキノン色素は、米国特許第3,689,501号、第4,267,306号、第5,962,557号及び国際特許出願公開第98/23690号(WO 98/23690)(1998年6月4日)に開示されている。カルボキシ基を含み、本発明の実施において有用なアントラキノン色素は、米国特許第4,359,570号、第4,403,092号、第4,999,418号、第5,372,864号、第5,955,564号、第5,962,557号及び国際特許出願公開第98/23690号に開示されている。ここに示されているように、さらに反応させて反応性Q基を導入するのに有用なヒドロキシアルキル誘導体を提供するためには、酸をヒドロキシアルキルハライド又は炭酸アルキレンでアルキル化することにより、ヒドロキシアルキル基がこれらの化合物に導入することができる。
【0040】
Zが−S−、−NH−、−N(C1〜C6アルキル)−、−N(C3〜C8アルケニル)−、−N(C3〜C8シクロアルキル)−、−N(アリール)−、− N(SO2 C1〜C6アルキル)−及び− N(SO2 アリール)−である色素を製造するには、次の求核性基ZHを2つずつ含有する対応するアントラキノン色素が、Z=−O−である色素を製造するための前記の試薬と反応させられる:−SH、−NH(C1〜C6アルキル)、−NH(C3〜C8アルケニル)、−NH(C3〜C8シクロアルキル)、−NH(アリール)−、−NH(SO2 C1〜C6アルキル)及び−NH(SO2アリール)。ZH基2つを含む前記全ての色素は、ビニルスルホニルハリドと反応して、Q=−SO2C(R11)=CH2(構造式IXa)の色素を製造することができる。Qが構造式IXaに対応するとき、好ましい基Zは−NH−である。Qが構造式Xa及びXIIIaに対応し、且つZが共役結合である染料は、2つの一級アミン基を含む色素を、例えば無水マレイン酸及び無水イタコン酸とそれぞれ反応させることによって製造する。
【0041】
X2及びX4が−CO2−である、式VII、XI、XV、XVIII及びXXIの官能化色素は、2つのカルボキシル基を含む中間体色素を、構造式ClCH2−p−C6H4−C(R8)= CH2を有するアルキル化剤、特に好ましくは4−ビニルベンジルクロリド(R8=H)でアルキル化することにより製造される。この反応は、塩基としてアルカリ金属炭酸塩及びトリアルキルアミンの存在下に容易に達成される。mが0である式III、IX、XIII及びXXに対応する官能化色素は、塩基、例えばアルカリ金属炭酸塩又はトリアルキルアミンの存在下で、1(H)−1,2,4−トリアゾール−3−イルチオ基を2つ含む中間体色素を、構造式ClCH2−p−C6H4−C(R8)=CH2を有するアルキル化剤、好ましくは4−ビニルベンジルクロリド(R8=H)と反応させることにより製造する。
【0042】
本発明の黄色(イェロー)、赤色−マゼンタ、青色−シアン色素は、減色法カラーとしての結合色相(combination shades)を形成するために特に有用である。それらは、遊離ラジカル重合によりアクリル系高分子材料中に共重合するために特別な価値を有し、先行技術の色素に対して1つ又はそれ以上の利点、例えば熱安定性、使用されるアクリレート又はメタクリレートエステルコモノマー中での溶解性、UV光に対する耐久性、色の濃さ、製造の容易さなどを有している。本発明の色素は、色素の良好な熱安定性が求められる光学ガラス繊維に対するアクリル系ポリマーのカラー被覆を提供するために特に有用である。
【0043】
実施例
本発明により提供される共重合性色素化合物及びその製造は、以下の実施例によってさらに詳説する。
【0044】
例1
1,5−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例1)(5.13g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.84g、0.02モル)及びN, N−ジメチルホルムアミド(DMF、100mL)の混合物が約100℃で攪拌、加熱した。攪拌されている混合物に4−ビニルベンジルクロリド(Aldrich製、3.76g、0.022モル)を添加した。反応混合物を約105℃で30分間加熱後、テトラヒドロフラン(THF)/シクロヘキサンの50/50混合物を用いた薄層クロマトグラフィ(TLC)は、ただ1つのスポットを示し、出発物質又はモノ反応生成物は観察されなかった。反応混合物はさらに20分間加熱して、メタノールと水の混合物を添加し、黄色色素を沈殿させた。固体の色素は濾過により収集し、水、次いで少量のメタノールで洗浄された。空気乾燥した生成物の収量は6.85g(理論収量の92%)であった。電界脱着質量分析法(FDMS)は次の構造式を支持した。
【0045】
【化41】
【0046】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、447nmで吸収極大が観察された。
【0047】
例2
1,5−ビス−(2−カルボキシアニリノ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例2)(4.78g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.76g、0.02モル)及びDMF(100mL)の混合物が約90℃で攪拌、加熱し、4−ビニルベンジルクロリド(Aldrich製、3.76g、0.022モル)を添加し、そして約100℃で60分間の加熱と攪拌を継続した。TLC(THF/シクロヘキサン50/50)が反応の完結を示した。攪拌しながら、メタノール(120mL)を少しずつ加えて赤色の生成物を沈殿させ、それを濾過により収集し、水で洗浄し、次いで空気中で乾燥した(収量6.18g、理論収量の87%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0048】
【化42】
【0049】
例3
1,5−ビス−(イソブチルアミノ)−4,8−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)アントラキノン(WO 98/23690、例2)(6.54g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.76g、0.02モル)及びDMF(150mL)の混合物を約100℃で攪拌、加熱した。攪拌されている反応混合物に4−ビニルベンジルクロリド(3.76g、0.02モル)を添加した。反応混合物は95〜100℃で約60分間加熱された。反応混合物を冷却し、メタノール/水を添加することによりゴム状生成物が分離された。液体をデカントし、生成物はメタノールで処理した(triturate)。得られた暗青色固体を濾過により収集し、メタノールで洗浄し、空気中で乾燥した(収量6.95g、理論収量の78%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0050】
【化43】
【0051】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、600nm及び645nmでの吸収極大が観察された。
【0052】
例4
1,5−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)−4,8−ビス−(4−トリルチオ)−アントラキノン(WO 98/23690)(7.56g、0.01モル)、炭酸カリウム(K2CO3)及びDMF(300mL)の混合物を約100℃で攪拌、加熱し、次いで4−ビニルベンジルクロリド(3.84g、0.025モル)を添加した。反応混合物は約100℃で約60分間加熱、攪拌した。TLC(THF/シクロヘキサン50/50)が反応の完結を示した。冷却後、反応混合物をメタノール/水に浸漬することによって粘着性生成物を得た。メタノールと接触させて静置することにより赤色生成物が固形化し、濾過により収集し、空気中で乾燥した(収量7.67g、理論収量の78%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0053】
【化44】
【0054】
DMF中のUV−可視吸収において、吸収極大が520nmで観察された。
【0055】
例5
1,5−ビス−[(1H)−1,2,4−トリアゾール−3−イルチオ]アントラキノン(米国特許第3,689,501号)(4.06g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.76g、0.02モル)及びDMF(100mL)の混合物を約100℃で攪拌、加熱し、そして4−ビニルベンジルクロリド(3.76g、0.022モル)を添加した。反応混合物を2時間加熱した後、TLC(THF/シクロヘキサン50/50)は、まだ幾らかのモノ置換生成物を示していた。追加量の4−ビニルベンジルクロリド(4.14g)及び塩化カリウム(1.38g)を添加し、加熱をもう1時間続けて反応を完結させた。冷却された反応混合物を水に浸漬することにより、ゴム状の黄色固体が生成した。生成物は水でデカントすることにより洗浄し、次いでDMF中に溶解した。DMF溶液はよく攪拌しながら徐々に冷水中に浸漬し、黄色固体を濾過により収集し、空気中で乾燥した(3.46g、理論収量の54%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0056】
【化45】
【0057】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、420nmでの吸収極大が観察された。
【0058】
例6
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(4.10g、0.01モル)、DMF(25mL)及び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(Aldrich製;5mL、0.025モル)の混合物を、約75℃で48時間加熱、攪拌した。TLC(THF/シクロヘキサン50/50)は、全ての出発物質が反応したこと及び所望の生成物+モノ反応生成物の混合物を示していた。追加量の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(1mL)の添加後、反応混合物は約90℃で12時間加熱、攪拌した。トリエチルアミン(0.5mL)を添加し、反応混合物は約100℃でさらに24時間攪拌した。冷却された反応混合物は水(200mL)中に浸漬し、粘着性固体を生じたが静置により硬くなった。水をデカントにより取り除き、固体はスチーム浴上で加熱することによりDMF(200mL)中に再溶解した。攪拌しながら水(50mL)を少しずつ熱DMFに添加した。一夜そのまま放置した後、赤色固体が生成した。追加の水(150mL)を加えて、生成物を濾過により収集し水で洗浄して空気中で乾燥した。本質的に定量的収量で次の生成物が得られた。
【0059】
【化46】
【0060】
この生成物はメタノール、メチレンクロリドに溶解し、ヘキサンに幾らか溶解した。
【0061】
例7 a
1,5−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例1)(30.6g、0.06モル)、炭酸エチレン(88.0g、1.0モル)、エチレングリコール(50mL)及び微粉砕ヨウ化カリウム(5.2g)の混合物を、約125℃で約2.0時間加熱、攪拌し、次いで放冷した。反応混合物は攪拌下に冷水(150mL)中に浸漬した。黄色固体を濾過により収集し、温水で洗浄し、空気中で乾燥した(収量35.2g、理論収量の97.8%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0062】
【化47】
【0063】
例7 b
例7aの生成物(6.0g、0.01モル)、DMF(25mL)及び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(6mL、0.03モル)の混合物を、窒素(雰囲気)下、約95〜100℃で約48時間加熱、攪拌した。トリエチルアミン(0.5mL)を添加し、さらに48時間加熱を継続した。攪拌しながら、水(60mL)を熱反応混合物に分割添加した。室温まで放冷後、黄色生成物が濾過により収集し、水で洗浄し、空気中で乾燥した。次の生成物の本質的に定量的収量が得られた。
【0064】
【化48】
【0065】
例8
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(1.0g、2.44ミリモル)及びトルエン(50mL)の混合物を調製し、次いで、存在する幾らかの水を除去するために、ほとんどのトルエンを減圧下に溜去した。DMF(50mL)、ヒドロキノン(50mg)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP;59.6mg)、トリエチルアミン(1.0mL)及び無水メタクリル酸(1.33g、7.32ミリモル)を添加し、その反応混合物は室温で20時間攪拌した。TLC(ヘキサン/酢酸エチル50/50)は、反応の完了を示していた。反応混合物は水(300mL)中に注ぎ込み、赤色の生成物を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下で乾燥した(収量1.30g、理論収量の98%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0066】
【化49】
【0067】
官能化された赤色色素は、UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で526nmに吸収極大を有していた。
【0068】
例9
前記例7aの色素(2.0g、3.33ミリモル)及びトルエン(20mL)を混合し、ほとんどのトルエンが減圧下に除去される間攪拌した。DMF(50mL)、DMAP(82mg)、トリエチルアミン(1.4mL)、ヒドロキノン(50mg)及び無水メタクリル酸(1.53g、9.99ミリモル)を添加し、その反応混合物は室温で15時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬され、数日間静置することによって沈殿した黄色の官能化色素は、濾過により収集し、水、そしてメタノール:水1:1で洗浄し、減圧下に乾燥した。収量は2.23g(理論収量の91%)であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0069】
【化50】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、444nmでの吸収極大が観察された。
【0070】
例 10a
1,5−ビス−(カルボキシアニリノ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例2)(59.75g、0.125モル)、炭酸エチレン(165g、1.875モル)、エチレングリコール(550mL)及び微粉砕ヨウ化カリウム(11.3g)の混合物を、120〜125℃で6.5時間加熱し、その混合物は放冷した。メタノール(400mL)を攪拌下の反応混合物に添加した。赤色固体を濾過により収集し、水で洗浄し、空気中で乾燥した(収量69.5g、理論収量の98.2%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0071】
【化51】
【0072】
例 10b
上記例10aの色素の一部(2.0g、3.53ミリモル)をトルエン(10mL)と混合し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(86mg)、トリエチルアミン(1.5mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水メタクリル酸(1.63g、10.6ミリモル)を添加し、得られた溶液は室温で15時間攪拌した。反応混合物は水〔200(mL)〕中に浸漬し、数日間室温で静置した。官能化された赤色の色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した(収量2.10g、理論収量の85%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0073】
【化52】
【0074】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で525nmでの吸収極大が観察された。
【0075】
例 11
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)−4,8−ビス−(トリルチオ)アントラキノン(米国特許第5,955,564号)(2.0g、3.06ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、トリエチルアミン(1.3mL)、DMAP(75mg)、ヒドロキノン(20mg)及び無水メタクリル酸(1.41g、9.18ミリモル)を添加し、その反応混合物を室温で15時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬し、その混合物を数日間静置した後、官能化された青色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。本質的に定量的収量が得られた。FDMSは次の構造式を支持した。
【0076】
【化53】
【0077】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で650nmでの吸収極大が観察された。
【0078】
例 12
1,5−ビス−[5−{N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)スルファモイル}−2−メトキシアニリノ]アントラキノン(米国特許第5,372,864号、例21)(2.0g、2.66ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(65mg)、トリエチルアミン(1.1mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水メタクリル酸(1.22g、7.98ミリモル)を添加し、その反応混合物を室温で一夜約15時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬し、その混合物を数日間室温で静置することにより、官能化された青色色素が沈殿し、濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。本質的に定量的収量が得られた。FDMSは次の構造式を支持した。
【0079】
【化54】
【0080】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で527nmでの吸収極大が観察された。
【0081】
例 13
前記例10aからの色素の一部(2.0g、3.53ミリモル)をトルエンと混合し、ほとんどのトルエンが減圧下に除去される間攪拌した。DMF(50mL)、DMAP(86mg)、トリエチルアミン(1.5mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(1.63g、10.6ミリモル)を添加し、その反応混合物を24時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬し、しばらくの間静置し、次いで濾過により収集することによって、官能化された赤色色素を単離した。水で洗浄した後、その色素は減圧下に乾燥した(収量2.11g、理論収量の85%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0082】
【化55】
【0083】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、DMF中で522nmでの吸収極大が観察された。
【0084】
例 14
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)−4,8−ビス−(4−トリルチオ)アントラキノン(米国特許第5,955,564号)(2.0g、3.06ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(75mg)、トリエチルアミン(1.3mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(1.41g、9.18ミリモル)を添加した。その反応混合物は室温で24時間攪拌し、次いで水(200mL)中に浸漬した。その混合物をしばらくの間静置した後、官能化された青色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、そして減圧下に乾燥した。収量は本質的に定量的であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0085】
【化56】
【0086】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF中で650nmでの吸収極大が観察された。
【0087】
例 15
1,5−ビス−[5−{N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)スルファモイル}−2−メトキシアニリノ]−アントラキノン(米国特許第5,372,864号、例21)(2.0g、2.66ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(65mg)、トリエチルアミン(1.1mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(1.23g、7.98ミリモル)を添加した。室温で24時間攪拌した後、その反応混合物は水(200mL)中に浸漬し、その混合物はしばらくの間静置した。官能化された赤色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。収量は生成物1.96g(理論収量の83%)であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0088】
【化57】
【0089】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、529nmでの吸収極大が観察された。
【0090】
例 16
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(2.0g、4.88ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そして減圧下にほとんどのトルエンを除去した。DMF(50mL)、DMAP(120mg)、トリエチルアミン(2.0mL)及び無水クロトン酸(2.25g、14.6ミリモル)を添加した。その反応混合物は室温で24時間攪拌し、次いで水(200mL)中に浸漬し、そしてその混合物はしばらくの間静置した。官能化された赤色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。収量は2.24g(理論収量の98%)であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0091】
【化58】
【0092】
溶媒としてのDMF中でのUV−可視光吸収スペクトルにおいて、527nmでの吸収極大が観察された。
【0093】
例 17
前記例7aの色素の一部(2.0g、3.33ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(86mg)、トリエチルアミン(1.4mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(7.54g、9.99ミリモル)を添加した。その反応混合物は室温で24時間攪拌し、攪拌しながら水(200mL)中に浸漬した。混合物はしばらくの間静置し、官能化された黄色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した(収量2.01g、理論収量の82%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0094】
【化59】
【0095】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、DMF中で446nmでの吸収極大が観察された。
【0096】
例 18
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(1.0g、2.44ミリモル)及びトルエン(50mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(60mg)、トリエチルアミン(1.0mL)、ヒドロキノン(50mg)及び桂皮酸クロリド(Aldrich製;1.22g、7.35ミリモル)を添加した。その反応混合物は約50℃の温度で約12時間攪拌し、次いで水(100mL)中に浸漬した。官能化された赤色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した(収量1.61g、理論収量の99%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0097】
【化60】
【0098】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF中で527nmでの吸収極大が観察された。
【0099】
ビニル基又は置換ビニル基を含有する官能化色素は、好ましくは遊離ラジカル機構により重合又は共重合が可能であり、該遊離ラジカルは、UV硬化樹脂製造の技術分野では公知の方法によって、UV光に暴露することにより活性化される。重合は光開始剤の添加により促進することができる。着色されたアクリル系高分子材料は、通常、共重合性基を含有する官能化色素を、別の溶媒を含む又は含まない重合性モノマー中に溶解し、次いで典型的な重合法によりその樹脂を調製することによって製造される。
【0100】
本発明に有用な、代表的な共重合性モノマーには、(メタ)ア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類;例えば、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、ベンジルなどの(メタ)アクリル酸のエステル類;並びにエチレン及び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、ジエチレン及びジプロピレングリコール、トリエチレン及び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及び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、プロポキシル化ネオペンチルグリコールのジ(メタ)アクリレートエステル;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、ペンタエリトリトール、グリセロール、エトキシル化及びプロポキシル化グリセロールのトリ(メタ)アクリレートエステル;ペンタエリトリトールのテトラ(メタ)アクリレートエステル;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;マレート/フマレートエステル;マレイン酸/フマル酸;クロトン酸エステル及びクロトン酸が含まれる。
【0101】
本発明の共重合性組成物は、基体表面上へのこの組成物の適用及び被覆を容易にするために、もし所望なら、必要に応じて、有機溶媒を含有することができる。適当な溶媒の代表例には、これらに限定されるものではないが、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含まれる。詳細な例には、これらに限定されるものではないが、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、二酢酸エチレングリコール、3−エトキシプロピオン酸エチル、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酢酸エステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル酢酸エステル、エチレングリコールモノブチルエーテル酢酸エステル、プロピレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステル、メチレンクロリド、クロロホルム及びそれらの混合物が含まれる。ある種のモノマーは反応体及び溶媒の両方として作用しうる。これらは、光開始剤の存在下、UV放射線への暴露によって重合反応を受けうる、少なくとも1つの不飽和基を含んでいる。詳細な例には、これらに限定されるものではないが:メタクリル酸、アクリル酸、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、及びそれらの混合物が含まれる。さらに本発明の組成物は、基体表面の適用及び被覆を容易にするため、溶媒に溶解されているよりもむしろ水中に分散されているのがよい。本発明の水分散性組成物においては、必要に応じて共溶媒を使用する。好適な共溶媒の代表例には、それらに限定されるものではないが、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、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及びプロピレングリコールが含まれる。水溶性のエチレン系不飽和溶媒の代表例には、それらに限定されるものではないが: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(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレート、及びそれらの混合物が含まれる。本発明の分散された被覆組成物における好適な水性有機溶媒(すなわち有機溶媒及び水)の量は、被覆組成物合計の10〜90重量%、好ましくは75〜90重量%である。
【0102】
本発明の被覆組成物は、必要に応じて、光開始剤を含む。光開始剤の量は、被覆組成物中の不揮発性、エチレン系不飽和成分の重量に基づいて、代表的には2〜7重量%であり;好ましくは3〜5重量%である。代表的な光開始剤には、ベンゾイン及びベンゾインエーテル、例えば、商品名ESACURE BO、EB1、EB3及びEB4(Fratelli Lamberti製);VICURE 10及び30(Stauffer製)として販売されているもの;ベンジルケタール、例えば、IRGACURE 651(Ciba Geigy製)、Uvatone 8302(Upjohn製)など;α,α−ジアルコキシアセトフェノン誘導体、例えば、DEAP及びUVATONE 8301(Upjohn製);α−ヒドロキシアルキルフェノン、例えばIRGACURE 184(Ciba Geigy製);DAROCUR 116、1173及び2959(Merck製)など;ベンゾフェノンと三級アミンの混合物が含まれる。そのような光開始剤及び硬化の手順に関するさらなる詳細は、刊行物、例えば米国特許第5,109,097号に見出すことができ、それは引用により本明細書に組み入れるものとする。被覆(フィルム)の厚さ、製造物の処方、光開始剤のタイプ、輻射束及び放射線源によって、典型的には、紫外線放射に対する暴露時間0.5秒〜30分が硬化のため必要となる。硬化は日射においてさえも起こりうる。
【0103】
本発明の別の態様には、前記のような硬化性組成物が含まれるが、それはさらに1種又はそれ以上の均展性、流動化及び流動性調整剤、例えばシリコーン類、フッ化炭素又はセルロース誘導体など;艶消剤;顔料湿潤分散剤;界面活性剤;紫外線(UV)吸収剤;UV光安定剤;着色顔料;脱泡消泡剤;沈降防止剤、垂れ防止剤及び増粘剤(bodying agents);皮張り防止剤;色浮き防止及び浮遊防止剤;殺カビ剤;腐食防止剤;増粘剤(thickening agents);又は融合助剤を含む。本発明の組成物はまた、非反応性の変性用樹脂を含んでいてもよい。代表的な非反応性変性用樹脂には、(メタ)アクリル酸;例えばメチル、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、ベンジルなど(メタ)ア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;(メタ)アクリレート化されたウレタン、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、例えば酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、ニトロセルロースなど;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などが含まれる。
【0104】
代表的な可塑剤には、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など;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など;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 18−04、18−07、18−92及び18−99(Eastman Chemical Company製)などが含まれる。付加的な添加剤の詳細な例は、Raw Materials Index、刊行National Paint & Coatings Association, 1500 Rhode Island Avenue, N. W., Washington, D. C. 20005の中に見出されうる。
【0105】
本発明組成物の被覆は、典型的には、ASTM法D−3732を用いた往復摩擦(double rubs)で少なくとも100回の耐溶媒性;好ましくは往復摩擦で少なくとも200回の耐溶媒性を有している。そのような被覆はまた、典型的には、ASTM法D−3363を用いた鉛筆硬度F又はそれ以上;好ましくは鉛筆硬度H又はそれ以上を有している。この被覆組成物は慣用の被覆装置を用いて基体に被覆することができる。被覆された基体は次いで、空気中又は窒素中で紫外光などの放射線に暴露されて硬化仕上げされる。硬化工程には水銀蒸気又はキセノンのランプが適用できる。本発明の被覆剤は電子線により硬化することもできる。
【0106】
本発明の放射線硬化性組成物は、金属、プラスチック、ガラス、木材及び皮革などの基体に対する接着剤及び被覆剤として好適である。完成製品にある種所望の特性を獲得させるために、種々のさらなる顔料、可塑剤及び安定剤を組み合わせることができる。これらは本発明の範囲に包含される。
【0107】
被覆、硬化及び試験法:
配合物の試料を使用し、ナイフブレードを用いてガラス板に被覆した。未乾燥フィルムの厚さは約10ミルであった。溶媒が蒸発して、ほぼ1ミル厚の透明な幾らか粘着性のフィルムが得られた。UV放射線に暴露する前には、それぞれのフィルムは有機溶媒に容易に溶解した。
【0108】
ガラス板上の乾燥フィルムは、ベルト速度25ft/分を用い、American Ultraviolet Company製装置に収納された200W/in中圧水銀蒸気ランプからのUV放射線に暴露された。そのランプの下を1〜5回通すことで、最大の硬さと耐溶媒性を有する架橋被覆物がもたらされた。
【0109】
それぞれの硬化被覆物(フィルム)は、UV放射線への暴露前後における鉛筆硬度(ASTM D3363)、メチルエチルケトン往復摩擦試験による耐溶媒性及びアセトン中の溶解性について評価することができる。鉛筆硬度の尺度は硬度の増加に従って:5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H である。メチルエチルケトン(MEK)往復摩擦試験は、チーズクロス片をメチルエチルケトンで飽和させて、中程度の圧力で被覆を前後に摩擦することにより実施する。被覆が除去されるまでの往復摩擦の回数を数える。この試験はASTM法D−3732に従う。アセトン溶解性試験は、硬化フィルムの予め計量された乾燥試料を25℃で48時間アセトン中に浸漬することにより実施する。このフィルムを取り出し、強制空気炉中60℃で16時間乾燥して再秤量する。残留不溶解フィルムの重量%をそのデータから計算する。
【0110】
本発明は、その好適な態様を特に参照して詳細に記載してきたが、本発明の精神及び範囲内において変動や修正がもたらされうるということは理解されるであろう。
発明の分野
本発明は特定の熱安定性アントラキノン着色剤化合物(色素)に関するものであって、アクリレート及びメタクリレート高分子材料などの着色高分子組成物を製造するために、その化合物に反応性ビニルモノマーとの共重合性を付与する1種又はそれ以上のビニル基を含有するものである。この化合物は、紫外(UV)光に対する良好な耐久性(安定性)、ビニルモノマー中での良好な溶解性、良好な色の濃さ(color strength)及び卓越した熱安定性を有している。本発明には、アクリル系高分子材料、すなわちアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び/又はその他の共重合性ビニル化合物に由来するポリマーであって、その中に1種又はそれ以上の本発明の色素化合物を共重合したポリマーが含まれる。
【0002】
発明の背景及び先行技術
エポキシ基又はポリアクリロイルクロリドを有するテレポリマー(terepolymer)のような反応性のポリマーを、アミノ基又はヒドロキシ基などの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;ビニル又はジビニルポリマーの骨格にアクリロイルアミノアントラキノン染料をグラフトさせること;及び、高分子染料/顔料を製造するために特定のオレフィン系の基を含むアントラキノン染料を重合させること;によって着色高分子材料を製造することは公知である(非特許文献1)。特許文献1には、1つのアクリロイルオキシ基を含む青色の置換1,4−ジアミノアントラキノン染料の製造と、種々の繊維、特にポリアミド繊維の着色におけるその染料の使用について記載されている。特許文献2には、高度のジクロミズム(dichromism)を有する液晶コポリマーを提供するためそこに共重合される、オレフィン系の基を含有する特定の青色の置換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、液晶コポリマーが開示されている。特許文献3には、重合性アクリロイル及びメタクリロイル基を含む特定の置換1,4−ジアミノアントラキノン染料の製造と、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におけるそれらの使用について記載されている。
【0003】
特許文献4には、(a) 2−アルケニルアズラクトンを重合し、そのポリマーを、求核性基を含む染料と反応させることにより、また(b) 求核性染料をアルケニルアズラクトンと反応させ、次いでそのようにして製造された遊離ラジカル重合性染料を重合することにより、アントラキノンを含む種々の染料類を高分子染料に転換させることが開示されている。高分子染料はホトレジストシステムや着色加工(colorproofing)に有用であると報告されている。特許文献5には、ビニルモノマーを、特定のアントラキノン染料をメタクリロイル基で官能化することにより調製された反応性アントラキノン染料とエマルジョン重合することにより、インキ、塗料、トナー等に適した着色ビニルポリマーを製造する方法が開示されている。
【0004】
光重合性基を含有する幾つかのアントラキノン類を含む種々の染料の製造と、液晶テレビ受像器での使用に適した着色フィルター、カラーコピー機、感光性レジスト樹脂組成物へのそれらの使用などについては、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
【特許文献2】
米国特許第4,943,617号
【特許文献3】
米国特許第5,055,602号
【特許文献4】
米国特許第5,362,812号
【特許文献5】
米国特許第5,367,039号
【特許文献6】
米国特許第5,578,419号
【非特許文献1】
J. S. D. C.、1977年4月号、第114〜125頁
【0006】
発明の概要
本発明により提供されるアントラキノン色素化合物は、以下に述べる一般式I〜XXIで表される。式I〜VIIを有する色素は青色シアン着色剤であり、式VIII〜XVIIIを有する色素は赤色マゼンタ着色剤であり、そして式XIX〜XXIを有する色素は黄色(イェロー)着色剤である。
【0007】
青色シアン色素
【0008】
【化26】
【0009】
【化27】
【0010】
【化28】
【0011】
赤色マゼンタ色素
【0012】
【化29】
【0013】
【化30】
【0014】
【化31】
【0015】
黄色(イェロー)色素
【0016】
【化32】
【0017】
(式中、Rは水素又はC1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ及びハロゲンから選ばれる1〜3の基から選ばれ;
R1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、アリール及び−L1−Z−Qから選ばれ;R2は水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル及びアリールから選ばれ;
R3及びR4は、独立して、C1〜C6アルキル及び臭素から選ばれ;
R5はC1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、−L1−Z−Q、
【0018】
【化33】
【0019】
R6は
【0020】
【化34】
【0021】
から選ばれ;
R7は水素、置換又は非置換のC1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、置換又は非置換のC1〜C6アルキルチオ、スルファモイル及び置換スルファモイルから選ばれ;
R8は水素及びC1〜C6アルキルから選ばれ;
R9はR1で表される基及び−L−Z−Qから選ばれ;
R10は水素及びハロゲンから選ばれ;
Xは共有結合又は−O−、−S−、−SO2−、−CO2−、−CON(Y)−及び−SO2N(Y)−から選ばれる二価の結合基であって、Yは水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル、C3〜C8アルケニル、アリール及び−L−Z−Qから選ばれ;
X1は−O−、−S−、−SO2−及び−SO2N(Y)−から選ばれ;
X2は−CO2−及び−SO2N(Y1)−から選ばれ、ここでY1は水素、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、アリール、ヘテロアリール及び−CH2−p−C6H4−C(R8)=CH2から選ばれる基であり;
X3は−CO2−及び−SO2N(Y)−から選ばれ;
X4は−CO2−、−O−及び−SO2N(Y1)−から選ばれ;
LはC1〜C8アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、アリーレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン−C1〜C6アルキレン、C3〜C8シクロアルキレン、C1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−Z1−アリーレン−Z1−C1〜C6アルキレン及びC2〜C6アルキレン−[−Z1−C2〜C6アルキレン−]n−から選ばれる二価の結合基であって、Z1は−O−、−S−及び−SO2−から選ばれ、nは1〜3であり;
L1はC2〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、C3〜C8シクロアルキレン及びC2〜C6アルキレン−[−Z1−C2〜C6アルキレン−]n−から選ばれる二価の結合基であり;
L2はC2〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン−C1〜C6アルキレン及びC1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレンから選ばれ;
Zは−O−、−S−、−NH−、−N(C1〜C6アルキル)−、−N(C3〜C8アルケニル)−、−N(C3〜C8シクロアルキル)−、−N(アリール)−、−N(SO2C1〜C6アルキル)−及び−N(SO2アリール)−から選ばれる二価の結合基であるが、Qが光重合性の、置換されていてもよいマレイミド基であるときには、Zは共役結合を表し;Qはエチレン系不飽和感光重合性基であり;そして
m及びm1はそれぞれ0又は1である。)
【0022】
Qで表されるエチレン系不飽和感光性共重合性基は以下の有機基から選ばれる。
【0023】
【化35】
【0024】
【化36】
【0025】
(式中、R11は水素及びC1〜C6アルキルから選ばれ;
R12は、水素;C1〜C6アルキル;フェニル並びに、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、−N(C1〜C6アルキル)、ニトロ、シアノ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜C6アルカノイルオキシ及びハロゲンから選ばれる1つ又はそれ以上の基で置換されたフェニル;C1〜C6アルキル又はC1〜C6アルコキシで置換されていてもよい1−及び2−ナフチル;C1〜C6アルキル又はハロゲンで置換されていてもよい2−及び3−チエニル;C1〜C6アルキルで置換されていてもよい2−又は3−フリルから選ばれ;
R13及びR14は水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、アリールから選ばれ、又は結合して−[−CH2−]3−5−基を表してもよく;
R15は水素、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;
R16は水素、C1〜C6アルキル及びアリールから選ばれる。)
【0026】
用語「C1〜C6アルキル」は、本明細書では、炭素原子1〜6を含む直鎖又は分枝鎖の飽和脂肪族炭化水素基を表すのに用いる。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、C1〜C6アルカノイルオキシ及び−[−O−R17−]− R18よりなる群から選ばれる1つ又はそれ以上の基、好ましくは1〜3の基で置換されたC1〜C6アルキル基を表すのに用い、ここでR17は、C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、シクロへキシレン、アリーレン、C1〜C6アルキレン−シクロへキシレン及びC1〜C6アルキレン−シクロへキシレン−C1〜C6アルキレンよりなる群から選ばれ;
R18は水素、ヒドロキシ、カルボキシ、C1〜C6アルカノイルオキシ、C2〜C6アルコキシカルボニル、アリール及びC3〜C8シクロアルキルよりなる群から選ばれ;pは1、2又は3である。
【0027】
発明の詳細な記述
用語「C1〜C6アルキレン」及び「C1〜C8アルキレン」は、それぞれ、炭素原子1〜6及び炭素原子1〜8を含む直鎖又は分枝鎖の2価の脂肪族炭化水素基並びにC1〜C6アルコキシ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜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る1〜3の基で置換された基を表すのに用いる。同様に、用語「C2〜C6アルキレン」は、「C1〜C6アルキレン」及び「C1〜C8アルキレン」基についてこの段落で記載されているように、置換されていなくてもまた、置換されていてもよい、直鎖又は分枝鎖の2価の炭化水素基を表すのに用いる。
【0028】
用語「C1〜C6アルコキシ」、「C1〜C6アルコキシカルボニル」、「C1〜C6アルカノイルオキシ」及び「C1〜C6アルカノイルアミノ」は、それぞれ、構造式−OR19、−CO2R19、−OCOR19及びNHCOR19に対応する基を表すのに用い、ここでR19はC1〜C6アルキル又は置換C1〜C6アルキルである。用語「C3〜C8アルケニル」は、少なくとも1つの二重結合を含む脂肪族炭化水素基を表すのに用いる。用語「C3〜C8シクロアルキル」は、置換されていなくても、またC1〜C6アルキル基1〜3で置換されていてもよい炭素原子3〜8を有する飽和炭素環式炭化水素を表すのに用いる。用語「C3〜C8シクロアルキレン」は、炭素原子3〜8、好ましくは炭素原子5〜6を含む2価の炭素環式炭化水素基を表すのに用いる。
【0029】
用語「アリール」は、本明細書で用いるとき、フェニル並びにC1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ハロゲン、カルボキシ、シアノ、C1〜C6アルカノイルオキシ、C1〜C6アルキルチオ、C1〜C6アルキルスルホニル、トリフルオロメチル、ヒドロキシ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜C6アルカノイルアミノ、−O−R20、−S−R20、−SO2−R20、−NHSO2R20及び−NHCO2R20から選ばれる1〜3の置換基で置換されたフェニルを表し、ここでR20はフェニル又は、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ及びハロゲンから選ばれる1〜3の基で置換されたフェニルである。用語「アリーレン」は、本明細書で用いるとき、1,2−、1,3−及び1,4−フェニレン並びに、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ及びハロゲンから選ばれる1〜3の基で置換されたそれら二価の基を含めて表す。用語「ヘテロアリール」は、本明細書で用いるとき、酸素、硫黄及び窒素から選ばれる1〜3のヘテロ原子を含む5員又は6員の芳香環を表す。そのようなヘテロアリール基の例には、チエニル、フリル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、トリアゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジル、ベンゾオキサゾリル、ベノチアゾリル、ベンズイミダゾリル、インドリル等がある。ヘテロアリール基は、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、置換C1〜C6アルキル、ハロゲン、C1〜C6アルキルチオ、アリール、アリールチオ、アリールオキシ、C1〜C6アルコキシカルボニル及びC1〜C6アルカノイルアミノから選ばれる1〜3の基で置換されていてもよい。
【0030】
用語「ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素を含めて用いる。用語「スルファモイル及び置換スルファモイル」は、構造式−SO2N(R21)R22を有する基を表し、ここでR21及びR22は、独立して、水素、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、アリール及びヘテロアリールから選ばれる。
【0031】
式I、II、III、IV、V、VI、VIII、IX、X、XII、XIII、XIV、XVI、XVII、XIX及びXXの好適な色素化合物は、Zが−O−のものである。これらの色素は、対応するジヒドロキシ色素[Dye(OH)2]を、活性ビニル官能性を導入する試薬と反応させることにより製造する。例えば、Qが構造式Ia、VIa、XIaにそれぞれ対応する色素は、そのジヒドロキシ色素を、対応する酸クロリド及び/又は酸無水物と次のように反応させることにより製造する。
【0032】
【化37】
【0033】
Zが−O−で且つ、Qが構造式IIa、IIIa及びVIIIaに対応する色素は、ジヒドロキシ色素を対応するイソシアナートと反応させることによって製造する。
【0034】
【化38】
【0035】
Zが−O−で且つ、Qが構造式IVaに対応する色素は、Encyclopedia of Polymer Science and Eng.、第2版第11巻、刊行John Wiley & Sons、第558〜571頁に概括的に記載されているように、ジヒドロキシ色素を2−アルケニルアズラクトンと反応させることによって製造する。
【0036】
【化39】
【0037】
Zが−O−で且つ、Qが構造式Vaに対応する色素は、通常、ジヒドロキシ色素を無水マレイン酸と反応させてマレイン酸モノエステルを供給することによって製造する。
【0038】
【化40】
残存する酸基は、酸触媒の存在下に、アルコール中で加熱すること及び、その酸のアルカリ金属塩を、アルキル化触媒、例えばアルキルハライド、硫酸アルキル及びスルホン酸アルキル(例えば、メチルエステルを製造するには4−トルエンスルホン酸メチル)などと反応させることなどの、通常のタイプのエステル化反応によってエステル化することができる。フマル酸及びその誘導体もまた、Qが基Vaである色素を製造するのに使用することができる。無水イタコン酸(無水メチレンコハク酸)は、ジヒドロキシ色素と反応させて、Zが−O−で且つQが構造式XIIa(R15=H)に対応する官能化色素を製造するために使用することができる。これらの酸化合物は、Qが構造式Vaに対応する色素を製造するため上記のようにエステル化することができる。
【0039】
前記のように反応して反応性Q基を含有する色素を製造するのに有用な、脂肪族ヒドロキシ基を含むアントラキノン色素は、米国特許第4,267,306号、第4,359,570号、第4,403,092号、第4,804,719号、第4,999,418号、第5,032,670号、第5,194,463号、第5,372,864号、第5,955,564号及び第5,962,557号に開示されている。式III、IX、XIII及びXXの色素を製造するのに有用な、1(H)−1,2,4−トリアゾール−3−イルチオ基を含むアントラキノン色素は、米国特許第3,689,501号、第4,267,306号、第5,962,557号及び国際特許出願公開第98/23690号(WO 98/23690)(1998年6月4日)に開示されている。カルボキシ基を含み、本発明の実施において有用なアントラキノン色素は、米国特許第4,359,570号、第4,403,092号、第4,999,418号、第5,372,864号、第5,955,564号、第5,962,557号及び国際特許出願公開第98/23690号に開示されている。ここに示されているように、さらに反応させて反応性Q基を導入するのに有用なヒドロキシアルキル誘導体を提供するためには、酸をヒドロキシアルキルハライド又は炭酸アルキレンでアルキル化することにより、ヒドロキシアルキル基がこれらの化合物に導入することができる。
【0040】
Zが−S−、−NH−、−N(C1〜C6アルキル)−、−N(C3〜C8アルケニル)−、−N(C3〜C8シクロアルキル)−、−N(アリール)−、− N(SO2 C1〜C6アルキル)−及び− N(SO2 アリール)−である色素を製造するには、次の求核性基ZHを2つずつ含有する対応するアントラキノン色素が、Z=−O−である色素を製造するための前記の試薬と反応させられる:−SH、−NH(C1〜C6アルキル)、−NH(C3〜C8アルケニル)、−NH(C3〜C8シクロアルキル)、−NH(アリール)−、−NH(SO2 C1〜C6アルキル)及び−NH(SO2アリール)。ZH基2つを含む前記全ての色素は、ビニルスルホニルハリドと反応して、Q=−SO2C(R11)=CH2(構造式IXa)の色素を製造することができる。Qが構造式IXaに対応するとき、好ましい基Zは−NH−である。Qが構造式Xa及びXIIIaに対応し、且つZが共役結合である染料は、2つの一級アミン基を含む色素を、例えば無水マレイン酸及び無水イタコン酸とそれぞれ反応させることによって製造する。
【0041】
X2及びX4が−CO2−である、式VII、XI、XV、XVIII及びXXIの官能化色素は、2つのカルボキシル基を含む中間体色素を、構造式ClCH2−p−C6H4−C(R8)= CH2を有するアルキル化剤、特に好ましくは4−ビニルベンジルクロリド(R8=H)でアルキル化することにより製造される。この反応は、塩基としてアルカリ金属炭酸塩及びトリアルキルアミンの存在下に容易に達成される。mが0である式III、IX、XIII及びXXに対応する官能化色素は、塩基、例えばアルカリ金属炭酸塩又はトリアルキルアミンの存在下で、1(H)−1,2,4−トリアゾール−3−イルチオ基を2つ含む中間体色素を、構造式ClCH2−p−C6H4−C(R8)=CH2を有するアルキル化剤、好ましくは4−ビニルベンジルクロリド(R8=H)と反応させることにより製造する。
【0042】
本発明の黄色(イェロー)、赤色−マゼンタ、青色−シアン色素は、減色法カラーとしての結合色相(combination shades)を形成するために特に有用である。それらは、遊離ラジカル重合によりアクリル系高分子材料中に共重合するために特別な価値を有し、先行技術の色素に対して1つ又はそれ以上の利点、例えば熱安定性、使用されるアクリレート又はメタクリレートエステルコモノマー中での溶解性、UV光に対する耐久性、色の濃さ、製造の容易さなどを有している。本発明の色素は、色素の良好な熱安定性が求められる光学ガラス繊維に対するアクリル系ポリマーのカラー被覆を提供するために特に有用である。
【0043】
実施例
本発明により提供される共重合性色素化合物及びその製造は、以下の実施例によってさらに詳説する。
【0044】
例1
1,5−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例1)(5.13g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.84g、0.02モル)及びN, N−ジメチルホルムアミド(DMF、100mL)の混合物が約100℃で攪拌、加熱した。攪拌されている混合物に4−ビニルベンジルクロリド(Aldrich製、3.76g、0.022モル)を添加した。反応混合物を約105℃で30分間加熱後、テトラヒドロフラン(THF)/シクロヘキサンの50/50混合物を用いた薄層クロマトグラフィ(TLC)は、ただ1つのスポットを示し、出発物質又はモノ反応生成物は観察されなかった。反応混合物はさらに20分間加熱して、メタノールと水の混合物を添加し、黄色色素を沈殿させた。固体の色素は濾過により収集し、水、次いで少量のメタノールで洗浄された。空気乾燥した生成物の収量は6.85g(理論収量の92%)であった。電界脱着質量分析法(FDMS)は次の構造式を支持した。
【0045】
【化41】
【0046】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、447nmで吸収極大が観察された。
【0047】
例2
1,5−ビス−(2−カルボキシアニリノ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例2)(4.78g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.76g、0.02モル)及びDMF(100mL)の混合物が約90℃で攪拌、加熱し、4−ビニルベンジルクロリド(Aldrich製、3.76g、0.022モル)を添加し、そして約100℃で60分間の加熱と攪拌を継続した。TLC(THF/シクロヘキサン50/50)が反応の完結を示した。攪拌しながら、メタノール(120mL)を少しずつ加えて赤色の生成物を沈殿させ、それを濾過により収集し、水で洗浄し、次いで空気中で乾燥した(収量6.18g、理論収量の87%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0048】
【化42】
【0049】
例3
1,5−ビス−(イソブチルアミノ)−4,8−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)アントラキノン(WO 98/23690、例2)(6.54g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.76g、0.02モル)及びDMF(150mL)の混合物を約100℃で攪拌、加熱した。攪拌されている反応混合物に4−ビニルベンジルクロリド(3.76g、0.02モル)を添加した。反応混合物は95〜100℃で約60分間加熱された。反応混合物を冷却し、メタノール/水を添加することによりゴム状生成物が分離された。液体をデカントし、生成物はメタノールで処理した(triturate)。得られた暗青色固体を濾過により収集し、メタノールで洗浄し、空気中で乾燥した(収量6.95g、理論収量の78%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0050】
【化43】
【0051】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、600nm及び645nmでの吸収極大が観察された。
【0052】
例4
1,5−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)−4,8−ビス−(4−トリルチオ)−アントラキノン(WO 98/23690)(7.56g、0.01モル)、炭酸カリウム(K2CO3)及びDMF(300mL)の混合物を約100℃で攪拌、加熱し、次いで4−ビニルベンジルクロリド(3.84g、0.025モル)を添加した。反応混合物は約100℃で約60分間加熱、攪拌した。TLC(THF/シクロヘキサン50/50)が反応の完結を示した。冷却後、反応混合物をメタノール/水に浸漬することによって粘着性生成物を得た。メタノールと接触させて静置することにより赤色生成物が固形化し、濾過により収集し、空気中で乾燥した(収量7.67g、理論収量の78%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0053】
【化44】
【0054】
DMF中のUV−可視吸収において、吸収極大が520nmで観察された。
【0055】
例5
1,5−ビス−[(1H)−1,2,4−トリアゾール−3−イルチオ]アントラキノン(米国特許第3,689,501号)(4.06g、0.01モル)、炭酸カリウム(2.76g、0.02モル)及びDMF(100mL)の混合物を約100℃で攪拌、加熱し、そして4−ビニルベンジルクロリド(3.76g、0.022モル)を添加した。反応混合物を2時間加熱した後、TLC(THF/シクロヘキサン50/50)は、まだ幾らかのモノ置換生成物を示していた。追加量の4−ビニルベンジルクロリド(4.14g)及び塩化カリウム(1.38g)を添加し、加熱をもう1時間続けて反応を完結させた。冷却された反応混合物を水に浸漬することにより、ゴム状の黄色固体が生成した。生成物は水でデカントすることにより洗浄し、次いでDMF中に溶解した。DMF溶液はよく攪拌しながら徐々に冷水中に浸漬し、黄色固体を濾過により収集し、空気中で乾燥した(3.46g、理論収量の54%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0056】
【化45】
【0057】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、420nmでの吸収極大が観察された。
【0058】
例6
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(4.10g、0.01モル)、DMF(25mL)及び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(Aldrich製;5mL、0.025モル)の混合物を、約75℃で48時間加熱、攪拌した。TLC(THF/シクロヘキサン50/50)は、全ての出発物質が反応したこと及び所望の生成物+モノ反応生成物の混合物を示していた。追加量の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(1mL)の添加後、反応混合物は約90℃で12時間加熱、攪拌した。トリエチルアミン(0.5mL)を添加し、反応混合物は約100℃でさらに24時間攪拌した。冷却された反応混合物は水(200mL)中に浸漬し、粘着性固体を生じたが静置により硬くなった。水をデカントにより取り除き、固体はスチーム浴上で加熱することによりDMF(200mL)中に再溶解した。攪拌しながら水(50mL)を少しずつ熱DMFに添加した。一夜そのまま放置した後、赤色固体が生成した。追加の水(150mL)を加えて、生成物を濾過により収集し水で洗浄して空気中で乾燥した。本質的に定量的収量で次の生成物が得られた。
【0059】
【化46】
【0060】
この生成物はメタノール、メチレンクロリドに溶解し、ヘキサンに幾らか溶解した。
【0061】
例7 a
1,5−ビス−(2−カルボキシフェニルチオ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例1)(30.6g、0.06モル)、炭酸エチレン(88.0g、1.0モル)、エチレングリコール(50mL)及び微粉砕ヨウ化カリウム(5.2g)の混合物を、約125℃で約2.0時間加熱、攪拌し、次いで放冷した。反応混合物は攪拌下に冷水(150mL)中に浸漬した。黄色固体を濾過により収集し、温水で洗浄し、空気中で乾燥した(収量35.2g、理論収量の97.8%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0062】
【化47】
【0063】
例7 b
例7aの生成物(6.0g、0.01モル)、DMF(25mL)及び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(6mL、0.03モル)の混合物を、窒素(雰囲気)下、約95〜100℃で約48時間加熱、攪拌した。トリエチルアミン(0.5mL)を添加し、さらに48時間加熱を継続した。攪拌しながら、水(60mL)を熱反応混合物に分割添加した。室温まで放冷後、黄色生成物が濾過により収集し、水で洗浄し、空気中で乾燥した。次の生成物の本質的に定量的収量が得られた。
【0064】
【化48】
【0065】
例8
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(1.0g、2.44ミリモル)及びトルエン(50mL)の混合物を調製し、次いで、存在する幾らかの水を除去するために、ほとんどのトルエンを減圧下に溜去した。DMF(50mL)、ヒドロキノン(50mg)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP;59.6mg)、トリエチルアミン(1.0mL)及び無水メタクリル酸(1.33g、7.32ミリモル)を添加し、その反応混合物は室温で20時間攪拌した。TLC(ヘキサン/酢酸エチル50/50)は、反応の完了を示していた。反応混合物は水(300mL)中に注ぎ込み、赤色の生成物を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下で乾燥した(収量1.30g、理論収量の98%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0066】
【化49】
【0067】
官能化された赤色色素は、UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で526nmに吸収極大を有していた。
【0068】
例9
前記例7aの色素(2.0g、3.33ミリモル)及びトルエン(20mL)を混合し、ほとんどのトルエンが減圧下に除去される間攪拌した。DMF(50mL)、DMAP(82mg)、トリエチルアミン(1.4mL)、ヒドロキノン(50mg)及び無水メタクリル酸(1.53g、9.99ミリモル)を添加し、その反応混合物は室温で15時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬され、数日間静置することによって沈殿した黄色の官能化色素は、濾過により収集し、水、そしてメタノール:水1:1で洗浄し、減圧下に乾燥した。収量は2.23g(理論収量の91%)であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0069】
【化50】
DMF中のUV−可視吸収スペクトルにおいて、444nmでの吸収極大が観察された。
【0070】
例 10a
1,5−ビス−(カルボキシアニリノ)アントラキノン(米国特許第4,359,570号、例2)(59.75g、0.125モル)、炭酸エチレン(165g、1.875モル)、エチレングリコール(550mL)及び微粉砕ヨウ化カリウム(11.3g)の混合物を、120〜125℃で6.5時間加熱し、その混合物は放冷した。メタノール(400mL)を攪拌下の反応混合物に添加した。赤色固体を濾過により収集し、水で洗浄し、空気中で乾燥した(収量69.5g、理論収量の98.2%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0071】
【化51】
【0072】
例 10b
上記例10aの色素の一部(2.0g、3.53ミリモル)をトルエン(10mL)と混合し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(86mg)、トリエチルアミン(1.5mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水メタクリル酸(1.63g、10.6ミリモル)を添加し、得られた溶液は室温で15時間攪拌した。反応混合物は水〔200(mL)〕中に浸漬し、数日間室温で静置した。官能化された赤色の色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した(収量2.10g、理論収量の85%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0073】
【化52】
【0074】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で525nmでの吸収極大が観察された。
【0075】
例 11
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)−4,8−ビス−(トリルチオ)アントラキノン(米国特許第5,955,564号)(2.0g、3.06ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、トリエチルアミン(1.3mL)、DMAP(75mg)、ヒドロキノン(20mg)及び無水メタクリル酸(1.41g、9.18ミリモル)を添加し、その反応混合物を室温で15時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬し、その混合物を数日間静置した後、官能化された青色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。本質的に定量的収量が得られた。FDMSは次の構造式を支持した。
【0076】
【化53】
【0077】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で650nmでの吸収極大が観察された。
【0078】
例 12
1,5−ビス−[5−{N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)スルファモイル}−2−メトキシアニリノ]アントラキノン(米国特許第5,372,864号、例21)(2.0g、2.66ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(65mg)、トリエチルアミン(1.1mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水メタクリル酸(1.22g、7.98ミリモル)を添加し、その反応混合物を室温で一夜約15時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬し、その混合物を数日間室温で静置することにより、官能化された青色色素が沈殿し、濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。本質的に定量的収量が得られた。FDMSは次の構造式を支持した。
【0079】
【化54】
【0080】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF溶液中で527nmでの吸収極大が観察された。
【0081】
例 13
前記例10aからの色素の一部(2.0g、3.53ミリモル)をトルエンと混合し、ほとんどのトルエンが減圧下に除去される間攪拌した。DMF(50mL)、DMAP(86mg)、トリエチルアミン(1.5mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(1.63g、10.6ミリモル)を添加し、その反応混合物を24時間攪拌した。水(200mL)中に浸漬し、しばらくの間静置し、次いで濾過により収集することによって、官能化された赤色色素を単離した。水で洗浄した後、その色素は減圧下に乾燥した(収量2.11g、理論収量の85%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0082】
【化55】
【0083】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、DMF中で522nmでの吸収極大が観察された。
【0084】
例 14
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)−4,8−ビス−(4−トリルチオ)アントラキノン(米国特許第5,955,564号)(2.0g、3.06ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(75mg)、トリエチルアミン(1.3mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(1.41g、9.18ミリモル)を添加した。その反応混合物は室温で24時間攪拌し、次いで水(200mL)中に浸漬した。その混合物をしばらくの間静置した後、官能化された青色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、そして減圧下に乾燥した。収量は本質的に定量的であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0085】
【化56】
【0086】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF中で650nmでの吸収極大が観察された。
【0087】
例 15
1,5−ビス−[5−{N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)スルファモイル}−2−メトキシアニリノ]−アントラキノン(米国特許第5,372,864号、例21)(2.0g、2.66ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(65mg)、トリエチルアミン(1.1mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(1.23g、7.98ミリモル)を添加した。室温で24時間攪拌した後、その反応混合物は水(200mL)中に浸漬し、その混合物はしばらくの間静置した。官能化された赤色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。収量は生成物1.96g(理論収量の83%)であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0088】
【化57】
【0089】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、529nmでの吸収極大が観察された。
【0090】
例 16
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(2.0g、4.88ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そして減圧下にほとんどのトルエンを除去した。DMF(50mL)、DMAP(120mg)、トリエチルアミン(2.0mL)及び無水クロトン酸(2.25g、14.6ミリモル)を添加した。その反応混合物は室温で24時間攪拌し、次いで水(200mL)中に浸漬し、そしてその混合物はしばらくの間静置した。官能化された赤色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した。収量は2.24g(理論収量の98%)であった。FDMSは次の構造式を支持した。
【0091】
【化58】
【0092】
溶媒としてのDMF中でのUV−可視光吸収スペクトルにおいて、527nmでの吸収極大が観察された。
【0093】
例 17
前記例7aの色素の一部(2.0g、3.33ミリモル)及びトルエン(10mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(86mg)、トリエチルアミン(1.4mL)、ヒドロキノン(20mg)及び無水クロトン酸(7.54g、9.99ミリモル)を添加した。その反応混合物は室温で24時間攪拌し、攪拌しながら水(200mL)中に浸漬した。混合物はしばらくの間静置し、官能化された黄色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した(収量2.01g、理論収量の82%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0094】
【化59】
【0095】
UV−可視光吸収スペクトルにおいて、DMF中で446nmでの吸収極大が観察された。
【0096】
例 18
1,5−ビス−(2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルアミノ)アントラキノン(米国特許第4,999,418号、例1)(1.0g、2.44ミリモル)及びトルエン(50mL)の混合物を攪拌し、そしてほとんどのトルエンを減圧下に除去した。DMF(50mL)、DMAP(60mg)、トリエチルアミン(1.0mL)、ヒドロキノン(50mg)及び桂皮酸クロリド(Aldrich製;1.22g、7.35ミリモル)を添加した。その反応混合物は約50℃の温度で約12時間攪拌し、次いで水(100mL)中に浸漬した。官能化された赤色色素を濾過により収集し、水で洗浄し、減圧下に乾燥した(収量1.61g、理論収量の99%)。FDMSは次の構造式を支持した。
【0097】
【化60】
【0098】
UV−可視吸収スペクトルにおいて、DMF中で527nmでの吸収極大が観察された。
【0099】
ビニル基又は置換ビニル基を含有する官能化色素は、好ましくは遊離ラジカル機構により重合又は共重合が可能であり、該遊離ラジカルは、UV硬化樹脂製造の技術分野では公知の方法によって、UV光に暴露することにより活性化される。重合は光開始剤の添加により促進することができる。着色されたアクリル系高分子材料は、通常、共重合性基を含有する官能化色素を、別の溶媒を含む又は含まない重合性モノマー中に溶解し、次いで典型的な重合法によりその樹脂を調製することによって製造される。
【0100】
本発明に有用な、代表的な共重合性モノマーには、(メタ)ア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類;例えば、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、ベンジルなどの(メタ)アクリル酸のエステル類;並びにエチレン及び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、ジエチレン及びジプロピレングリコール、トリエチレン及び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及び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、プロポキシル化ネオペンチルグリコールのジ(メタ)アクリレートエステル;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、ペンタエリトリトール、グリセロール、エトキシル化及びプロポキシル化グリセロールのトリ(メタ)アクリレートエステル;ペンタエリトリトールのテトラ(メタ)アクリレートエステル;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;マレート/フマレートエステル;マレイン酸/フマル酸;クロトン酸エステル及びクロトン酸が含まれる。
【0101】
本発明の共重合性組成物は、基体表面上へのこの組成物の適用及び被覆を容易にするために、もし所望なら、必要に応じて、有機溶媒を含有することができる。適当な溶媒の代表例には、これらに限定されるものではないが、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含まれる。詳細な例には、これらに限定されるものではないが、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、二酢酸エチレングリコール、3−エトキシプロピオン酸エチル、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酢酸エステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル酢酸エステル、エチレングリコールモノブチルエーテル酢酸エステル、プロピレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステル、メチレンクロリド、クロロホルム及びそれらの混合物が含まれる。ある種のモノマーは反応体及び溶媒の両方として作用しうる。これらは、光開始剤の存在下、UV放射線への暴露によって重合反応を受けうる、少なくとも1つの不飽和基を含んでいる。詳細な例には、これらに限定されるものではないが:メタクリル酸、アクリル酸、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、及びそれらの混合物が含まれる。さらに本発明の組成物は、基体表面の適用及び被覆を容易にするため、溶媒に溶解されているよりもむしろ水中に分散されているのがよい。本発明の水分散性組成物においては、必要に応じて共溶媒を使用する。好適な共溶媒の代表例には、それらに限定されるものではないが、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、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及びプロピレングリコールが含まれる。水溶性のエチレン系不飽和溶媒の代表例には、それらに限定されるものではないが: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(メタ)アクリレート、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(メタ)アクリレート、及びそれらの混合物が含まれる。本発明の分散された被覆組成物における好適な水性有機溶媒(すなわち有機溶媒及び水)の量は、被覆組成物合計の10〜90重量%、好ましくは75〜90重量%である。
【0102】
本発明の被覆組成物は、必要に応じて、光開始剤を含む。光開始剤の量は、被覆組成物中の不揮発性、エチレン系不飽和成分の重量に基づいて、代表的には2〜7重量%であり;好ましくは3〜5重量%である。代表的な光開始剤には、ベンゾイン及びベンゾインエーテル、例えば、商品名ESACURE BO、EB1、EB3及びEB4(Fratelli Lamberti製);VICURE 10及び30(Stauffer製)として販売されているもの;ベンジルケタール、例えば、IRGACURE 651(Ciba Geigy製)、Uvatone 8302(Upjohn製)など;α,α−ジアルコキシアセトフェノン誘導体、例えば、DEAP及びUVATONE 8301(Upjohn製);α−ヒドロキシアルキルフェノン、例えばIRGACURE 184(Ciba Geigy製);DAROCUR 116、1173及び2959(Merck製)など;ベンゾフェノンと三級アミンの混合物が含まれる。そのような光開始剤及び硬化の手順に関するさらなる詳細は、刊行物、例えば米国特許第5,109,097号に見出すことができ、それは引用により本明細書に組み入れるものとする。被覆(フィルム)の厚さ、製造物の処方、光開始剤のタイプ、輻射束及び放射線源によって、典型的には、紫外線放射に対する暴露時間0.5秒〜30分が硬化のため必要となる。硬化は日射においてさえも起こりうる。
【0103】
本発明の別の態様には、前記のような硬化性組成物が含まれるが、それはさらに1種又はそれ以上の均展性、流動化及び流動性調整剤、例えばシリコーン類、フッ化炭素又はセルロース誘導体など;艶消剤;顔料湿潤分散剤;界面活性剤;紫外線(UV)吸収剤;UV光安定剤;着色顔料;脱泡消泡剤;沈降防止剤、垂れ防止剤及び増粘剤(bodying agents);皮張り防止剤;色浮き防止及び浮遊防止剤;殺カビ剤;腐食防止剤;増粘剤(thickening agents);又は融合助剤を含む。本発明の組成物はまた、非反応性の変性用樹脂を含んでいてもよい。代表的な非反応性変性用樹脂には、(メタ)アクリル酸;例えばメチル、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、ベンジルなど(メタ)ア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;(メタ)アクリレート化されたウレタン、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、例えば酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、ニトロセルロースなど;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などが含まれる。
【0104】
代表的な可塑剤には、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など;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など;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 18−04、18−07、18−92及び18−99(Eastman Chemical Company製)などが含まれる。付加的な添加剤の詳細な例は、Raw Materials Index、刊行National Paint & Coatings Association, 1500 Rhode Island Avenue, N. W., Washington, D. C. 20005の中に見出されうる。
【0105】
本発明組成物の被覆は、典型的には、ASTM法D−3732を用いた往復摩擦(double rubs)で少なくとも100回の耐溶媒性;好ましくは往復摩擦で少なくとも200回の耐溶媒性を有している。そのような被覆はまた、典型的には、ASTM法D−3363を用いた鉛筆硬度F又はそれ以上;好ましくは鉛筆硬度H又はそれ以上を有している。この被覆組成物は慣用の被覆装置を用いて基体に被覆することができる。被覆された基体は次いで、空気中又は窒素中で紫外光などの放射線に暴露されて硬化仕上げされる。硬化工程には水銀蒸気又はキセノンのランプが適用できる。本発明の被覆剤は電子線により硬化することもできる。
【0106】
本発明の放射線硬化性組成物は、金属、プラスチック、ガラス、木材及び皮革などの基体に対する接着剤及び被覆剤として好適である。完成製品にある種所望の特性を獲得させるために、種々のさらなる顔料、可塑剤及び安定剤を組み合わせることができる。これらは本発明の範囲に包含される。
【0107】
被覆、硬化及び試験法:
配合物の試料を使用し、ナイフブレードを用いてガラス板に被覆した。未乾燥フィルムの厚さは約10ミルであった。溶媒が蒸発して、ほぼ1ミル厚の透明な幾らか粘着性のフィルムが得られた。UV放射線に暴露する前には、それぞれのフィルムは有機溶媒に容易に溶解した。
【0108】
ガラス板上の乾燥フィルムは、ベルト速度25ft/分を用い、American Ultraviolet Company製装置に収納された200W/in中圧水銀蒸気ランプからのUV放射線に暴露された。そのランプの下を1〜5回通すことで、最大の硬さと耐溶媒性を有する架橋被覆物がもたらされた。
【0109】
それぞれの硬化被覆物(フィルム)は、UV放射線への暴露前後における鉛筆硬度(ASTM D3363)、メチルエチルケトン往復摩擦試験による耐溶媒性及びアセトン中の溶解性について評価することができる。鉛筆硬度の尺度は硬度の増加に従って:5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H である。メチルエチルケトン(MEK)往復摩擦試験は、チーズクロス片をメチルエチルケトンで飽和させて、中程度の圧力で被覆を前後に摩擦することにより実施する。被覆が除去されるまでの往復摩擦の回数を数える。この試験はASTM法D−3732に従う。アセトン溶解性試験は、硬化フィルムの予め計量された乾燥試料を25℃で48時間アセトン中に浸漬することにより実施する。このフィルムを取り出し、強制空気炉中60℃で16時間乾燥して再秤量する。残留不溶解フィルムの重量%をそのデータから計算する。
【0110】
本発明は、その好適な態様を特に参照して詳細に記載してきたが、本発明の精神及び範囲内において変動や修正がもたらされうるということは理解されるであろう。
Claims (43)
- 下記式:
R1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、アリール及び−L1−Z−Qから選ばれ;R2は水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル及びアリールから選ばれ;
R3及びR4は、独立して、C1〜C6アルキル及び臭素から選ばれ;
R5はC1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、−L1−Z−Q、
R6は
R7は水素、置換又は非置換のC1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシ、置換又は非置換のC1〜C6アルキルチオ、スルファモイル及び置換スルファモイルから選ばれ;
R8は水素及びC1〜C6アルキルから選ばれ;
R9はR1で表される基及び−L−Z−Qから選ばれ;
R10は水素及びハロゲンから選ばれ;
Xは共有結合又は、−O−、−S−、−SO2−、−CO2−、−CON(Y)−及び−SO2N(Y)−から選ばれる二価の結合基であって、Yは水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、C3〜C8シクロアルキル、C3〜C8アルケニル、アリール及び−L−Z−Qから選ばれ;
X1は−O−、−S−、−SO2−及び−SO2N(Y)−から選ばれ;
X2は−CO2−及び−SO2N(Y1)−から選ばれ、ここでY1は水素、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、アリール、ヘテロアリール及び−CH2−p−C6H4−C(R8)=CH2から選ばれる基であり;
X3は−CO2−及び−SO2N(Y)−から選ばれ;
X4は−CO2−、−O−及び−SO2N(Y1)−から選ばれ;
LはC1〜C8アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、アリーレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン−C1〜C6アルキレン、C3〜C8シクロアルキレン、C1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−Z1−アリーレン−Z1−C1〜C6アルキレン及びC2〜C6アルキレン−[−Z1−C2〜C6アルキレン−]n−から選ばれる二価の結合基であって、Z1は−O−、−S−及び−SO2−から選ばれ、nは1〜3であり;
L1はC2〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン、C3〜C8シクロアルキレン及びC2〜C6アルキレン−[−Z1−C2〜C6アルキレン−]n−から選ばれる二価の結合基であり;
L2はC2〜C6アルキレン、C1〜C6アルキレン−アリーレン−C1〜C6アルキレン及びC1〜C6アルキレン−C3〜C8シクロアルキレン−C1〜C6アルキレンから選ばれ;
Zは−O−、−S−、−NH−、−N(C1〜C6アルキル)−、−N(C3〜C8アルケニル)−、−N (C3〜C8シクロアルキル)−、−N(アリール)−、−N(SO2C1〜C6アルキル)−、及び −N(SO2アリール)−から選ばれる二価の結合基であるが、Qが光重合性の、必要に応じて置換されていてもよいマレイミド基であるときには、Zは共役結合を表し;Qはエチレン系不飽和感光性重合性基であり;そして
m及びm1はそれぞれ0又は1である)
を有するアントラキノン色素化合物。 - Qで表されるエチレン系不飽和感光性共重合性基が下記の有機基:
R12は水素;C1〜C6アルキル;フェニル並びに、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、−N(C1〜C6アルキル)、ニトロ、シアノ、C1〜C6アルコキシカルボニル、C1〜C6アルカノイルオキシ及びハロゲンから選ばれる1つ又はそれ以上の基で置換されたフェニル;C1〜C6アルキル又はC1〜C6アルコキシで置換されていてもよい1−及び2−ナフチル;C1〜C6アルキル又はハロゲンで置換されていてもよい2−及び3−チエニル;C1〜C6アルキルで置換されていてもよい2−又は3−フリルから選ばれ;
R13及びR14は水素、C1〜C6アルキル、置換C1〜C6アルキル、アリールから選ばれるか、又は結合して−[−CH2−]3−5−基を表してもよく;
R15は、水素、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;
R16は水素、C1〜C6アルキル及びアリールから選ばれる)
から選ばれる請求項1に記載のアントラキノン化合物。 - Qが有機基Iaである請求項2に記載のアントラキノン化合物。
- Qが有機基Iaであって、基IaのR11が水素又はメチルであり、且つR12が水素である請求項2に記載のアントラキノン化合物。
- Qが有機基VIIaである請求項2に記載のアントラキノン化合物。
- Qが有機基VIIaであって、基VIIaのR11が水素である請求項2に記載のアントラキノン化合物。
- Qが有機基VIIIaである請求項2に記載のアントラキノン化合物。
- Qが有機基VIIIaであって、基VIIIaのR11が水素又はメチルであり、且つR13及びR14がメチルである請求項2に記載のアントラキノン化合物。
- Xが−CO2−、Lが−CH2CH2−で、且つmが1である請求項3に記載のアントラキノン化合物。
- Lが−CH2CH2−、mが1で、且つR2が水素である請求項5に記載のアントラキノン化合物。
- L1が−CH2C(CH3)2CH2−で、且つR5がアリールである請求項8に記載のアントラキノン化合物。
- Xが−CO2−、Lが−CH2CH2−で、且つmが1である請求項9に記載のアントラキノン化合物。
- Lが−CH2CH2−、R2が水素で、且つmが1である請求項10に記載のアントラキノン化合物。
- Xが−CO2−、Lが−CH2CH2−で、且つmが1である請求項12に記載のアントラキノン化合物。
- Lが−CH2CH2−、R2が水素で、且つmが1である請求項13に記載のアントラキノン化合物。
- X3が−CO2−、Lが−CH2CH2−で、且つRが水素又は臭素である請求項15に記載のアントラキノン化合物。
- L2が−CH2C(CH3)2CH2−で、且つR10が水素である請求項16に記載のアントラキノン化合物。
- X3が−CO2−、Lが−CH2CH2−で、且つRが水素である請求項17に記載のアントラキノン化合物。
- Lが−CH2CH2−、R2が水素であり、且つmは1である請求項18に記載のアントラキノン化合物。
- Xが−SO2N(Y)−、LがC2〜C6アルキレン、R3及びR4がメチル又はエチル、Yが水素であり、且つmは1で、m1が0である請求項6に記載のアントラキノン化合物。
- Xが−SO2N(Y)−、LがC2〜C6アルキレン、R3及びR4がメチル又はエチル、Yが水素であり、且つmは1で、m1が1である請求項6に記載のアントラキノン化合物。
- 式VIIを有しており、式VIIのX2が−CO2−で、且つR及びR8が水素である請求項1に記載のアントラキノン化合物。
- 式XIを有しており、式XIのX2が−CO2−で、且つR1及びR8が水素である請求項1に記載のアントラキノン化合物。
- 式XVIIを有しており、式XVIIのX4が−CO2−で、且つR及びR8が水素である請求項1に記載のアントラキノン化合物。
- 式XXIを有しており、式XXIのX4が−CO2−で、且つR及びR8が水素である請求項1に記載のアントラキノン化合物。
- 式IVを有しており、式IVのX1が−O−、Zが−O−、Lが−CH2CH2−、R3及びR4がメチル又はエチルであり、且つmは1で、m1が0である請求項1に記載のアントラキノン化合物。
- アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び/又はその他の共重合性ビニル化合物のポリマーを含んでなり、その中に請求項1で定義された1種又はそれ以上の色素化合物を共重合したアクリル系高分子組成物。
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2001
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