JP2005520835A - 光データキャリアの情報層における吸光性化合物としてのスクアリリウム色素 - Google Patents

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Abstract

光データキャリアが有利に透明な基板であり、該基板の表面上に光により書き込み可能な情報層、場合により1つもしくは複数の反射層およびもう1つの基板または保護層が施与されており、該キャリアは赤色光、有利にはレーザー光により書き込み、かつ読み取ることができ、その際、情報層は吸光性化合物であり、かつ場合により結合剤を含有する、光データキャリアのための新規のスクアリリウム化合物が判明し、これは吸光性化合物として少なくとも前記のスクアリリウム化合物を使用することを特徴とする。

Description

本発明はスクアリリウム色素、その製造方法、スクアリリウム色素のベースとなる成分およびその製造ならびにスクアリリウム色素をその情報層中に含有する光データ記録媒体に関する。
特殊な吸光性物質もしくはその混合物を使用したライトワンス型光データキャリアは特に赤色(635〜660nm)のレーザーダイオードを用いて作業するDVD−Rディスクにおける使用ならびにスピンコーティングによるポリマー基板、特にポリカーボネート上への上記の色素の適用のために適切である。
ライトワンス型コンパクトディスク(CD−R、780nm)は近年において量的に驚くべき成長を遂げ、かつ技術的に確立されたシステムである。
実際に光データ記録媒体(DVD)の次世代が市場に導入される。短波のレーザー光線(635〜660nm)および高い開口数NAの使用により記録密度を高めることができる。この場合、書き込み可能なフォーマットはDVD−Rである。
達成可能な記録密度は情報面におけるレーザースポットの焦点調節に依存する。この場合、スポットサイズはレーザー波長λ/NAにより調整される。NAは使用される対物レンズの開口数である。できる限り高い記録密度を得るためにできる限り小さい波長λの使用が目標とされている。目下、半導体レーザーダイオードをベースとして390nmが可能である。
上記の光学特性以外に、吸光性の有機物質からなる書き込み可能な情報層は、書き込みまたは読み取りの際のノイズ信号をできる限り小さく維持するために、できる限りアモルファスの形態を有していなくてはならない。このために、スピンコーティングにより溶液から物質を適用する際に、真空下での金属層もしくは誘電層によるその後の被覆の際に蒸着および/または昇華により吸光性物質の結晶化を防止することが特に有利である。
吸光性物質からなるアモルファス層は有利には高い熱形状安定性を有している。というのも、さもないとスパッタリングまたは蒸着により吸光性の情報層上に施与される有機材料または無機材料からなる別の層が拡散により不明瞭な境界面を形成し、ひいては反射率に不利な影響を与えうるからである。さらに低すぎる熱形状安定性を有する吸光性物質はポリマー担体への界面において該担体へ拡散し、かつふたたび反射率が不利な影響を受ける。
吸光性物質の高すぎる蒸気圧は高真空下での別の層の上記のスパッタリングまたは蒸着の際に昇華、ひいては所望の膜厚の妨げにつながる。これはふたたび反射率に不利な影響を生じる。
従って本発明の課題は、600〜680nmのレーザー波長範囲で書き込み可能な光データ記録フォーマットのためのライトワンス型光データキャリア中の情報層における使用のための高い要求(たとえば光安定性、有利な信号−ノイズ−比、基板材料上への問題のない塗布など)を満足する適切な化合物を提供することである。
意外にも特殊な対称的なスクアリリウム化合物の群からの吸光性化合物は上記の要求プロファイルを特に良好に満足することができることが判明した。
従って本発明は一般式I
Figure 2005520835
[式中、
Rは複素環式5員環、特に置換されていてもよいピロールを表し、その際、アミノ置換されたフラン環は除かれる]のスクアリリウム化合物に関する。
式Ia
Figure 2005520835
[式中、
は水素、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいアラルキルを表し、
は置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニルまたは置換されていてもよいアルキルカルボニルを表し、かつ
およびRは相互に無関係に水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニルまたは置換されていてもよいアルキルカルボニルを表す]に相応する式Iのスクアリリウム化合物は有利である。
式Iaは可能なメソメリーの式である。
「アルキル」とは本出願の範囲では有利にはC〜C−アルキルであると理解され、「アリール」とは有利にはC〜C10−アリール、「アラルキル」とは有利にはC〜C16および「アルコキシ」とは有利にはC〜C−アルコキシであると理解される。
アルキル基、アリール基またはアラルキル基の可能な置換基としてハロゲン、特にF、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、アルコキシ、トリアルキルシリルまたはトリアルキルシロキシが考えられる。アルキル基は直鎖状、環式もしくは分枝鎖状であってもよい。これらは部分的にハロゲン化されているか、または過ハロゲン化されていてもよい。置換されたアルキル基のための例は、トリフルオロメチル、クロロエチル、シアノエチル、メトキシエチルである。環式アルキル基のための例は、シクロヘキシルメチルおよびシクロプロピルメチルである。分枝鎖状のアルキル基のための例は、イソプロピル、t−ブチル、2−ブチル、ネオペンチルである。可能なアリール基のための例は、フェニル、4−メトキシフェニル、4−シアノフェニル、3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル、4−トリフルオロメチルフェニルおよび4−エチルフェニルである。アラルキル基のための例はベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、4−メトキシベンジル、4−シアノベンジル、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル、4−トリフルオロメチルベンジルおよび4−エチルベンジルである。カルボキシル基のための例はエトキシカルボニル、ブトキシカルボニルおよびトリフルオロメトキシカルボニルである。アルキルカルボニルのための例はアセチル、トリフルオロアセチル、プロパノイル、ブタノイル、ペンタノイルおよびヘキサノイルである。
有利な置換されていてもよいアルキル基はメチル、エチル、n−プロピル、n−ペンチル、イソ−ブチル、イソプロピル、過フッ化メチルおよびエチルである。
有利な置換されていてもよいアラルキルとしてたとえば4−トリフルオロメチルベンジル、2−トリフルオロメチルベンジル、3,5−ビストリフルオロメチルベンジルおよび4−フルオロ−2−トリフルオロメチルベンジルが考えられる。
有利なアルコキシカルボキシル基はエトキシカルボニルである。
式中で、
が水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、シクロヘキシルメチル、ベンジル、4−メトキシベンジル、4−トリフルオロメチルベンジル、3−トリフルオロメチルベンジル、2−トリフルオロメチルベンジル、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジルまたは4−フルオロ−2−トリフルオロメチルベンジルを表し、
がメチル、エチル、プロピルまたはフェニルを表し、かつ
およびRが相互に無関係に水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、アセチルまたはエトキシカルボニルを表す
式Iaのスクアリリウム化合物が特に有利である。
式中で、
が4−トリフルオロメチルベンジルまたは3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル、特に2−トリフルオロメチルベンジルを表し、
がメチル、エチルまたはフェニル、特にメチルを表し、
が水素、エチル、アセチルまたはエトキシカルボニル、特にエチルを表し、かつ
がメチル、エチルまたはフェニル、特にメチルまたはエチルを表す
式Iaのスクアリリウム化合物がさらに有利である。
本発明はさらに本発明によるスクアリリウム化合物を製造する方法に関し、該方法の特徴は、3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオン(スクエア酸)を少なくとも1種の式III
R−R (III)
の化合物と、特に式(IIIa)
Figure 2005520835
[式中、
は水素、アルコキシカルボニル、特にt−ブトキシカルボニルまたはエトキシカルボニルまたはカルボキシルを表し、かつ
RおよびR〜Rは上記のものを表す]のピロール化合物と、特に適切な溶剤中で反応させることである。
本発明による方法は有利にはアルコール中で、特にエタノール中で実施する。有利な反応温度は70℃以上、特に75〜85℃である。本発明による方法は同様に有利には水性酢酸中で実施する。酢酸/水の混合比はたとえば3:1〜1:3、有利には2:1〜1:2、特に有利には1:1である。有利な反応温度は室温〜媒体の沸点までである。同様に、鉱酸、特にHClの触媒量を使用することが有利である。生成物は一般に純粋な固体として反応溶液から沈澱し、かつ有利には分離後にエーテルで洗浄する。
本発明によるスクアリリウム化合物を製造するために有利に使用される式(IIIa)のピロール化合物は同様に本発明の対象である。
従って本発明は式(IIIa)
Figure 2005520835
[式中、
は置換されていてもよいC〜C12−アルキルまたは置換されていてもよいアラルキルを表し、
は置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニル、カルボニルまたは置換されていてもよいアルキルカルボニルを表し、
およびRは相互に無関係に水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニル、カルボニルまたは置換されていてもよいアルコキシカルボニルを表し、かつ
は水素、アルコキシカルボニルまたはカルボキシルを表す]のピロールに関する。
式中で、
がプロピル、ブチル、シクロヘキシルメチル、ベンジル、4−メトキシベンジル、4−トリフルオロメチルベンジル、3−トリフルオロメチルベンジル、2−トリフルオロメチルベンジル、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジルまたは4−フルオロ−2−トリフルオロメチルベンジルを表し、
がメチル、エチル、プロピルまたはフェニルを表し、
およびRが相互に無関係に水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、アセチルまたはエトキシカルボニルを表し、かつ
は水素、t−ブトキシカルボニルまたはカルボキシルを表す
式IIIaのピロール化合物は特に有利である。
同様に本発明の対象は、式IIIaの本発明によるピロール化合物の製造方法であり、該方法の特徴は、式(II)
Figure 2005520835
[式中、
〜Rは式IIIaの本発明によるピロールに関する上記のものを表し、かつ
は水素、アルコキシカルボニル、特にt−ブトキシカルボニル、エトキシカルボニルまたはカルボキシルを表す]のピロール化合物を式IV
−X (IV)
[式中、
は式IIIaのピロールに関する上記のものを表し、
XはCl、BrまたはIを表す]のハロゲン化合物および少なくとも2当量の塩基と反応させることである。
適切な塩基として特にKOHが考えられる。反応を適切な溶剤、たとえばジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)またはこれらの混合物中で実施することが有利である。有利には反応を20〜100℃、特に有利には50〜90℃、とりわけ65〜80℃の温度で実施する。式II中のRがエトキシカルボニルである場合、エステル基をピロールカルボン酸の相応するアルカリ塩へとけん化する。該塩は水溶液から酸性化により沈澱し、かつ濾別することができる。
このことにより高価な結晶化または類似の精製工程を行わずに生成物を十分な純度で得ることができる。
本発明はさらに、ライトワンス型光データキャリアの情報層中の吸光性化合物としての本発明によるスクアリリウム色素の使用に関する。
有利には使用の際に光データキャリアを赤色のレーザー光により、特に600〜680nmの範囲の波長を有するレーザー光により書き込み、かつ読み取る。
本発明はさらに、ライトワンス型光データキャリアの情報層中での吸光性化合物としてのスクアリリウム化合物の使用に関し、この場合、光データキャリアを赤色のレーザー光により、特に600〜680nmの範囲の波長を有するレーザー光により書き込み、かつ読みとることができる。
本発明はさらに、有利に透明な基板を有し、該基板の表面上に光によって書き込み可能な情報層、場合により1つもしくは複数の反射層およびもう1つの基板または保護層が施与されており、赤色の光、有利には600〜680nmの範囲の波長を有する光、好ましくはレーザー光により書き込み、かつ読みとることができ、その際、情報層は吸光性化合物および結合剤を含有する光データキャリアに関し、これは吸光性化合物として少なくとも1種の本発明によるスクアリリウム色素を使用することを特徴とする。
吸光性化合物は有利には熱的に変化可能であるべきである。有利には熱的な変化を<600℃の温度、特に有利には<400℃の温度、とりわけ有利には<300℃の温度、特に<200℃の温度で行う。このような変化はたとえば吸光性化合物の発色中心の分解または化学的変化であってよい。
同様に、吸光性化合物を熱的にまず100℃以上で変化させることができることが有利である。
本発明による光データ記録媒体中の吸光性化合物の有利な実施態様は、本発明によるスクアリリウム色素の有利な実施態様に相応する。
有利な実施態様では使用される吸光性化合物は、式中で、
が水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、シクロヘキシルメチル、ベンジル、4−メトキシベンジル、4−トリフルオロメチルベンジル、3−トリフルオロメチルベンジルまたは3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジルを表し、
、RおよびRは相互に無関係に水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、アセチルまたはエトキシカルボニルを表す式(Ia)の化合物である。
特に有利な実施態様では使用される吸光性化合物は式中で、
が4−トリフルオロメチルベンジルまたは3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル、特に2−トリフルオロメチルベンジルを表し、
およびRが相互に無関係にメチル、エチルまたはフェニル、特にメチルまたはエチルを表し、かつ
が水素、エチル、アセチルまたはエトキシカルボニル、特にエチルを表す式(Ia)の化合物である。
本発明による、赤色のレーザーの光により書き込まれ、かつ読み取られるライトワンス型光データキャリアのために、吸収ピークλmaxが500〜650nmの範囲にある吸光性化合物が有利であり、その際、波長λmax2の吸収ピークの長波の側方部において吸光度がλmaxの際の吸光値の半分である波長λ1/2、および波長λmaxの吸収ピークの長波の側方部における吸光度がλmaxにおける吸光値の10分の1である波長λ1/10であり、有利にはそれぞれが60nm以上離れて存在していない。有利にはこのような吸光性化合物は750nm、特に有利には800nm、とりわけ有利には850nmの波長まで長波の最大値λmax3を有していない。
510〜620nmの吸収ピークλmaxを有する吸光性化合物が有利である。
530〜610nmの吸収ピークλmaxを有する吸光性化合物が特に有利である。
550〜600nmの吸収ピークλmaxを有する吸光性化合物がとりわけ有利である。
有利にはこれらの吸光性化合物の場合、上記で定義されているようにλ1/2およびλ1/10は相互に50nmよりも大きいことはなく、特に有利には40nmより大きいことはなく、とりわけ有利には30nmより大きいことはない。
吸光性化合物は吸収ピークλmaxで有利にはモル吸光係数ε>60000l/モル cm、有利には>80000l/モル cm、特に有利には>100000l/モル cm、とりわけ有利には>120000l/モル cmを有する。
特に適切なスクアリリウム化合物は、ダイポールモーメント変化Δμ=|μ−μag|、つまりダイポールモーメントの正の差が基底状態および最初の励起状態でできる限り小さく、有利には<5D、特に有利には<2Dである化合物である。このようなダイポールモーメントの変化Δμを測定するための方法は、たとえばF. Wuerthner等、Angew. Chem. 1997, 109, 2933およびここで引用されている文献に記載されている。わずかなソルバトクロミー(Solvatochromie)(ジオキサン/DMF)は同様に適切な選択基準である。そのソルバトクロミーΔλ=|ΔDMF−λDioxan|である、つまり溶剤のジメチルホルムアミドおよびジオキサン中での吸収波長の正の差が<20nm、特に有利には<10nm、とりわけ有利には<5nmであるスクアリリウム化合物が有利である。
吸収スペクトルは有利には溶液中で測定する。
本発明により使用される吸光性化合物により、光の波長が600〜680nmの範囲である場合に、有利には書き込まれていない状態で光データキャリアの>10%の反射率ならびに収束光によるポイント照射において情報層の熱分解のために十分に高い吸収が可能になる。データキャリア上で書き込まれた箇所および書き込まれていない箇所の対比は入射光の振幅および相の反射率変化により熱分解後に変化した情報層の光学的特性によって実現される。
本発明によるスクアリリウム色素は光データキャリア上に有利にはスピンコーティングにより施与される。該色素は相互に、あるいはまた類似のスペクトル特性を有するその他の色素と混合することができる。情報層は本発明によるスクアリリウム色素以外に結合剤、湿潤剤、安定剤、希釈剤および増感剤のような添加剤ならびに別の成分を含有していてもよい。
本発明による光データ記録媒体は情報層以外に、金属層、誘電層ならびに保護層のような別の層を有していてもよい。金属層および誘電層は特に反射率および熱収支を調整するために役立つ。金属はレーザー波長に応じて金、銀、アルミニウムなどであってよい。誘電層はたとえば二酸化ケイ素または窒化ケイ素である。保護層はたとえば光硬化性塗料、(感圧性)接着層および保護シートである。
感圧性接着層は主としてアクリル接着剤からなる。特許JP−A11−273147に開示されているNitto Denko DA−8320またはDA8310をたとえばこの目的のために使用することができる。
本発明による光データキャリアはたとえば次の層構造を有している(図2を参照のこと):有利に透明な基板(11)、情報層(12)、場合により反射層(13)、場合により接着層(14)、もう1つの有利な透明な基板(15)。
有利には図2中で基板(15)は層の連続(13)、(12)および(11)により代用される。
あるいは光データキャリアの構造は次のとおりであってもよい:
有利に適切な層によって分離されている複数の情報層を有する。この場合、分離層として特に有利であるのは光硬化性塗料、接着層、誘電層または反射層である。
図1、図2および図3中に記載された矢印は入射光の経路を示している。
本発明はさらに、赤色の光、特に赤色のレーザー光、特に有利には600〜680nmの波長を有するレーザー光により書き込まれた本発明による光データキャリアに関する。
本発明は同様に、情報層中に吸光性化合物として少なくとも1種のフタロシアニン色素を含有するライトワンス型光データキャリア、ならびにその製造方法に関する。
従って本発明の課題は、ライトワンス型光データキャリアの情報層中での使用のための、特に360〜460nmのレーザー波長範囲で高密度に書き込むことができる光データ記録フォーマットのための高い要求(たとえば光安定性、有利な信号ノイズ比、基板材料上への損傷のない施与など)を満足する適切な化合物を提供することである。
意外なことに特殊なフタロシアニンの吸光性化合物は上記の要求プロファイルを特に良好に満足することができることが判明した。フタロシアニンはレーザーにとって重要な360〜460nmの波長範囲、いわゆるB帯またはソレー帯で集中的な吸収を示す。
従って本発明は、青色光により、有利にはレーザー光、特に有利には360〜460nm、特に380〜420nm、とりわけ有利には390〜410nmの波長を有する光により、または赤外光により、有利にはレーザー光、特に有利には760〜830nmの波長を有する光により書き込み、かつ読みとることができる、有利に透明な、場合によりすでに1つもしくは複数の反射層により被覆された基板を有し、その表面上に光によって書き込み可能な情報層、場合により1つもしくは複数の反射層および場合により保護層またはもう1つの基板またはカバー層が施与されており、その際、情報層は吸光性化合物および場合により結合剤を含有する光データキャリアに関し、該キャリアの特徴は吸光性化合物として式(I)
Figure 2005520835
[式中、
MeはSi、GeおよびSnの群からの軸方向で二置換された金属原子を表し、
Pcは非置換のフタロシアニンを表し、かつ
およびXは相互に無関係に臭素またはヨウ素を表し、かつXはさらに塩素を表してもよい]のフタロシアニンを少なくとも1種使用することである。
この場合、式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、(If)、(Ig)および(Ih)
Figure 2005520835
のフタロシアニンが有利である。
式(Ic)および(If)〜(Ih)は、両方のハロゲン原子がいずれもフタロシアニンの環の平面より上に存在するか、またはそのつど1つがフタロシアニンの環の平面の上に、および1つが下に存在すると理解すべきである。
本発明により使用されるフタロシアニンはたとえばJ. N. Esposito, L. E. Sutton, M. E. Kenney, Inorg. Chem. 6, 1967, 1116およびW. J. Kroenke, m. E. Kenney, Inorg. Chem. 3, 1964, 696から公知であるか、またはここに記載されているように製造することができる。
基本的にこれらは公知の方法で、たとえば:
− フタロジニトリルまたはアミノ−イミノ−イソインドールから相応する金属ハロゲン化物の存在下で環合成し
− 場合により適切な溶剤、たとえばピリジン中で水素により式(I)(X=X=OH)のフタロシアニンへと反応させ、
− 場合により軸の置換基X=X=ハロゲン化物を相応するその他のハロゲン化物と置換し、
− 場合により軸の置換基X=X=OHをHX/HXとの反応により相応するハロゲン化物と置換し、
− 場合により臭素、ヨウ素、塩化臭素または臭化ヨウ素を有する式(II)
MePc (II)
の軸方向で置換されていないフタロシアニンを酸化することにより
製造することができる。
式(II)のフタロシアニン、有利にはMe=Snを有するフタロシアニンは、たとえば式(I)のフタロシアニン、有利にはMe=Snを有し、式中でXおよびXがハロゲン、たとえば塩素を表すフタロシアニンを還元することにより製造する。適切な還元剤はたとえばテトラヒドロホウ酸ナトリウム(NaBH)である。
吸光性化合物は熱的に変化可能である。有利には熱的な変化を<600℃の温度で行う。このような変化はたとえば吸光性化合物の発色中心の分解または化学的変化であってもよい。
記載の吸光性物質は、書き込まれていない状態での光データキャリアの十分に高い反射率ならびに収束された青色光、特にレーザー光、有利には360〜460nmの範囲の光の波長を有するレーザー光によりポイント照射する際の情報層の熱分解のために十分に高い吸収を保証する。データキャリア上の書き込まれた箇所と書き込まれていない箇所との間の対比は、入射光の振幅ならびに相の反射率の変化により、情報層の熱分解により変化した光学的特性によって実現される。
つまり有利には光データキャリアは360〜460nmの波長のレーザー光により書き込まれ、かつ読みとることができる。
光データキャリアは同様に赤外光により、特に760〜830nmの波長のレーザー光により書き込み、かつ読みとることができ、その際、有利にはグルーブの間隔および形状は波長および開口数に適合させる。
本発明はさらに、光記録媒体の情報層中の吸光性化合物としての式(I)のフタロシアニンの使用に関する。
同様に本発明は光記録媒体を製造するための式(I)のフタロシアニンの使用に関する。有利には情報層中のフタロシアニンを吸光性化合物として使用する。
この使用において特に有利に使用されるフタロシアニンは、式(I)のフタロシアニンに対して、90質量%以上、特に95質量%以上、特に有利には98質量%以上の含有率を有する。
本発明はさらに、式(I)のフタロシアニンの粒状の固体調製物に関し、これは粒子が0.5μm〜10mmの平均粒径を有することを特徴とする。
粒状の固体調製物の有利な実施態様において、0.5〜20μm、特に1〜10μmの平均粒径を有するものが有利であり、以下ではこれを微粒子状の粉末とよぶ。このような微粒子状の粉末はたとえば粉砕によって製造することができる。
同様に50〜300μmの平均粒径を有する粒状の固体調製物が有利であり、以下ではこれを微結晶形とよぶ。
さらに有利な粒状の固体調製物は、50μm〜10mm、有利には100μm〜800μmの平均粒径を有するものであり、これは一次粒子の凝集体または団塊として粒状の成形体を形成する。このような成形体はたとえば滴形、ラズベリー形、鱗状または小棒状であってよく、これを以下では粒状物とよぶ。
微結晶形の粒径はたとえば合成パラメータによって調整することができる。たとえば迅速に、たとえば30〜60分間の範囲で、成分の混合物(相応する溶剤中のフタロジニトリルまたはアミノ−イミノ−イソインドールおよび相応する金属ハロゲン化物)を反応温度、たとえば160〜220℃に加熱することにより、有利に微粒子状の形が形成される。類似の結果は金属ハロゲン化物をまず反応混合物(相応する溶剤中に装入されたフタロジニトリルもしくはアミノ−イミノ−イソインドール)の反応温度、たとえば160〜190℃で分解する場合に達成される。たとえばゆっくり、たとえば65〜250分の範囲で成分の混合物を反応温度、たとえば160〜220℃に加熱することにより、有利には粗粒形が形成される。
本発明による粒状の固体調製物は有利には
式(I)のフタロシアニン80〜100質量%、有利には95〜100%、
残留水分0.1〜1.0質量%、有利には0.1〜0.5質量%、
無機塩0〜10質量%、
その他の添加剤、たとえば分散剤、界面活性剤および/または湿潤剤0〜10質量%、有利には0〜5質量%
を含有し、その際、パーセントの記載はそのつど、調製物に対するものであり、かつその際、記載した割合の合計は100%である。
本発明による固体の調製物は有利にはダストの少ない、流動性であり、かつ良好な貯蔵安定性により優れている。
粒状物の製造は種々の方法で、たとえば噴霧乾燥造粒、流動床噴霧造粒、流動床構造造粒または粉末流動床凝集化により行うことができる。
噴霧乾燥による造粒は有利であり、その際、噴霧装置として特に回転盤も1物質ノズルまたは2物質ノズルも考えられる。20〜80バールの供給圧力で運転される1物質ノズル、特に渦室ノズル(Drallkammerduese)が有利である。
噴霧乾燥の際の入口および出口温度は所望の残留水分、安全技術的な措置ならびに経済的な観点に合わせて調整する。入口温度は有利には120〜200℃、特に140〜180℃であり、かつ出口温度は有利には40〜80℃である。
粒状物を製造する際には一般に、色素のヌッチェケーキを場合により助剤および添加剤を用いて攪拌容器中で強力に混合して実施する。有利には懸濁液の結晶をミル、たとえばビーズミル中で粉砕して、ノズルによる噴霧が可能な微粒子状の懸濁液が得られる。
有利な実施態様では色素の懸濁液は水性懸濁液である。造粒は噴霧乾燥により行う。
本発明はさらに、式(I)のフタロシアニンを、有利には成形体に対して90質量%以上、特に95質量%以上、有利には98質量%以上の量で含有する固体の成形体、たとえば錠剤、バーなどに関する。固体の成形体のその他の添加剤は結合剤であってもよい。有利には式(I)のフタロシアニンおよび結合剤の合計は95質量%以上、有利には99質量%以上である。
このような成形体はたとえば式(I)のフタロシアニンを、場合により結合剤の存在下で5〜50バール、有利には10〜20バールの圧力で圧縮成形することにより製造することができる。
本発明は同様に、式(I)の金属錯体を、有利には分散液に対して10〜90質量%の量で含有する分散液、有利には水性分散液に関する。分散剤としてたとえば次のものが考えられる:アクリレート、ウレタンまたは長鎖のポリオキシエチレン化合物をベースとする高分子の分散剤。適切な生成物はたとえば次のものである:Avecia社のSolsperse 32000またはSolsperse 38000。
本発明はさらに、式(I)のフタロシアニンにより基板を被覆する方法に関する。これは有利にはスピンコーティング、スパッタリングまたは真空蒸着により行う。真空蒸着またはスパッタリングにより、特に真空蒸着により特に式(Ia)〜(Ih)のフタロシアニンを塗布することができる。
スパッタリングまたは真空蒸着によるこのような被覆のための出発材料は式(I)のフタロシアニンの上記の全ての形、つまり微粒子状の粉末、微結晶形または粒状物、粒状の固体調製物、固体の成形体および分散液である。後者は特に、フタロシアニンを表面上に微粒子状で施与するために役立ち、ここからフタロシアニンをスパッタリングまたは真空蒸着により基板上に施与することができる。
これらの手順のために有利であるのは50%より高い、特に有利には85%より高い、およびとりわけ有利には90%より高い、特に95%より高いか、もしくは98%より高いフタロシアニンの純度である。
フタロシアニンは相互に、あるいはまた類似のスペクトル特性を有するその他の色素と混合することができる。情報層はフタロシアニン以外に、結合剤、湿潤剤、安定剤、希釈剤および増感剤のような添加剤ならびにその他の成分を含有していてもよい。
本発明はさらに、光記録媒体を製造するための吸光性化合物を基板上に蒸着するための装置に関し、これは色素を低いバックグランド圧力で加熱により気化させ、かつ基板上に析出させることができることを特徴とする。バックグランド圧力は10−1Paより低く、有利には10−3Paより低く、特に有利には10−4Paより低い。色素の加熱は有利には抵抗加熱により、またはマイクロ波吸収により行う。
本発明は特に上で記載したような光データキャリアに関し、この場合、式(I)の吸光性化合物は、場合により上記の添加剤と共に、光学的アモルファスの情報層を形成する。アモルファスとは、光学顕微鏡により微結晶を観察することができず、かつX線によりブラッグの反射ではなく、非晶質のハロのみが観察されることであると理解すべきである。
光データ記録は情報層以外に別の層、たとえば金属層、誘電層ならびに保護層を有していてもよい。金属および誘電層は特に反射率および熱収支の調整のために使用される。金属はレーザー波長に応じて金、銀、アルミニウム、合金などであってよい。誘電層はたとえば二酸化ケイ素および窒化ケイ素である。保護層はたとえば光硬化性の、塗料、接着層および保護シートである。
接着層は感圧性であってよい。
感圧性接着層は主としてアクリル接着剤からなる。特許JP−A11−273147に開示されているNitto Denko DA−8320をたとえばこの目的のために使用することができる。
光データキャリアはたとえば次の層構造を有する(図1を参照のこと):透明な基板(1)、場合により保護層(2)、情報層(3)、場合により保護層(4)、場合により接着層(5)、カバー層(6)。
有利には光データキャリアの構造は次のものであってよい:
− 有利に透明な基板(1)を有し、該基板の表面上に少なくとも1つの、光により、有利にはレーザー光により書き込むことができる光により書き込み可能な情報層(3)、場合により保護層(4)、場合により接着層(5)、および透明なカバー層(6)が施与されている。
− 有利に透明な基板(1)を有し、その表面上に保護層(2)、少なくとも1つの、光、有利にはレーザー光により書き込み可能な情報層(3)、場合により接着層(5)、および透明なカバー層(6)が施与されている。
− 有利に透明な基板(1)を有し、その表面上に場合により保護層(2)、少なくとも1つの、光、有利にはレーザー光により書き込み可能な情報層(3)、場合により保護層(4)、場合により接着層(5)、および透明なカバー層(6)が施与されている。
− 有利に透明な基板(1)を有し、その表面上に少なくとも1つの、光、有利にはレーザー光により書き込み可能な情報層(3)、場合により接着層(5)、および透明なカバー層(6)が施与されている。
あるいは光データキャリアはたとえば次の層構造を有する(図2を参照のこと):有利に透明な基板(11)、情報層(12)、場合により反射層(13)、場合により接着層(14)、もう1つの有利に透明な基板(15)。
あるいは光データキャリアの構造は次の構造を有していてもよい(図3を参照のこと):有利に透明な基板(21)、情報層(22)、場合により反射層(23)、保護層(24)。
あるいは光データキャリアの構造は次のものであってよい:
● 複数の情報層を有し、該層は有利には適切な層により分離されている。分離層として特に有利であるのはこの場合、光硬化性の塗料、接着層、誘電層または反射層である。
本発明はさらに青色光、特にレーザー光、特に有利には360〜460nmの波長を有するレーザー光により書き込まれた本発明による光データキャリアに関する。
次の例は本発明の対象を明らかにする。
実施例
例1
a)2−メチル−3,4−ジエチルピロール−5−t−ブチルカルボキシレート4.75gおよび水酸化カリウム粉末6.73gをジメチルスルホキシド40ml中に懸濁させ、かつ1時間撹拌した。引き続き臭化ベンジル3.42gを滴加し、かつ溶液をまず室温で1時間、次いで70℃で30分間、後撹拌した。懸濁液を水50mlで希釈し、かつ白色の粉末として沈澱した式
Figure 2005520835
の生成物を濾別し、かつ水で洗浄した。乾燥後に5.5g(理論値の84%)が得られた。融点=75〜77℃。
b)a)からの化合物5.43gおよび3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオン0.80gにエタノール20ml中で37%の塩酸0.5mlを添加し、かつ還流下で4時間煮沸した。溶剤を留去後、残留物をジエチルエーテル中に分散させ、かつ沈澱した固体を濾別し、かつジエチルエーテルで洗浄した。乾燥後に式
Figure 2005520835
の緑色の粉末2.5g(理論値の47%)が得られた。
融点=203℃(分解)、
分子量=532.73、
λmax=590nm(ジクロロメタン)、
ε=167000l/モル cm、
λ1/2−λ1/10(長波の側方部)=21nm、
Δλ=|λDMF−λDioxan|=2nm。
例2
a)2−メチル−3,4−ジエチルピロール−5−エチルカルボキシレート4.19gおよび水酸化カリウム粉末3.37gをジメチルスルホキシド30ml中、80℃で10分間撹拌した。冷却後、3,5−ビストリフルオロメチルベンジルブロミド6.14gを滴加し、かつ溶液を室温で1時間、引き続き70℃で2時間、後撹拌した。該溶液を水200mlで希釈し、ジクロロメタンで抽出し、かつ塩酸を用いて酸性にすることにより生成物が沈澱した。濾過および水による洗浄により、乾燥後に式
Figure 2005520835
の生成物4.29g(理論値の53%)が無色の粉末の形で生じた。融点=126〜128℃。
b)a)からのピロール化合物4.07gおよび3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオン0.57gから例1bの方法と同様に式
Figure 2005520835
の緑色の粉末3.29g(理論値の82%)が得られた。
融点=185℃、
分子量=804.73、
λmax=590nm(ジクロロメタン)、
ε=184652l/モル cm、
λ1/2−λ1/10(長波の側方部)=19nm。
例3
a)例2aと同様に2,4−ジメチルピロール1.90g、水酸化カリウム粉末2.24gおよび4−トリフルオロメチルベンジルブロミド4.78gをジメチルスルホキシド20ml中で反応させた。該溶液を反応の終了後に水300mlで希釈し、かつ生成物をジクロロメタンで抽出した。有機相をNaSOにより乾燥させ、かつ濾過した。溶剤の留去後に式
Figure 2005520835
の生成物4.8g(理論値の95%)が褐色の樹脂として得られた。
a)からの生成物1.77gおよび3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオン0.4gを例1bからの方法に相応して反応させた。冷却後、生成物をジイソプロピルエーテル400ml中で沈澱させ、かつ濾別して
Figure 2005520835
の生成物0.2gが得られた。濾液を濃縮し、かつシリカにより溶離剤としてジクロロメタンを用いてクロマトグラフィー処理した。最初の紫色のフラクションから溶剤の留去後にさらに生成物0.72gが生じた。全収率:0.92g(理論値の45%)。
融点=220℃、
分子量=584.57、
λmax=577nm(アセトン)、
ε=139000l/モル cm、
λ1/2−λ1/10(長波の側方部)=20nm。
例4
a)2−メチル−3,4−ジエチルピロール−5−エチルカルボキシレート4.19gおよび水酸化カリウム粉末3.37gをジメチルスルホキシド20ml中、80℃で10分間撹拌した。冷却後、2−トリフルオロメチルベンジルブロミド4.78gを添加し、該溶液を室温で1時間、引き続き70℃で3時間、後撹拌した。溶液を水300mlで希釈し、ジクロロメタンで抽出し、かつ塩酸で酸性にすることによって生成物が沈澱した。濾過および水による洗浄により乾燥後に式
Figure 2005520835
の生成物3.80g(理論値の56%)が無色の粉末の形で得られた。融点=124〜126℃。
b)a)からの化合物3.39gおよび3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオン0.57gにエタノール20ml中で37%の塩酸0.5mlを添加し、かつ還流下で4時間煮沸した。冷却後、沈澱した固体を濾別し、かつジイソプロピルエーテルで洗浄した。乾燥後に式
Figure 2005520835
の緑色の粉末2.58g(理論値の77%)が得られた。
融点=206℃、
分子量=668.73、
λmax=588nm(アセトン)、
ε=202000l/モル cm、
λ1/2−λ1/10(長波の側方部)=22nm。
Δλ=|λDMF−λDioxan|=1nm。
同様に適切なスクアリリウム色素は表にまとめられている。これらは成分またはスクアリリウム色素の同様の製造により得られる。
Figure 2005520835
Figure 2005520835
例20
Figure 2005520835
色素ジブロモ−ゲルマニウム−フタロシアニン(GeBrPc)を高真空(圧力p≒2・10−5ミリバール)下で抵抗加熱されたモリブデンボートから約5Å/sの速度で予めグルーブ付けされたポリカーボネート基板上に蒸着させた。膜厚は約55nmであった。予めグルーブ付けされたポリカーボネート基板を射出成形によりディスクとして製造した。ディスクの直径は120mmであり、かつその厚さは0.6mmであった。射出成形工程で設けられたグルーブ構造は約1μmの溝間隔を有しており、グルーブ深さおよびグルーブ半値幅はこの場合、約150nmもしくは約260nmであった。情報キャリアとして色素層を有するディスクをAg100nmで蒸着した。引き続きUV硬化性のアクリル塗料をスピンコーティングにより適用し、かつUVランプにより硬化させた。直線偏光されたレーザー光線を発生させるためのGaNダイオードレーザー(λ=405nm)、偏光に敏感なビームスプリッタ、λ/4−小板および開口数NA=0.65(アクチュエーターレンズ)を有する可動の懸架された収束レンズからなる光学ベンチ上に構成された動的な書き込み試験構造による。ディスクにより反射する光を上記の偏光に敏感なビームスプリッタにより光路からデカップリングし、かつ非点収差レンズにより方形検出器(Vierquadratendetektor)上に集束した。線速度V=5.00m/sおよび書き込み出力P=13mWで信号ノイズ比C/N=41dBが測定された。この場合、書き込み出力はパルス系列として示され、その際、ディスクは交互に1μsの長さで上記の書き込み出力Pで照射され、かつ4μsの長さで読み取り出力P=0.44mWで照射された。ディスクは1回回転するまでこのパルス系列で照射された。その後、こうして生じたマーキングを読み取り出力P=0.44mWで読み取り、かつ上記の信号ノイズ比C/Nを測定した。
例21
Figure 2005520835
のジクロロスズフタロシアニン9.95gにピリジン125ml中、室温でテトラヒドロホウ酸ナトリウム4.9gを添加した。還流(115℃)で75分撹拌し、かつ徐々に90℃に冷却した。水100mlをこの温度でゆっくり滴加した。次いで改めて30分間還流させ、室温に冷却し、かつ吸引した。フィルターケーキをメタノール200ml中で撹拌し、吸引し、かつ流出液が透明になるまでメタノールで洗浄した。水50mlで洗浄した後、30℃で真空下に乾燥させた。式
Figure 2005520835
の褐色の粉末4.03g(理論値の63%)が得られた。
この生成物1.6gに、分子ふるいにより乾燥させたクロロナフタリン32ml中、室温でクロロナフタリン10ml中の臭素0.2mlの溶液を撹拌下で添加した。次いで70〜75℃で1時間撹拌し、その際、温度は短時間、90℃まで上昇した。室温に冷却後、吸引し、流出液が透明になるまでトルエンで洗浄し、引き続き流出液がほぼ無色になるまでメタノールで洗浄し、かつ真空下に30℃で乾燥させた。式
Figure 2005520835
の褐色の粉末1.46g(理論値の74%)が得られた。
光データキャリアの層構造を示す図 光データキャリアの層構造を示す図 光データキャリアの層構造を示す図

Claims (21)

  1. 式I
    Figure 2005520835
    [式中、
    Rは複素環式5員環を表し、その際、アミノ置換されたフラン環は除かれる]に相応するスクアリリウム化合物。
  2. Rが場合により置換されたピロールを表すことを特徴とする、請求項1記載の化合物。
  3. 式Ia
    Figure 2005520835
    [式中、
    は水素、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいアラルキルを表し、
    は置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニルまたは置換されていてもよいアルキルカルボニルを表し、かつ
    およびRは相互に無関係に水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニルまたは置換されていてもよいアルキルカルボニルを表す]に相応することを特徴とする、請求項1または2記載の化合物。
  4. が水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、シクロヘキシルメチル、ベンジル、4−メトキシベンジル、4−トリフルオロメチルベンジル、3−トリフルオロメチルベンジル、2−トリフルオロメチルベンジル、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジルまたは4−フルオロ−2−トリフルオロメチルベンジルを表し、
    がメチル、エチル、プロピルまたはフェニルを表し、かつ
    およびRが相互に無関係に水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、アセチルまたはエトキシカルボニルを表すことを特徴とする、請求項3記載の化合物。
  5. が4−トリフルオロメチルベンジルまたは3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジル、特に4−トリフルオロメチルベンジルを表し、
    がメチル、エチルまたはフェニル、特にメチルを表し、
    が水素、エチル、アセチルまたはエトキシカルボニル、特にエチルを表し、かつ
    がメチル、エチルまたはフェニル、特にメチルまたはエチルを表すことを特徴とする、請求項3記載の化合物。
  6. 請求項1記載のスクアリリウム化合物の製造方法において、3,4−ジヒドロキシ−3−シクロブテン−1,2−ジオン(スクエア酸)を式III
    R−R (III)
    の化合物、特に式(IIIa)
    Figure 2005520835
    [式中、
    は水素、エトキシカルボニルまたはカルボキシルを表し、かつ
    〜Rは上記のものを表す]のピロール化合物少なくとも1種と反応させることを特徴とする、請求項1記載のスクアリリウム化合物の製造方法。
  7. ライトワンス型光データキャリアの情報層における吸光性化合物としての請求項1記載のスクアリリウム化合物の使用。
  8. 光データキャリアが赤色のレーザー光、特に600〜680nmの範囲の波長を有するレーザー光により書き込みおよび読みとり可能であることを特徴とする、請求項7記載の使用。
  9. 式(IIIa)
    Figure 2005520835
    [式中、
    は置換されていてもよいC〜C12−アルキルまたは置換されていてもよいアラルキルを表し、
    は置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよりアリール、アルコキシカルボニル、カルボニルまたは置換されていてもよいアルキルカルボニルを表し、
    およびRは相互に無関係に水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアリール、アルコキシカルボニル、カルボニルまたは置換されていてもよいアルコキシカルボニルを表し、かつ
    は水素、アルコキシまたはカルボキシルを表す]のピロール。
  10. がプロピル、ブチル、シクロヘキシルメチル、ベンジル、4−メトキシベンジル、4−トリフルオロメチルベンジル、3−トリフルオロメチルベンジル、2−トリフルオロメチルベンジル、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンジルまたは4−フルオロ−2−トリフルオロメチルベンジルを表し、
    がメチル、エチル、プロピルまたはフェニルを表し、
    およびRが相互に無関係に水素、メチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、アセチルまたはエトキシカルボニルを表し、かつ
    が水素、t−ブトキシカルボニルまたはカルボキシルを表す
    ことを特徴とする請求項9記載のピロール化合物。
  11. 請求項9記載の式(IIIa)のピロールの製造方法において、式(II)
    Figure 2005520835
    [式中、
    〜Rは式IIIaのピロールに関して請求項9に記載したものを表し、かつ
    は水素、アルコキシカルボニル、特にt−ブトキシカルボニルまたはエトキシカルボニルまたはカルボキシルを表す]のピロール化合物を式IV
    −X (IV)
    [式中、
    は式IIIaのピロールに関して請求項9に記載したものを表し、
    XはCl、BrまたはIを表す]のハロゲン化合物および少なくとも2当量の塩基と反応させることを特徴とする、請求項9記載の式(IIIa)のピロールの製造方法。
  12. 有利に透明な基板を有し、該基板の表面上に光により書き込み可能な情報層、場合により1つもしくは複数の反射層およびもう1つの基板または保護層が施与されており、赤色光、有利にはレーザー光により書き込みおよび読み取り可能であり、その際、情報層は吸光性化合物を含有する光データキャリアにおいて、吸光性化合物として請求項1から5までのいずれか1項記載の少なくとも1種のスクアリリウム化合物を使用することを特徴とする、光データキャリア。
  13. 請求項12記載の光データキャリアの製造方法において、有利に透明な基板を場合により適切な結合剤および添加剤および場合により適切な溶剤と組み合わされた請求項1記載のスクアリリウム化合物により被覆し、かつ場合により反射層、別の中間層および場合により保護層またはもう1つの基板を施与することを特徴とする、請求項12記載の光データキャリアの製造方法。
  14. 赤色の光、特に赤色のレーザー光により書き込まれた請求項12記載の光データキャリア。
  15. 有利に透明な、場合によりすでに1つもしくは複数の反射層により被覆された基板を有し、該基板の表面上に光により書き込み可能な情報層、場合により1つもしくは複数の反射層および場合により保護層またはもう1つの基板またはカバー層が施与されており、青色の光、有利にはレーザー光により、特に有利には360〜460nm、特に380〜420nm、とりわけ有利には390〜410nmの波長を有する光により、または赤外光、有利にはレーザー光により、特に有利には760〜830nmの波長を有する光により書き込みおよび読み取り可能であり、その際、情報層は吸光性化合物および場合により結合剤を含有する光データキャリアにおいて、吸光性化合物として少なくとも1種の式(I)
    Figure 2005520835
    [式中、
    MeはSi、GeおよびSnの群からの軸方向で二置換された金属原子を表し、
    Pcは非置換のフタロシアニンを表し、かつ
    およびXは相互に無関係に臭素およびヨウ素を表し、かつXはさらに塩素を表してもよい]のフタロシアニンを使用することを特徴とする、光データキャリア。
  16. 請求項1記載の光データ記録媒体において、吸光性化合物として少なくとも1つの式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、(If)、(Ig)および(Ih)
    Figure 2005520835
    のフタロシアニンに相応する、請求項1記載の光データ記録媒体。
  17. 光記録媒体の情報層における吸光性化合物としての、式(I)
    Figure 2005520835
    [式中、
    MeはSi、GeおよびSnの群からの軸方向で二置換された金属原子を表し、
    Pcは非置換のフタロシアニンを表し、かつ
    およびXは相互に無関係に臭素またはヨウ素を表し、かつXは付加的に塩素を表してもよい]のフタロシアニンの使用。
  18. 光記録媒体を製造するためのフタロシアニン
    Figure 2005520835
    [式中、
    MeはSi、GeおよびSnの群からの軸方向で二置換された金属原子を表し、
    Pcは非置換のフタロシアニンを表し、かつ
    およびXは相互に無関係に臭素またはヨウ素を表し、かつXは付加的に塩素を表してもよい]の使用。
  19. 使用されるフタロシアニンが式(I)のフタロシアニンに対して90質量%以上、特に95質量%以上、とりわけ有利には98質量%以上の含有率を有する、請求項17または18記載の使用。
  20. 式(I)
    Figure 2005520835
    [式中、
    MeはSi、GeおよびSnの群からの軸方向で二置換された金属原子を表し、
    Pcは非置換のフタロシアニンを表し、かつ
    およびXは相互に無関係に臭素またはヨウ素を表し、かつXは付加的に塩素を表してもよい]のフタロシアニンにより基板を被覆する方法。
  21. 青色の光、特にレーザー光により、とりわけ有利には360〜460nmの波長を有するレーザー光により書き込まれた、請求項15記載の光データキャリア。
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