JP2013088486A - 近赤外線吸収性合成樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】近赤外線吸収能に優れ、且つ樹脂本来の物性が損なわれていない近赤外線吸収性合成樹脂組成物を提供する。また、近赤外線吸収能に優れ、樹脂本来の優れた物性を有する近赤外線吸収材を提供する。
【解決手段】下記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物及び合成樹脂を含有する近赤外線吸収性合成樹脂組成物。
Figure 2013088486

【選択図】図1

Description

本発明は、近赤外線吸収性合成樹脂組成物及び該近赤外線吸収性合成樹脂組成物を用いた近赤外線吸収材に関する。詳しくは、近赤外領域に吸収を有し、レーザー光を利用した情報記録材料や、近赤外線吸収能(又は熱線吸収能)を要求される各種用途に有用な、近赤外線吸収性合成樹脂組成物及び近赤外線吸収材に関する。
近年、近赤外線を吸収する近赤外線吸収材(熱線遮蔽材)の各種用途が提案され、より性能のよいものが強く要望されている。
例えば、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の材料が、建物あるいは自動車等の乗り物の窓、天井窓、扉あるいは天井ドーム等のいわゆるグレージング用途に用いられてきており、可視光を十分に取り入れながら、室内の温度の上昇を抑制できるものが望まれている。
また、植物の栽培において、温室やビニルハウスが農作物の収穫内容の改善あるいは収穫時期を変える目的等のために盛んに用いられており、植物の生育に必要な可視光線の透過を実質的に阻止することなく効果的に熱線を遮蔽するフィルムが望まれている。
また、磁気テープ等の情報記録媒体の記録・再生を行う電気製品の駆動あるいは停止に近赤外線を用いている場合が多くあるが、このような電気製品においては、外部からの近赤外線の遮蔽が必要である。
また、プラズマディスプレーから出る近赤外線光が、コードレスホン、近赤外線リモコンを使うビデオデッキ等の周辺にある電子機器に作用し、誤動作を起こす問題が生じている。そのため、近赤外線吸収効果を奏するプラズマディスプレー用フィルターが望まれている。
これらの用途に使用される近赤外線吸収材には、従来、近赤外線を吸収する近赤外線吸収色素が用いられており、例えば、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ポリメチン系色素、スクアリリウム系色素、ポルフィリン系色素、金属ジチオール錯体系色素、ジイモニウム系色素、無機酸化物粒子等が使用されている(特許文献1)。
一方、特許文献2に記載されているシアニン染料は、水性インクジェットインクに有用な色素として、水分散性を有する、もしくはカチオン化により水分散性が容易に誘導できるという性質が開示されている。
特開2010−197305号公報 US7138391B2公報
しかしながら、引用文献1に記載されているような近赤外線吸収色素を近赤外線吸収材として使用する場合、熱可塑性樹脂等の合成樹脂と組み合わせて使用することが多く、その場合、樹脂との相溶性に問題があったり、可視光線の領域に吸収波長を有し樹脂の透明性を損なったり、その他にも樹脂の物性を損なったりする場合が多かった。また、その近赤外線吸収能も満足のいくものではなかった。
また、引用文献2には、樹脂と併用した近赤外線吸収性合成樹脂組成物及び近赤外線吸収材に関しては何ら記載されておらず、示唆もされていない。
そこで本発明の目的は、近赤外線吸収能に優れ、且つ樹脂本来の物性が損なわれていない近赤外線吸収性合成樹脂組成物を提供すること、また、近赤外線吸収能に優れ、樹脂本来の優れた物性を有する近赤外線吸収材を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、合成樹脂に対して、特定のフタロシアニン化合物を用いることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、下記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物及び合成樹脂を含有する近赤外線吸収性合成樹脂組成物を提供するものである。
Figure 2013088486
(式中、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価の置換金属原子、4価の置換金属原子又はオキシ金属原子を表し、R〜Rは、互いに同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基を表す。R〜R20は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基を示し、R〜R20で示される基のうち隣り合う2個の基が連結してそれぞれが結合する炭素原子とともに5員環または6員環を形成してもよい。)
また本発明は、上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物の含有量が、上記合成樹脂100質量部に対して、0.0005〜20質量部である近赤外線吸収性合成樹脂組成物を提供するものである。
また本発明は、上記合成樹脂が熱可塑性樹脂である近赤外線吸収性合成樹脂組成物を提供するものである。
また本発明は、上記、近赤外線吸収性合成樹脂組成物を成形してなる近赤外線吸収材を提供するものである。
本発明によれば、近赤外線吸収能に優れ、且つ樹脂本来の物性が損なわれていない近赤外線吸収性合成樹脂組成物を提供することができる。また、該近赤外線吸収性合成樹脂組成物を成形すれば、近赤外線吸収能に優れ、樹脂本来の物性に優れた近赤外線吸収材を提供することができる。
実施例で合成した化合物No.1のFT−IRのチャート図である。 実施例で合成した化合物No.1の透過スペクトル図である。 実施例で合成した化合物No.2のFT−IRのチャート図である。 実施例で合成した化合物No.2の透過スペクトル図である。 実施例1の試験片の透過スペクトル図である。 比較例1の試験片の透過スペクトル図である。
以下本発明について詳述する。
先ず、本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物に用いるフタロシアニン化合物について説明する。該フタロシアニン化合物は下記一般式(1)で表される。
Figure 2013088486
(式中、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価の置換金属原子、4価の置換金属原子又はオキシ金属原子を表し、R〜Rは、互いに同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基を表す。R〜R20は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキルチオ基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールチオ基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキルアミノ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基を示し、R〜R20で示される基のうち隣り合う2個の基が連結してそれぞれが結合する炭素原子とともに5員環または6員環を形成してもよい。)
一般式(1)において、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価の置換金属原子、4価の置換金属原子またはオキシ金属原子を表す。
2価の金属原子としては、例えばCu、Zn、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Pt、Mn、Mg、Ti、Be、Ca、Ba、Cd、Hg、Pb、Snなどが挙げられる。
3価の置換金属原子としては、例えばAlCl、AlBr、AlF、AlI、GaCl、GaF、GaI、GaBr、InCl、InBr、InI、InF、TlCl、TlBr、TlI、TlF、FeCl、RuCl、Al−C、Al−C(CH)、In−C、In−C(CH)、In−C、Al(OH)、Mn(OH)、Mn(OC)、Mn〔OSi(CH〕などの1置換の3価金属原子が挙げられる。
4価の置換原子としては、例えばCrCl、SiCl、SiBr、SiF、SiI、ZrCl、GeCl、GeBr、GeI、GeF、SnCl、SnBr、SnF、TiCl、TiBr、TiF、Si(OH)、Ge(OH)、Zr(OH)、Mn(OH)、Sn(OH)、TiR、CrR、SiR、SnR、GeR(但し、Rは、アルキル基、フェニル基、ナフチル基、およびその誘導体を示す。)、Si(OR’)、Sn(OR’)、Ge(OR’)、Ti(OR’)、Cr(OR’)(但し、R’は、アルキル基、フェニル基、ナフチル基、トリアルキルシリル基、ジアルキルアルコキシシリル基またはこれらの誘導体を示す。)、Sn(SR”)、Ge(SR”)(但し、R”は、アルキル基、フェニル基、ナフチル基またはこれらの誘導体を示す。)などの2置換の4価原子が挙げられる。
オキシ金属としては、例えばVO、MnO、TiOなどが挙げられる。
これらの中で好ましいMは、赤外線吸収能、安定性の点から、2個の水素原子、2価のCu、VOである。
一般式(1)において、R〜Rで表される置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基の例を挙げると、非置換の炭素原子数1〜20のアルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−アミル、1,2−ジメチルプロピル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、1,3−ジメチルブチル、1−イソプロピルプロピル、1,2−ジメチルブチル、n−ヘプチル、2−ヘプチル、1,4−ジメチルペンチル、tert−ヘプチル、2−メチル−1−イソプロピルプロピル、1−エチル−3−メチルブチル、n−オクチル、tert−オクチル、2−エチルヘキシル、2−メチルヘキシル、2−プロピルヘキシル、n−ノニル、イソノニル、n−デシル、イソデシル、n−ウンデシル、イソウンデシル、n−ドデシル、イソドデシル、n−トリデシル、イソトリデシル、n−テトラデシル、イソテトラデシル、n−ペンタデシル、イソペンタデシル、n−ヘキサデシル、イソヘキサデシル、n−ヘプタデシル、イソヘプタデシル、n−オクタデシル、イソオクタデシル、n−ノナデシル、イソノナデシル、n−イコシル、イソイコシル等が挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜Rで表される置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基の例としては、フェニル、ナフチル、アントラセン−1−イル、フェナントレン−1−イル等が挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜Rで表される置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基の例としては、ベンジル、フェネチル、2−フェニルプロパン−2−イル、スチリル、シンナミル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル等が挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜Rで表される置換基を有してもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基の例としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、シクロドデシル、4−メチルシクロヘキシル等が挙げられる。
〜Rで表される、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基の、該置換基としては以下のものが挙げられる。
該置換基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、tert−アミル、シクロペンチル、ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、シクロヘキシル、ビシクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、イソヘプチル、tert−ヘプチル、n−オクチル、イソオクチル、tert−オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、イソノニル、デシル等のアルキル基;メチルオキシ、エチルオキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、ブチルオキシ、sec−ブチルオキシ、tert−ブチルオキシ、イソブチルオキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシ、tert−アミルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、イソヘプチルオキシ、tert−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、tert−オクチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ等のアルコキシ基;メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、sec−ブチルチオ、tert−ブチルチオ、イソブチルチオ、アミルチオ、イソアミルチオ、tert−アミルチオ、ヘキシルチオ、シクロヘキシルチオ、ヘプチルチオ、イソヘプチルチオ、tert−ヘプチルチオ、n−オクチルチオ、イソオクチルチオ、tert−オクチルチオ、2−エチルヘキシルチオ等のアルキルチオ基;ビニル、1−メチルエテニル、2−メチルエテニル、2−プロペニル、1−メチル−3−プロペニル、3−ブテニル、1−メチル−3−ブテニル、イソブテニル、3−ペンテニル、4−ヘキセニル、シクロヘキセニル、ビシクロヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、デセニル、ぺンタデセニル、エイコセニル、トリコセニル等のアルケニル基;ベンジル、フェネチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミル等のアリールアルキル基;フェニル、ナフチル等のアリール基;フェノキシ、ナフチルオキシ等のアリールオキシ基;フェニルチオ、ナフチルチオ等のアリールチオ基;ピリジル、ピリミジル、ピリダジル、ピペリジル、ピラニル、ピラゾリル、トリアジル、ピロリル、キノリル、イソキノリル、イミダゾリル、ベンゾイミダゾリル、トリアゾリル、フリル、フラニル、ベンゾフラニル、チエニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、チアジアゾリル、チアゾリル、ベンゾチアゾリル、オキサゾリル、ベンゾオキサゾリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、インドリル、2−ピロリジノン−1−イル、2−ピペリドン−1−イル、2,4−ジオキシイミダゾリジン−3−イル、2,4−ジオキシオキサゾリジン−3−イル等の複素環基;フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子;アセチル、2−クロロアセチル、プロピオニル、オクタノイル、アクリロイル、メタクリロイル、フェニルカルボニル(ベンゾイル)、フタロイル、4−トリフルオロメチルベンゾイル、ピバロイル、サリチロイル、オキザロイル、ステアロイル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、n−オクタデシルオキシカルボニル、カルバモイル等のアシル基;アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等のアシルオキシ基;アミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ブチルアミノ、シクロペンチルアミノ、2−エチルヘキシルアミノ、ドデシルアミノ、アニリノ、クロロフェニルアミノ、トルイジノ、アニシジノ、N−メチル−アニリノ、ジフェニルアミノ,ナフチルアミノ、2−ピリジルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ、ホルミルアミノ、ピバロイルアミノ、ラウロイルアミノ、カルバモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノカルボニルアミノ、N,N−ジエチルアミノカルボニルアミノ、モルホリノカルボニルアミノ、メトキシカルボニルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、t−ブトキシカルボニルアミノ、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ、N−メチル−メトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、スルファモイルアミノ、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ、メチルスルホニルアミノ、ブチルスルホニルアミノ、フェニルスルホニルアミノ等の置換アミノ基;スルホンアミド基、スルホニル基、カルボキシル基、シアノ基、スルホ基、水酸基、ニトロ基、メルカプト基、イミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基等が挙げられ、これらの基は更に置換されていてもよい。また、カルボキシル基及びスルホ基は、塩を形成していてもよい。尚、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜20のアリール基、炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、炭素原子数5〜12のシクロアルキル基が、炭素原子を含む置換基を有する場合は、該置換基に含まれる炭素原子も含めた炭素原子数がそれぞれ規定された範囲内となるようにする。
また、R〜Rは、近赤外線吸収能、安定性の点から、置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のアルキル基が好ましく、非置換の炭素原子数1〜8のアルキル基がより好ましい。
一般式(1)において、R〜R20の、ハロゲン原子の例を挙げると、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜R20の、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基の例を挙げると、前記したものが挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜R20の、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基の例を挙げると、前記したものが挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜R20の、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルコキシ基の例としては、上記アルキル基に対応したものが挙げられ、具体的には、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、1,2−ジメチル−プロポキシ、n−ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、1,3−ジメチルブトキシ、1−イソプロピルプロポキシ等が挙げられる。この場合の置換基は前記したものが挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜R20の、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基の例としては、上記アリール基に対応したものが挙げられ、具体的には、フェノキシ、ナフトキシ等が挙げられる。この場合の置換基は前記したものが挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜R20の、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基の例を挙げると、前記したものが挙げられる。
また、一般式(1)において、R〜R20の、置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基の例を挙げると、前記したものが挙げられる。
また、R〜R20は、赤外線吸収能、安定性の点から、水素原子、ハロゲン原子または非置換の炭素原子数1〜8のアルキル基が好ましい。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物に用いられる上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物の具体例としては、下記の化合物No.1〜No.7が挙げられるが、これらの化合物に限定されるものではない。
化合物No.1
Figure 2013088486
化合物No.2
Figure 2013088486
化合物No.3
Figure 2013088486
化合物No.4
Figure 2013088486
化合物No.5
Figure 2013088486
化合物No.6
Figure 2013088486
化合物No.7
Figure 2013088486
上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物は、従来公知の反応を応用して製造することができる。例えば、下記一般式(2)で表される一種以上のジシアノキノリンを原料として、フタロシアニン化合物を常法により合成すればよい。
Figure 2013088486
一般式(2)中、Rは一般式(1)のR、R、R、Rのいずれかに対応し、Rは一般式(1)のR、R、R、Rのいずれかに対応し、Rは一般式(1)のR、R12、R15、R18のいずれかに対応し、Rは一般式(1)のR10、R13、R16、R19のいずれかに対応し、Rは一般式(1)のR11、R14、R17、R20のいずれかに対応する。
次に、本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物に用いる合成樹脂について説明する。
本発明に使用できる合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、架橋ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリブテン−1、ポリ−3−メチルペンテン、ポリ−4−メチルペンテン等のα−オレフィン重合体又はエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂及びこれらの共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、塩化ゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル三元共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル−シクロヘキシルマレイミド共重合体等の含ハロゲン樹脂;石油樹脂、クマロン樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、スチレン及び/又はα−メチルスチレンと他の単量体(例えば、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、メタクリル酸メチル、ブタジエン、アクリロニトリル等)との共重合体(例えば、AS樹脂、ABS樹脂、ACS樹脂、SBS樹脂、MBS樹脂、耐熱ABS樹脂等);ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリアルキレンナフタレート等の芳香族ポリエステル及びポリテトラメチレンテレフタレート等の直鎖ポリエステル;ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリ乳酸、ポリリンゴ酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサン、ポリ(2−オキセタノン)等の分解性脂肪族ポリエステル;ポリフェニレンオキサイド、ポリカプロラクタム及びポリヘキサメチレンアジパミド等のポリアミド、ポリカーボネート、ポリカーボネート/ABS樹脂、分岐ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリウレタン、繊維素系樹脂、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂及びこれらのブレンド物を挙げることができる。
更に、熱可塑性樹脂は、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ニトリル系エラストマー、ナイロン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等のエラストマーであってもよい。
熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
更に合成樹脂の例を挙げると、シリコーンゴムポリエーテルスルホン、ポリサルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等を挙げることができる。
本発明ではこれらの合成樹脂を単独で使用してもよく2種以上使用してもよい。また合成樹脂はアロイ化されていてもよい。
これらの合成樹脂は、分子量、重合度、密度、軟化点、溶媒への不溶分の割合、立体規則性の程度、触媒残渣の有無、原料となるモノマーの種類や配合比率、重合触媒の種類(例えば、チーグラー触媒、メタロセン触媒等)等に拘わらず使用することができる。
合成樹脂の中でも、上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物の相溶性と加工性の点から、熱可塑性樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂の中でも特に、透明性と近赤外線吸収性から、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートが好ましい。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物中、上記一般式(1)のフタロシアニン化合物の含有量は、上記合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.0005〜20質量部、より好ましくは0.001〜10質量部、最も好ましくは0.002〜5質量部である。
一般式(1)のフタロシアニン化合物の含有量が0.0005質量部未満であると、十分な近赤外線吸収能が達成できなくなる可能性があり、逆に20質量部を超えると、使用量に見合う効果が得られず経済的でない上、可視領域での透明性が損なわれる可能性がある。
一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物の合成樹脂への配合方法は、常法に従えばよく、特に限定されない。例えば合成樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合は、通常熱可塑性樹脂に各種添加剤を配合する場合に使用されている任意の方法を用いることができ、例えば、ロール混練り、バンパー混練り、押し出し機、ニーダー等により混合、練りこみして配合すればよい。
また各種溶媒中に上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物と上記合成樹脂を溶解又は分散して近赤外線吸収性合成樹脂組成物溶液を配合し使用してもよい。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物には、必要に応じて、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤等の合成樹脂に使用される添加剤を配合し、安定化してもよい。
上記フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ジステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’−チオビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−第三ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−エチリデンビス(4,6―ジ第三ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4−第二ブチル−6−第三ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−第三ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、ステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス〔3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸メチル〕メタン、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、ビス〔2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕等が挙げられる。フェノール系酸化防止剤を用いる場合、合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜10質量部、より好ましくは0.05〜5質量部が配合する。
上記リン系酸化防止剤としては、例えば、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス〔2−第三ブチル−4−(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルチオ)−5−メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第三ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4’−n−ブチリデンビス(2−第三ブチル−5−メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、2,2’−メチレンビス(4,6−第三ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−第三ブチルフェニル)−オクタデシルホスファイト、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第三ブチルフェニル)フルオロホスファイト、トリス(2−〔(2,4,8,10−テトラキス第三ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル)アミン、2−エチル−2−ブチルプロピレングリコールと2,4,6−トリ第三ブチルフェノールのホスファイト等が挙げられる。リン系酸化防止剤を用いる場合、合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜10質量部、より好ましくは0.05〜5質量部配合する。
上記チオエーテル系酸化防止剤としては、例えば、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジミリスチル、チオジプロピオン酸ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオネート類、及びペンタエリスリトールテトラ(β−アルキルメルカプトプロピオン酸エステル)類が挙げられる。チオエーテル系酸化防止剤を用いる場合、合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜10質量部、より好ましくは0.05〜5質量部配合する。
上記紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,5’−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)等の2−ヒドロキシベンゾフェノン類;2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ第三ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−3’−第三ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−5’−第三オクチルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾ−ル、2,2’−メチレンビス(4−第三オクチル−6−(ベンゾトリアゾリル)フェノール)、2−(2’−ヒドロキシ−3’−第三ブチル−5’−カルボキシフェニル)ベンゾトリアゾール等の2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類;フェニルサリシレート、レゾルシノールモノベンゾエート、2,4−ジ第三ブチルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、2,4−ジ第三アミルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート類;2−エチル−2’−エトキシオキザニリド、2−エトキシ−4’−ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド類;エチル−α−シアノ−β、β−ジフェニルアクリレート、メチル−2−シアノ−3−メチル−3−(p−メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート類;2−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)−s−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−s−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシ−5−メチルフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)−s−トリアジン等のトリアリールトリアジン類が挙げられる。紫外線吸収剤を用いる場合、合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜30質量部、より好ましくは0.05〜10質量部配合する。
上記ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルステアレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,4,4−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノ−ル/コハク酸ジエチル重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−モルホリノ−s−トリアジン重縮合物、1,6−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルアミノ)ヘキサン/2,4−ジクロロ−6−第三オクチルアミノ−s−トリアジン重縮合物、1,5,8,12−テトラキス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,5,8,12−テトラキス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕−1,5,8−12−テトラアザドデカン、1,6,11−トリス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕アミノウンデカン、1,6,11−トリス〔2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−s−トリアジン−6−イル〕アミノウンデカン等のヒンダードアミン化合物が挙げられる。ヒンダードアミン系光安定剤を用いる場合、合成樹脂100質量部に対して、好ましくは0.001〜30質量部、より好ましくは0.05〜10質量部配合する。
さらに本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物には、必要に応じて、p−第三ブチル安息香酸アルミニウム、芳香族リン酸エステル金属塩、ジベンジリデンソルビトール類等の造核剤、帯電防止剤、金属石鹸、ハイドロタルサイト、トリアジン環含有化合物、金属水酸化物、リン酸エステル系難燃剤、縮合リン酸エステル系難燃剤、ホスフェート系難燃剤、無機リン系難燃剤、(ポリ)リン酸塩系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、シリコン系難燃剤、三酸化アンチモン等の酸化アンチモン、その他の無機系難燃助剤、その他の有機系難燃助剤、充填剤、顔料、滑剤、発泡剤等の合成樹脂に通常配合される添加剤を添加してもよい。
上記トリアジン環含有化合物としては、例えば、メラミン、アンメリン、ベンズグアナミン、アセトグアナミン、フタロジグアナミン、メラミンシアヌレート、ピロリン酸メラミン、ブチレンジグアナミン、ノルボルネンジグアナミン、メチレンジグアナミン、エチレンジメラミン、トリメチレンジメラミン、テトラメチレンジメラミン、ヘキサメチレンジメラミン、1,3−ヘキシレンジメラミン等が挙げられる。
上記金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛、キスマー5A(水酸化マグネシウム:協和化学工業(株)製)等が挙げられる。
上記リン酸エステル系難燃剤の例としては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリスクロロエチルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、トリスイソプロピルフェニルホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、t−ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−(t−ブチルフェニル)フェニルホスフェート、トリス−(t−ブチルフェニル)ホスフェート、イソプロピルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−(イソプロピルフェニル)ジフェニルホスフェート、トリス−(イソプロピルフェニル)ホスフェート等が挙げられる。
上記縮合リン酸エステル系難燃剤の例としては、1,3−フェニレン ビス(ジフェニルホスフェート)、1,3−フェニレン ビス(ジキシレニルホスフェート)、ビスフェノールA ビス(ジフェニルホスフェート)等が挙げられる。
上記(ポリ)リン酸塩系難燃剤の例としては、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸ピペラジン、ピロリン酸メラミン、ピロリン酸ピペラジン等の(ポリ)リン酸のアンモニウム塩やアミン塩が挙げられる。
上記その他の無機系難燃助剤としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、タルク、モンモリロナイト等の無機化合物、及びその表面処理品が挙げられ、例えば、TIPAQUE R−680(酸化チタン:石原産業(株)製)、キョーワマグ150(酸化マグネシウム:協和化学工業(株)製)、DHT−4A(ハイドロタルサイト:協和化学工業(株)製)、アルカマイザー4(亜鉛変性ハイドロタルサイト:協和化学工業(株)製)等の種々の市販品を用いることができる。
上記その他の有機系難燃助剤としては、例えば、ペンタエリスリトールが挙げられる。
その他、本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物には、必要に応じて通常合成樹脂に使用される添加剤、例えば、架橋剤、防曇剤、プレートアウト防止剤、表面処理剤、可塑剤、防曇剤、蛍光剤、防黴剤、殺菌剤、金属不活性剤、離型剤、加工助剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物に、上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物及び上記合成樹脂以外の任意の添加剤を配合する場合、その配合量は添加剤の種類等に応じて適宜選択することができるが、本発明の効果を損なわない観点から、好ましくは合成樹脂100質量部に対し合計で20質量部以下とする。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物は、成形することにより、近赤外線吸収材としての成形体とすることができる。成形方法は、特に限定されるものではなく、押し出し加工、カレンダー加工、射出成形、ロール、圧縮成形、ブロー成形等が挙げられ、樹脂板、シート、フィルム、繊維、異形品等の種々の形状の成形品が製造できる。
また、本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物を、各種溶剤に溶解しキャストフィルムを作成することで、近赤外線吸収材として、近赤外線吸収フィルムを作成することができる。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物により得られる近赤外線吸収材は、近赤外線吸収能、特に800nm〜1200nmの波長の光に対する吸収能に優れる。
本発明の近赤外線吸収性合成樹脂組成物及び近赤外線吸収材は、光カード、有機光導電体、レーザー熱転写記録材料、レーザー感熱記録材料、レーザーダイレクト製版用材料等の光情報記録材料;プラズマディスプレー用フィルター、薄型ディスプレー用光学フィルター、光半導体素子用光学フィルター等の近赤外線吸収を目的とした各種光学フィルター;熱線遮蔽材、熱線遮蔽フィルム、熱線遮蔽樹脂ガラス;保温蓄熱繊維;保護眼鏡、農業用フィルム、自動車内外装材、シート、その他各種樹脂成形体;シークレットインク、コーティング材等の近赤外線吸収能(熱線吸収能)を必要とされる各種用途に使用することができる。
以下、本発明を実施例等により、さらに具体的に説明する。尚、以下の実施例等において%及びppmは特に記載が無い限り質量基準である。
〔合成例1〕化合物No.1の合成
30mlフラスコにナトリウムメトキシド28%メタノール溶液0.65g、n−ブタノール15mlを加え、130℃で30分加熱しメタノールを留去した。常温まで冷却した後2,5−ジブトキシ−3,4−ジシアノキノリン1.5gを加え、130℃で1時間反応させた。常温まで冷却した後、メタノールを加え、析出した化合物をろ別し、得られた粉末をFT−IR測定より分析し、その測定結果により、得られた粉末は、下記構造式の化合物No.1と同定された。(収率41%)
以下にFT−IRの結果を下記する。また、チャート図を図1に示す。
IR(KBr):3426,3298,2959,2932,2870,1578,1500,1458,1404,1351,1319,1284,1242,1211,1165,1157,1110,1090,1049,1026
また得られた化合物No.1のクロロホルム溶液(濃度1mwt%)の透過スペクトルを測定した。測定は日本分光株式会社製V−670で行った。透過スペクトルを図2に示す。最大吸収波長は848nmで、モル吸光係数ε=2.83×10であった。
化合物No.1
Figure 2013088486
〔合成例2〕化合物No.2の合成
50mlフラスコに合成例1で得られた化合物No.1を0.15g、酢酸銅1水和物を0.2g、クロロベンゼン20mlを加え、10時間90℃で撹拌した。反応終了後、メタノールに分散させたのち、ろ別により茶色粉末を得た。得られた茶色粉末をFT−IR測定より分析し、その測定結果により、得られた粉末は、下記構造式の化合物No.2と同定された。(収率80%)
FT−IRの結果を下記する。また、チャート図を図3に示す。
IR(KBr):3406,2958,2932,2870,1578,1458,1362,1254,1220,1165,1120
また、得られた化合物No.2のクロロホルム溶液(濃度1mwt%)の透過スペクトルを測定した。測定は日本分光株式会社製V−670で行った。透過スペクトルを図4に示す。最大吸収波長は837nmで、モル吸光係数ε=2.01×10であった。
化合物No.2
Figure 2013088486
〔実施例1〕近赤外線吸収性合成樹脂組成物及び、近赤外線吸収材の製造
ポリカーボネート(ユーピロンS−3000F、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)100質量部に対して、前記で得られた化合物No.1を0.002質量部配合して近赤外線吸収性合成樹脂組成物を得た。該組成物を280℃で溶融混練し、射出成形し、10×10×2mmの近赤外線吸収材を得た。
得られた近赤外線吸収材の透過スペクトルを測定した。測定は日本分光株式会社製V−670で行った。透過スペクトルを図5に示す。極大吸収波長は856nmであり、その透過率は29%であった。
また、可視光(380nm〜750nm)の透過率をJISR3106に従い算出し、Haze値を測定した。いずれも結果を表1に示す。また、実施例1の試験片の透過スペクトルを図5に示す。
〔比較例1〕
化合物No.1を配合しない以外は、実施例1と同様にして10×10×2mmの試験片を作製し、透過スペクトル、可視光の透過率、Haze値を測定した。
比較例1の試験片の透過スペクトルを図6に示す。
Figure 2013088486

Claims (4)

  1. 下記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物及び合成樹脂を含有する近赤外線吸収性合成樹脂組成物。
    Figure 2013088486
    (式中、Mは2個の水素原子、2価の金属原子、3価の置換金属原子、4価の置換金属原子又はオキシ金属原子を表し、R〜Rは、互いに同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基を表す。R〜R20は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜20のアルコキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素原子数7〜20のアリールアルキル基、置換基を有していてもよい炭素原子数5〜12のシクロアルキル基を示し、R〜R20で示される基のうち隣り合う2個の基が連結してそれぞれが結合する炭素原子とともに5員環または6員環を形成してもよい。)
  2. 上記一般式(1)で表されるフタロシアニン化合物の含有量が、上記合成樹脂100質量部に対して、0.0005〜20質量部である請求項1記載の近赤外線吸収性合成樹脂組成物。
  3. 上記合成樹脂が熱可塑性樹脂である請求項1又は2記載の近赤外線吸収性合成樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の近赤外線吸収性合成樹脂組成物を成形してなる近赤外線吸収材。
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