JP2017132835A - キサンテン化合物 - Google Patents
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Abstract
【課題】鮮明性及び発色性に優れる油性媒体への溶解性が高い新規なキサンテン化合物並びに該化合物を用いた染料組成物の提供。【解決手段】式No.1及び式No.2で例示されるキサンテン化合物並びに該化合物を含む油性または水性染料組成物。【選択図】なし
Description
本発明は染料として有用な新規なキサンテン化合物に関する。
色素は一般に染料と顔料とに大きく分類される。顔料は耐光性、耐溶剤性といった堅牢性が高いものの、溶媒に不溶なため取り扱いが難しい。例えば、カラーフィルター等、光学用途への応用を想定した場合、高い透明性の確保が必要不可欠であり、溶剤に不溶な顔料を微細化する技術や溶媒に分散させるための高度な分散技術が必要となる。一方、染料は一般に溶媒に可溶であるため取り扱い易く、高い着色力、透明性を示すことが知られているが、染料であっても必ずしも全ての溶媒に対して良好な溶解性を有する訳ではなく、ある特定の溶媒に対しては難溶性を示すものがほとんどである。
溶媒に対する溶解性の乏しい染料を用いて物体を着色する方法としては、例えば、前記した顔料のように高度な分散技術を用いた湿式着色法を用いる他、真空蒸着などの気相から物体上へ染料分子を析出させる乾式着色法などがある。湿式着色法は、溶媒に対する溶解性の乏しい染料を溶媒中に微細に分散するために長時間の分散工程を必要とする上、分散助剤として種々の添加剤を加える必要があり、必ずしも適用範囲が広いとは言えない。また、乾式着色法は、真空装置のような大型の設備が必要であり、更に染料を気化させる高温条件に耐える耐久性の良い色素は数が限られているため、必ずしも適用範囲が広いとは言えない。
また、溶媒に対する溶解性の乏しい染料骨格に嵩高い置換基を導入し、溶媒に対する溶解性を向上させることも可能であるが、導入した置換基の影響によって、必ずしも物性が元の化合物と等しくなるとは限らない。
キサンテン化合物は、色相が鮮明で高発色性を有しており、光や熱等に対して堅牢であることから、レッド〜バイオレット領域の色相の染料として、各種塗料、水性インキ、油性インキ、インクジェット用インキ、カラーフィルター用など幅広い用途で使用されている。このような染料として例えば、特許文献1(段落0046の化28)に記載されている下記式(100)で表されるキサンテン化合物が知られている。
しかしながら、本発明者らが検討した結果、下記式(100)で表されるキサンテン化合物は特定の溶媒に対する溶解性が不充分であった。
しかしながら、本発明者らが検討した結果、下記式(100)で表されるキサンテン化合物は特定の溶媒に対する溶解性が不充分であった。
Chemical Biology,5(11),1065.
本発明は、鮮明性および発色性に優れ、特定の溶媒に対して良好な溶解性を有する新規のキサンテン化合物を提供することを目的とする。
本発明者らは前述の課題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、特定の構造を有する新規のキサンテン化合物は、従来公知のキサンテン染料(化合物)に比べて著しく油性媒体への溶解性が優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、
[1]下記式(1)で表されるキサンテン化合物
即ち、本発明は、
[1]下記式(1)で表されるキサンテン化合物
(式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子;ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、アミド基及びフェニル基からなる群より選ばれる置換基を有する炭素数1乃至6のアルキル基または無置換の炭素数1乃至6のアルキル基を表す。J1及びJ2は一方が下記式(2)
(式(2)中、Qは無置換のアルキレン基を表す。R3乃至R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または無置換の炭素数1乃至3のアルキル基を表す。R7は水素原子または無置換の炭素数1乃至4のアルキル基を表す。R8は水素原子、無置換の炭素数1乃至4のアルキル基または無置換のフェニル基を表す。)
で表される置換基を表し、他方が水素原子;ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、アミド基及びフェニル基からなる群より選ばれる置換基を有する炭素数1乃至6のアルキル基;無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または上記式(2)で表される置換基を表す。)、
[2]式(2)におけるQが無置換の炭素数2乃至4のアルキレン基である前項[1]に記載のキサンテン化合物、
[3]式(2)におけるR3乃至R6及びR8が水素原子である前項[1]または[2]に記載のキサンテン化合物、
[4]式(1)におけるR1及びR2がそれぞれ独立に無置換の炭素数1乃至6のアルキル基であり、J1及びJ2の一方が式(2)で表される置換基であり、他方が無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または式(2)で表される置換基である前項[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のキサンテン化合物、
[5]前項[1]乃至[4]のいずれか一項に記載のキサンテン化合物及び油溶性有機溶媒を含有する油性染料組成物、
[6]前項[1]乃至[4]のいずれか一項に記載のキサンテン化合物及び水性媒体を含有する水性染料組成物、
に関する。
で表される置換基を表し、他方が水素原子;ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、アミド基及びフェニル基からなる群より選ばれる置換基を有する炭素数1乃至6のアルキル基;無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または上記式(2)で表される置換基を表す。)、
[2]式(2)におけるQが無置換の炭素数2乃至4のアルキレン基である前項[1]に記載のキサンテン化合物、
[3]式(2)におけるR3乃至R6及びR8が水素原子である前項[1]または[2]に記載のキサンテン化合物、
[4]式(1)におけるR1及びR2がそれぞれ独立に無置換の炭素数1乃至6のアルキル基であり、J1及びJ2の一方が式(2)で表される置換基であり、他方が無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または式(2)で表される置換基である前項[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のキサンテン化合物、
[5]前項[1]乃至[4]のいずれか一項に記載のキサンテン化合物及び油溶性有機溶媒を含有する油性染料組成物、
[6]前項[1]乃至[4]のいずれか一項に記載のキサンテン化合物及び水性媒体を含有する水性染料組成物、
に関する。
本発明のキサンテン化合物(以下、単に「本発明の化合物」ともいう)は鮮明性および発色性に優れ、油溶性媒体、特に有機溶剤への溶解性に優れる。
本発明の化合物は、前記式(1)で表される。
式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1乃至6のアルキル基を表し、該炭素数1乃至6のアルキル基は置換基を有していてもよい。
式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、水素原子または炭素数1乃至6のアルキル基を表し、該炭素数1乃至6のアルキル基は置換基を有していてもよい。
式(1)のR1及びR2が表す炭素数1乃至6のアルキル基は、炭素数1乃至6のアルキル基であれば直鎖状、分岐鎖状または環状の何れにも限定されず、その具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチル−1−メチルプロピル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
式(1)のR1及びR2が表す炭素数1乃至6のアルキル基が有してもよい置換基としては、例えばハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、iso−プロポキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基及びt−ブトキシ基等)、シアノ基、アミド基(例えば、アセトアミド基等)及びフェニル基(例えば、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基及び2,6−ジプロピルフェニル基等)等が挙げられる。
式(1)におけるR1及びR2としては、それぞれ独立に無置換の炭素数1乃至6のアルキル基であることが好ましく、それぞれ独立に無置換の炭素数1乃至4のアルキル基であることがより好ましく、それぞれ独立にエチル基、n−プロピル基またはn−ブチル基であることが更に好ましい。
尚、本発明において「無置換の炭素数1乃至6のアルキル基」とは、1乃至6個の炭素原子と水素原子のみからなるアルキル基を意味する。
尚、本発明において「無置換の炭素数1乃至6のアルキル基」とは、1乃至6個の炭素原子と水素原子のみからなるアルキル基を意味する。
式(1)中、J1及びJ2は一方が前記式(2)で表される置換基を表し、他方が水素原子、炭素数1乃至6のアルキル基または前記式(2)で表される置換基を表す。
式(2)中、Qは無置換のアルキレン基を表す。該無置換のアルキレン基とは炭素原子と水素原子のみからなるアルキル基から水素原子1個を除いた2価の連結基を意味し、無置換の炭素数2乃至4のアルキレン基であることが好ましい。
式(2)のQが表すアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、iso−プロピレン基、n−ブチレン基、iso−ブチレン基、sec−ブチレン基及びt−ブチレン基が挙げられ、エチレン基であることが好ましい。
式(2)のQが表すアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、iso−プロピレン基、n−ブチレン基、iso−ブチレン基、sec−ブチレン基及びt−ブチレン基が挙げられ、エチレン基であることが好ましい。
式(2)中、R3乃至R6はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または無置換の炭素数1乃至3のアルキル基を表す。
式(2)のR3乃至R6が表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
式(2)のR3乃至R6が表す無置換の炭素数1乃至3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びiso−プロピル基が挙げられる。
式(2)のR3乃至R6としては、水素原子であることが好ましい。
式(2)のR3乃至R6が表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
式(2)のR3乃至R6が表す無置換の炭素数1乃至3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びiso−プロピル基が挙げられる。
式(2)のR3乃至R6としては、水素原子であることが好ましい。
式(2)中、R7は水素原子または無置換の炭素数1乃至4のアルキル基を表す。
式(2)におけるR7が表す無置換の炭素数1乃至4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基及びt−ブチル基が挙げられる。
式(2)におけるR7としては、水素原子またはメチル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
式(2)におけるR7が表す無置換の炭素数1乃至4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基及びt−ブチル基が挙げられる。
式(2)におけるR7としては、水素原子またはメチル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
式(2)中、R8は水素原子、無置換の炭素数1乃至4のアルキル基または無置換のフェニル基を表す。
式(2)におけるR8が表す無置換の炭素数1乃至4のアルキル基としては、式(2)のR7が表す無置換の炭素数1乃至4のアルキル基と同じものが挙げられる。
式(2)のR8としては、水素原子または無置換の炭素数1乃至4のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式(2)におけるR8が表す無置換の炭素数1乃至4のアルキル基としては、式(2)のR7が表す無置換の炭素数1乃至4のアルキル基と同じものが挙げられる。
式(2)のR8としては、水素原子または無置換の炭素数1乃至4のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
式(1)のJ1及びJ2が表す炭素数1乃至6のアルキル基の具体例としては、式(1)のR1及びR2が表す炭素数1乃至6のアルキル基と同じものが挙げられ、炭素数2乃至4のアルキル基であることが好ましく、炭素数2乃至4の直鎖のアルキル基であることがより好ましい。
式(1)のJ1及びJ2が表す炭素数1乃至6のアルキル基は置換基を有していてもよく、該有していてもよい置換基としては、式(1)のR1及びR2が表す炭素数1乃至6のアルキル基が有していてもよい置換基と同じものが挙げられる。
式(1)のJ1及びJ2が表す炭素数1乃至6のアルキル基は置換基を有していてもよく、該有していてもよい置換基としては、式(1)のR1及びR2が表す炭素数1乃至6のアルキル基が有していてもよい置換基と同じものが挙げられる。
式(1)におけるJ1及びJ2としては、一方が前記式(2)で表される置換基であって他方が無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または前記式(2)で表される置換基であることが好ましく、一方が前記式(2)で表される置換基であって他方が炭素数2乃至4のアルキル基または前記式(2)で表される置換基であることがより好ましく、一方が前記式(2)で表される置換基であって他方が炭素数2乃至3の直鎖のアルキル基または前記式(2)で表される置換基であることが更に好ましい。
本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物としては、上記R1、R2、J1及びJ2(式(2)中のQ及びR3乃至R8)それぞれの好ましいものの組み合わせのものがより好ましく、より好ましいものの組み合わせのものが更に好ましい。
本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物は、例えば、非特許文献1に記載された方法に準じて合成した縮合物3,6−ジクロロスピロ[9H−キサンテン−9,3’−[3H][2,1]ベンゾオキサチオール]1',1'−ジオキシドと対応するアミン類を縮合し中間体の化合物を得る。得られた中間体の化合物と対応するヒドロキシ基等を有するアミン類を縮合し得られた化合物に、更にイソシアネート化合物を縮合することにより合成することができる。その合成スキームの一例を下記に示した。
合成スキームにおける式(3)乃至(8)中のJ1、J2、R1乃至R8及びQは、前記式(1)または(2)におけるJ1、J2、R1乃至R8及びQと同義である。R100は、水素原子;ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、アミド基及びフェニル基からなる群より選ばれる置換基を有する炭素数1乃至6のアルキル基;無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または−Q−OHで表される置換基である。
即ち、3,6−ジクロロスピロ[9H−キサンテン−9,3’−[3H][2,1]ベンゾオキサチオール]1',1'−ジオキシド(上記合成スキーム例において式(3)で表される化合物)と対応するヒドロキシ基を有するアミン類(上記合成スキーム例において式(4)で表される化合物)とを所定温度(例えば20乃至120℃)で縮合して得られた化合物(上記合成スキーム例において式(5)で表される化合物)に、更に対応するアミン類(上記合成スキーム例において式(6)で表される化合物)を所定温度(例えば30乃至150℃)で縮合させ化合物(上記合成スキーム例において式(7)で表される化合物)を得る。
得られた式(7)で表される化合物のヒドロキシ基に、イソシアネート基を有する化合物(上記合成スキーム例において式(8)で表される化合物)を所定温度(例えば20乃至150℃)で縮合させることにより本発明の式(1)で表される化合物を得ることができる。
得られた式(7)で表される化合物のヒドロキシ基に、イソシアネート基を有する化合物(上記合成スキーム例において式(8)で表される化合物)を所定温度(例えば20乃至150℃)で縮合させることにより本発明の式(1)で表される化合物を得ることができる。
上記に例示した合成スキームは、1ステップ目に示した1次縮合工程、2ステップ目に示した2次縮合工程、3ステップ目に示した3次縮合工程によって、本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物を合成する方法である。
1ステップ目に示した1次縮合工程では、式(3)で表される化合物と式(4)で表されるアミン類とを、有機溶媒や縮合剤の存在下で加熱して縮合させる。次に、2ステップ目に示した2次縮合工程では、前記の1次縮合工程で得た式(5)で表される化合物と式(6)で表されるアミン類とを、有機溶媒や縮合剤の存在下で再び加熱して縮合させることにより式(7)で表される化合物を得ることができる。次に、3ステップ目に示した3次縮合工程では、前記の2次縮合工程で得た式(7)で表される化合物と式(8)で表されるイソシアネート化合物とを、有機溶媒や必要に応じて塩基触媒の存在下で加熱して縮合させることにより式(1)で表されるキサンテン化合物を得ることができる。
上記に例示した合成スキームの1ステップ目に示した1次縮合工程及び2ステップ目に示した2次縮合工程では、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール等のアルコール類、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略記)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド(以下DMFと略記)、ジメチルスルホキシド、スルホラン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン及びニトロベンゼン等の有機溶媒を単独で、もしくは混合して使用することが好ましい。
上記1次縮合工程における反応温度は、20乃至120℃であることが好ましく、30乃至80℃であることがより好ましい。上記2次縮合工程における反応温度は、30乃至150℃であることが好ましく、40乃至110℃であることがより好ましい。上記3次縮合工程における反応温度は、20乃至150℃であることが好ましく、90乃至140℃であることがより好ましい。
上記1次縮合工程及び2次縮合工程では、必要に応じて縮合剤を使用することもでき、使用できる縮合剤としては、例えば、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム等を用いることが好ましい。縮合剤を使用する場合には、1次縮合工程、2次縮合工程それぞれにおいて0.5乃至2.0モル当量含有させることが好ましい。
上記3次縮合工程では、必要に応じて塩基触媒を使用することもでき、使用できる塩基触媒としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、N,N−ジメチルピペラジン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパン−1,3−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルウンデカン−1,11−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−2−メチルペンタン−1,5−ジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチル−(3−アミノルロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、ビス(N,N−ジメチル−3−アミノプロピル)アミン、N,N,N’,N’,N’’,N’’−ヘキサメチル−(4−アミノメチル)オクタン−1,8−ジアミン、テトラメチルグアニジン、N,N,N’,N’’,N’’’,N’’’−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン等を用いることが好ましい。塩基触媒を使用する場合には、0.1乃至4.0モル当量含有させることが好ましい。
以下に、本発明の前記式(1)で示されるキサンテン化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
本発明の油性または水性染料組成物は、本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物及び、油性染料組成物の場合は油溶性有機溶媒を、水性染料の場合は水性媒体を含有する。本発明の油性または水性染料組成物における式(1)で表されるキサンテン化合物の含有量は、通常0.1乃至50質量%、好ましくは0.2乃至40質量%、より好ましくは0.5乃至20質量%である。
本発明の油性染料組成物は、少なくとも1種類の油溶性有機溶媒に本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物を溶解または分散させて調製する事ができる。用いられる油溶性有機溶媒としては、例えば、エタノール、ペンタノール、オクタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、テトラフルオロプロパノール等のアルコール類;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エチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリ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ジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート等のグリコール誘導体;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;ブチルフェニルエーテル、ベンジルエーテル、ヘキシルエーテル等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチルなどのエステル類;アセトニトリル、DMF、ジメチルスルホキシド、スルホラン、NMP、2−ピロリドン等の極性有機溶媒等が挙げられ、これらの溶媒は単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
本発明の水性染料組成物は、水性媒体に本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物を溶解または分散させて調製する事ができる。水性媒体としては、水または水溶性有機溶媒が挙げられる。水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール及びベンジルアルコール等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,3−ペンタンジオール及び1,5−ペンタンジオール等の多価アルコール類;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、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ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール誘導体;エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びモルホリン等のアミン類;2−ピロリドン、NMP、1,3−ジメチル−イミダゾリジノン等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
水性染料組成物には、酸またはアルカリを添加してもよい。水性染料組成物に添加し得る酸としては、塩酸、硫酸及びリン酸等の無機酸並びにシュウ酸及びクエン酸等の有機酸等が挙げられる。
水性染料組成物に添加し得るアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物並びに炭酸ナトリウム、炭酸リチウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩等が挙げられる。水性染料組成物に添加し得る酸またはアルカリの含有量は、通常0.1乃至30質量%、好ましくは0.2乃至20質量%、より好ましくは0.3乃至15質量%である。
水性染料組成物に添加し得るアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物並びに炭酸ナトリウム、炭酸リチウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩等が挙げられる。水性染料組成物に添加し得る酸またはアルカリの含有量は、通常0.1乃至30質量%、好ましくは0.2乃至20質量%、より好ましくは0.3乃至15質量%である。
本発明の油性または水性染料組成物には、色相の調整などの目的で必要に応じて前記式(1)で表されるキサンテン化合物以外の色材を併用してもよい。併用し得る色材としては、例えば酸性染料、反応性染料、直接性染料、カチオン染料及び塩基性染料等の水溶性染料;分散染料及びソルベント染料等の油溶性染料;有機顔料並びにカーボンブラック等が挙げられるがこれらに限定されず、溶媒に溶解した状態あるいは分散した状態で添加される。本発明の油性または水性染料組成物における併用し得る色材の使用量は特に限定されず、式(1)で表されるキサンテン化合物に対して、通常15質量%以下、好ましくは5乃至10%質量が用いられる。
本発明の油性染料組成物及び水性染料組成物には、式(1)で表されるキサンテン化合物の分散性を改善する目的で、必要により分散剤を併用することが出来る。
油性染料組成物に用い得る分散剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、クレオソート油スルホン酸のホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェートのアンモニウム塩、ポリオキシアルキルエーテル燐酸エステル塩等公知のアニオン界面活性剤、ビニルナフタレン誘導体、α、β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メタクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、無水マレイン酸、無水マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた少なくとも2つ以上の単量体からなるブロック共重合体、或いはランダム共重合体、またはこれらの塩等の高分子分散剤等が挙げられ、これらの1種以上が、式(1)で表されるキサンテン化合物及び必要により併用される色材に対して、通常500質量%以下、好ましくは10乃至450質量%、より好ましくは100乃至400質量%用いられる。
水性染料組成物に用い得る分散剤としては、界面活性剤の他、顔料分散液を調整するのに慣用されている分散剤、例えば高分子分散剤を好適に使用することができる。高分子分散剤の具体例としては、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリルニトリル共重合体、アクリル酸塩−アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン−アクリル樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−マレイン酸樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、及び酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体等の酢酸ビニル系共重合体及びそれらの塩が挙げられる。式(1)で表されるキサンテン化合物及び必要より併用される色材に対して通常100質量%以下、好ましくは10乃至70質量%用いられる。
式(1)で表されるキサンテン化合物を微粒状に分散させる方法としては、サンドミル(ビーズミル)、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波分散機、マイクロフルイダイザー等を用いる方法が挙げられるが、これらの中でもサンドミル(ビーズミル)が好ましい。またサンドミル(ビーズミル)を用いて分散を行う場合は、径の小さいビーズを使用したり、ビーズの充填率を大きくすること等、粉砕効率を高め得る条件で処理することが好ましく、更に粉砕処理後に濾過、遠心分離などで素粒子を除去することも好ましい。
本発明の染料組成物にはその他の添加剤として表面調整剤、消泡剤、防腐・防黴剤、pH調整剤等を含んでも良い。表面調整剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合物等の公知のノニオン系、ポリシロキサン系あるいはポリジメチルシロキサン系の界面活性剤、消泡剤としては、シリコーン系、アセチレン系の公知の消泡剤、防腐・防黴剤としてはデヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、ソジウムピリジンチオン−1−オキサイド、ジンクピリジンチオン−1−オキサイド、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、1−ベンズイソチアゾリン−3−オンのアミン塩等の公知の防腐・防黴剤、pH調整剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の水酸化アルカリ金属類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等の3級アミン類等の公知のpH調整剤が挙げられ、これらはそれぞれ必要に応じて添加する事ができる。
また本発明の油性または水性染料組成物には被着色体への染料の定着性を向上させる目的で、組成中の媒体と相溶性のあるポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系またはポリアクリル系樹脂並びにエチレン性不飽和基を有するモノマーやオリゴマー等のバインダー樹脂を含有させることが好ましい。バインダー樹脂は、染料組成物中の式(1)で表されるキサンテン化合物及び必要により併用される色材に対して通常10000質量%以下が用いられる。尚、重合開始剤や硬化剤等は、バインダー樹脂の使用量に応じて適当量を用いればよい。本発明の油性または水性染料組成物は上記各成分を溶媒に溶解あるいは分散及び混合することによって調製することができる。
本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物は、油性染料組成物または水性染料組成物として各種塗料、水性インキ、油性インキ、インクジェット用インキ、インクジェット用UVインキ等の印刷用インキ、感熱記録材料におけるインクシート、電子写真用のカラートナー、各種繊維用の染色のための染色液や樹脂着色のため等の各種着色組成物等に用いられる。油性染料組成物および水性染料組成物は、例えば普通紙、コート紙、プラスチックフィルム、繊維や布(セルロース、ナイロン、羊毛等)、皮革、プラスチック基板などの被着色材料に用いられる。また、本発明の染料組成物を被着色材料に付与する方法としては、浸染、捺染などの各種染色方法;感熱記録、電子写真記録などの各種記録方法;スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷などの各種印刷方法あるいはスピンコーター、ロールコーターなどによる塗工方法が挙げられる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものでは無い。実施例中、最大吸収波長は分光光度計「(株)島津製作所製、商品名UV−3150」により測定した。尚、実施例における「部」は、特に断りのない限り質量基準である。
実施例1(上記化合物No.1で表されるキサンテン化合物の合成)
(工程1−1)
1000mlの四つ口フラスコに、上記式(3)で表される化合物20.3部、NMP60部及び2−(エチルアミノ)エタノール(東京化成工業社製)17.4部を入れ、70℃で1時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、pH3を保ったまま反応液を20%食塩水に注ぎ込み3時間攪拌した。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(101)で表される染料中間体22.1部を得た。
(工程1−1)
1000mlの四つ口フラスコに、上記式(3)で表される化合物20.3部、NMP60部及び2−(エチルアミノ)エタノール(東京化成工業社製)17.4部を入れ、70℃で1時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、pH3を保ったまま反応液を20%食塩水に注ぎ込み3時間攪拌した。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(101)で表される染料中間体22.1部を得た。
(工程1−2)
100mlの四つ口フラスコに、工程1−1で得られた式(101)で表される染料中間体4.1部、ジメチルスルホキシド(和光純薬工業社製)20部及びイソシアン酸3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル(東京化成工業社製)12.7部を入れ、130℃で15時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込んだ。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、上記化合物No.1で表される本発明のキサンテン化合物4.1部を得た。該キサンテン化合物の最大吸収波長は552nm(メタノール)であった。
100mlの四つ口フラスコに、工程1−1で得られた式(101)で表される染料中間体4.1部、ジメチルスルホキシド(和光純薬工業社製)20部及びイソシアン酸3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル(東京化成工業社製)12.7部を入れ、130℃で15時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込んだ。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、上記化合物No.1で表される本発明のキサンテン化合物4.1部を得た。該キサンテン化合物の最大吸収波長は552nm(メタノール)であった。
実施例2(上記化合物No.11で表されるキサンテン化合物の合成)
(工程2−1)
1000mlの四つ口フラスコに、上記式(3)で表される化合物67.3部、NMP419部及びジプロピルアミン(東京化成工業社製)26.0部を入れ、75℃で3時間攪拌した。反応液を10℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込み1時間攪拌した。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(102)で表される染料中間体36.1部を得た。
(工程2−1)
1000mlの四つ口フラスコに、上記式(3)で表される化合物67.3部、NMP419部及びジプロピルアミン(東京化成工業社製)26.0部を入れ、75℃で3時間攪拌した。反応液を10℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込み1時間攪拌した。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(102)で表される染料中間体36.1部を得た。
(工程2−2)
300mlの四つ口フラスコに、工程2−1で得られた式(102)で表される染料中間体39.8部、NMP167部及び2−(エチルアミノ)エタノール14.3部を入れ、95℃で1時間攪拌した。pH3以下を保ちながら反応液を10%食塩水に注ぎ込み、析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(103)で表される染料中間体39.0部を得た。
300mlの四つ口フラスコに、工程2−1で得られた式(102)で表される染料中間体39.8部、NMP167部及び2−(エチルアミノ)エタノール14.3部を入れ、95℃で1時間攪拌した。pH3以下を保ちながら反応液を10%食塩水に注ぎ込み、析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(103)で表される染料中間体39.0部を得た。
(工程2−3)
100mlの四つ口フラスコに、工程2−2で得られた式(103)で表される染料中間体4.4部、NMP23部及びイソシアン酸3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル7.2部を入れ、130℃で11時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込んだ。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、上記化合物No.11で表される本発明のキサンテン化合物6.1部を得た。該キサンテン化合物の最大吸収波長は555nm(メタノール)であった。
100mlの四つ口フラスコに、工程2−2で得られた式(103)で表される染料中間体4.4部、NMP23部及びイソシアン酸3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル7.2部を入れ、130℃で11時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込んだ。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、上記化合物No.11で表される本発明のキサンテン化合物6.1部を得た。該キサンテン化合物の最大吸収波長は555nm(メタノール)であった。
実施例3(上記化合物No.13で表されるキサンテン化合物の合成)
(工程3−1)
500mlの四つ口フラスコに、実施例2の工程2−1で得られた式(102)で表される染料中間体34.3部、NMP146部及び2−(ブチルアミノ)エタノール(東京化成工業社製)16.3部を入れ、90℃で1時間半攪拌した。反応液を2N塩酸水に注ぎ込み、析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(104)で表される染料中間体34.9部を得た。
(工程3−1)
500mlの四つ口フラスコに、実施例2の工程2−1で得られた式(102)で表される染料中間体34.3部、NMP146部及び2−(ブチルアミノ)エタノール(東京化成工業社製)16.3部を入れ、90℃で1時間半攪拌した。反応液を2N塩酸水に注ぎ込み、析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、下記式(104)で表される染料中間体34.9部を得た。
(工程3−2)
100mlの四つ口フラスコに、工程3−1で得られた式(104)で表される染料中間体5.0部、NMP25部及びイソシアン酸3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル8.4部を入れ、130℃で13時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込んだ。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、上記化合物No.13で表される本発明のキサンテン化合物8.7部を得た。該キサンテン化合物の最大吸収波長は556nm(メタノール)であった。
100mlの四つ口フラスコに、工程3−1で得られた式(104)で表される染料中間体5.0部、NMP25部及びイソシアン酸3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル8.4部を入れ、130℃で13時間攪拌した。反応液を40℃まで冷却した後、反応液を2N塩酸水に注ぎ込んだ。析出した結晶をろ取、洗浄、乾燥させることにより、上記化合物No.13で表される本発明のキサンテン化合物8.7部を得た。該キサンテン化合物の最大吸収波長は556nm(メタノール)であった。
実施例4(化合物No.1で表される本発明のキサンテン化合物を含有する油性染料組成物の調製)
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物100mgとジアセトンアルコール1900mgを20mlサンプル管中で混合した後、25℃で1時間攪拌してキサンテン化合物濃度が5%の油性染料組成物を調整した。得られた油性染料組成物には、目視による残渣は確認されなかった。また、キサンテン化合物100mgとジアセトンアルコール900mgを用いて前記と同様の手法でキサンテン化合物濃度が10%の油性染料組成物を調整したものについても、目視による残渣が確認されなかった。
また、前記ジアセトンアルコールを乳酸メチルに変更して、同様の手法で調整したそれぞれキサンテン化合物濃度が5%及び10%の油性染料組成物についても、目視による残渣は確認されなかった。
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物100mgとジアセトンアルコール1900mgを20mlサンプル管中で混合した後、25℃で1時間攪拌してキサンテン化合物濃度が5%の油性染料組成物を調整した。得られた油性染料組成物には、目視による残渣は確認されなかった。また、キサンテン化合物100mgとジアセトンアルコール900mgを用いて前記と同様の手法でキサンテン化合物濃度が10%の油性染料組成物を調整したものについても、目視による残渣が確認されなかった。
また、前記ジアセトンアルコールを乳酸メチルに変更して、同様の手法で調整したそれぞれキサンテン化合物濃度が5%及び10%の油性染料組成物についても、目視による残渣は確認されなかった。
実施例5(化合物No.11で表される本発明のキサンテン化合物を含有する油性染料組成物の調製)
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物を、実施例2で得られた化合物No.11で表されるキサンテン化合物に変更した以外は実施例4と同様にすることで、油性染料組成物をそれぞれ調製した。調整した全ての油性染料組成物において目視による残渣は確認されなかった。
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物を、実施例2で得られた化合物No.11で表されるキサンテン化合物に変更した以外は実施例4と同様にすることで、油性染料組成物をそれぞれ調製した。調整した全ての油性染料組成物において目視による残渣は確認されなかった。
実施例6(化合物No.13で表される本発明のキサンテン化合物を含有する油性染料組成物の調製)
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物を、実施例3で得られた化合物No.13で表されるキサンテン化合物に変更した以外は実施例4と同様にすることで、油性染料組成物をそれぞれ調製した。調整した全ての油性染料組成物において目視による残渣は確認されなかった。
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物を、実施例3で得られた化合物No.13で表されるキサンテン化合物に変更した以外は実施例4と同様にすることで、油性染料組成物をそれぞれ調製した。調整した全ての油性染料組成物において目視による残渣は確認されなかった。
比較例1(比較用のキサンテン化合物を含有する油性染料組成物の調製)
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物を、上記式(100)で表されるキサンテン化合物に変更したこと以外は実施例4と同様にすることで、比較用の油性染料組成物をそれぞれ調整した。全ての比較用油性染料組成物において目視による残差が確認された。
実施例1で得られた化合物No.1で表されるキサンテン化合物を、上記式(100)で表されるキサンテン化合物に変更したこと以外は実施例4と同様にすることで、比較用の油性染料組成物をそれぞれ調整した。全ての比較用油性染料組成物において目視による残差が確認された。
実施例4乃至6及び比較例1における評価結果を表1に記載した。表1中、「○」は目視による残差が確認されなかったことを、「×」は目視による残差が確認されたことを意味する。「PGME」はプロピレングリコールモノメチルエーテルを意味する。
実施例及び比較例より、本発明の式(1)で表されるキサンテン化合物が、油性媒体への溶解性に優れていることは明らかである。
本発明のキサンテン化合物は鮮明性および発色性に優れ、該キサンテン化合物は、有機媒体への溶解性が高く取り扱いやすい。よって、本発明のキサンテン化合物は染料着色体に利用可能であり、各種塗料、水性インキ、油性インキ、インクジェット用インキ、インクジェット用UVインキ、感熱記録材料、電子写真用のカラートナー材料、各種繊維用の染色のための染色液や樹脂着色等の幅広い用途に使用できる。
Claims (6)
- 下記式(1)で表されるキサンテン化合物
で表される置換基を表し、他方が水素原子;ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基、アミド基及びフェニル基からなる群より選ばれる置換基を有する炭素数1乃至6のアルキル基;無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または上記式(2)で表される置換基を表す。)。 - 式(2)におけるQが無置換の炭素数2乃至4のアルキレン基である請求項1に記載のキサンテン化合物。
- 式(2)におけるR3乃至R6及びR8が水素原子である請求項1または2に記載のキサンテン化合物。
- 式(1)におけるR1及びR2がそれぞれ独立に無置換の炭素数1乃至6のアルキル基であり、J1及びJ2の一方が式(2)で表される置換基であり、他方が無置換の炭素数1乃至6のアルキル基または式(2)で表される置換基である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のキサンテン化合物。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のキサンテン化合物及び油溶性有機溶媒を含有する油性染料組成物。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のキサンテン化合物及び水性媒体を含有する水性染料組成物。
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WO2018052022A1 (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | 三菱ケミカル株式会社 | 着色樹脂組成物、硬化物及び画像表示装置 |
-
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- 2016-01-25 JP JP2016011692A patent/JP2017132835A/ja active Pending
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