JP4718655B2 - 銅フタロシアニン系染料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な銅フタロシアニン系染料に関し、さらに詳しくは、水溶性のトルコ玉青色染料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からＣＩダイレクト ブルー８６、ＣＩベーシック ブルー１４０などのフタロシアニン系染料が、紙、繊維、皮革などのトルコ玉青色染色に多用されている。前者のような直接染料による染色、特に紙染色においては、染着率を向上させ、そして優れた品質の染色物品を得るために多量の種々の助剤を使用しなければならないので、染色コストが高くなるだけでなく、高度の染色排水処理も必要となる。一方、後者のような塩基性染料は一般に染着力が極めて強く、多種類のセルロースが混在し組成の一定しないパルプなどを原料とした紙料の染色に使用した場合、染着性の良好な部分と悪い部分との間に極端に色濃度の異なった、「斑染め」や「髭染め」と呼ばれている染色物が得られやすい。
【０００３】
さらに近年においては、染色コストを低減し、衛生的な作業環境を保持するために、染料の飛散がなく、計量、移送および溶解操作が比較的容易な水性液体染料が多用され始めている。しかしながら、フタロシアニン系の水性液体染料は塩感受性が強く、長期保存中に結晶が析出し易く、また染色浴においても使用する水の硬度による影響を受け易い。
【０００４】
特開平１０−１３０５１７号公報は、フタロシアニン骨格に、−[ＳＯ2ＮＲ2(Ｙ−ＣＯＯＭ)］基（ここで、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｙは炭素数１〜６の直鎖状または枝分れしたアルキレン基、または水酸基、カルボキシル基またはアミノ基で置換されている炭素数１〜６の直鎖状または枝分れしたアルキレン基、およびＭは１価のカチオン、または多価のカチオンの１当量である）を導入した水溶性銅フタロシアニン染料を開示し、紙またはパルプ中のセルロースを染色する場合に、高い染着力および、たとえば、耐水性、シリンダー処理耐久性、耐ブリード性、耐酸性、耐アルカリ性および耐光性などに優れた良好な堅牢性を有するブリリアント・トルコブルーの染色物が得られるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、染着力が極めて強く、それを調整することによりどのような染色条件においても被染物に全量染着し、かつ斑染めや髭染めが発生しない、また水性液体とした場合、水硬度の影響を受けず、かつ長期保存安定性の優れた新規銅フタロシアニン染料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するべく鋭意研究した結果、銅フタロシアニン染料骨格に、ヒドロキシ基を１以上好ましくは３以上を含有するアルカノールアミノ基を導入することにより、実用上十分な染着性を有し、かつ水溶液とした場合に塩感受性が抑制されて極めて優れた安定性を示すことを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、下記一般式(１)
【化３】
〔式中、［Ｃｕ−ＰＣ］は、銅フタロシアニン骨格を表し、
Ａは、−Ｎ(Ｒ)(Ｒ1)（ここで、Ｒは水素、Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表し、Ｒ1はＣ1〜Ｃ12の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖中に１〜１１の−ＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基を表す）で表されるアミノ基であり、複数のＡが存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい、
Ｂは、−Ｎ(Ｒ)[Ｒ2−Ｎ(Ｒ3)2］（ここで、Ｒは前記定義したとおりの意味を有し、Ｒ2はＣ1〜Ｃ6の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖を表し、Ｒ3はそれぞれ独立してＣ1〜Ｃ3のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表す）で表されるアミノ基を表し、複数のＢが存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい、
Ｍは水素、アルカリ金属または塩形成性有機アミンを表し、そして
ｐは１〜４の数、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０または１〜３の数であり、かつ（ｐ＋ｍ＋ｎ）は２〜４の数である〕
で表される銅フタロシアニン系染料を提供する。
【０００８】
【発明を実施するための形態】
本発明の銅フタロシアニン系染料は、前記一般式(１)中のＡが−Ｎ(Ｒ)(Ｒ1)およびＢが−Ｎ(Ｒ)[Ｒ2−Ｎ(Ｒ3)2］である、下記一般式(２)で表される染着性の優れた水溶性染料である。
【化４】
式中、各符号は、すべて前記定義のとおりの意味を有する。
【０００９】
前記一般式(２)において、Ｒのそれぞれは、たとえば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチルなどのＣ1〜Ｃ4のアルキル基、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチルなどのＣ1〜Ｃ4のようなヒドロキシアルキル基または水素であり、好ましくはメチル、エチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピルまたは水素、さらに好ましくはメチル基または水素であり、それぞれのＲは相互に同一でも異なっていてもよい。
【００１０】
Ｒ1は、たとえば、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、ヘプチレン、イソヘプチレン、２−エチルプロピレン、ヘキシレン、エチルブチレン、オクチレン、エチルヘキシレン、デセン、ドデセン、エチルデセンなど、Ｃ1〜Ｃ12、好ましくはＣ2〜Ｃ6の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖中に、１〜１１、好ましくは１〜６、さらに好ましくは２〜５のＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基である。
【００１１】
Ｒ2は、前記Ｒ1で例示したアルキレン鎖のうち、Ｃ1〜Ｃ6の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖、好ましくはエチレンおよびプロピレンである。
Ｒ3として、水素、ならびに前記Ｒとして例示したアルキル基およびヒドロキシアルキル基のうち、Ｃ1〜Ｃ3のアルキル基およびヒドロキシアルキル基が挙げられる。好ましいＲ3は、水素、メチル、エチル、ヒドロキシエチルおよびヒドロキシプロピル、さらに好ましくはメチル、エチルおよびヒドロキシエチル基であり、Ｒ3のそれぞれは同一でも異なっていてもよい。
【００１２】
Ｍとして、水素、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、エタノールアミン、プロパノールアミン、メチルエタノールアミンなどの塩形成性有機アミンおよびアンモニアが挙げられ、好ましくは水素、リチウム、ナトリウム、トリエタノールアミンおよびジイソプロパノールアミンである。
【００１３】
本発明の前記一般式(１)で表される銅フタロシアニン系染料は、下記の方法で製造することができる。
銅フタロシアニンに、公知の方法でスルホクロリド基２〜４個を導入する。
次いで、水性アルカリ媒体中で前記一般式(１)中のＡに相当する下記一般式(３)で表されるヒドロキシアルキル基含有アミンを反応させる。
Ｈ−Ｎ(Ｒ)(Ｒ1) (３)
式中のＲおよびＲ1は、それぞれ前記定義のとおりの意味を有する。
【００１４】
前記一般式(１)において、−[ＳＯ2−Ｂ］が存在する、すなわち式中のｎが０ではない場合には、Ｂに相当する下記一般式(４)で表されるアルキルアミノ基含有アミンを反応させる。
Ｈ−Ｎ(Ｒ)[Ｒ2−Ｎ(Ｒ3)2] (４)
式中のＲ、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ前記定義のとおりの意味を有する。
さらに、残余のスルホクロリドを、アルカリ媒体中で加水分解してスルホン酸に変換することにより、一般式(１)および(２)で表される銅フタロシアニン系染料が得られる。
【００１５】
さらにまた、化学量論量の塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、グリコール酸、スルファミン酸、メタンスルホン酸などの有機酸、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、アンモニア、水酸化アンモニウムなどの無機アルカリ、エタノールアミン、プロパノールアミン、メチルエタノールアミンなどの有機アルカリ等を反応させることにより、所望の銅フタロシアニン系染料を得ることができる。
また、この染料は、当業者間に既知の方法を使用して粉末、顆粒、液状などの任意の形態で製造することができる。
【００１６】
本発明の銅フタロシアニン系染料は、紙、パルプ、天然または合成されたセルロース繊維、天然または合成されたポリアミド繊維、天然または合成された皮革などに適用して基質を鮮明美麗なトルコ玉青色に着色、印字、捺染することができ、さらに印刷インク、記録用インクとしても使用することができる。
特に、紙、パルプなどへの染着性、および水に対する溶解性ならびに安定性に優れているので、液体染料およびインクに好適である。
【００１７】
【実施例】
本発明の銅フタロシアニン系染料を、実施例によりさらに詳細に説明する。以下の実施例において、特に断りのない限り、「％」および「部」は重量基準である。但し、実施例４、５、７、８、９、１０、１２及び１３は参考例である。
【００１８】
実施例１
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニンテトラスルホニルクロリド９６.７部を含む湿ケーキ３００部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｎ−メチルグルカミン４０.０部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に、１時間調整保持した。
【００１９】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、ジメチルアミノプロピルアミン３０.０部を添加した。添加終了後、反応液の温度を５時間かけて８０℃に上昇させた。この期間中、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を９.５〜１０.５に調整保持した。さらに８０℃に１時間攪拌保持した後、室温にまで冷却して濾過し、得られたケーキを水５００部で水洗し、乾燥して、下記式(５)をほぼ有する銅フタロシアニン系染料１３７.０部を得た。
【００２０】
【化５】
【００２１】
この染料の最大吸収スペクトルλmaxは、ｐＨ４.２の水溶液において５９９.５nmであった。また、この染料は、酢酸、蟻酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸などの有機酸および塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸の稀酸水溶液に溶解する。
さらに、この染料溶液は、如何なる染色方法を採用した場合にも、紙料を斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色に染色し、それらの染色排水は実質的に無色であった。
【００２２】
実施例２
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニンテトラスルホニルクロリド９６.７部を含む湿ケーキ３００部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｎ−メチルグルカミン２０.０部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に、１時間調整保持した。
【００２３】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、ジエチルアミノプロピルアミン２６.０部を添加した。添加終了後、反応液の温度を５時間かけて８０℃に上昇させた。この期間中、１０％水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を１０.５〜１１.０に調整保持した。さらに８０℃に１時間攪拌保持した後、室温にまで冷却して濾過し、得られたケーキを水５００部で水洗して、遊離酸の状態でほぼ下記式(６)を有する銅フタロシアニン系染料１２９.０部を含む湿ケーキ３７０.０部を得た。
【００２４】
【化６】
【００２５】
さらに、得られた湿ケーキに酢酸６０.０部、尿素９０.０部および水８０.０部を添加して６０℃に昇温し、上記式(６)の遊離酸状態の染料２１.５％を含有する安定な水性溶液６００.０部を得た。
この染料の最大吸収スペクトルλmaxは、ｐＨ４.２の水溶液において６０４.３nmであった。また、この染料の水性溶液は長期間の保存中に結晶析出などの変質は認められなかった。
さらに、この染料の水性溶液は、如何なる染色方法を採用した場合にも、紙料を斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色に染色し、それらの染色排水は実質的に無色であった。
【００２６】
実施例３〜９
前記実施例１または２と同様の方法で、原料の種類、添加量などを変えて、銅フタロシアニン系染料を製造した。
製造した染料の化学構造および最大吸収スペクトルλmaxを、実施例１および２、ならびに後述する実施例１０〜１３で製造した化合物と共に表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
実施例１０
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニントリスルホニルクロリド８６.９部を含む湿ケーキ２８５部を水１００部および氷１００部中に導入して３０分間攪拌した後、トリエタノールアミンを添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｎ−メチルグルカミン４０.０部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらにトリエタノールアミン水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に保持した。
【００２９】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、トリエタノールアミン３０.０部を添加した。添加終了後、反応液の温度を５時間かけて９５℃に上昇させた。さらに９５℃に２時間保持した後、放冷して尿素６５部および全量が６５０部となる水を添加し、表１中に示す化学構造を有する染料２０％を含有する液体染料を得た。
この液体染料は長期間の保存中に結晶析出などの変質は認められなかった。
さらに、この液体染料は、公知の染色方法で、レーヨンおよび皮革を耐水性および耐光性に優れた美麗なトルコ玉青色に染色した。
【００３０】
実施例１１
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニントリスルホニルクロリド８６.９部を含む湿ケーキ２８５部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、アラビナミン１５.１部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に１時間保持した。
【００３１】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、Ｎ−メチル−Ｎ−ヒドロキシエチル−１,３−ジアミノプロパン１２.８部を添加し、添加終了後反応温度を５時間かけて２０℃に上昇させた。ｐＨの下降がほぼ終了した時点で、さらにＮ,Ｎ−ジエチルアミノ−１,３−ジアミノプロパン１３.３部を添加し、反応温度を２時間かけて８５℃まで上昇させ、同温度で２時間攪拌保持した。次いで、水酸化ナトリウムでｐＨを１１.０に調整し、冷却、濾過、乾燥して、表１に示す化学構造をほぼ有する染料１２０部を得た。
【００３２】
この染料は、酢酸、蟻酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸などの有機酸および塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸の稀酸水溶液に溶解する。
さらに、この染料溶液は、如何なる染色方法を採用した場合にも、紙料を斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色に染色し、それらの染色排水は実質的に無色であった。
【００３３】
実施例１２
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニントリスルホニルクロリド８６.９部を含む湿ケーキ２８５部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｈ2ＮＣ(ＣＨ2ＯＨ)3１２.１部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に１時間保持した。
【００３４】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を１０〜１１に保持しながら、反応液の温度を約３時間かけて９５℃に上昇させた。さらに９５℃に１時間保持した後、室温まで冷却し塩酸を添加してｐＨを１以下に調整し、濾過、乾燥して表１中に示す化学構造をほぼ有する染料９０部を得た。
【００３５】
この染料は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、水酸化カリウムなどの無機アルカリ、エタノールアミン、プロパノールアミン、その他の塩形成性有機アミンなどの稀アルカリ溶液に溶解する。
この染料の溶液を印字用インクに適用して、耐水性および耐光性に優れたシアン色調の印刷物を得た。
【００３６】
実施例１３
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニンジスルホニルクロリド８０.１部を含む湿ケーキ２６０部を水１,０５０部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、グルカミン１８.７部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に１時間調整保持した。
【００３７】
２０％炭酸ナトリウム水溶液でｐＨ値を前記値に保持しながら反応液の温度を約４時間かけて９５℃に上昇させた。さらに９０〜９５℃に１時間保持した後、食塩３００部を添加して染料を析出させ、濾過、乾燥して前記表１に示す化学構造をほぼ有する染料９２.１部を得た。
この染料は、特に皮革を耐水堅牢度および耐光堅牢度の高いトルコ玉青色に染色した。
【００３８】
応用例１
叩解度２５度ＳＲのＬＢＫＰ３０部／１,０００部のパルプ溶液３３０部に、実施例２で製造した液体染料３.０部を添加して５分間攪拌し、パルプを染色した。このパルプ溶液から抄紙して日光堅牢度および耐水堅牢度の極めて高い、髭染めの認められない美麗な濃トルコ玉青色の紙を得た。抄紙後の染色排水は無色であった。
【００３９】
応用例２
実施例１１で製造した染料２.０部、水８５.０部、トリエチレングリコール１０.０部およびトリエタノールアミン３.０部で記録液を調製した。この記録液をインクカートリッジに入れ、インクジェットプリンター（エプソン ２０００Ｃ）に装着して普通紙上に印字し、耐光堅牢度および耐水堅牢度の優れたシアン色調の印字物を得た。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の銅フタロシアニン系染料は、前記一般式(１)に示したように、フタロシアニン骨格に−[ＳＯ2−Ａ］で表されるヒドロキシアルキルアミノスルホニル基を導入したことにより、稀酸および稀アルカリ水溶液に可溶性で、かつ長期保存期間中に結晶析出がなく変質の認められない安定性の優れた水溶性染料である。
【００４１】
また、この染料は、染着性が優れ、公知の方法で種々の基質に染色でき、耐水堅牢度および耐光堅牢度の高い、斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色の染色を与え、その染色排水は実質的に無色であり、特別な排水処理を必要としない。また、印刷インクや記録インクとしても美麗な印刷物や印字を与える。
本発明は、新規な水溶性の銅フタロシアニン系染料を提供するものであり、その産業的意義は極めて大きい。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な銅フタロシアニン系染料に関し、さらに詳しくは、水溶性のトルコ玉青色染料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からＣＩダイレクト ブルー８６、ＣＩベーシック ブルー１４０などのフタロシアニン系染料が、紙、繊維、皮革などのトルコ玉青色染色に多用されている。前者のような直接染料による染色、特に紙染色においては、染着率を向上させ、そして優れた品質の染色物品を得るために多量の種々の助剤を使用しなければならないので、染色コストが高くなるだけでなく、高度の染色排水処理も必要となる。一方、後者のような塩基性染料は一般に染着力が極めて強く、多種類のセルロースが混在し組成の一定しないパルプなどを原料とした紙料の染色に使用した場合、染着性の良好な部分と悪い部分との間に極端に色濃度の異なった、「斑染め」や「髭染め」と呼ばれている染色物が得られやすい。
【０００３】
さらに近年においては、染色コストを低減し、衛生的な作業環境を保持するために、染料の飛散がなく、計量、移送および溶解操作が比較的容易な水性液体染料が多用され始めている。しかしながら、フタロシアニン系の水性液体染料は塩感受性が強く、長期保存中に結晶が析出し易く、また染色浴においても使用する水の硬度による影響を受け易い。
【０００４】
特開平１０−１３０５１７号公報は、フタロシアニン骨格に、−[ＳＯ2ＮＲ2(Ｙ−ＣＯＯＭ)］基（ここで、Ｒ2は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｙは炭素数１〜６の直鎖状または枝分れしたアルキレン基、または水酸基、カルボキシル基またはアミノ基で置換されている炭素数１〜６の直鎖状または枝分れしたアルキレン基、およびＭは１価のカチオン、または多価のカチオンの１当量である）を導入した水溶性銅フタロシアニン染料を開示し、紙またはパルプ中のセルロースを染色する場合に、高い染着力および、たとえば、耐水性、シリンダー処理耐久性、耐ブリード性、耐酸性、耐アルカリ性および耐光性などに優れた良好な堅牢性を有するブリリアント・トルコブルーの染色物が得られるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、染着力が極めて強く、それを調整することによりどのような染色条件においても被染物に全量染着し、かつ斑染めや髭染めが発生しない、また水性液体とした場合、水硬度の影響を受けず、かつ長期保存安定性の優れた新規銅フタロシアニン染料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するべく鋭意研究した結果、銅フタロシアニン染料骨格に、ヒドロキシ基を１以上好ましくは３以上を含有するアルカノールアミノ基を導入することにより、実用上十分な染着性を有し、かつ水溶液とした場合に塩感受性が抑制されて極めて優れた安定性を示すことを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、下記一般式(１)
【化３】
Ａは、−Ｎ(Ｒ)(Ｒ1)（ここで、Ｒは水素、Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表し、Ｒ1はＣ1〜Ｃ12の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖中に１〜１１の−ＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基を表す）で表されるアミノ基であり、複数のＡが存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい、
Ｂは、−Ｎ(Ｒ)[Ｒ2−Ｎ(Ｒ3)2］（ここで、Ｒは前記定義したとおりの意味を有し、Ｒ2はＣ1〜Ｃ6の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖を表し、Ｒ3はそれぞれ独立してＣ1〜Ｃ3のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表す）で表されるアミノ基を表し、複数のＢが存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい、
Ｍは水素、アルカリ金属または塩形成性有機アミンを表し、そして
ｐは１〜４の数、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０または１〜３の数であり、かつ（ｐ＋ｍ＋ｎ）は２〜４の数である〕
で表される銅フタロシアニン系染料を提供する。
【０００８】
【発明を実施するための形態】
本発明の銅フタロシアニン系染料は、前記一般式(１)中のＡが−Ｎ(Ｒ)(Ｒ1)およびＢが−Ｎ(Ｒ)[Ｒ2−Ｎ(Ｒ3)2］である、下記一般式(２)で表される染着性の優れた水溶性染料である。
【化４】
【０００９】
前記一般式(２)において、Ｒのそれぞれは、たとえば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチルなどのＣ1〜Ｃ4のアルキル基、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチルなどのＣ1〜Ｃ4のようなヒドロキシアルキル基または水素であり、好ましくはメチル、エチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピルまたは水素、さらに好ましくはメチル基または水素であり、それぞれのＲは相互に同一でも異なっていてもよい。
【００１０】
Ｒ1は、たとえば、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、ヘプチレン、イソヘプチレン、２−エチルプロピレン、ヘキシレン、エチルブチレン、オクチレン、エチルヘキシレン、デセン、ドデセン、エチルデセンなど、Ｃ1〜Ｃ12、好ましくはＣ2〜Ｃ6の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖中に、１〜１１、好ましくは１〜６、さらに好ましくは２〜５のＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基である。
【００１１】
Ｒ2は、前記Ｒ1で例示したアルキレン鎖のうち、Ｃ1〜Ｃ6の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖、好ましくはエチレンおよびプロピレンである。
Ｒ3として、水素、ならびに前記Ｒとして例示したアルキル基およびヒドロキシアルキル基のうち、Ｃ1〜Ｃ3のアルキル基およびヒドロキシアルキル基が挙げられる。好ましいＲ3は、水素、メチル、エチル、ヒドロキシエチルおよびヒドロキシプロピル、さらに好ましくはメチル、エチルおよびヒドロキシエチル基であり、Ｒ3のそれぞれは同一でも異なっていてもよい。
【００１２】
Ｍとして、水素、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、エタノールアミン、プロパノールアミン、メチルエタノールアミンなどの塩形成性有機アミンおよびアンモニアが挙げられ、好ましくは水素、リチウム、ナトリウム、トリエタノールアミンおよびジイソプロパノールアミンである。
【００１３】
本発明の前記一般式(１)で表される銅フタロシアニン系染料は、下記の方法で製造することができる。
銅フタロシアニンに、公知の方法でスルホクロリド基２〜４個を導入する。
次いで、水性アルカリ媒体中で前記一般式(１)中のＡに相当する下記一般式(３)で表されるヒドロキシアルキル基含有アミンを反応させる。
Ｈ−Ｎ(Ｒ)(Ｒ1) (３)
式中のＲおよびＲ1は、それぞれ前記定義のとおりの意味を有する。
【００１４】
前記一般式(１)において、−[ＳＯ2−Ｂ］が存在する、すなわち式中のｎが０ではない場合には、Ｂに相当する下記一般式(４)で表されるアルキルアミノ基含有アミンを反応させる。
Ｈ−Ｎ(Ｒ)[Ｒ2−Ｎ(Ｒ3)2] (４)
式中のＲ、Ｒ2およびＲ3は、それぞれ前記定義のとおりの意味を有する。
さらに、残余のスルホクロリドを、アルカリ媒体中で加水分解してスルホン酸に変換することにより、一般式(１)および(２)で表される銅フタロシアニン系染料が得られる。
【００１５】
さらにまた、化学量論量の塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、グリコール酸、スルファミン酸、メタンスルホン酸などの有機酸、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、アンモニア、水酸化アンモニウムなどの無機アルカリ、エタノールアミン、プロパノールアミン、メチルエタノールアミンなどの有機アルカリ等を反応させることにより、所望の銅フタロシアニン系染料を得ることができる。
また、この染料は、当業者間に既知の方法を使用して粉末、顆粒、液状などの任意の形態で製造することができる。
【００１６】
本発明の銅フタロシアニン系染料は、紙、パルプ、天然または合成されたセルロース繊維、天然または合成されたポリアミド繊維、天然または合成された皮革などに適用して基質を鮮明美麗なトルコ玉青色に着色、印字、捺染することができ、さらに印刷インク、記録用インクとしても使用することができる。
特に、紙、パルプなどへの染着性、および水に対する溶解性ならびに安定性に優れているので、液体染料およびインクに好適である。
【００１７】
【実施例】
本発明の銅フタロシアニン系染料を、実施例によりさらに詳細に説明する。以下の実施例において、特に断りのない限り、「％」および「部」は重量基準である。但し、実施例４、５、７、８、９、１０、１２及び１３は参考例である。
【００１８】
実施例１
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニンテトラスルホニルクロリド９６.７部を含む湿ケーキ３００部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｎ−メチルグルカミン４０.０部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に、１時間調整保持した。
【００１９】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、ジメチルアミノプロピルアミン３０.０部を添加した。添加終了後、反応液の温度を５時間かけて８０℃に上昇させた。この期間中、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を９.５〜１０.５に調整保持した。さらに８０℃に１時間攪拌保持した後、室温にまで冷却して濾過し、得られたケーキを水５００部で水洗し、乾燥して、下記式(５)をほぼ有する銅フタロシアニン系染料１３７.０部を得た。
【００２０】
【化５】
この染料の最大吸収スペクトルλmaxは、ｐＨ４.２の水溶液において５９９.５nmであった。また、この染料は、酢酸、蟻酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸などの有機酸および塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸の稀酸水溶液に溶解する。
さらに、この染料溶液は、如何なる染色方法を採用した場合にも、紙料を斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色に染色し、それらの染色排水は実質的に無色であった。
【００２２】
実施例２
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニンテトラスルホニルクロリド９６.７部を含む湿ケーキ３００部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｎ−メチルグルカミン２０.０部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に、１時間調整保持した。
【００２３】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、ジエチルアミノプロピルアミン２６.０部を添加した。添加終了後、反応液の温度を５時間かけて８０℃に上昇させた。この期間中、１０％水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を１０.５〜１１.０に調整保持した。さらに８０℃に１時間攪拌保持した後、室温にまで冷却して濾過し、得られたケーキを水５００部で水洗して、遊離酸の状態でほぼ下記式(６)を有する銅フタロシアニン系染料１２９.０部を含む湿ケーキ３７０.０部を得た。
【００２４】
【化６】
さらに、得られた湿ケーキに酢酸６０.０部、尿素９０.０部および水８０.０部を添加して６０℃に昇温し、上記式(６)の遊離酸状態の染料２１.５％を含有する安定な水性溶液６００.０部を得た。
この染料の最大吸収スペクトルλmaxは、ｐＨ４.２の水溶液において６０４.３nmであった。また、この染料の水性溶液は長期間の保存中に結晶析出などの変質は認められなかった。
さらに、この染料の水性溶液は、如何なる染色方法を採用した場合にも、紙料を斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色に染色し、それらの染色排水は実質的に無色であった。
【００２６】
実施例３〜９
前記実施例１または２と同様の方法で、原料の種類、添加量などを変えて、銅フタロシアニン系染料を製造した。
製造した染料の化学構造および最大吸収スペクトルλmaxを、実施例１および２、ならびに後述する実施例１０〜１３で製造した化合物と共に表１に示す。
【００２７】
【表１】
実施例１０
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニントリスルホニルクロリド８６.９部を含む湿ケーキ２８５部を水１００部および氷１００部中に導入して３０分間攪拌した後、トリエタノールアミンを添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｎ−メチルグルカミン４０.０部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらにトリエタノールアミン水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に保持した。
【００２９】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、トリエタノールアミン３０.０部を添加した。添加終了後、反応液の温度を５時間かけて９５℃に上昇させた。さらに９５℃に２時間保持した後、放冷して尿素６５部および全量が６５０部となる水を添加し、表１中に示す化学構造を有する染料２０％を含有する液体染料を得た。
この液体染料は長期間の保存中に結晶析出などの変質は認められなかった。
さらに、この液体染料は、公知の染色方法で、レーヨンおよび皮革を耐水性および耐光性に優れた美麗なトルコ玉青色に染色した。
【００３０】
実施例１１
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニントリスルホニルクロリド８６.９部を含む湿ケーキ２８５部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、アラビナミン１５.１部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に１時間保持した。
【００３１】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、反応温度を５℃に上昇させ、Ｎ−メチル−Ｎ−ヒドロキシエチル−１,３−ジアミノプロパン１２.８部を添加し、添加終了後反応温度を５時間かけて２０℃に上昇させた。ｐＨの下降がほぼ終了した時点で、さらにＮ,Ｎ−ジエチルアミノ−１,３−ジアミノプロパン１３.３部を添加し、反応温度を２時間かけて８５℃まで上昇させ、同温度で２時間攪拌保持した。次いで、水酸化ナトリウムでｐＨを１１.０に調整し、冷却、濾過、乾燥して、表１に示す化学構造をほぼ有する染料１２０部を得た。
【００３２】
この染料は、酢酸、蟻酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸などの有機酸および塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸の稀酸水溶液に溶解する。
さらに、この染料溶液は、如何なる染色方法を採用した場合にも、紙料を斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色に染色し、それらの染色排水は実質的に無色であった。
【００３３】
実施例１２
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニントリスルホニルクロリド８６.９部を含む湿ケーキ２８５部を水１,０００部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、Ｈ2ＮＣ(ＣＨ2ＯＨ)3１２.１部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に１時間保持した。
【００３４】
反応液のｐＨ値の下降が認められなくなった後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を１０〜１１に保持しながら、反応液の温度を約３時間かけて９５℃に上昇させた。さらに９５℃に１時間保持した後、室温まで冷却し塩酸を添加してｐＨを１以下に調整し、濾過、乾燥して表１中に示す化学構造をほぼ有する染料９０部を得た。
【００３５】
この染料は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、水酸化カリウムなどの無機アルカリ、エタノールアミン、プロパノールアミン、その他の塩形成性有機アミンなどの稀アルカリ溶液に溶解する。
この染料の溶液を印字用インクに適用して、耐水性および耐光性に優れたシアン色調の印刷物を得た。
【００３６】
実施例１３
銅フタロシアニン５７.３部より製造し、低温保管された銅フタロシアニンジスルホニルクロリド８０.１部を含む湿ケーキ２６０部を水１,０５０部および氷１,０００部中に導入して３０分間攪拌した後、２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を６.５に調整した。この溶液を氷で温度を０℃以下に保持しながら、グルカミン１８.７部を含む５％水溶液を２時間にわたって滴下し、さらに２０％炭酸ナトリウム水溶液を添加してｐＨ値を８〜９に１時間調整保持した。
【００３７】
２０％炭酸ナトリウム水溶液でｐＨ値を前記値に保持しながら反応液の温度を約４時間かけて９５℃に上昇させた。さらに９０〜９５℃に１時間保持した後、食塩３００部を添加して染料を析出させ、濾過、乾燥して前記表１に示す化学構造をほぼ有する染料９２.１部を得た。
この染料は、特に皮革を耐水堅牢度および耐光堅牢度の高いトルコ玉青色に染色した。
【００３８】
応用例１
叩解度２５度ＳＲのＬＢＫＰ３０部／１,０００部のパルプ溶液３３０部に、実施例２で製造した液体染料３.０部を添加して５分間攪拌し、パルプを染色した。このパルプ溶液から抄紙して日光堅牢度および耐水堅牢度の極めて高い、髭染めの認められない美麗な濃トルコ玉青色の紙を得た。抄紙後の染色排水は無色であった。
【００３９】
応用例２
実施例１１で製造した染料２.０部、水８５.０部、トリエチレングリコール１０.０部およびトリエタノールアミン３.０部で記録液を調製した。この記録液をインクカートリッジに入れ、インクジェットプリンター（エプソン ２０００Ｃ）に装着して普通紙上に印字し、耐光堅牢度および耐水堅牢度の優れたシアン色調の印字物を得た。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の銅フタロシアニン系染料は、前記一般式(１)に示したように、フタロシアニン骨格に−[ＳＯ2−Ａ］で表されるヒドロキシアルキルアミノスルホニル基を導入したことにより、稀酸および稀アルカリ水溶液に可溶性で、かつ長期保存期間中に結晶析出がなく変質の認められない安定性の優れた水溶性染料である。
【００４１】
また、この染料は、染着性が優れ、公知の方法で種々の基質に染色でき、耐水堅牢度および耐光堅牢度の高い、斑染めおよび髭染めの認められない鮮明美麗なトルコ玉青色の染色を与え、その染色排水は実質的に無色であり、特別な排水処理を必要としない。また、印刷インクや記録インクとしても美麗な印刷物や印字を与える。
本発明は、新規な水溶性の銅フタロシアニン系染料を提供するものであり、その産業的意義は極めて大きい。
Claims (5)
- 下記一般式(２)
Ｒは水素、Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基またはモノヒドロキシアルキル基を表し、
Ｒ 1 はＣ 3 〜Ｃ 6 の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖中に、２〜５のＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基を表し、
Ｒ2はＣ1〜Ｃ6の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖を表し、
Ｒ3はそれぞれ独立してＣ1〜Ｃ3のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表し、
Ｍは、水素、アルカリ金属または塩形成性有機アミンを表し、そして
ｐは１〜３の数、ｍは０、１または２の数およびｎは１〜３の数であり、かつ（ｐ＋ｍ＋ｎ）は２〜４の数である〕で表される銅フタロシアニン系染料。 - 下記一般式(２)
Ｒは水素、Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基またはモノヒドロキシアルキル基を表し、
Ｒ 1 はＣ 5 〜Ｃ 6 の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖中に、４〜５のＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基を表し、
Ｒ2はＣ1〜Ｃ6の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖を表し、
Ｒ3はそれぞれ独立してＣ1〜Ｃ3のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表し、
Ｍは、水素、アルカリ金属または塩形成性有機アミンを表し、そして
ｐは１〜３の数、ｍは０、１または２の数およびｎは１〜３の数であり、かつ（ｐ＋ｍ＋ｎ）は２〜４の数である〕で表される銅フタロシアニン系染料。 - 下記一般式(２)
Ｒは水素、Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基を表し、
Ｒ 1 はＣ 5 〜Ｃ 6 の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン鎖中に、４〜５のＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基を表し、
Ｒ2はＣ1〜Ｃ6の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖を表し、
Ｒ3ははそれぞれ独立してＣ1〜Ｃ3のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表し、
Ｍは、水素、アルカリ金属または塩形成性有機アミンを表し、そして
ｐは１〜３の数、ｍは０、１または２の数およびｎは１〜３の数であり、かつ（ｐ＋ｍ＋ｎ）は２〜４の数である〕で表される銅フタロシアニン系染料。 - 下記一般式(２)
Ｒは水素、Ｃ1〜Ｃ4のアルキル基を表し、
Ｒ 1 はＣ 5 〜Ｃ 6 の直鎖状アルキレン鎖中に、４〜５のＯＨ基を含有するヒドロキシアルキル基を表し、
Ｒ2はＣ1〜Ｃ6の直鎖状または分枝鎖状のアルキレン鎖を表し、
Ｒ3はそれぞれ独立してＣ1〜Ｃ3のアルキル基またはヒドロキシアルキル基を表し、
Ｍは、水素、アルカリ金属または塩形成性有機アミンを表し、そして
ｐは１〜３の数、ｍは０、１または２の数およびｎは１〜３の数であり、かつ（ｐ＋ｍ＋ｎ）は２〜４の数である〕で表される銅フタロシアニン系染料。 - 下記一般式(５)及び(６)
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