JP5745873B2 - フタロシアニン化合物 - Google Patents

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本発明は、フタロシアニン化合物および当該化合物を含むインクジェット用インクに関するものである。詳しくは、本発明は、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもち、かつケトン系溶剤に優れた溶解性を発揮するフタロシアニン化合物および当該化合物を含むインクジェット用インクに関するものである。
インクジェット印刷は、被印刷体に対して非接触であり、また、高速印刷が可能であるため、近年、産業用途およびOA用途で普及してきている。特にOA用途では、高精細でフルカラーの高品質な印刷物を得ることに対する要求が高まりつつある。インクジェット用インクとしては、酸性染料、直接染料、塩基性染料等の水溶性染料をグリコール系溶剤と水に溶解したものがよく用いられている。しかし、水溶性染料を使用するインクジェット用インクでは印刷物の充分な耐水性が得られていない。
また、活性エネルギー線重合性物質を含有する液体組成物やインクが、インクジェットにより、グラフィックアート、サイン、ディスプレイ、ラベル記録、パッケージ記録、電子回路基板及びディスプレイパネルの作製などに応用されている。これらの多くは、極めて高い画質が要求される用途である。このようなインクジェット用インクは、溶剤型、水型などの型がある。このうち、溶剤型のインクとしては、トルエン、メチルエチルケトンなどに顔料や染料を分散した、油性のインクがある。
一方、フタロシアニン系化合物は、光、熱、温度等に対して安定であり堅牢性に優れているため、半導体レーザーを光源として用いるコンパクトディスク、レーザーディスク、光メモリーディスク、光カード等の光記録媒体に使用される近赤外吸収色素として、熱線遮蔽剤として、など、様々な用途に使用されている。このように従来知られているフタロシアニン化合物は、メタノール、エタノールやプロパノール等のアルコール、エチルセロソルブ等のセロソルブ、モノエチレングリコールやジエチレングリコール等のグリコール、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン、クロロホルム、トルエンなどの有機溶媒には可溶性であることが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−107663号公報
しかしながら、従来知られているフタロシアニン化合物は、640〜660nmの会合由来の高い吸収と、インクジェット用インクに使用されるケトン系溶媒への優れた溶解性の特性と、が両立しないことを見出した。
したがって、本発明の目的は、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもつフタロシアニン化合物を提供することである。
また、本発明の他の目的は、ケトン系溶媒への溶解性が高いフタロシアニン化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、上記したようなフタロシアニン化合物を含むシアン色のインクジェット用インクを提供することである。
本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、特定の構造を有するフタロシアニン化合物が640〜660nmに会合由来の高い吸収およびケトン系溶剤への溶解性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記目的は、下記式(1):
上記式(1)中、Z〜Z16は、それぞれ独立して、塩素原子、臭素原子、下記式(2):
上記式(2)、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、0〜4の整数である、
で表される置換基(a)、下記式(2’):
上記式(2’)中、R、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義であり、p’は、0〜6の整数である、
で表される置換基(a’)、下記式(3):
上記式(3)中、R、R、R、mおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、nは、1〜3の整数である、
で表される置換基(b)、下記式(4):
上記式(4)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、Rは、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義である、
で表される置換基(c)、または下記式(5):
上記式(5)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、Rは、上記式(4)と同様の定義である、
で表される置換基(d)、
を表わし、
この際、Z〜Z16のうち、0.5〜8個は置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のいずれかでありかつ残部は塩素原子または臭素原子であり、0.5〜8個の置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のうち、0.1〜3.9個は、置換基(a)または置換基(a’)であり、
Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わす、
で示されるフタロシアニン化合物によって達成される。
本発明のフタロシアニン化合物は、640〜660nmに会合由来の高い吸収を有する。また、本発明のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性である。したがって、本発明のフタロシアニン化合物は、シアン色のインクジェット用インクに好適に使用できる。
本発明の第一は、下記式(1):
上記式(1)中、Z〜Z16は、それぞれ独立して、塩素原子、臭素原子、下記式(2):
上記式(2)、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、0〜4の整数である、
で表される置換基(a)、下記式(2’):
上記式(2’)中、R、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義であり、p’は、0〜6の整数である、
で表される置換基(a’)、下記式(3):
上記式(3)中、R、R、R、mおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、nは、1〜3の整数である、
で表される置換基(b)、下記式(4):
上記式(4)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、Rは、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義である、
で表される置換基(c)、または下記式(5):
上記式(5)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、Rは、上記式(4)と同様の定義である、
で表される置換基(d)、
を表わし、
この際、Z〜Z16のうち、0.5〜8個は置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のいずれかでありかつ残部は塩素原子または臭素原子であり、0.5〜8個の置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のうち、0.1〜3.9個は、置換基(a)または置換基(a’)であり、
Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わす、
で示されるフタロシアニン化合物に関するものである。以下、上記式(1)で示されるフタロシアニン化合物を、単に「フタロシアニン化合物」あるいは「本発明のフタロシアニン化合物」とも称する。また、以下、特記しない限り、置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)を、一括して、「置換基(a)〜(d)」とも称する。
本発明のフタロシアニン化合物は、コントラストに優れ、640〜660nmに会合由来の高い吸収を有する。ここで、フタロシアニン化合物の会合の程度は、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)で表わすことができ、λ/λが大きいほど高い会合状態にあることを意味する。具体的には、本発明のフタロシアニン化合物の、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)は、通常、0.6を超え、好ましくは0.8以上であり、より好ましくは1以上である。なお、λ/λは、高いほど好ましいため、その上限は特に制限されない。好ましくは、λ/λの上限は、2であり、1.5であることがより好ましい。また、本発明のフタロシアニン化合物は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンをはじめとするケトン系溶媒への溶解性に優れ、かつ樹脂との高い相溶性をあわせもつ。上記利点に加えて、本発明のフタロシアニン化合物は、耐熱性、耐光性および耐候性の少なくとも1つの特性に優れる。したがって、本発明のフタロシアニン化合物は、シアン色のインクジェット用インクに好適に使用できる。なお、本明細書において、650nmの吸光度(λ)および690nmの吸光度(λ)は、下記実施例で測定の方法に従って測定された値である。
本発明のフタロシアニン化合物は、Z〜Z16のうち、0.5〜8個は置換基(a)〜(d)でありかつ残部は塩素原子または臭素原子であり、0.5〜8個の置換基(a)〜(d)のうち、0.1〜3.9個は、置換基(a)または置換基(a’)である。このような構造を有するフタロシアニン化合物は、以下のような利点がある:(i)高い690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(高いλ/λ比)を有する、即ち、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもつ。;(ii)640〜750nmの波長領域に最大吸収波長(λmax)を有する;(iii)ケトン系溶媒への溶解性を有する;(iv)樹脂との相溶性に優れる。このうち、(i)高いλ/λを有する、即ち、640〜660nmに会合由来の高い吸収を有し、また、(ii)640〜750nmの波長領域における最大吸収波長(λmax)を有するおかげで、シアン色インクに好適に使用できる。また、(iii)高いケトン系溶媒への溶解性および(iv)優れた樹脂との相溶性のおかげで、ケトン系溶媒への溶解性が高い樹脂と色素とを組み合わせて用いることができ、また、ケトン系溶媒以外の溶媒には溶けてしまうプラスチックを用いる場合であっても、該プラスチック上に色素を塗布することができる。
また、本発明のフタロシアニン化合物は、置換基(a)〜(d)として、酸素原子を含む置換基(−OE;この際、Eは、任意の置換基を表す)がフタロシアニン骨格に導入される。ここで、フタロシアニン化合物の特性は、一般的に、置換基の種類、導入個数および導入箇所(α位、β位)などにより変化する。溶解性を付与する為には、置換基の導入は必須であるが、例えば、置換基の種類としては、窒素原子を含む置換基(−NE)、硫黄原子を含む置換基(−SE)、酸素原子を含む置換基(−OE;この際、Eは、任意の置換基を表す)の順に、フタロシアニン化合物の吸収波長はより長波長側にシフトする。また、フタロシアニン骨格に導入される置換基の数が多いほど、吸収波長はより長波長側にシフトする。ゆえに、本発明のフタロシアニン化合物は、吸収波長と溶解性のバランスを考慮し、酸素原子を含む置換基(−OE)を適当数導入することで、640〜750nmの波長域での選択吸収能を高めることができる。なお、β位に酸素原子を含む置換基(−OE)が導入されたフタロシアニン化合物は、α位にこれらの置換基が導入された場合に比べて、最大吸収波長がより短波長側にシフトしうる。
また、本発明のフタロシアニン化合物は、上記式(1)における、Z、Z、Z、Z、Z10、Z11、Z14及びZ15(本明細書中では、単に「β位の置換基」または「β位」とも称する)およびZ、Z、Z、Z、Z、Z12、Z13及びZ16(本明細書中では、単に「α位の置換基」または「α位」とも称する)に置換基(a)または(a’)および置換基(b)〜(d)を置換基数及び置換基種を適切に選択して導入することで、640〜660nmに会合由来の高い吸収(すなわち、高いλ/λ比)を有する。また、このような配置のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒への溶解性(本明細書では、単に「溶媒溶解性」とも称する)をも有しうる(ケトン系溶媒に可溶性である)。さらに、このような配置のフタロシアニン化合物は、優れた耐熱性をも有しうる。
以下、本発明における好ましい実施の形態を説明する。
本発明において、上記式(1)の置換基Z〜Z16のうち、0.5〜8個は置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のいずれかでありかつ残部は塩素原子または臭素原子である。これらのうち、グラム吸光係数を考慮すると、置換基(a)〜(d)の合計導入数が少ないことが好ましく、上記式(1)の置換基Z〜Z16のうち、1〜5個が置換基(a)〜(d)のいずれかでありかつ残部は塩素原子または臭素原子であることがより好ましく、1.5〜3.5個は置換基(a)〜(d)のいずれかでありかつ残部は塩素原子または臭素原子であることが特に好ましい。ここで、Z〜Z16のうち、置換基(a)〜(d)の総置換数が0.5個未満であると、置換基(a)〜(d)をフタロシアニン骨格に導入することによる効果、特にケトン系溶媒への溶解性が低下し、インクジェット用インクへの使用には適さない。また、置換基(a)〜(d)の総置換数が上限を上回ると、分子量が大きくなり、グラム当たりの吸光係数(以下、グラム吸光係数とする)が低くなる上、640〜660nmに会合由来の高い吸収を得られない(λ/λ比が低くなる)ため好ましくない。また、Z〜Z16のうち、置換基(a)〜(d)が導入されない残部は塩素原子または臭素原子である。このように残部に塩素原子または臭素原子を配置することによって、耐熱性、耐光性を向上できる。
また、0.5〜8個の置換基(a)〜(d)のフタロシアニン骨格での導入位置は、全置換数が上記範囲であれば特に制限されない。このため、下記のように、Z〜Z、Z〜Z、Z〜Z12、Z13〜Z16を含む各構成単位を、それぞれ、構成単位A、B、C、Dとすると、0.5〜8個の置換基(a)〜(d)が、構成単位A〜D中、ほぼ均一に導入されても不均一に導入されてもよい。好ましくは、0.5〜8個の置換基(a)〜(d)は、構成単位A〜D中、不均一に導入される。このように置換基が混在することは、640〜660nmの会合由来の高い吸収、種々の溶媒への溶解性、波長制御、耐久性(耐光性、耐熱性)、グラム当りの吸光度のバランスを図る点で好ましい。また、詳細なメカニズムは不明であるが、0.5〜8個の置換基(a)〜(d)が適当数不均一に存在することで、ケトン系溶媒への溶解性が向上し、また、塩素原子または臭素原子、特に塩素原子が多数存在することで、吸収波長が長波長化でき、また耐久性(耐光性、耐熱性)が向上するものと考えられる。なお、複数種の置換基(a)〜(d)が存在する場合には、これらの置換基(a)〜(d)は、それぞれ、同一であってもあるいは異なるものであってもよい。
また、上記0.5〜8個の置換基(a)〜(d)のうち、0.1〜3.9個は、置換基(a)または置換基(a’)である。0.5〜8個の置換基(a)〜(d)のうち、0.5〜3.5個が置換基(a)または置換基(a’)であることが好ましく、1.0〜3.0個が置換基(a)または置換基(a’)であることがより好ましい。このような割合で置換基(a)および/またはまたは置換基(a’)ならびに置換基(b)〜(d)が共在することで、得られるフタロシアニン化合物は、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもち、また、ケトン系溶媒へも可溶性でありうる。また、0.1〜3.9個の置換基(a)または置換基(a’)の各置換基(a)、(a’)の導入位置の組合せは、特に制限されず、いずれの組み合わせも適用できる。
本発明において、置換基(a)および置換基(a’)は、それぞれ、上記式(2)または(2’)で表わされる。なお、上記式から明らかなように、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および必要であれば1〜4個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)を有するフェノキシ基(式(2))または1個の置換基「−COO(RO)」および必要であれば1〜6個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)を有するナフトキシ基(式(2’))である。
なお、上記式(2’)において、酸素原子(−O−)及び置換基「−COO(RO)」は、ナフタレン環のいずれの水素原子と置換されてもよい。すなわち、上記式(2’)では、置換基「−COO(RO)」が、2個のベンゼン環のうち、酸素原子が存在する側のベンゼン環に存在しているが、この置換基は当該位置に存在することを意味するものではなく、他方のベンゼン環に存在してもよい。すなわち、上記式(2’)の置換基(a)は、下記置換基(a)及び(a)双方を包含する。なお、下記置換基(a)及び(a)には、置換基Rが記載されていないが、置換基Rが導入されてもよい。式(2’)の置換基(a)が置換基Rを有する場合には、当該置換基Rは、同様にして、2個のベンゼン環のうち、酸素原子が存在する側のベンゼン環または酸素原子が存在しない側のベンゼン環のいずれに存在していてもよい。あるいは、複数(2〜6個)の置換基Rが存在する場合には、これらの置換基Rは、それぞれ、同一であってもあるいは異なるものであってもよい。
上記式(2)及び(2’)において、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基である。ここで、炭素数1〜3のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基がある。これらのうち、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、Rは、エチレン基またはプロピレン基であることが好ましく、エチレン基であることがより好ましい。
また、上記式(2)及び(2’)において、Rは、炭素数1〜8のアルキル基である。ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、特に制限されず、炭素数1〜8の直鎖、分岐または環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基等の直鎖、分岐又は環状のアルキル基が挙げられる。これらのうち、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキル基、特に炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基が好ましい。また、上記式中、mは、オキシアルキレン基(RO)の繰り返し単位数を表わし、1〜4の整数である。高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、好ましくは、mは、1または2である。
上記式(2)において、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子である。ここで、炭素数1〜8のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基等の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基が挙げられる。これらのうち、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルコキシ基、特に炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルコキシ基が好ましい。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらのうち、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、塩素原子または臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。さらに、上記式(2)中、pは、アルコキシ基またはハロゲン原子(R)がフェノキシ基に結合する数を表わし、0〜4の整数であり、0、1または2であることがより好ましい。また、上記式(2’)中、p’は、アルコキシ基またはハロゲン原子(R)がナフトキシ基に結合する数を表わし、0〜6の整数であり、0〜3の整数であることがより好ましい。
上記式(2)の置換基(a)において、置換基−COO(RO)Rのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。例えば、pが0である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−COO(RO)」は、フェノキシ基の、オルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれかの位置に配置される。これらのうち、3位および4位が好ましく、4位が特に好ましい。比較的嵩高い置換基−COO(RO)Rを3位または4位、特に4位に配置すると、立体障害が緩和され、得られるフタロシアニン化合物は、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)が高い(即ち、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもつ)。また、このような構造のフタロシアニン化合物は、640〜750nmの波長領域に最大吸収波長(λmax)を有する。さらに、このような構造のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性であり、樹脂との相溶性に優れる。
また、上記式(2)中、pが1である場合には、置換基(a)は、1個の置換基「−COO(RO)」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−COO(RO)」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、2,4位、3,4位、3,5位などが好ましく、2,4位、3,4位がより好ましい。
また、上記式(2’)の置換基(a)において、酸素原子(−O−)のナフタレン環への結合位置は、特に制限されず、1−ナフトールまたは2−ナフトール由来のいずれでもよい。好ましくは、置換基(a)は、1−ナフトール由来である。同様にして、置換基−COO(RO)Rのナフタレン環への結合位置もまた、特に制限されない。ここで、カルボン酸エステル(−COO(RO)R)が酸素原子(−O−)と隣接する場合には、溶解性が向上する傾向にあるため、特に好ましい。このため、置換基(a)が1−ナフトール由来である場合には、置換基:−COO(RO)Rのナフタレン環への結合位置は、2位、3位、4位、5位、6位、7位または8位のいずれでもよいが、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、好ましくは2位、3位、4位が好ましく、2位がより好ましい。また、置換基(a)が2−ナフトール由来である場合には、置換基:−COO(RO)Rのナフタレン環への結合位置は、1位、3位、4位、5位、6位、7位または8位のいずれでもよいが、好ましくは1位、3位、6位が好ましく、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、3位、6位がより好ましい。
すなわち、置換基(a)は、下記11種の構造を有するものが好ましい。
より好ましくは、置換基(a)は、下記6種の構造を有するものである。
また、本発明において、置換基(b)は、下記式(3):
で表される。
上記式(3)中、R、pならびに式:−(CHCOO(RO)で表わされる基におけるR、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義であるため、ここでは、説明を省略する。また、上記式(3)中、nは、1〜3の整数である。高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、nは、1または2であることが好ましい。
すなわち、置換基(b)は、Rが、エチレン基またはプロピレン基であり、Rは、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基であり、mは、1または2であり、かつnは、1または2である、式(3)で表わされることが好ましい。
また、上記式(3)の置換基(b)において、置換基−(CHCOO(RO)Rのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。例えば、pが0である場合には、置換基(b)は、1個の置換基「−(CHCOO(RO)」がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−(CHCOO(RO)」は、フェノキシ基の、オルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれかの位置に配置される。これらのうち、3位および4位が好ましく、4位が特に好ましい。比較的嵩高い置換基−COO(RO)Rを3位または4位、特に4位に配置すると、立体障害が緩和され、得られるフタロシアニン化合物は、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)が高い(即ち、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもつ)。また、このような構造のフタロシアニン化合物は、640〜750nmの波長領域に最大吸収波長(λmax)を有する。さらに、このような構造のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性であり、樹脂との相溶性に優れる。また、上記式(3)中、pが1である場合には、置換基(b)は、1個の置換基「−(CHCOO(RO)」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−(CHCOO(RO)」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、2,4位、3,4位、3,5位などが好ましく、2,4位、3,4位がより好ましい。
本発明において、置換基(c)は、下記式(4):
で表される。
上記式(4)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であるため、ここでは、説明を省略する。また、Rは、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基である。ここで、炭素数1〜8のアルキル基としては、特に制限されず、炭素数1〜8の直鎖、分岐または環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基等の直鎖、分岐又は環状のアルキル基が挙げられる。これらのうち、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキル基、特に炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基が好ましい。また、式:−(RO)で表わされる基における、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義であるため、ここでは、説明を省略する。高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、Rは、水素原子、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であることが好ましく、水素原子、−(RO)で表わされる基であることがより好ましい。
すなわち、置換基(c)は、Rは、水素原子、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、Rが、エチレン基またはプロピレン基であり、Rは、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基であり、mは、1または2である、式(4)で表わされることが好ましい。
また、上記式(4)の置換基(c)において、置換基−SONHRのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。例えば、pが0である場合には、置換基(c)は、1個の置換基「−SONHR」がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−SONHR」は、フェノキシ基の、オルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれかの位置に配置される。これらのうち、3位および4位が好ましく、4位が特に好ましい。比較的嵩高い置換基−SONHRを3位または4位、特に4位に配置すると、立体障害が緩和され、得られるフタロシアニン化合物は、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)が高い(即ち、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもつ)。また、このような構造のフタロシアニン化合物は、640〜750nmの波長領域に最大吸収波長(λmax)を有する。さらに、このような構造のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性であり、樹脂との相溶性に優れる。また、上記式(4)中、pが1である場合には、置換基(c)は、1個の置換基「−SONHR」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−SONHR」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、2,4位、3,4位、3,5位などが好ましく、2,4位、3,4位がより好ましい。
本発明において、置換基(d)は、下記式(5):
で表される。
上記式(5)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であるため、ここでは、説明を省略する。また、Rは、上記式(4)と同様の定義であるため、ここでは、説明を省略する。高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、Rは、水素原子、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる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。
すなわち、置換基(d)は、Rは、水素原子、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、Rが、エチレン基またはプロピレン基であり、Rは、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基であり、mは、1または2である、式(5)で表わされることが好ましい。
また、上記式(5)の置換基(d)において、置換基−CONHRのベンゼン環への結合位置は、特に制限されない。例えば、pが0である場合には、置換基(d)は、1個の置換基「−CONHR」がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−CONHR」は、フェノキシ基の、オルト位(2位)、メタ位(3位)またはパラ位(4位)のいずれかの位置に配置される。これらのうち、3位および4位が好ましく、4位が特に好ましい。比較的嵩高い置換基−CONHRを3位または4位、特に4位に配置すると、立体障害が緩和され、得られるフタロシアニン化合物は、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)が高い(即ち、640〜660nmに会合由来の高い吸収をもつ)。また、このような構造のフタロシアニン化合物は、640〜750nmの波長領域に最大吸収波長(λmax)を有する。さらに、このような構造のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性であり、樹脂との相溶性に優れる。また、上記式(5)中、pが1である場合には、置換基(d)は、1個の置換基「−CONHR」および1個の炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子(−R)がフェノキシ基に結合した構造を有する。ここで、置換基「−CONHR」及び「R」は、それぞれ、フェノキシ基のいずれの位置に導入されてもよい。この際、高い会合状態(高いλ/λ)、溶媒溶解性、耐熱性などの上記特性を考慮すると、2,4位、3,4位、3,5位などが好ましく、2,4位、3,4位がより好ましい。
上記式(1)において、Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わすものである。ここで、無金属とは、金属以外の原子、例えば、2個の水素原子であることを意味する。また、金属としては、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、錫等が挙げられる。金属酸化物としては、チタニル、バナジル等が挙げられる。金属ハロゲン化物としては、塩化アルミニウム、塩化インジウム、塩化ゲルマニウム、塩化錫(II)、塩化錫(IV)、塩化珪素等が挙げられる。好ましくは、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物であり、より好ましくは銅、バナジル及び亜鉛であり、さらに好ましくは亜鉛、銅であり、特に好ましくは亜鉛である。中心金属が亜鉛であると、吸収波長をシアン色に制御しやすく、溶剤や樹脂に対する溶解性に優れるため、特に好ましい。
なお、本明細書において、式(1)における、Z、Z、Z、Z、Z、Z12、Z13及びZ16は、フタロシアニン核の8箇所のα位に置換する置換基を表わすため、これらの置換基をα位の置換基とも称する。また、同様にして、式(1)における、Z、Z、Z、Z、Z10、Z11、Z14及びZ15は、フタロシアニン核の8箇所のβ位に置換する置換基を表わすため、これらの置換基をβ位の置換基とも称する。β位の置換基は耐熱性の向上に、α位の置換基は溶媒溶解性の向上に、それぞれ、効果があるので、両者をバランスよく配合することが好ましい。
本発明のフタロシアニン化合物の吸収波長としては、波長領域の中でも640〜750nm、より好ましくは640〜720nm、特に640〜700nmの波長領域に最大吸収波長(λmax)を有することが好ましい。なお、本明細書において、最大吸収波長は、下記実施例で測定の方法で測定された値を採用する。
また、本発明のフタロシアニン化合物は、特に650nm付近の光を選択的に吸収する。具体的には、690nmの吸光度(λ)に対する650nmの吸光度(λ)の割合(λ/λ)は、通常、0.6を超え、好ましくは0.8以上であり、より好ましくは1以上である。なお、λ/λは、高いほど好ましいため、その上限は特に制限されない。好ましくは、λ/λの上限は、2であり、1.5であることがより好ましい。このため、本発明のフタロシアニン化合物を例えばインクジェット用インクに適用する際には、フタロシアニン化合物の添加量を少量にすることができるため、特に好ましい。なお、本明細書において、690nmの吸光度(λ)および650nmの吸光度(λ)は、下記実施例で測定の方法で測定された値を採用する。
さらに、本発明のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性である。ここで、ケトン系溶媒としては、分岐または直鎖状ケトン及び環状ケトンが有効に用いられる。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、DIBK(ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、DAA(ジアセトンアルコール)などが挙げられる。これらのうち、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノンが、インクジェット用インクでは使用されることが多い。本発明のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒への溶解度が、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましい。溶解度の上限は特に限定されるものではないが、通常は30質量%以下程度である。
加えて、本発明のフタロシアニン化合物は、樹脂との相溶性、耐熱性、耐光性および耐候性の少なくとも1つの特性に優れる。
上記したような特性は、フタロシアニン核に置換されている置換基(a)〜(d)の存在ならびにその置換数に起因する。そして、置換基の種類、数、中心金属の選択により、種々の吸収波長などの特性を有するフタロシアニン化合物を得ることができる。
したがって、本発明のフタロシアニン化合物は、インクジェット用インクに好適に使用できる。
本発明のフタロシアニン化合物の製造方法は、特に制限されるものではなく、従来公知の方法を適当に利用することができるが、好ましくは溶融状態または有機溶媒中で、フタロニトリル化合物と金属塩とを環化反応する方法が特に好ましく使用できる。以下、本発明のフタロシアニン化合物について、製造方法の特に好ましい実施形態を記載する。しかしながら、本発明は、下記好ましい実施形態に制限されるものではない。
すなわち、下記式(I):
で示されるフタロニトリル化合物(1)、下記式(II):
で示されるフタロニトリル化合物(2)、下記式(III):
で示されるフタロニトリル化合物(3)、および下記式(IV):
で示されるフタロニトリル化合物(4)を、金属、金属酸化物、金属カルボニル、金属ハロゲン化物及び有機酸金属(本明細書中では、一括して「金属化合物」とも称する)からなる群から選ばれる一種と環化反応させることによって、本発明のフタロシアニン化合物が製造できる。または、上記反応中、下記式(V)のフタロニトリル誘導体(特に、テトラクロロフタロニトリルまたはテトラブロモフタロニトリル)を、上記式(1)〜(4)のフタロニトリル化合物のいずれかと置換して、反応を行なってもよい。このようなフタロニトリル誘導体を反応に使用することによって、フタロシアニン骨格中に導入される塩素原子または臭素原子の数を適切に調節して、置換基(a)〜(d)を適切な置換基数及び置換基種で導入したフタロシアニン化合物を製造できる。上記反応において、式(1)のフタロシアニン化合物の構造に合わせて、フタロニトリル化合物(1)〜(4)を記載したが、目的とするフタロシアニン化合物の構造によっては、フタロニトリル化合物が1〜3種類となることもある。このため、例えば、Z〜Z、Z〜Z、Z〜Z12、Z13〜Z16を含む構成単位A〜Dが同じ場合には、原料として使用されるフタロニトリル化合物は1種類となる。
なお、上記式(I)〜(IV)中、Z〜Z16は、所望のフタロシアニン化合物の構造によって規定される。具体的には、上記式(I)〜(IV)中、Z〜Z16は、それぞれ、上記式(1)中のZ〜Z16の定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。
上記態様において、出発原料である式(I)〜(IV)のフタロニトリル化合物は、特開昭64−45474号公報に開示されている方法などの、従来既知の方法により合成でき、また、市販品を用いることもできるが、好ましくは、下記式(V):
で示されるフタロニトリル誘導体(本明細書中では、単に「フタロニトリル誘導体」とも称する)を、下記式(2a):
で表される置換基(a)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(a)含有前駆体」とも称する)、下記式(2’a)
で表される置換基(a’)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(a’)含有前駆体」とも称する)、下記式(3a):
で表される置換基(b)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(b)含有前駆体」とも称する)、下記式(4a):
で表される置換基(c)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(c)含有前駆体」とも称する)、または下記式(5a):
で表される置換基(d)含有前駆体(本明細書中では、単に「置換基(d)含有前駆体」とも称する)と反応させることによって得られる。なお、以下において、置換基(a)含有前駆体、置換基(a’)含有前駆体、置換基(b)含有前駆体、置換基(c)含有前駆体および置換基(d)含有前駆体を一括して「前駆体」とも称する。
なお、上記式(2a)、(2’a)中、R、RおよびR、ならびにm、pおよびp’は、それぞれ、上記式(2)及び(2’)中のR、RおよびR、ならびにm、pおよびp’の定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。同様にして、上記式(3a−1)〜(3a−3)中、X、Ar、R、およびR〜Rは、それぞれ、上記式(3−1)〜(3−3)中のX、Ar、R、およびR〜Rの定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。
上記反応では、式(V)のフタロニトリル誘導体を、出発原料として使用する。上記式(V)中、X、X、X及びXは、ハロゲン原子を表わす。ここで、X、X、X及びXは、同一であってもあるいは異なるものであってもよい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。これらのうち、X、X、X及びXは、フッ素原子、塩素原子または臭素原子を表わすことが好ましく、塩素原子または臭素原子を表わすことが特に好ましい。これにより、得られるフタロシアニン化合物は、置換基(a)〜(d)が導入されない残部が塩素原子または臭素原子であるフタロシアニン化合物となるため、製造工程が少なく、また操作が簡易である。特にテトラクロロフタロニトリルまたはテトラブロモフタロニトリルを出発原料として使用する場合には、前駆体が、当該テトラクロロフタロニトリルまたはテトラブロモフタロニトリルの3〜6位の塩素原子または臭素原子とランダムに反応する。このため、テトラクロロフタロニトリルまたはテトラブロモフタロニトリルを出発原料として使用することにより、置換基(a)〜(d)が、フタロシアニン骨格のα位及びβ位にランダムに導入できる。このため、テトラクロロフタロニトリルまたはテトラブロモフタロニトリルをフタロニトリル誘導体として使用する場合には、フタロニトリル化合物は、テトラクロロフタロニトリルまたはテトラブロモフタロニトリルの4個の塩素原子または臭素原子が任意に前駆体で置換された混合物の形態で得られる。
また、上記フタロニトリル誘導体と前駆体との反応において、前記前駆体の割合は、目的とするフタロニトリル化合物の構造によって適宜選択されうる。また、前記前駆体の合計使用量は、特に制限されず、所望のフタロニトリル化合物の構造によって適宜選択されうる。
上記フタロニトリル誘導体と前駆体との反応は、無溶媒下であるいは有機溶媒中で行われてもよいが、好ましくは有機溶媒中で行なわれる。この際使用できる有機溶媒としては、アセトニトリル及びベンゾニトリル等のニトリル;アセトン及び2−ブタノン等の極性溶媒などが挙げられる。これらのうち、好ましくは、アセトニトリル、ベンゾニトリル及びアセトンである。溶媒を使用する際の有機溶媒の使用量は、フタロニトリル誘導体の濃度が、通常、2〜50質量%、好ましくは10〜40質量%となるような量である。また、このフタロニトリル誘導体と前駆体との反応は、反応中に発生するハロゲン化水素(例えば、塩化水素やフッ化水素)等を除去するために、これらのトラップ剤を使用することが好ましい。トラップ剤を使用する際の具体的なトラップ剤の例としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム及び炭酸マグネシウムなどが挙げられ、これらのうち、炭酸カリウム、炭酸カルシウム及び水酸化カルシウムが好ましい。また、トラップ剤を使用する際のトラップ剤の使用量は、反応中に発生するハロゲン化水素等を効率良く除去できる量であれば特に制限されないが、前駆体1モルに対して、通常1〜4モル、好ましくは1〜2モルである。
また、上記フタロニトリル誘導体と前駆体との反応条件は、両者の反応が進行して所望のフタロニトリル化合物を得られる条件であれば特に制限されない。具体的には、反応温度は、通常、20〜150℃、好ましくは40〜120℃である。また、反応時間は、通常、0.5〜60時間、好ましくは1〜50時間である。
上記反応により、上記式(I)〜(IV)のフタロニトリル化合物(1)〜(4)が得られるが、反応後は、従来公知の方法に従って、晶析、ろ過、洗浄、乾燥を行なってもよい。このような操作により、フタロニトリル化合物を効率よく、しかも高純度で得ることができる。
次に、環化反応は、式(I)〜(IV)のフタロニトリル化合物(1)〜(4)および必要であれば式(V)のフタロニトリル誘導体と、金属、金属酸化物、金属カルボニル、金属ハロゲン化物及び有機酸金属からなる群から選ばれる一種とを、溶融状態または有機溶媒中で反応させることが好ましい。この際使用できる金属、金属酸化物、金属カルボニル、金属ハロゲン化物及び有機酸金属としては、反応後に得られる式(1)のフタロシアニン化合物のMに相当するものが得られるものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、上記式(1)におけるMの項で列挙された鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム及びスズ等の金属、当該金属の、塩化物、臭化物、ヨウ化物等の金属ハロゲン化合物、酸化バナジウム、酸化チタニル及び酸化銅等の金属酸化物、酢酸塩等の有機酸金属、ならびにアセチルアセトナート等の錯体化合物及びカルボニル鉄等の金属カルボニル等が挙げられる。具体的には、塩化バナジウム、塩化チタン、塩化銅、塩化亜鉛、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化鉄、塩化インジウム、塩化アルミニウム、塩化錫、塩化ゲルマニウム、塩化マグネシウム、ヨウ化銅、ヨウ化亜鉛、ヨウ化コバルト、ヨウ化インジウム、ヨウ化アルミニウム、臭化銅、臭化亜鉛、臭化コバルト、臭化アルミニウム、等の金属ハロゲン化物;一酸化バナジウム、三酸化バナジウム、四酸化バナジウム、五酸化バナジウム、二酸化チタン、一酸化鉄、三二酸化鉄、四三酸化鉄、酸化マンガン、一酸化ニッケル、一酸化コバルト、三二酸化コバルト、二酸化コバルト、酸化第一銅、酸化第二銅、三二酸化銅、酸化パラジウム及び酸化亜鉛、等の金属酸化物;酢酸銅、酢酸亜鉛、酢酸コバルト、安息香酸銅、安息香酸亜鉛等の有機酸金属;ならびにアセチルアセトナート等の錯体化合物及びコバルトカルボニル、鉄カルボニル、ニッケルカルボニル等の金属カルボニルなどが挙げられる。これらのうち、好ましくは金属、金属酸化物及び金属ハロゲン化物であり、より好ましくは金属ハロゲン化物であり、さらに好ましくは、ヨウ化アルミニウム、塩化銅およびヨウ化亜鉛であり、より好ましくは、塩化銅およびヨウ化亜鉛であり、特に好ましくはヨウ化亜鉛である。ヨウ化亜鉛を用いる場合、中心金属は、亜鉛ということになる。金属ハロゲン化物のうち、ヨウ化物を用いることが好適な理由は、溶剤や樹脂に対する溶解性に優れ、得られるフタロシアニン化合物のスペクトルがシャープであり、所望の波長に収まりやすいためである。環化反応の際にヨウ化物を用いた場合にスペクトルがシャープになる詳細なメカニズムは不明であるが、ヨウ化物を用いた場合、反応後にフタロシアニン化合物中に残存するヨウ素が、フタロシアニン化合物と何らかの相互作用を起こして、フタロシアニン化合物の層間にヨウ素が存在するようになるためであると推定される。しかしながら、上記メカニズムに限定されるものではない。環化反応に金属ヨウ化物を用いた場合と同様の効果を得るために、得られたフタロシアニン化合物をヨウ素で処理してもよい。
また、上記態様において、また、環化反応は、無溶媒中でも行なえるが、有機溶媒を使用して行なうのが好ましい。有機溶媒は、出発原料としてのフタロニトリル化合物との反応性の低い、好ましくは反応性を示さない不活性な溶媒であればいずれでもよく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロベンゼン、モノクロロベンゼン、o−クロロトルエン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、1−クロロナフタレン、1−メチルナフタレン、エチレングリコール、およびベンゾニトリル等の不活性溶媒;メタノール、エタノール、1−プロパノ−ル、2−プロパノ−ル、1−ブタノール、1−ヘキサノール、1−ペンタノール、1−オクタノール等のアルコール;ならびにピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチルアセトフェノン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、1−クロロナフタレン、1−メチルナフタレン、1−オクタノール、ジクロロベンゼンおよびベンゾニトリルが、より好ましくは、1−オクタノール、ジクロロベンゼンおよびベンゾニトリルが使用される。これらの溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
上記態様における式(I)〜(IV)のフタロニトリル化合物(1)〜(4)および必要であれば式(V)のフタロニトリル誘導体と金属化合物との反応条件は、当該反応が進行する条件であれば特に制限されるものではないが、例えば、有機溶媒100質量部に対して、上記フタロニトリル化合物(1)〜(4)および必要であれば式(V)のフタロニトリル誘導体を、1〜500質量部、好ましくは10〜350質量部の範囲の合計量で、かつ金属化合物を該フタロニトリル化合物(式(V)のフタロニトリル誘導体を使用する場合には、フタロニトリル化合物および式(V)のフタロニトリル誘導体の合計)4モルに対して、好ましくは1〜2モル、より好ましくは1〜1.5モルの範囲で仕込む。環化の際は、特に限定されるものではないが、好ましくは反応温度30〜250℃、より好ましくは80〜200℃の範囲で反応させる。反応時間は、特に限定されるものではないが、好ましくは3〜24時間である。また、上記反応は、大気雰囲気中で行なってもよいが、不活性ガス雰囲気(例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの流通下)で、行なわれることが好ましい。
上記環化反応後は、従来公知の方法に従って、晶析、ろ過、洗浄、乾燥を行なってもよい。このような操作により、フタロシアニン化合物を効率よく、しかも高純度で得ることができる。
本発明のフタロシアニン化合物は、有機溶媒、特にケトン系溶媒との相溶性に優れるため、種々の用途に用いることができる。
本発明のフタロシアニン化合物は、熱線を遮蔽する目的の熱線遮蔽材、自動車用の熱線吸収合わせガラス、熱線遮蔽フィルムまたは熱線遮蔽樹脂ガラス、プラズマディスプレー用フィルター、フラッシュ定着などの非接触定着トナー用の近赤外線吸収剤として、また、保温蓄熱繊維用の近赤外線吸収剤、赤外線による偵察に対し偽装性能(カモフラージュ性能)を有する繊維用の赤外吸収剤、半導体レーザーを使う光記録媒体、液晶ディスプレイ用フィルター、光学文字読取機等における書き込みあるいは読み取りの為の近赤外線吸収色素、近赤外光増感剤、感熱転写・感熱孔版等の光熱交換剤、レーザービームを使用して樹脂を熱融着させるレーザー融着用の光熱交換剤、近赤外線吸収フィルター、眼精疲労防止剤あるいは光導電材料等、さらに組織透過性の良い長波長域の光に吸収を持つ腫瘍治療用感光性色素、カラートナー、インクジェット用インク、改ざん偽造防止用インク、改ざん偽造防止用バーコード用インク、近赤外吸収インク、写真やフィルムの位置決め用マーキング剤、およびゴーグルのレンズや遮蔽板、プラスチックリサイクルの際の仕分け用染色剤、ならびにPETボトルの成形加工時のプレヒーティング助剤などに用いる際に優れた効果を発揮するものである。
上記したような特定の構造を有するフタロシアニン化合物は、特に650nm付近の光を選択的に吸収するため、560〜650nm付近の黄色ないし赤色系統の光を効率よく吸収し、濃いシアン色を呈する。このため、本発明のフタロシアニン化合物は、少量で濃いシアン色を呈しうる。また、本発明のフタロシアニン化合物は、優れた樹脂との相溶性、耐熱性、耐光性および耐候性をも有する。加えて、本発明のフタロシアニン化合物は、ケトン系溶媒に可溶性である。
上記した特性を考慮すると、本発明のフタロシアニン化合物は、インクジェット用インクに好適に使用できる。したがって、本発明は、本発明のフタロシアニン化合物を含む、インクジェット用インクをも提供する。
本発明のインクジェット用インクは、本発明のフタロシアニン化合物を色素として含む以外は、特開2010−195904号公報、特開2009−132812号公報及び特開平11−106693号公報など、従来と同様のインクジェット用インクでありうる。
本発明のインクジェット用インクの組成は、本発明のフタロシアニン化合物を色素として含む以外は公知の組成と同様でありうる。例えば、本発明のインクジェット用インクは、色素、樹脂および溶剤を含む。
本発明のインクジェット用インクは、本発明のフタロシアニン化合物を色素として含有することが必須である。ここで、本発明のフタロシアニン化合物の配合量は特に制限されないが、インクの総重量に対して、5〜30重量%が好ましく、10〜25重量%がより好ましい。このような範囲であれば、充分な濃度の印字面が得られ、インキ中での安定した溶解しうる。なお、本発明のフタロシアニン化合物は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
また、本発明のインクジェット用インクは、本発明のフタロシアニン化合物を色素として含有することが必須であるが、他の青色系顔料または染料を使用してもよい。他の青色系顔料または染料は、青色を呈する(即ち、600〜750nmに最大吸収波長(λmax)を有する)ものであれば特に制限されず、公知の青色系顔料または染料が使用できる。具体的には、ブロムクレゾールグリーン、ブロムフェノールブルー、1−エチル−2−[3−クロロ−5−(1−エチル−2(1H)−キノリニリデン)−1,3−ペンタジエニル]キノリウムブロミド(λmax=694.4nm)、1,3,3−トリメチル−2−[5−(1,3,3−トリメチル−2(1H)−ベンズ[e]インドリニリデン)−1,3−ペンタジエニル]−3H−ベンズ[e]インドリニウムパークロレート(λmax=675.6nm)、3−エチル−2−[5−(3−エチル−2−ベンゾチアゾリニリデン)−1,3−ペンタジエニル]ベンゾチアゾリウムヨージド(λmax=651.6nm)等のシアニン系色素などが挙げられる。なお、上記において、括弧内に、最大吸収波長(λmax)を示す。ここで、上記他の顔料または染料の配合量は、特に制限されないが、インクの総重量に対して、1〜20重量%が好ましい。なお、上記他の顔料または染料は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
本発明のインクジェット用インクに使用される樹脂は特に制限されず、インクジェット用インクに使用される公知の樹脂が使用できる。また、樹脂は、粘度や密着性等の特性を考慮して適宜選択できる。具体的には、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース誘導体(例えば、エチルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース)、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ブタジエン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂、エチレン−酢ビ系樹脂、石油樹脂、クマロンインデン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、塩酢ビ系樹脂、キシレン樹脂、アルキッド樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、マレイン酸樹脂、フマル酸樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。上記樹脂の重量平均分子量は特に制限されず、所望のインク粘度などを考慮して適宜選択できる。具体的には、上記樹脂の重量平均分子量は、1000〜30000が好ましい。このような範囲であれば、インクの粘度を適切な程度に調節できる。また、上記樹脂の配合量(インキの樹脂分)は、特に制限されないが、インクの総重量に対して、1〜60重量%が好ましく、5〜60重量%がより好ましい。このような範囲であれば、適度なインク粘度が得られるため、インクを、液滴吐出や方向乱れを起こすことなく、安定して吐出でき、印字面から剥がれることなく被印刷体への密着性に優れ、色素が良好に保持されうる。なお、上記樹脂は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。または、粘度および密着性等の特性をさらに向上することを目的として、より高分子量の樹脂を併用してもよい。
本発明のインクジェット用インクに使用される溶剤は、他の成分(色素や樹脂など)を溶解できるものであれば特に制限されないが。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、DIBK(ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、DAA(ジアセトンアルコール)等のケトン系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコールモノエチルアルコール、エチレングリコールモノメチルアルコール等のアルキレングリコールエーテル系溶剤;トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤などが挙げられる。これらのうち、ケトン系溶剤が好ましく、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノンがより好ましく、シクロヘキサノンが特に好ましい。また、上記溶剤の配合量は、特に制限されないが、インクの総重量に対して、30〜90重量%が好ましく、40〜80重量%がより好ましい。このような範囲であれば、他の成分(色素や樹脂など)を効率よく溶解できる。なお、上記溶剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
本発明のインクジェット用インクは、他の添加剤を含んでもよい。ここで、他の添加剤としては、特に制限されず、インクジェット用インクに使用される添加剤が同様にして使用できる。例えば、電導度調整剤、アミン、分散剤、重合禁止剤、印刷適性や印刷物耐性を高めるために表面調整剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、および酸化防止剤などが挙げられる。
これらのうち、電導度調整剤は、特に本発明のインクをコンティニュアスタイプのインクジェットプリンタによる高速の印字に使用する場合に特に有効である。ここで、電導度調整剤としては、特に制限されず、公知の電導度調整剤が使用できる。具体的には、ヨウ化カリウム、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸カリウム、硝酸リチウム等が挙げられる。これらの電導度調整剤は、印字面での残留により、温熱による変色を示さないため、好ましい。また、上記電導度調整剤の配合量は、特に制限されないが、インクの総重量に対して、0.1〜2重量%が好ましい。このような範囲であれば、十分な電導度が得られるため、適度な荷電偏向が得られ、また、変色を誘発しない。なお、上記電導度調整剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
また、アミンは、より鮮やかに青を発色させることを目的として添加されうる。ここで、アミンとしては特に制限されないが、例えば、トリエタノールアミン、セチルアミン、ペンタデシルアミン、テトラデシルアミン、トリデシルアミンドデシルアミンオクチルアミン、ジアミルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリアリルアミン、シクロヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ナフチルアミン、ベンジルアミンなどが挙げられる。上記アミンは、青をより良好に発色させることができ、また、これらのアミンは温熱の履歴により印字面より消失するため、プリンタ内での遅乾燥性の成分としても作用できる。上記アミンの配合量は、特に制限されず、印字面の色素の発色、濃度および温熱の安定経過時間などを考慮して適宜設定できる。具体的には、アミンの配合量は、インクの総重量に対して、0.5〜15重量%が好ましい。このような範囲であれば、変色を誘発せず、非浸透性の被印刷体であってもすばやく乾燥でき、また、印字面の耐水性を適度に確保できる。なお、上記アミンは、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
分散剤は、色素の分散性およびインク組成物の保存安定性を向上させることを目的として添加されうる。ここで、分散剤としては、特に制限されず、公知の分散剤が使用できる。具体的には、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテートなどが挙げられる。より具体的には、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、これらの塩;スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、これらの塩;スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、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、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体、これらの塩;ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、これらの塩などが挙げられる。また、分散剤は、市販品を使用してもよく、この際、BYK Chemie社製「Anti−Terra−U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti−Terra−203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk−101(ポリアミノアマイド燐酸塩と酸エステル)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、170(高分子共重合物)」、「400」、「Bykumen」(高分子量不飽和酸エステル)、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン系)」、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸とシリコン)」;Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレン TG−710(ウレタンオリゴマー)、「フローノンSH−290、SP−1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」、楠本化成社製「ディスパロン KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」;花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL−18(ポリカルボン酸型高分子)、「エマルゲン920、930、931、935、950、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパース5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、24000GR、32000、33000、39000、41000、53000」、日光ケミカル社製「ニッコール T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、Hexagline 4−0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、822、824、827、711」、テゴケミサービス社製「TEGODisper685」などの市販品が使用できる。上記分散剤の配合量は、特に制限されず、所望の分散性などを考慮して適宜設定できる。具体的には、分散剤の配合量は、インクの総重量に対して、0.01〜10重量%が好ましい。このような範囲であれば、色素などの成分が良好に分散できる。なお、上記分散剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
重合禁止剤は、インクの保存安定性や、記録装置内での安定性を高めることを目的として添加されうる。ここで、重合禁止剤としては、特に制限されず、公知の重合禁止剤が使用できる。具体的には、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルヒドロキシトルエンなどが挙げられる。上記重合禁止剤の配合量は、特に制限されず、所望の特性などを考慮して適宜設定できる。具体的には、重合禁止剤の配合量は、インクの総重量に対して、0.01〜5重量%が好ましい。このような範囲であれば、硬化性を維持し、インクの保存安定性を高めることができる。なお、上記重合禁止剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
本発明のインクジェット用インクは、公知の方法によって製造できる。例えば、本発明のインクジェット用インクは、樹脂を溶剤に添加、攪拌して溶解した後、色素ならびに必要であれば他の添加剤を加えて、充分溶解させることによって、調製できる。なお、必要であれば、このようにして得られた混合液を、孔径3μm以下さらには、1μ以下のフィルターで濾過してもよい。
または、本発明のインクジェット用インクは、活性エネルギー線硬化型インクジェット印刷に使用されるインクであってもよい。この場合には、インクジェット用インクは、色素、重合性モノマー、重合開始剤を含む。
ここで、色素は、上記したのと同様である。
また、上記形態のインクジェット用インクに使用される重合性モノマーは、特に制限されず、特開2009−132812号公報に記載の式(1)の活性エネルギー線重合性物質、特開2010−195904号公報に記載の1個のトリアジン環および2個以上の重合性基を有する重合性モノマー(A)[例えば、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、トリス(メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート等]、ベンジル(メタ)アクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(オキシエチル)(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、β−カルボキシルエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンフォルマル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等の単官能モノマー、ジメチロールートリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(エトキシ(またはプロポキシ)化)ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(またはテトラ)(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(またはテトラ)(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(またはテトラ)(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能モノマーなど、公知のモノマーを使用できる。上記重合性モノマーは、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
上記形態のインクジェット用インクに使用される重合開始剤は、特に制限されず、硬化速度、硬化塗膜物性、着色材料などを考慮して適宜選択することができる。具体的には、特開2009−132812号公報に記載の式(8)及び(10)〜(13)で表わされる化合物;ベンゾインイソブチルエーテル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ベンジル、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,4,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、オリゴ(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−(1−メチルビニル)フェニル)プロパノン)、1,2−オクタンジオン、1−(4−(フェニルチオ)−2,2−(O−ベンゾイルオキシム))等の光ラジカル重合開始剤;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、および1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン等の分子開裂型重合開始剤;ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチル−ジフェニルスルフィド等の水素引抜型重合開始剤などが挙げられる。上記重合開始剤の配合量は、特に制限されないが、重合性モノマーに対して、2〜25重量%であることが好ましい。このような範囲であれば、適度な硬化速度(重合性モノマーを効率よく重合)が達成でき、また、適度なインク粘度が得られるため、インクを、液滴吐出や方向乱れを起こすことなく、安定して吐出でき、印字面から剥がれることなく被印刷体への密着性に優れ、色素が良好に保持されうる。なお、上記重合開始剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。なお、上記式(8)及び(10)〜(13)で表わされる化合物を重合開始剤として使用する場合には、トリエタノールアミンやモノエタノールアミンなどの水素供与剤を重合性物質と併用してもよい。これにより、重合開始剤のラジカル発生効率を向上できる。
上記水素供与剤に加えてまたは上記水素供与剤に代えて、増感剤を併用してもよい。増感剤としては、特に制限されないが、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p−ジエチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、N,N−ジメチルベンジルアミンおよび4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等の、前記重合性モノマーと付加反応を起こさないアミンなどが挙げられる。
また、上記形態のインクジェット用インクは、有機溶剤を含んでもよい。有機溶剤は、他の成分(色素、重合性モノマー、重合開始剤など)を溶解できるものであれば特に制限されないが。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、DIBK(ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、DAA(ジアセトンアルコール)等のケトン系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、ジエチルジグリコール、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、プロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート等のグリコールモノアセテート系溶剤;エチレングリコールジアセテート、ジ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ジアセテート、エチレングリコールアセテートプロピオネート、エチレングリコールアセテートブチレート、エチレングリコールプロピオネートブチレート、エチレングリコールジプロピオネート、エチレングリコールアセテートジブチレート、ジエチレングリコールアセテートプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートブチレート、ジエチレングリコールプロピオネートブチレート、ジエチレングリコールジプロピオネート、ジエチレングリコールアセテートジブチレート、プロピレングリコールアセテートプロピオネート、プロピレングリコールアセテートブチレート、プロピレングリコールプロピオネートブチレート、プロピレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールアセテートジブチレート等のグリコールジアセテート系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール系溶剤;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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールn−プロピルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等の乳酸エステル系溶剤などが挙げられる。これらのうち、ケトン系溶剤が好ましく、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノンがより好ましく、シクロヘキサノンが特に好ましい。また、上記溶剤の配合量は、特に制限されないが、インクの総重量に対して、30〜90重量%が好ましく、40〜80重量%がより好ましい。このような範囲であれば、他の成分(色素、重合性モノマー、重合開始剤など)を効率よく溶解できる。なお、上記溶剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
また、上記形態のインクジェット用インクは、他の添加剤を含んでもよい。ここで、他の添加剤としては、特に制限されず、インクジェット用インクに使用される添加剤が同様にして使用できる。例えば、電導度調整剤、アミン、分散剤、重合禁止剤、印刷適性や印刷物耐性を高めるために表面調整剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、および酸化防止剤などが挙げられる。なお、これらの他の添加剤は上記と同様であるため、ここでは説明を省略する。
上記形態のインクジェット用インクは、公知の方法によって製造できる。例えば、色素、重合性モノマー、重合開始剤、および必要であれば他の添加剤を、サンドミル等の通常の分散機を用いてよく分散することによって、調製できる。この際、色素の高濃度の濃縮液を予め作製した後、重合性モノマーで希釈してもよい。なお、必要であれば、このようにして得られた分散液を、孔径3μm以下さらには、1μm以下のフィルターで濾過してもよい。
本発明のインクジェット用インクの使用形態は、特に制限されず、公知のインクジェットによる印刷方法が適用できる。例えば、本発明のインクジェット用インクをインクジェット記録方式用プリンタのプリンタヘッドに供給し、このプリンタヘッドから被印刷体上に吐出した後、紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射する。これにより被印刷体上のインクは速やかに硬化する。なお、活性エネルギー線の光源として紫外線を照射する場合、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、紫外線レーザーやLED、および太陽光を使用することができる。上記光源は、用いる重合開始剤の感度に合わせて適切に選択することが好ましい。本発明のインクの硬化に使用し得る紫外線強度は、硬化に有効な波長領域において、500〜5,000mW/cmであることが好ましい。このような照射強度であれば、記録媒体にダメージを与えることなく、また色材の退色を誘発しない。
以下、実施例および比較例を説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、下記化合物の名称において、Pcはフタロシアニン核を、PNはフタロニトリルを表す。また、下記化合物の名称において、「α−(置換基A),β−(置換基A)x−aPN(0<a<x)」あるいは「α−(置換基A),β−(置換基A)x−aPc(0<a<x)」と、記載されるのは、得られるフタロニトリル化合物あるいはフタロシアニン化合物は、α位に平均a個およびβ位に平均x−a個の置換基Aが導入されていることを意味し、即ち、α位及びβ位に合計x個の置換基Aが導入されていることを意味する。
実施例1:[ZnPc−{α−(4−COOCHCHOCH)CO},{α−(4−SONH)CO},{β−(4−COOCHCHOCH)CO}2−x{β−(4−SONH)CO}0.4−yCl13.6](0≦x<2,0≦y<0.4)の合成
150mlフラスコに、テトラクロロフタロニトリル(以下、TCPNと略す)18.61g(0.070モル)、p−ヒドロキシ安息香酸メチルセロソルブ6.87g(0.035モル)、4−ヒドロキシベンゼンスルホンアミド1.21g(0.007モル)、およびベンゾニトリル(以下、BNと略す)57.70gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が100℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム6.97g(0.050モル)を投入して約4時間反応させることで、所望のフタロニトリル化合物を含む反応液を得た。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を、エバポレーション処理により液中のフタロニトリル化合物濃度が50wt%となるように溶媒を溜去した。
次に、上記で得られた反応液を、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛6.14g(0.019モル)を投入して約12時間反応させた。
冷却後、反応液中の固形分濃度が20wt%となるようにBNを加えた後、120℃に加温しながら30分攪拌することで晶析溶液を調製した。次に、この晶析溶液を、得られるフタロシアニン化合物重量の和の約25倍に相当するメタノール(650g)中に滴下し、30分攪拌した。その後、フタロシアニン化合物重量の和の約10倍量に相当する蒸留水(260g)を30分かけて滴下し、滴下終了後、さらに30分攪拌して結晶を析出させた。得られた結晶を吸引ろ過した後、再び晶析時の1/2倍量のメタノール(325g)を加えて30分攪拌した後、晶析時の1/2倍量の蒸留水(130g)を30分かけて滴下し、滴下終了後、さらに30分攪拌することで洗浄および精製を行った。吸引ろ過後、取り出した結晶を約90℃で一晩真空乾燥し、所望のフタロシアニン化合物1 約24.9g(TCPNに対する収率:94.5モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン化合物1について、以下の方法に従って、最大吸収波長、グラム吸光係数の測定ならびにλおよびλの吸光度比を測定した。これらの結果を表2に示す。
(最大吸収波長、グラム吸光係数の測定ならびにλおよびλの吸光度比の測定)
得られたフタロシアニン化合物を分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)を用いてシクロヘキサノン溶液中で最大吸収波長(λmax)およびグラム吸光係数を測定した。測定手法は以下の通り行なった。
50mlメスフラスコに得られたフタロシアニン化合物0.04gをシクロヘキサノンにて溶解し、溶液のメニスカスが50mlメスフラスコの標線と一致するように調製した。次いで、調製した溶液をピペットを用いて1ml分取し、分取した溶液を全て50mlメスフラスコに投入してシクロヘキサノンにて希釈し、溶液のメニスカスが50mlメスフラスコの標線と一致するように調製した。このようにして調製した溶液を1cm角のパイレックス製セルに入れ、分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)を用いて透過スペクトルを測定した。また、測定した吸光度をAとしたとき、グラム吸光係数を以下の式で計算した。
また、λおよびλ(λ=650nm,λ=690nm)の吸光度を測定し、会合度の指標である吸光度比=(λの吸光度)/(λの吸光度)を求めた。
また、上記で得られたフタロシアニン化合物1について、以下の方法に従って、耐熱性および溶解性を評価した。これらの結果を表2に示す。
(耐熱性の評価)
得られたフタロシアニン化合物0.073gに、(株)日本触媒社製マレイミド系バインダーポリマー35.1wt%プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液0.475gおよびシクロヘキサノン(以下、CHNと略す)1.03g、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート0.113g、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製(IRGACURE369)0.01gを加え、溶解、混合して、レジスト塗料液を調製した。得られたレジスト塗料液をスピンコーター(ミカサ(株)社製:1H−D7)を用いて、ガラス板に乾燥膜中の色素濃度20wt%、乾燥膜厚が2μmとなるよう塗布し、100℃にて3分間乾燥させた。このようにして得られたコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計(日立製作所(株)社製:U−2910)にて測定し、これを加熱前スペクトルとした。次に、加熱前スペクトルを測定した塗膜ガラス板を220℃にて20分間、加熱処理した。この加熱処理したコーティングガラス板の吸収スペクトルを分光光度計にて測定し、これを加熱後スペクトルとした。
このように測定した加熱前、加熱後の各スペクトルにおいて380nm〜900nmまでの吸光度を積分し、加熱前と加熱後でその吸光度の差を測定した。また、加熱前スペクトルをE、加熱後スペクトルをE、測定した吸光度の差をΔEとしたとき、ΔEを以下の式で計算した。
(溶解性の評価)
耐熱性の評価に用いたレジスト塗料液と全く同組成、同重量の溶液を調製し、これを注射器にて採取し、メンブレンフィルター(φ=0.45μm)を用いてろ過した。調製液がメンブレンフィルターにより目詰まりせず通過できる場合、調製液に色素が溶解していると判断するろ過テストを実施し、全て問題なくろ過できた場合を○、ろ過できたが一部溶け残りが見られた場合を△、フィルターの目詰まりを起こした場合を×として溶解性の評価とした。
実施例2:[ZnPc−{α−(4−COOCHCHOCH)CO},{α−(4−CHCHCOOCHCHOCH)CO},{β−(4−COOCHCHOCH)CO}2−x{β−(4−CHCHCOOCHCHOCH)CO}0.6−yCl13.4](0≦x<2,0≦y<0.6)の合成
150mlフラスコに、TCPN18.61g(0.070モル)、p−ヒドロキシ安息香酸メチルセロソルブ6.87g(0.035モル)、4−ヒドロキシプロピオン酸メチルセロソルブ2.35g(0.0105モル)、BN57.70gを投入し、マグネチックスターラーを用いて、内温が80℃に安定するまで約30分攪拌した後、炭酸カリウム7.55g(0.055モル)を投入して約6時間反応させることで、所望のフタロニトリル化合物を含む反応液を得た。冷却後、吸引ろ過して得た溶液を、エバポレーション処理により液中のフタロニトリル化合物濃度が50wt%となるように溶媒を溜去した。
次に、上記で得られた反応液を、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛6.14g(0.019モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、実施例1と全く同様の操作を行い、所望のフタロシアニン化合物2 約26.0g(TCPNに対する収率:95.2モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン化合物2について、実施例1に記載の方法と同様にして、最大吸収波長、グラム吸光係数の測定、λおよびλの吸光度比[=(λの吸光度)/(λの吸光度)]、耐熱性ならびに溶解性を測定し、これらの結果を下記表2に示す。
実施例3:[ZnPc−{α−(4−COOCHCHOCH)CO},{α−(4−CONH)CO},{β−(4−COOCHCHOCH)CO}2−x{β−(4−CONH)CO}0.4−yCl13.6](0≦x<2,0≦y<0.4)の合成
4−ヒドロキシベンゼンスルホンアミドの代わりに、4−ヒドロキシベンズアミド0.96g(0.007モル)を使用した以外は、実施例1と同様に操作し、所望のフタロニトリル化合物を含む反応液を得た。
次に実施例1と全く同じ操作により得た50wt%フタロニトリル化合物溶液を、窒素流通下(10ml/min)、マグネチックスターラーを用いて内温160℃に安定するまで約1時間攪拌した後、ヨウ化亜鉛1.32g(0.004モル)を投入して約12時間反応させた。冷却後、実施例1と全く同様の操作を行い、所望のフタロシアニン化合物3 約24.8g(TCPNに対する収率:95.3モル%)が得られた。
このようにして得られたフタロシアニン化合物3について、実施例1に記載の方法と同様にして、最大吸収波長、グラム吸光係数の測定、λおよびλの吸光度比[=(λの吸光度)/(λの吸光度)]、耐熱性ならびに溶解性を測定し、これらの結果を下記表2に示す。
比較例1
特開2010−77408号公報の実施例1に記載の方法と同様にして、比較フタロシアニン化合物1[ZnPc−{α−(2−COOCH)CO},{β−(2−COOCH)CO}12]を、合成した。
このようにして得られた比較フタロシアニン化合物1について、実施例1に記載の方法と同様にして、最大吸収波長、グラム吸光係数の測定、λおよびλの吸光度比[=(λの吸光度)/(λの吸光度)]、耐熱性ならびに溶解性を測定し、これらの結果を下記表2に示す。
比較例2
特開2010−265254号公報の実施例4に記載の方法と同様にして、比較フタロシアニン化合物2[ZnPc−{α−(4−CN)CO},{α−(4−COOCOCH)CO},{β−(4−COOCOCH)CO}4−xCl](0≦x<4)を、合成した。
このようにして得られた比較フタロシアニン化合物2について、実施例1に記載の方法と同様にして、最大吸収波長、グラム吸光係数の測定、λおよびλの吸光度比[=(λの吸光度)/(λの吸光度)]、耐熱性ならびに溶解性を測定し、これらの結果を下記表2に示す。
上記表2に示されるように、実施例1〜3で合成したフタロシアニン化合物1〜3は、比較例1のフタロシアニン化合物に比べて、650nmにおけるグラム吸光係数(εg)が約2倍向上し、塗料液への溶解性においても優れた溶解性を示した。また、比較例2のフタロシアニン化合物との比較においても、塗料液への溶解性や耐熱性に優位性は見られないものの、650nmにおけるグラム吸光係数(εg)はおよそ2倍向上した。
さらに上述の特長に加えて、λ(=690nm)とλ(=650nm)の吸光度の比[=(λの吸光度)/(λの吸光度)]においても、実施例1〜3で合成した本発明のフタロシアニン化合物1〜3を使用すると、比較例1,2のフタロシアニン化合物に比べて吸光度の比が3倍以上大きかった。
以上のことから本願記載のフタロシアニン化合物は、高い会合度(640〜660nmに会合由来の高い吸収)を有し、樹脂ならびにケトン系溶剤への高い溶解性の両特性をあわせもつため、シアン色のインクジェット用インクとして好適であると、期待できる。

Claims (3)

  1. 下記式(1):
    上記式(1)中、Z〜Z16は、それぞれ独立して、塩素原子、臭素原子、下記式(2):
    上記式(2)、Rは、炭素数1〜3のアルキレン基であり、Rは、炭素数1〜8のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜8のアルコキシ基またはハロゲン原子であり、mは、1〜4の整数であり、pは、0〜4の整数である、
    で表される置換基(a)、下記式(2’):
    上記式(2’)中、R、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義であり、p’は、0〜6の整数であり、この際、R は、2個のベンゼン環のうち、酸素原子が存在する側のベンゼン環または酸素原子が存在しない側のベンゼン環のいずれに存在していてもよい、
    で表される置換基(a’)、下記式(3):
    上記式(3)中、R、R、R、mおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、nは、1〜3の整数である、
    で表される置換基(b)、下記式(4):
    上記式(4)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、Rは、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、R、Rおよびmは、上記式(2)と同様の定義である、
    で表される置換基(c)、または下記式(5):
    上記式(5)中、Rおよびpは、上記式(2)と同様の定義であり、Rは、上記式(4)と同様の定義である、
    で表される置換基(d)、
    を表わし、
    この際、Z〜Z16のうち、0.5〜8個は置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のいずれかでありかつ残部は塩素原子または臭素原子であり、0.5〜8個の置換基(a)、(a’)、および(b)〜(d)のうち、0.1〜3.9個は、置換基(a)または置換基(a’)であり、
    Mは、無金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物を表わす、
    で示されるフタロシアニン化合物。
  2. 前記置換基(a)は、下記:
    で表され、前記置換基(a’)は、下記:
    で表される、請求項1に記載のフタロシアニン化合物。
  3. 前記置換基(b)は、Rが、エチレン基またはプロピレン基であり、Rは、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基であり、mは、1または2であり、かつnは、1または2である、式(3)で表わされる、
    前記置換基(c)は、Rは、水素原子、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、Rが、エチレン基またはプロピレン基であり、Rは、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基であり、mは、1または2である、式(4)で表わされる、または
    前記置換基(d)は、Rは、水素原子、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基、または式:−(RO)で表わされる基であり、この際、Rが、エチレン基またはプロピレン基であり、Rは、炭素数1〜3の直鎖または分岐のアルキル基であり、mは、1または2である、式(5)で表わされる、請求項1または2に記載のフタロシアニン化合物。
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