JPH10510875A - 改良された可変性組成物 - Google Patents

改良された可変性組成物

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JPH10510875A
JPH10510875A JP8519863A JP51986396A JPH10510875A JP H10510875 A JPH10510875 A JP H10510875A JP 8519863 A JP8519863 A JP 8519863A JP 51986396 A JP51986396 A JP 51986396A JP H10510875 A JPH10510875 A JP H10510875A
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colored composition
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JP8519863A
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ノウア,ロナルド,シンクレア
マクドナルド,ジョン,ゲイビン
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キンバリー−クラーク ワールドワイド,インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 可変性色素と紫外線トランソーバと分子包接体とを含み、分子包接体の各分子に2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合していることを特徴とする有色組成物が開示されている。紫外線トランソーバと分子包接体との組合せを官能化分子包接体と呼ぶ。紫外線トランソーバの共有結合は、求核基を有する誘導体化した紫外線トランソーバを準備する段階と、1分子あたり2個を超える離脱基を有する誘導体化した分子包接体を準備する段階と、誘導体化した紫外線トランソーバと誘導体化した分子包接体とを、分子包接体の各分子に平均2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合するのに十分な条件下で反応させる段階とを含む方法によって得られる。特に適当な求核基及び離脱基は夫々、メルカプト及びp−トルエンスルホニル(トシル)である。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された可変性組成物 発明の背景 本発明は有色組成物に関する。ある実施態様では、有色組成物は電子写真用ト ナー、例えば、転写ゼログラフィーに基づく光複写機用のトナーとして使用され る。 米国特許出願第08/258,858号は、色素と紫外線トランソーバ(trans orber)とを含む有色組成物を記載している。紫外線トランソーバの存在下の色素 は、紫外線トランソーバが紫外線で照射されたときに、可変性の特性を有してい る。紫外線トランソーバは、紫外線を吸収し、色素と相互作用し、色素の不可逆 性変化を惹起する特性を有している。紫外線は一般に約4〜約400ナノメータ ーの波長を有するであろう。特に有効な紫外線は、誘電性障壁放電エキシマーラ ンプ(dielectric barrier discharge excimer lamp)によって放出される非コヒ ーレント性パルス状紫外線である。 有色組成物は更に、少なくとも1つの空洞を形成する化学構造を有している分 子包接体(molecular includant)を含有し得る。色素及び紫外線トランソーバ の各々が、分子包接体と会合する。例えば、色素が少なくとも部分的に分子包接 体の空洞に包接され、紫外線トランソーバが空洞の外部で分子包接体と会合して もよい。別の例として、紫外線トランソーバが分子包接体に共有結合してもよい 。 紫外線トランソーバが分子包接体に共有結合している実施態様において、紫外 線トランソーバから色素へのエネルギー伝達の効率は、少なくとも部分的に、分 子包接体に結合している紫外線トランソーバの数の関数である。米国特許出願第 08/258,858号に記載されている合成方法の結果として分子包接体の各 分子に平均2個のトランソーバ分子が共有結合したことが知られている。色素を 変化させるために要する時間は、少なくとも部分的に、分子包接体の各分子に結 合している紫外線トランソーバ分子の数の関数となる筈なので、平均2個を超え る紫外線トランソーバ分子が分子包接体の各分子に共有結合している改良された 有色組成物が望まれている。 発明の概要 本発明は、色素と紫外線トランソーバと分子包接体とを含んでおり、2個を超 える紫外線トランソーバ分子が分子包接体の各分子に共有結合している可変性(m utable)組成物を提供することによって上記のごとき難点及び問題の解決を図っ ている。便宜上、紫外線トランソーバと分子包接体との組合せを以後の本文中で は官能化分子包接体と呼ぶ。即ち、官能化分子包接体は、分子包接体の各分子に 2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合している分子包接体である。従 って、本発明の可変性組成物は、色素と上記に定義の官能化分子包接体とを含む 。 官能化分子包接体の存在下の色素は、官能化分子包接体が紫外線で照射された ときに、可変性(mutable)の特性を有している。色素の変化(mutation)は不可逆 性であるのが好ましい。分子包接体の分子に共有結合した紫外線トランソーバ分 子は、紫外線を吸収し、色素と相互作用し、色素の不可逆性変化を惹起する特性 を有している。紫外線トランソーバが約4〜約400ナノメーターの波長の紫外 線を吸収するのが好ましい。紫外線トランソーバが100〜375ナノメーター の波長の紫外線を吸収するのが更に好ましい。特に有効な紫外線は誘電性障壁放 電エキシマーランプによって放出される非コヒーレント性パルス状紫外線である 。 分子包接体は少なくとも1つの空洞を形成する化学構造を有している。分子包 接体の非限定的例としては、クラスレート、ゼオライト及びシクロデキストリン がある。 色素は官能化分子包接体と会合している。「会合」なる用語は最も広義に、色 素が官能化分子包接体の少なくとも極めて近傍に存在することを意味する。例え ば、色素が、水素結合、ファンデルワールス力などによって官能化分子包接体の 極めて近傍に維持されてもよい。または、色素が官能化分子包接体に共有結合し てもよい。但し、このような共有結合は通常は望ましくもなく、必要でもない。 別の例としては、色素が少なくとも部分的に官能化分子包接体の空洞に包接され てもよい。 紫外線トランソーバは、紫外線を吸収し、色素と相互作用し、色素の変化を惹 起する特性を有するいかなる物質でもよい。例えば、紫外線トランソーバは有機 化合物でもよい。別の例として、紫外線トランソーバは、単一物質でもよくまた は2種類以上の物質の混合物でもよい。2種類以上の物質を使用する場合、物質 の全てが同じ波長の紫外線を吸収する必要はない。 紫外線トランソーバは、既知の光反応剤すなわち光開始剤を、光反応剤の吸収 極大をシフトさせる特性を有する物質、即ち波長選択性増感剤と共に含んでもよ い。波長選択性増感剤は光反応剤に共有結合してもよい。例えば、波長選択性増 感剤は、フタロイルグリシン及び4−(4−オキシフェニル)−2−ブタノンか ら成るグループから選択され得る。別の例として、光反応剤は、1−〔4−(2 −ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1 −オン及びシクロヘキシル−フェニルケトンエステルから成るグループから選択 され得る。更に別の例として、紫外線トランソーバは、2−〔p−(2−メチル ラクトイル)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセ テートでよい。尚も別の例として、紫外線トランソーバは、2−ヒドロキシ−2 −メチル−4′−〔2−〔p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エトキシ〕プ ロピオフェノンでよい。 本発明はまた、官能化分子包接体の製造方法を提供する。本方法は、求核基を 有する誘導体化した紫外線トランソーバを準備する段階と、1分子あたり2個を 超える離脱基を有する誘導体化した分子包接体を準備する段階と、誘導体化した 紫外線トランソーバと誘導体化した分子包接体とを、分子包接体の各分子に平均 2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合するのに十分な条件下で反応さ せる段階とを含む。例えば、誘導体化した紫外線トランソーバは、2−〔p−( 2−メチル−2−メルカプトメチルプロピオニル)フェノキシ〕エチル 1,3 −ジオキソ−2−イソインドリンアセテートでよい。別の例として、誘導体化し た紫外線トランソーバは、2−メルカプトメチル−2−メチル−4′−〔2−〔 p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エトキシ〕プロピオフェノンでよい。 図面の簡単な説明 図1は、有色組成物中の分子包接体の各分子に共有結合した紫外線トランソー バ分子の平均個数を「置換度」と呼ぶとき、複数の有色組成物の置換度の、22 2ナノメーターのエキシマーランプで紫外線照射したときの脱色時間に対するプ ロットである。 発明の詳細な説明 本発明は概略的には、放射線の照射により可変性の色素系に関する。より詳し くは本発明は、色素と官能化分子包接体とを含む組成物に関する。 本文中で使用される「官能化分子包接体」なる用語は、分子包接体の各分子に 2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合している分子包接体を意味する 。本文中で使用される「置換度」なる用語は、分子包接体の各分子に共有結合し ている紫外線トランソーバ分子または離脱基の個数を意味する。例えば、官能化 分子包接体の置換度は3〜約21の範囲であろう。別の例として、置換度は3〜 約10の範囲であろう。更に別の例として、置換度は約4〜約9の範囲であろう 。 本文中で使用される「分子包接体」なる用語は、少なくとも1つの空洞を形成 する化学構造を有している任意の物質を意味する。即ち、分子包接体は空洞保有 構造体である。本文中で使用される「空洞」なる用語は、色素の少なくとも一部 分を受容するに十分な寸法の空隙または空間を意味する。従って、空洞は、分子 包接体を通して延びるトンネルでもよくまたは分子包接体内の洞穴状空間でもよ い。空洞は孤立、即ち独立していてもよく、または1つ以上の他の空洞に連絡し ていてもよい。 分子包接体は無機性でもよくまたは有機性でもよい。ある実施態様では、分子 包接体の化学構造は、分子包接複合体を形成する特性を有している。分子包接体 の非限定的な代表例としては、クラスレートすなわち挿入化合物、ゼオライト、 及びシクロデキストリンがある。シクロデキストリンの非限定的例としては、ア ルファ−シクロデキストリン(α−シクロデキストリン)、ベータ−シクロデキ ストリン(β−シクロデキストリン)、ガンマ−シクロデキストリン、ヒドロキ シプロピルβ−シクロデキストリン、ヒドロキシエチルβ−シクロデキストリン 、硫酸化β−シクロデキストリン、及び、硫酸化ガンマ−シクロデキストリン( American Maize Products Company,Hammond,Indiana)がある。ある実施 態様では分子包接体はシクロデキストリンである。例えば、分子包接体がα−シ クロデキストリンでもよい。別の例として、分子包接体がβ−シクロデキストリ ンでもよい。 本文中で使用される「誘導体化した分子包接体」なる用語は、分子包接体の各 分子に共有結合した2個を超える離脱基を有する分子包接体を意味する。本文中 で使用される「離脱基」なる用語は、二分子求核置換反応に関与し得る任意の離 脱基を意味する。 官能化分子包接体の存在下の色素は、官能化分子包接体が紫外線で照射された ときに、可変性の特性を有している。紫外線トランソーバは、紫外線を吸収し、 色素と相互作用し、色素の変化を惹起し得る。 本文中で使用される「組成物」なる用語、及び、「有色組成物」のようなその 修飾形は、色素と官能化分子包接体とを意味する。電子写真プロセスで使用され るトナーのような特定用途を目的とする有色組成物に対して修飾形で使用される 「組成物ベースの」なる用語は、トナーのような物質が色素と官能化分子包接体 とを含んでいることを示す。 本文中で使用される「色素」なる用語は非限定的に、官能化分子包接体の存在 下で紫外線で照射されたときに可変性の特性を有する任意の物質を意味する。色 素は典型的には有機染料または顔料のような有機物、例えばトナー及びレーキな どであろう。好ましくは、色素は、照射紫外線に実質的に透明、即ち、照射紫外 線と有意な相互作用を生じないであろう。この用語は、単一物質または同種もし くは異種の2種類以上の物質の混合物を意味することが理解されよう。 代表的な有機染料のクラスとしては、トリアリールメチル染料、例えばマラカ イトグリーンカービノール(Malachite Green Carbinol)塩基{4−(ジチメルア ミノ)−α−〔4−(ジメチルアミノ)フェニル〕−α−フェニル−ベンゼン− メタノール}、マラカイトグリーンカービノールヒドロクロリド{N−4−〔〔 4−(ジメチルアミノ)フェニル〕−フェニルメチレン〕−2,5−シクロヘキ シルジエン−1−イリデン〕−N−メチル−メタナミニウムクロリドまたはビス 〔p−(ジメチルアミノ)フェニル〕フェニルメチリウムクロリド}、マラカイ トグリーンオキサレート{N−4−〔〔4−(ジメチルアミノ)フェニル〕 フェニルメチレン〕−2,5−シクロヘキシルジエン−1−イリデン〕−N−メ チル−メタナミニウムクロリドまたはビス〔p−(ジメチルアミノ)フェニル〕 フェニルメチリウムオキサレート}、ビクトリアピュアブルー(Victoria Pure Blue)BO{N−〔4−〔〔4−ジエチルアミノ)フェニル〕−〔4−(エチル アミノ)−1−ナフタレニル〕メチレン]−2,5−シクロヘキサジエン−1− イリデン〕−N−エチル−エタナミニウムクロリド}、及びベーシックフュージ ョン(Basic Fusion){4−〔(4−アミノフェニル)−(4−イミノ−2,5 −シクロヘキサジエン−1−イリデン)メチル〕−ベンゼンアミンモノヒドロク ロリド};モノアゾ染料、例えばシアニンブラック(Cyanine Black)、クリソイ ジン(Chrysoidine)〔ベーシックオレンジ(Basic Orange)2;4−(フェニルア ゾ)−1,3−ベンゼンジアミンモノヒドロクロリド〕及びβ−ナフトールオレ ンジ(Naphthol Orange);チアジン染料、例えばメチレングリーン(Methylene Gr een)、塩化亜鉛複塩〔3,7−ビス(ジメチルアミノ)−6−ニトロフェノチア ジン−5−イウムクロリド、塩化亜鉛複塩〕;オキサジン染料、例えばルミクロ ム(Lumichrome)(7,8−ジメチルアロキサジン);ナフタルイミド染料、例え ばルシファーイェロー(Lucifer Yellow)CH{6−アミノ−2−〔(ヒドラジ ノカルボニル)アミノ〕−2,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−1H−ベンズ 〔de〕イソキノリン−5,8−ジスルホン酸二リチウム塩};アジン染料、例 えばヤヌスグリーン(Janus Green)B{3−(ジエチルアミノ)−7−〔〔4− (ジメチルアミノ)フェニル〕アゾ〕−5−フェニル−フェナジニウムクロリド };シアニン染料、例えばインドシアニングリーン(Indocyanine Green){カル ディオ−グリーン(Cardio-Green)またはフォックスグリーン(Fox Green);2− 〔7−〔1,3−ジヒドロ−1,1−ジメチル−3−(4−スルホブチル)−2 H−ベンズ〔e〕インドール−2−イリデン〕−1,3,5−ヘプタトリエニル 〕−1,1−ジメチル−3−(4−スルホブチル)−1H−ベンズ〔e〕インド リウムヒドロキシド内部塩ナトリウム塩};インジゴ染料、例えばインジゴ(Ind igo){インディゴブルー(Indigo Blue)またはバットブルー(Vat Blue)1;2− (1,3−ジヒドロ−3−オキソ−2H−インドール−2−イリデン)−1,2 −ジヒドロ−3H−インドール−3−オン};クマリン染料、例えば7−ヒドロ キシ− 4−メチルクマリン(4−メチルウンベリフェロン);ベンズイミダゾール染料 、例えばヘキスト(Hoechst)33258〔ビスベンズイミドまたは2−(4−ヒ ドロキシフェニル)−5−(4−メチル−1−ピペラジニル)−2,5−ビ−1 H−ベンズイミダゾールトリヒドロクロリド五水和物〕;パラキノイダール染料 、例えばヘマトキシリン(Hematoxylin){ナチュラルブラック(Natural Black) 1;7,11b−ジヒドロベンズ〔b〕インデノ〔1,2−d〕ピラン−3,4 ,6a,9,10(6H)−ペントール};フルオレセイン染料、例えばフルオ レセインアミン(Fluoresceinamine)(5−アミノフルオレセイン);ジアゾニウ ム塩染料、例えばジアゾレッド(Diazo Red)RC(アゾイックジアゾ(Azoic Diaz o)No.10またはファストレッド(Fast Red)RC塩;2−メトキシ−5−クロ ロベンゼンジアゾニウムクロリド、塩化亜鉛複塩);アゾイックジアゾ染料、例 えばファストブルー(Fast Blue)BB塩(アゾイックジアゾNo.20;4−ベ ンゾイルアミノ−2,5−ジエトキシベンゼンジアゾニウムクロリド、塩化亜鉛 複塩);フェニレンジアミン染料、例えばディスパースイェロー(Disperse Yell ow)9〔N−(2,4−ジニトロフェニル)−1,4−フェニレンジアミンまた はソルベントオレンジ(Solvent Orange)53〕;ジアゾ染料、例えばディスパ ースオレンジ(Disperse Orange)13〔ソルベントオレンジ52;1−フェニ ルアゾ−4−(4−ヒドロキシフェニルアゾ)ナフタレン〕;アントラキノン染 料、例えばディスパースブルー(Disperse Blue)3〔セリトンファストブルー(C elliton Fast Blue)FFR;1−メチルアミノ−4−(2−ヒドロキシエチル アミノ)−9,10−アントラキノン〕、ディスパースブルー14〔セリトンフ ァストブルーB;1,4−ビス(メチルアミノ)−9,10−アントラキノン〕 及びアリザリンブルーブラック(Arizarin Blue Black)B(モルダントブラック( Mordant Black)13);トリスアゾ染料、例えばダイレクトブルー(Direct Blue )71{ベンゾライトブルー(Benzo Light Blue)FFLまたはシリウスライト ブルー(Sirius Light Blue)BRR;3−〔(4−〔(4−〔(6−アミノ−1 −ヒドロキシ−3−スルホ−2−ナフタレニル)アゾ〕−6−スルホ−1−ナフ タレニル)アゾ〕−1−ナフタレニル)アゾ〕−1,5−ナフタレンジスルホン 酸四ナトリウム塩};キサンテン染料、例えば2,7−ジクロロフルオレセイン ;プロフラビン染料、 例えば3,6−ジアミノアクリジンヘミスルフェート(プロフラビン(Profulavi ne));スルホナフタレイン染料、例えばクレゾールレッド(Cresol Red)(o− クレゾールスルナフタレイン);フタロシアニン染料、例えばカッパーフタロシ アニン{ピグメントブルー(Pigment Blue)15;(SP−4−1)−〔29H ,31H−フタロシアナト(2−)−N29,N30,N31,N32〕銅};カロテノ イド染料、例えばtrans−β−カロテン(フードオレンジ(Food Orange)5 );カルミン酸染料、例えばカルミン(Carmine)、カルミン酸のアルミニウムま たはカルシウム−アルミニウムレーキ(7−α−D−グルコピラノシル−9,1 0−ジヒドロ−3,5,6,8−テトラヒドロキシ−1−メチル−9,10−ジ オキソ−2−アントラセンカルボン酸);アズール染料、例えばアズール(Azure )A〔3−アミノ−7−(ジメチルアミノ)フェノチアジン−5−イウムクロリ ドまたは7−(ジメチルアミノ)−3−イミノ−3H−フェノチアジンヒドロク ロリド〕;並びに、アクリジン染料、例えばアクリジンオレンジ(Acridine Ora nge)〔ベーシックオレンジ14;3,8−ビス(ジメチルアミノ)アクリジンヒ ドロクロリド、塩化亜鉛複塩〕及びアクリフラビン(アクリフラビンナチュラル (Acriflavine natural);3,6−ジアミノ−10−メチルアクリジニウムクロ リドと3,6−アクリジンジアミンとの混合物)が挙げられる。 色素に関して本文中で使用される「可変性(mutable)」なる用語は、官能化分 子包接体の存在下で紫外線照射されたときに電磁スペクトルの可視領域における 色素の吸収極大が変化し得ることを意味する。一般には、色素の吸収極大が紫外 線照射前の色素の吸収極大とは異なるものに変化し且つ変化が不可逆性でありさ えすればよい。従って、新しい吸収極大は電磁スペクトルの可視領域の内部また は外部のいずれに存在してもよい。言い換えると、色素は異なる色に変化するか または無色になる。有色組成物を先ず無色にし次いでその上に新しい像を載せる ことによって電子写真複写物を再使用する電子写真プロセスでトナーとして使用 される目的の有色組成物中で色素を使用するときは、勿論後者が望ましい。 本文中で使用される「不可逆性」なる用語は、色素に対する紫外線照射が終わ っても色素が初期の色に戻らないことを意味する。望ましくは、変化した色素は 安定である、即ち、天然または人工の光及び熱のような環境中の放射線を浴びて も認識できるほどの悪影響を受けないものである。従って、無色になった色素が 無期限に無色に維持されるのが望ましい。 本文中で使用される「紫外線トランソーバ」なる用語は、紫外線を吸収し、色 素と相互作用し、色素の変化を惹起する特性を有する任意の物質を意味する。例 えば、紫外線トランソーバは有機化合物でもよい。従って、この用語は、既知の 光反応剤または光開始剤を包含する。「物質」なる用語は、「化合物」なる用語 を包含し、単一物質も2種類以上の物質の混合物も包含すると理解されたい。2 種類以上の物質を使用する場合、これらの物質の全部が必ずしも同じ波長の紫外 線を吸収する必要はない。 紫外線トランソーバはまた、狭い帯域幅の紫外波長の放射線を吸収し得る化合 物であってもよい。例えば、紫外線トランソーバは、既知の光反応剤と、該光反 応剤の吸収極大をシフトさせ得る物質、即ち波長選択性増感剤との組合せでもよ い。波長選択性増感剤は光反応剤に共有結合してもよい。既知の光反応剤はしば しば高エネルギー放射線を効率的に吸収しない。しかしながら、光反応剤と波長 選択性増感剤とを組合せることによって得られた化合物は、極めて狭いスペクト ルの放射線を効率的に吸収する紫外線トランソーバとなる。波長選択性増感剤は 例えば、フタロイルグリシン及び4−(4−オキシフェニル)−2−ブタノンか ら成るグループから選択され得る。別の例として、光反応剤は、1−〔4−(2 −ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1 −オン及びシクロヘキシル−フェニルケトンエステルから成るグループから選択 され得る。更に別の例として、紫外線トランソーバは、2−〔p−(2−メチル ラクトイル)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセ テートであってもよい。尚も別の例として、紫外線トランソーバは、2−ヒドロ キシ−2−メチル−4′−〔2−〔p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エト キシ〕プロピオフェノンでもよい。 紫外線トランソーバと色素との相互作用のメカニズムは完全には解明されてい ないが、紫外線トランソーバは多様な方法で色素と相互作用し得ると考えられる 。例えば、紫外線トランソーバは紫外線を吸収したとき、1つ以上のフリーラジ カルに変換され、このフリーラジカルが色素と相互作用するのかもしれない。こ の ようなフリーラジカル発生化合物の典型例は、ヒンダード(hindered)ケトンであ り、そのいくつかの例としては、ベンジルジメチルケタール(Irgacure (登録商標)651としてCiba-Geigy Corporation,Hawthorne,New Yorkから 市販されている)、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Irgac ure(登録商標)500)、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〕(Irgacure(登録商標) 907)、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(Irgacure(登録商標)369)及び1−ヒドロ キシシクロヘキシルフェニルケトン(Irgacure(登録商標)184)が ある。 または、紫外線が紫外線トランソーバと色素との間の電子伝達または還元−酸 化反応を開始させるのかもしれない。この場合、紫外線トランソーバは、ミヒラ ー(Michler's)ケトン(p−ジメチルアミノフェニルケトン)またはベンジルト リメチルスタネートでよい。あるいは、カチオン性メカニズムが関与するのかも しれない。この場合には、紫外線トランソーバは例えば、ビス〔4−(ジフェニ ルスルホニオ)フェニル)]スルフィドビス(ヘキサフルオロホスフェート)( Degacure(登録商標)KI85,Ciba-Geigy Corporation,Hawthorne ,New York);Cyracure(登録商標)UVI−6990(Ciba-Geig y Corporation)、ビス〔4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル〕スルフィド ビス(ヘキサフルオロホスフェート)と近縁のモノスルホニウムヘキサフルオロ ホスフェート塩との混合物;及び、η5−2,4−(シクロペンタジエニル)〔 1,2,3,4,5,6−η−(メチル−エチル)ベンゼン〕−鉄(II)ヘキ サフルオロホスフェート(Irgacure(登録商標)261)であろう。 本文中で使用される「紫外線」なる用語は、約4〜約400ナノメーターの範 囲の波長を有する電磁線を意味する。本発明に特に望ましい紫外線の範囲は、約 100〜約375ナノメーターである。従って、この用語は、一般に紫外及び真 空紫外と呼ばれている領域を包含する。これらの2つの領域に属する波長範囲は 典型的には夫々、約180〜約400ナノメーター及び約100〜約180ナノ メーターである。 ある実施態様において、(分子包接体に共有結合した)紫外線トランソーバ対 色素のモル比は一般には約0.5以上であろう。原則的には、紫外線トランソー バの紫外線吸収効率及び色素との相互作用の効率即ち吸収エネルギーを色素に伝 達し、色素の不可逆性変化を惹起する効率が高いほど、上記のモル比を小さくで きる。分子光化学に関する現行の理論は、光子1個あたり2個のフリーラジカル の発生に基づいて、このモル比の下限を0.5と示唆している。しかしながら、 実際的には、1よりも高い値が必要であり、恐らくは約10に等しい値が必要で ある。しかしながら、本発明では、モル比はいかなる特定の範囲にも限定されな い。重要な特徴は、紫外線トランソーバが色素の変化を惹起するのに十分な量で 存在することである。 実際的には、色素と官能化分子包接体とは固体であると考えられ易い。しかし ながら、これらの物質のいずれかまたは全部が液体であってもよい。例えば、有 色組成物は、その成分の1つ以上が液体であるという理由または分子包接体が有 機性の場合には溶媒を使用するという理由で、液体であってもよい。適当な溶媒 の非限定的例としては、N,N−ジメチルホルムアミドのようなアミド;ジメチ ルスルホキシドのようなスルホキシド;アセトン、メチルエチルケトン及びメチ ルブチルケトンのようなケトン;ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン及び キシレンのような脂肪族及び芳香族炭化水素;酢酸エチルのようなエステル;水 などがある。分子包接体がシクロデキストリンの場合に特に適当な溶媒はアミド 及びスルホキシドである。 いくつかの用途では、本発明の有色組成物が典型的には粒子の形態で使用され るであろう。組成物の粒子が極めて小さくなければならない用途もあろう。例え ば、電子写真プロセスのトナーとして使用される目的の有色組成物の粒子は、よ り小さいまたはより大きい粒径の粒子を使用することはできるが典型的には7〜 15マイクロメーターの平均粒径の粒子から構成される。粒子ができるだけ均一 な粒度を有することが重要であることに留意されたい。このような粒子の形成方 法は、当業者に周知である。 光化学プロセスにおいて、高度に反応性の電子的に励起された状態を生じさせ るためには、例えば紫外線トランソーバのような分子が光量子、即ち光子を吸収 することが必要である。しかしながら、放射線の波長に比例する光子エネルギー が非励起状態即ち初期状態と励起状態との間のエネルギー差に一致しないならば 、分子はこの光子エネルギーを吸収できない。従って、有色組成物を照射する紫 外線の波長範囲は直接の問題にはならないが、放射線の少なくとも一部分は、紫 外線トランソーバが色素と相互作用できるエネルギーレベルを得るために必要な エネルギーを供給する波長を有していなければならない。 結局、色素の変化効率を向上させるためには、紫外線トランソーバの吸収極大 が紫外線の波長範囲に整合するのが理想的であろう。色素の変化効率の向上はま た、紫外線の波長範囲が比較的狭く、紫外線トランソーバの極大がこの波長範囲 内に維持されるときに得られるであろう。これらの理由から、特に適当な紫外線 は約100〜約375ナノメーターの波長を有している。この範囲内の紫外線が 誘電性障壁放電エキシマーランプによって放出される非コヒーレント性パルス状 紫外線であるのが望ましい。 「非コヒーレント性パルス状紫外線」なる用語は、誘電性障壁放電エキシマー ランプ(本文中では以後「エキシマーランプ」と呼ぶ)によって放出される放射 線を意味する。このようなランプは例えば、U.Kogelshatz,"紫外及び真空紫外 のエキシマー放射線を発生させる無声放電(Silent discharges for the generat ion of ultraviolet and vacuum ultraviolet excimer radiation),"Pure & Ap pl.Chem.,62,No.9,pp.1667-1674(1990)、及び、E.Eliasson and U.Kogelshatz, "誘電性障壁放電によるUVエキシマー放射線(UV Excimer Radiation from Diel ectric-Barrier Discharges),"Appl.Phys.B,46,pp.299-303(1988)に記載されて いる。エキシマーランプはABBインフォコム社(ABB Infocom Ltd., Lenzburg,Switzerland)によって最初に開発された。以来、エキシマーランプ技 術はヘラエウスノーブルライト社(Heraeus Noblelight AG,Hanau,Germany)によ って継承されてきた。 エキシマーランプは、極めて狭い帯域幅を有する放射線、即ち、5〜15ナノ メーターのオーダの半値幅をもつ放射線を放出する。この放射された放射線は非 コヒーレント性及びパルス状であり、パルスの周波数は、典型的には約20〜約 300kHzの範囲にある交流電源の周波数に依存する。エキシマーランプは一 般に放射線の最大強度が生じる波長によって命名または参照され、本明細書でも この慣例に従う。従って、一般には紫外スペクトル全体に放射し且つ可視領域内 でも放射する他の殆どの市販の有用な紫外線源に比較して、エキシマーランプの 放射は実質的に単色性である。 エキシマーは、特殊なタイプの気体放電中に一時的に存在するような極限条件 下でのみ発生する不安定な分子複合体である。典型例としては、2つの稀ガス原 子間または1つの稀ガス原子と1つのハロゲン原子との間の分子結合がある。エ キシマー複合体は1マイクロ秒以内に解離し、解離するときにそれらの結合エネ ルギーを紫外線の形態で放出する。既知のエキシマーは一般に、エキシマー気体 混合物次第で、約125〜約360ナノメーターの範囲で放射する。 本発明の色素を照射する紫外線の量即ち線量レベルは一般に、色素を変化させ るために必要な量であろう。色素を変化させるために必要な紫外線の量は、常用 の実験方法を用いて平均的な当業者が容易に決定できよう。仕事率密度は単位面 積を通過する放射電磁力の量の測定値であり、通常は、1平方センチメートルあ たりのワット数(W/cm2)で表される。仕事率密度レベルの範囲は、おおよ そ5mW/cm2と15mW/cm2との間、より特定的には8〜10W cm2 である。また、線量レベルは一般に、有色組成物の照射時間及び放射源の強度ま たは線束(flux)の関数である。後者は光源から組成物までの距離によって調節 され、また、紫外線の波長範囲次第では、放射源と組成物との間の雰囲気によっ て調節できる。従って、ある場合には組成物の紫外線照射を管理雰囲気中または 真空中で行うのが適当であろう。但し、通常はこれらはいずれも望ましくない。 本発明組成物は任意の基質上または基質中で使用され得る。しかしながら組成 物が基質中に存在する場合、基質は、色素を変化させるために使用される紫外線 に対して実質的に透明でなければならない。即ち、紫外線が基質と有意に相互作 用したり基質によって吸収されたりしてはならない。実際的には、組成物は一般 に基質上に配置され、最も常用の基質は紙である。しかしながら、製織または不 織のウェブまたは布、フィルム、などを非限定的例とする他の基質を使用するこ とも可能である。 例えば、本発明組成物は、電子写真プロセスで使用される目的のトナーに混和 し得る。トナーは、色素と官能化分子包接体とキャリアーとを含む。キャリアー はポリマーでもよく、トナーは更に電荷キャリアーを含んでもよい。簡単に説明 すると、電子写真プロセスは、感光体表面に像を形成する段階と、感光体表面に トナーを塗布して像の複製であるトナー像を形成する段階と、トナー像を基質に 転写する段階と、トナー像を基質に定着させる段階とから成る。トナーを基質に 定着させた後、色素を不可逆性に変化させるのに十分な線量レベルの紫外線で基 質を照射することによって組成物中の色素を変化させる。例えば、色素を変化さ せるために該方法で使用される紫外線は、約100〜約375ナノメーターの波 長を有し得る。別の例として、紫外線は、誘電性障壁放電エキシマーランプによ って放射される非コヒーレント性パルス状紫外線でよい。 有色組成物が電子写真プロセスのトナーとして使用される目的を有するとき、 組成物はまた、当業者に周知の種類のキャリアーを含むであろう。多くの用途の 場合、キャリアーはポリマーでよく、典型的には熱硬化性または熱可塑性ポリマ ーでよいが、後者のほうが頻用されている。 トナーの製造に適した熱可塑性ポリマーの非限定的例としては、エンドキャッ プト(end-capped)ポリアセタール、例えばポリ(オキシメチレン)またはポリ ホルムアルデヒド、ポリ(トリクロロアセトアルデヒド)、ポリ(n−バレルア ルデヒド)、ポリ(アセトアルデヒド)、ポリ(プロピオンアルデヒド)など; アクリルポリマー、例えばポリアクリルアミド、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メ タクリル酸)、ポリ(アクリル酸エチル)、ポリ(メタクリル酸メチル)など; フルオロカーボンポリマー、例えばポリ(テトラフルオロエチレン)、過フッ素 化エチレンプロピレンコポリマー、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー 、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)、エチレン−クロロトリフルオロエチレ ンコポリマー、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(フッ化ビニル)など;エポキ シ樹脂、例えばエピクロロヒドリンとビスフェノールAとの縮合物;ポリアミド 、例えばポリ(6−アミノカプロン酸)またはポリ(ε−カプロラクタム)、ポ リ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)、ポリ( 11−アミノウンデカン酸)など;ポリアラミド、例えばポリ(イミノ−1,3 −フェニレンイミノイソフタロイル)またはポリ(m−フェニレンイソフタルア ミド)など;パリレン、例えば、ポリ−p−キシリレン、ポリ(クロロ−p−キ シ レン)など;ポリアリールエーテル、例えばポリ(オキシ−2,6−ジメチル− 1,4−フェニレン)またはポリ(p−フェニレンオキシド)など;ポリアリー ルスルホン、例えばポリ(オキシ−1,4−フェニレンスルホニル−1,4−フ ェニレンオキシ−1,4−フェニレン−イソプロピリデン−1,4−フェニレン )、ポリ(スルホニル−1,4−フェニレンオキシ−1,4−フェニレンスルホ ニル−4,4−ビフェニレン)など;ポリカーボネート、例えばポリ(ビスフェ ノールA)またはポリ(カルボニル−ジオキシ−1,4−フェニレンイソプロピ リデン−1,4−フェニレン)など;ポリエステル、例えばポリ(エチレンテレ フタレート)、ポリ(テトラメチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレ ン−1,4−ジメチレンテレフタレート)またはポリ(オキシメチレン−1,4 −シクロヘキシレンメチレン−オキシテレフタロイル)など;ポリアリールスル フィド、例えば、ポリ(p−フェニレンスルフィド)またはポリ(チオ−1,4 −フェニレン)など;ポリイミド、例えばポリ(ピロメリットイミド−1,4− フェニレン)など;ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ リ(1−ブテン)、ポリ(2−ブテン)、ポリ(1−ペンテン)、ポリ(2−ペ ンテン)、ポリ(3−メチル−1−ペンテン)、ポリ(4−メチル−1−ペンテ ン)、1,2−ポリ−1,3−ブタジエン、1,4−ポリ−1,3−ブタジエン 、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリアクリロニトリル、ポリ(酢酸ビニ ル)、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリスチレンなど;並びに、上記ポリマー類の コポリマー、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンスチレン(ABS)コポリ マー、スチレン−n−ブチルメタクリレートコポリマー、エチレン−酢酸ビニル コポリマーなどがある。 多用されている熱可塑性ポリマーとしては、スチレン−n−ブチルメタクリレ ートコポリマー、ポリスチレン、スチレン−n−ブチルアクリレートコポリマー 、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリカーボネート、ポリ(メタクリル酸メ チル)、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリアミド(ナイロン−12)、ポリエチ レン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、及びエポキシ樹脂が ある。 熱硬化性ポリマーの非限定的例としては、アルキド樹脂、例えば無水フタル酸 −グリセロール樹脂、マレイン酸−グリセロール樹脂、アジピン酸−グリセロー ル樹脂、無水フタル酸−ペンタエリトリトール樹脂;フタル酸ジアリル、イソフ タル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル及びクロレンド酸ジアリルのようなモノマ ーがポリエステル化合物中の非揮発性架橋剤として作用しているアリル樹脂;ア ミノ樹脂、例えばアニリン−ホルムアルデヒド樹脂、エチレンユリア−ホルムア ルデヒド樹脂、ジシアンジアミド−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムア ルデヒド樹脂、スルホンアミド−ホルムアルデヒド樹脂及びユリア−ホルムアル デヒド樹脂;エポキシ樹脂、例えば架橋エピクロロヒドリン−ビスフェノールA 樹脂;フェノール樹脂、例えばノボラック及びレゾールのようなフェノール−ホ ルムアルデヒド樹脂;並びに、熱硬化性ポリエステル、シリコーン及びウレタン がある。 色素と官能化分子包接体と任意成分のキャリアーとに加えて、本発明の有色組 成物は、意図する用途次第では追加成分を含有し得る。例えば、電子写真プロセ スのトナーとして使用される組成物は任意に、電荷キャリアー、熱酸化安定剤、 粘弾性改質剤、架橋剤、可塑剤などを含有し得る。更に、電子写真プロセスのト ナーとして使用される組成物は任意に、当業者に周知の他の添加剤として、第四 級アンモニウム塩のような電荷調節剤;疎水性シリカ、ステアリン酸亜鉛、ステ アリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ポリステアリン酸ビニル及びポリ エチレン粉末のような流動調整剤;並びに、炭酸カルシウム、クレー及びタルク のような充填剤を含有し得る。ある種の用途では、電荷キャリアーがトナーの主 成分であろう。電荷キャリアーは勿論、当業者に周知であり、典型的にはポリマ ー被覆された金属粒子である。有色組成物中のこれらの追加成分の実体及び量は 当業者に周知である。 有色組成物を電子写真プロセスのトナーとして使用する場合、いくつかの変更 が可能であり、これらの変更も本発明の範囲に包含される。例えば、未使用の紙 シートに第一の像を形成するために組成物ベースのトナーを使用し得る。次に、 色素を無色にしその結果として組成物を無色にするために本発明方法でシートに 紫外線を照射することによってシートをリサイクルできる。従って、第二の像を シートに形成し得る。第二の像は、既知の標準トナーから形成されてもよくまた は第一の像を形成するために使用した組成物ベースのトナーと同じもしくは異な る組成物ベースのトナーから形成されてもよい。第二の像を形成するために組成 物ベースのトナーを使用した場合にもシートを再びリサイクルできる。リサイク ルの回数は、紙の表面の無色になった組成物の蓄積量によって限定される。更に 、後の像はシートの任意の面に形成し得る。即ち、第一の像が形成されたシート の面に第二の像を形成させる必要はない。 加えて、シート上の組成物ベースのトナー像を無色形態に変換する処理をシー ト上で行う必要もない。例えば、組成物ベースのトナーから形成された像を有す るシートを従来の方法でリサイクルしてもよい。但し、常用のインキ除去段階の 代わりに、シートをパルプに変換する前または変換した後に紫外線を照射する。 シートをパルプに変換した後に紫外線を照射する場合には、紫外線照射下で色素 を変化させる紫外線トランソーバの能力を妨害する成分がパルプに存在してはな らないことは当業者に理解されよう。従って、得られるパルプから形成される紙 には無色のトナーが混在しているだけである。 本発明はまた、官能化分子包接体の製造方法を提供する。本方法は、求核基を 有する誘導体化した紫外線トランソーバを準備する段階と、1分子あたり2個を 超える離脱基を有する誘導体化した分子包接体を準備する段階と、誘導体化した 紫外線トランソーバと誘導体化した分子包接体とを、分子包接体の各分子に平均 で2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合するのに十分な条件下で反応 させる段階とを含む。 一般に、誘導体化した紫外線トランソーバと誘導体化した分子包接体とは、二 分子求核置換反応によって紫外線トランソーバが分子包接体に共有結合するよう に選択される。従って、求核基及び離脱基の選択と、誘導体化した紫外線トラン ソーバ及び誘導体化した分子包接体との調製とは夫々、過度な実験を要せずに当 業者が容易に行うことができよう。 反応の結果として分子包接体に2個を超える紫外線トランソーバの分子が共有 結合するという条件が充たされる限り、誘導体化した紫外線トランソーバの求核 基は二分子求核置換反応に関与し得るいかなる求核基でもよい。求核基は一般に は、ルイス塩基、即ち、非共有電子対を有する任意の基であろう。基は、中性基 でもよくまたは負荷電基でもよい。求核基の非限定的な代表例としては、脂肪族 ヒドロキシ、芳香族ヒドロキシ、アルコキシド、カルボキシ、カルボキシレート 、アミノ及びメルカプトがある。 同様に、誘導体化した分子包接体の離脱基は、反応の結果として分子包接体に 2個を超える紫外線トランソーバの分子が共有結合するという同様の条件が充た される限り、二分子求核置換反応に関与し得るいかなる離脱基でもよい。離脱基 のやはり非限定的な代表例としては、p−トルエンスルホネート(トシレート) 、p−ブロモベンゼンスルホネート(ブロシレート)、p−ニトロベンゼンスル ホネート(ノシレート)、メタンスルホネート(メシレート)、オキソニウムイ オン、アルキルパークロレート、アンモニオアルカンスルホネートエステル(ベ チレート)、アルキルフルオロスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート (トリフレート)、ノナフルオロブタンスルホネート(ノナフレート)、及び、 2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート(トレシレート)がある。 誘導体化した紫外線トランソーバと誘導体化した分子包接体との反応は溶液中 で行う。溶媒は、2種類の誘導体の溶解度に基づいて選択する。実際的には、特 に有用な溶媒は、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)である。 温度、反応時間などの反応条件は一般に、求核基及び離脱基の種類に基づく選 択事項である。通常は高温は不要である。例えば、反応温度は約0℃からほぼ室 温、即ち20〜25℃までの範囲でよい。 上述のような官能化分子包接体の調製は通常は色素を存在させずに行う。しか しながら、特に、約3よりも大きい置換度が望まれる場合には、誘導体化した紫 外線トランソーバと誘導体化した分子包接体とを反応させる前に色素を誘導体化 した分子包接体に会合させてもよい。置換度が約3の場合、色素と官能化分子包 接体との会合により、色素の少なくとも一部分は官能化分子包接体の空洞に包接 されるであろう。より高い置換度、例えば置換度約6の場合、色素の少なくとも 一部分が官能化分子包接体の空洞に包接されることが立体障害によって部分的に または完全に阻止されるかもしれない。従って、通常は立体障害をほとんど示さ ない誘導体化した分子包接体と色素とを会合させるとよい。この場合、色素の少 なくとも一部分は誘導体化した分子包接体の空洞に包接されるであろう。従って 、 上述の二分子求核置換反応の結果として、色素の少なくとも一部分が官能化分子 包接体の空洞に包接された本発明の有色組成物が得られるであろう。 本発明を以下の実施例に基づいてより詳細に説明する。しかしながらこれらの 実施例は本発明の要旨または範囲を全く限定するものではないことを理解された い。 実施例1 この実施例は紫外線トランソーバ、2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェ ノキシ〕−エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートの調製を 記載する。 凝縮器及び2つのガラス栓をディーン−スタークアダプターで取付けた250 ml容の三つ口丸底フラスコで、20.5g(0.1モル)の波長選択性増感剤 、フタロイルグリシン(Aldrich Chemical Company,Inc.,Milwaukee,Wiscons in)と、24.6g(0.1モル)の光反応剤、Darcure(登録商標)2 959(Ciba-Geigy Corporation, Hawthorne, NY)と、100mlのベンゼ ン(Aldrich)と、0.4gのp−トルエンスルホン酸(Aldrich)とを混合した 。混合物を還流下で3時間加熱した後、1.8mlの水が収集された。減圧下に 溶媒を除去すると、40.1gの白色粉末が得られた。粉末をヘキサン中の30 %酢酸エチル(Fisher Scientific,Pittsburgh,Pennsylvania)から再結晶させ ると、融点153〜4℃を有する白色結晶質粉末が収量38.1g(93%)で 得られた。得られた生成物2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェノキシ〕エ チル1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートは以下の物理的パラメー ターを有していた。 IR〔Nujol Mull〕νmax3440,1760,1740,1680 ,1600cm-1 1 HNMR〔CDCl3〕δppm 1.64〔s〕,4.25〔m〕,4.49 〔m〕,6.92〔m〕,7.25〔m〕,7.86〔m〕,7.98〔m], 8.06〔m〕ppm 実施例2 この実施例は、2−〔p−(2−メチルアリルオキシ)フェノキシ〕エチル1 ,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートの調製を記載する。 ディーン−スタークアダプターを取付けた500ml容の丸底フラスコに、実 施例1で得られた20.0gの2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェノキシ 〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートと、0.1gのp −トルエンスルホン酸(Aldrich)と、200mlのベンゼン(Aldrich)とを導 入した。得られた混合物を還流温度で4時間加熱し、この間に0.8mlの水が 収集された。次に回転蒸発器内で減圧下に溶媒を除去すると、17.9gの白色 固体が得られた。ヘキサン中の20重量%の酢酸エチルを溶出剤としてシリカゲ ルカラムで固体を精製した。溶出剤を除去すると、融点148〜9℃を有する2 −〔p−(2−メチルアリルオキシ)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ− 2−イソインドリンアセテートが収量17.6g(92%)で得られた。この物 質は以下の物理的パラメーターを有していた。 IR〔Nujol Mull〕νmax 1760cm-1 実施例3 この実施例は、誘導体化した紫外線トランソーバ、2−〔p−(2−メチル− 2−メルカプトメチルプロピオニル)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ− 2−イソインドリンアセテートの調製を記載する。 気泡管と凝縮器と添加漏斗とを取付け、磁気撹拌棒を入れた500ml容の三 つ口丸底フラスコに、実施例2で得られた10.0g(0.025モル)の2− 〔p−(2−メチルアリルオキシ)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2 −イソインドリンアセテートを150mlの無水N,N−ジメチルホルムアミド (DMF,Aldrich)に溶解した溶液を導入した。溶液を磁気撹拌棒で撹拌しな がら氷浴で0℃に冷却した。次に、硫化水素(Aldrich)を溶液に30分間吹込 んだ。フラスコ内を正の硫化水素圧に維持しながら、硫化水素で飽和した溶液を 室温で一夜撹拌した。気泡管を介して乾燥アルゴンを溶液に吹込むことによって 溶液及びフラスコから余剰の硫化水素を除去した。次に、溶液を氷水に注いだ。 得られた混合物を各50mlのジエチルエーテル(Aldrich)で3回抽出した。 エーテル抽出物を一緒にし、100mlの水で一回洗浄し、無水硫酸マグネシウ ム(Aldrich)で乾燥した。エーテルを硫酸マグネシウムから傾瀉し、回転蒸発 器内で蒸発させた。エーテルの蒸発後に残留した固体を実施例2に記載の手順で 精製すると、融点160〜1℃を有する白色固体の形態で7.9g(73%)の 2−〔p−(2−メチル−2−メルカプトメチルプロピオニル)フェノキシ〕エ チル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートが得られた。この物質 は以下の物理的パラメーターを有していた。 IR〔Nujol Mull〕νmax 2580cm-1 実施例4 この実施例は、誘導体化したβ−シクロデキストリンの調製を記載する。 100ml容の丸底フラスコに、6.0gのβ−シクロデキストリン(Americ an Maize Products Company,Hammond,Indiana)と、10.0gのp−トルエ ンスルホン酸(Aldrich)と、50mlのpH10のバッファ溶液(Fisher)と を導入した。フラスコの内容物を室温で8時間撹拌した後、約100gの氷に注 いだ。得られた混合物をエーテルで抽出した。水相を50mlのアセトン(Aldr ich)に注いだ。得られた不透明な混合物を濾過すると白色粉末が得られた。こ の粉末を、セファデックス(登録商標)カラム(Aldrich)で5部のn−ブタノ ールと4部のエタノールと3部の水(すべて容量部)との混合物を用いて精製し た。溶出剤を蒸発させると、10.9gの白色粉末が残渣として得られた。 13C NMR分光光度計(DMF−d6)を用い、いずれも6位のヒドロキシ 置換炭素対トシル化炭素との比を比較することによって置換度を測定した。6− 位の炭素がヒドロキシ基を有するときの、6個の炭素原子の各々のNMRピーク を表1に示す。 トシル基の存在は、5位及び6位の炭素原子のNMRピークを夫々68.8及 び69.5ppmにシフトさせる。 6位のトシル化炭素のNMRピークを積分し、6位のヒドロキシ置換炭素のN MRピークを積分し、前者を後者で除算することによって置換度を算出した。積 分値は夫々23.6及び4.1であり、置換度は5.9であった。従って、この 実施例の平均置換度は約6である。 実施例5 β−シクロデキストリン及びp−トルエンスルホン酸(Aldrich)の量を夫々 6.0g及び5.0gにした以外は、実施例4の手順を反復した。この場合、置 換度は約3であることが判明した。 実施例6 この実施例では、実施例3の誘導体化した紫外線トランソーバと実施例4の誘 導体化した分子包接体とを出発物質とする官能化分子包接体の調製を記載する。 磁気撹拌棒を入れた250ml容の丸底フラスコに、実施例4で調製した10 .0g(4.8ミリモル)のトシル化β−シクロデキストリンと、実施例3で調 製した20.7g(48ミリモル)の誘導体化した紫外線トランソーバ、2−〔 p−(2−メチル−2−メルカプトメチルプロピオニル)フェノキシ〕−エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートと、100mlのDMFと を 導入した。得られた混合物を氷浴で0℃に冷却し、磁気撹拌棒によって撹拌した 。次に、20mlのDMF中の10mlのN,N−ジイソプロピルエチルアミン の溶液を混合物に滴下した。得られた反応混合物を0℃で8時間撹拌した。混合 物を100gの氷に注ぎ、エーテルで抽出した。水相に、500mlのアセトン を添加すると、白色沈殿物が形成された。沈殿物を濾過によって単離し、アセト ンで洗浄した。沈殿物を実施例4に記載の手順でセファデックスカラムで精製し た。溶出剤を蒸発させると、16.7gの官能化β−シクロデキストリンが得ら れた。 実施例4に記載の手順で置換度を測定した。この場合、誘導体化した紫外線ト ランソーバの存在は6位の炭素原子のNMRピークを63.1にシフトさせる。 6位の置換炭素のNMRピークを積分し、6位のヒドロキシ置換炭素のNMRピ ークを積分し、前者を後者で除算することによって置換度を算出した。積分値は 夫々67.4及び11.7であり、置換度は5.7であった。従って、この実施 例の平均置換度は約6である。 実施例7 実施例4の誘導体化した分子包接体の代わりに実施例5の誘導体化した分子包 接体を使用する以外は実施例6の手順を反復した。平均置換度は約3であること が判明した。 実施例8 この実施例は、可変性色素と実施例6で得られた官能化分子包接体とを含む有 色組成物の調製を記載する。 磁気撹拌棒を入れた250ml容のエルレンマイヤーフラスコに、実施例5で 得られた20.0g(5.4ミリモル)の官能化分子包接体と、100gの水と を導入した。水を80℃に加熱し、この温度で透明な溶液が得られた。溶液を撹 拌しながら3.1gのビクトリアピュアブルーBO(Aldrich)をゆっくりと加 えた。形成された沈殿物を濾過によって高温溶液から除去した。沈殿物を50m lの水で洗浄し、乾燥すると、19.1g(84%)の青色粉末の形態で、可変 性色素ビクトリアピュアブルーBOと、分子包接体1分子あたり平均約6個の紫 外線トランソーバ分子が共有結合した分子包接体とから成る有色組成物が得られ た。 実施例9 実施例6で得られた官能化分子包接体の代わりに実施例7で得られた官能化分 子包接体を使用する以外は、実施例8の手順を反復した。 実施例10 この実施例は、分子包接体1分子あたり約2個の紫外線トランソーバ分子が共 有結合したβ−シクロデキストリン分子包接体の調製を記載する。調製には、実 施例2で得られた2−〔p−(2−メチルアリルオキシ)フェノキシ〕エチル1 ,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートを使用した。 100ml容の丸底フラスコで、5.0g(4ミリモル)のβ−シクロデキス トリン(American Maize Products Company)と、実施例2で調製した8.3g (20ミリモル)の2−〔p−(2−メチルアリルオキシ)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートと、50mlの無水DMF と、20mlのベンゼンと、0.01gのp−トルエンスルホニルクロリド(Al drich)とを混合した。得られた混合物を氷/塩浴で冷却し、24時間撹拌した 。混合物を150mlの弱い炭酸水素ナトリウム溶液に注ぎ、各50mlのジエ チルエーテルで3回抽出した。次に水相を濾過すると、9.4gの白色固体が得 られた。50:50の容量比のDMF:アセトニトリル混合物を用いた逆相薄層 クロマトグラフィーでは、出発物質に比べて新しい生成物ピークが生じた。実施 例4及び5に記載の手順により、生成物が平均置換度2を有することが判明した 。 実施例11 この実施例は、実施例8、9及び10の組成物の変化すなわち脱色の速度を記 載する。 それぞれ、約10mgの組成物をスチールプレート(Q-Panel Company, Cleveland,Ohio)に載せた。3滴(約0.3ml)のアセトニトリル(Burdck & Jackson,Muskegon,Michigan)を組成物の上部に滴下し、2つの物質をへら で速やかに混合し、プレート上に薄膜状に展延させた。アセトニトリルの添加後 5〜10秒以内に、222ナノメーターのエキシマーランプアセンブリで各プレ ートを照射した。アセンブリは、長さ約30cmを有する4個の円筒ランプのバ ンクから構成されていた。ランプの中央に配置されたすなわちランプに内蔵され た管に水を循環させることによってランプを冷却したので、ランプは約50℃と いう比較的低い温度で作動した。ランプの外面の出力密度は典型的には1平方メ ートルあたり約4〜約20ジュール(J/m2)の範囲であった。しかしながら 、実際にはこのような範囲は、現行のエキシマーランプの出力供給能力を反映し ているだけである。将来は、より高い出力密度の実用化が可能であろう。ランプ から被照射サンプルまでの距離は4.5cmであった。肉眼で観察して各々の膜 が無色になる時間を測定した。結果を表2にまとめる。 表2のデータは、本発明の有色組成物の明らかな優越性を示しているので、こ のようなデータを置換度対脱色時間としてプロットした。プロットを図1に示す 。図1は、3未満の置換度を有する組成物と比較したときの本発明の有色組成物 の有意な改良を示すだけでなく、置換度約6がほぼ最適であることも示す。即ち 、図は、約6よりも大きい置換度としたときの脱色時間の改善が殆ど得られない ことを示す。 実施例12 この実施例は、可変性色素と実施例4で得られた誘導体化した分子包接体とか ら成る複合体の調製を記載する。 実施例6の官能化分子包接体の代わりに実施例4で得られた10g(4.8ミ リモル)の誘導体化した分子包接体を使用し、ビクトリアピュアブルーBOの量 を2.5g(4.8ミリモル)に減らした以外は、実施例8の手順を反復した。 洗浄した固体の収量は10.8g(86%)であり、固体は、誘導体化した分子 包接体のトシル化β−シクロデキストリンに結合した可変性色素から成り、トシ ル化β−シクロデキストリンは分子包接体1分子あたり平均6個のトシル基を有 していた。 実施例13 この実施例は、可変性色素と官能化分子包接体とを含む有色組成物の調製を記 載する。 トシル化β−シクロデキストリンの代わりに実施例12で得られた10g(3 .8ミリモル)の複合体を使用し、実施例3で得られた誘導体化した紫外線トラ ンソーバの量を11.6g(27ミリモル)とした以外は、実施例6の手順を反 復した。得られた有色組成物の量は11.2g(56%)であった。実施例4及 び6に記載の手順で平均置換度を測定すると、5.9、即ち約6であることが判 明した。 上記では特定の実施態様に基づいて本発明を詳細に説明した。上記を十分に理 解すれば、当業者がこれらの実施態様の変形、変種及び等価形態を容易に想到し 得ることは理解されよう。従って、本発明の範囲は、等価の概念を含む特許請求 の範囲の記載によって規定される。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年12月26日 【補正内容】 実施例1 この実施例は紫外線トランソーバ、2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェ ノキシ〕−エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートの調製を 記載する。 凝縮器及び2つのガラス栓をディーン−スタークアダプターで取付けた250 ml容の三つ口丸底フラスコで、20.5g(0.1モル)の波長選択性増感剤 、フタロイルグリシン(Aldrich Chemical Company,Inc.,Milwaukee,Wiscons in)と、24.6g(0.1モル)の光反応剤、Darcur(登録商標)29 59(Ciba-Geigy Corporation,Hawthorne,NY)と、100mlのベンゼン(Aldri ch)と、0.4gのp−トルエンスルホン酸(Aldrich)とを混合した。混合物 を還流下で3時間加熱した後、1.8mlの水が収集された。減圧下に溶媒を除 去すると、40.1gの白色粉末が得られた。粉末をヘキサン中の30%酢酸エ チル(Fisher Scientific,Pittsburgh,Pennsylvania)から再結晶させると、 融点153〜4℃を有する白色結晶質粉末が収量38.1g(93%)で得られ た。得られた生成物2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートは以下の物理的パラメーター を有していた。 IR〔Nujol Mull〕νmax3440,1760,1740,1680 ,1600cm-1 1 HNMR〔CDCl3〕δppm 1.64〔s〕,4.25〔m〕,4.49 〔m〕,6.92〔m〕,7.25〔m〕,7.86〔m〕,7.98〔m〕, 8.06〔m〕ppm 実施例2 この実施例は、2−〔p−(2−メチルアリルオキシ)フェノキシ〕エチル1 ,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートの調製を記載する。 ディーン−スタークアダプターを取付けた500ml容の丸底フラスコに、実 施例1で得られた20.0gの2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェノキシ 〕 エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートと、0.1gのp− トルエンスルホン酸(Aldrich)と、200mlのベンゼン(Aldrich)とを導入 した。得られた混合物を還流温度で4時間加熱し、この間に0.8mlの水が収 集された。次に回転蒸発器内で減圧下に溶媒を除去すると、17.9gの白色固 体が得られた。 請求の範囲 1.可変性色素と官能化分子包接体とを含み、前記官能化分子包接体は少なくと も2個の紫外線トランソーバと共有結合した分子包接体である有色組成物。 2.前記分子包接体が、クラスレート、ゼオライト及びシクロデキストリンから 成るグループから選択されることを特徴とする請求項1に記載の有色組成物。 3.前記色素の少なくとも一部分が前記分子包接体の空洞に包接されていること を特徴とする請求項2に記載の有色組成物。 4.紫外線トランソーバが波長選択性増感剤と光反応剤とを組合せて含むことを 特徴とする請求項1に記載の有色組成物。 5.前記波長選択性増感剤が前記光反応剤に共有結合していることを特徴とする 請求項4に記載の有色組成物。 6.前記波長選択性増感剤が約100〜約375ナノメーターの波長を有する紫 外線を吸収することを特徴とする請求項5に記載の有色組成物。 7.前記紫外線が誘電性障壁放電エキシマーランプから放出される非コヒーレン ト性パルス状紫外線であることを特徴とする請求項6に記載の有色組成物。 8.前記波長選択性増感剤が、フタロイルグリシン及び4−(4−オキシフェニ ル)−2−ブタノンから成るグループから選択されることを特徴とする請求項5 に記載の有色組成物。 9.前記光反応剤が、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2− ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン及びシクロヘキシル−フェニルケト ンエステルから成るグループから選択されることを特徴とする請求項5に記載の 有色組成物。 10.各紫外線トランソーバが、2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェノキ シ〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートであることを特 徴とする請求項5に記載の有色組成物。 11.各紫外線トランソーバが、2−ヒドロキシ−2−メチル−4′−〔2−〔 p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エトキシ〕プロピオフェノンであること を特徴とする請求項5に記載の有色組成物。 12.前記官能化分子包接体が3〜約21の平均置換度を有することを特徴とす る請求項1に記載の有色組成物。 13.官能化分子包接体の製造方法であって、 求核基を有する誘導体化した紫外線トランソーバを準備する段階と、 2個を超える離脱基を有する誘導体化した分子包接体を準備する段階と、 前記誘導体化した紫外線トランソーバと前記誘導体化した分子包接体とを、分 子包接体の各分子に平均で2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合する のに十分な条件下で反応させる段階とを含む該方法。 14.前記誘導体化した分子包接体が可変性色素と会合していることを特徴とす る請求項13に記載の方法。 15.前記誘導体化した紫外線トランソーバの求核基がメルカプトメチル基であ ることを特徴とする請求項13に記載の方法。 16.前記誘導体化した分子包接体の離脱基がp−トルエンスルホニル基である ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 17.前記誘導体化した分子包接体がトシル化β−シクロデキストリンであるこ とを特徴とする請求項16に記載の方法。 18.前記誘導体化した紫外線トランソーバの求核基がメルカプトメチル基であ り、前記誘導体化した分子包接体の離脱基がp−トルエンスルホニル基であるこ とを特徴とする請求項13に記載の方法。 19.前記誘導体化した紫外線トランソーバが、2−〔p−(2−メチル−2− メルカプトメチルプロピオニル)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2− イソインドリンアセテートであることを特徴とする請求項13に記載の方法。 20.前記誘導体化した紫外線トランソーバが、2−メルカプトメチル−2−メ チル−4′−〔2−〔p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エトキシ〕プロピ オフェノンであることを特徴とする請求項13に記載の方法。 21.前記誘導体化した分子包接体が、3〜約21の平均置換度を有するトシル 化β−シクロデキストリンであることを特徴とする請求項20に記載の方法。 22.可変性色素と会合している誘導体化した分子包接体。 23.前記分子包接体が2を超える平均置換度を有することを特徴とする請求項 22に記載の誘導体化した分子包接体。 24.前記分子包接体が3〜約21の平均置換度を有することを特徴とする請求 項23に記載の誘導体化した分子包接体。 25.可変性色素と会合しているトシル化β−シクロデキストリン。 26.2を超える平均置換度を有することを特徴とする請求項25に記載のトシ ル化β−シクロデキストリン。 27.平均置換度が3〜約21の範囲であることを特徴とする請求項26に記載 のトシル化β−シクロデキストリン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),AL,AM,AT,AU,BB,BG,BR,B Y,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES ,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LK,LR,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, TJ,TM,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 マクドナルド,ジョン,ゲイビン アメリカ合衆国,30033 ジョージア,デ ィケイター,クノールウッド テラス 1472番地

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.可変性色素と官能化分子包接体とを含む有色組成物。 2.前記分子包接体が、クラスレート、ゼオライト及びシクロデキストリンから 成るグループから選択されることを特徴とする請求項1に記載の有色組成物。 3.前記色素の少なくとも一部分が前記分子包接体の空洞に包接されていること を特徴とする請求項2に記載の有色組成物。 4.紫外線トランソーバが波長選択性増感剤と光反応剤とを組合せて含むことを 特徴とする請求項1に記載の有色組成物。 5.前記波長選択性増感剤が前記光反応剤に共有結合していることを特徴とする 請求項4に記載の有色組成物。 6.前記波長選択性増感剤が約100〜約375ナノメーターの波長を有する紫 外線を吸収することを特徴とする請求項5に記載の有色組成物。 7.前記紫外線が誘電性障壁放電エキシマーランプから放出される非コヒーレン ト性パルス状紫外線であることを特徴とする請求項6に記載の有色組成物。 8.前記波長選択性増感剤が、フタロイルグリシン及び4−(4−オキシフェニ ル)−2−ブタノンから成るグループから選択されることを特徴とする請求項5 に記載の有色組成物。 9.前記光反応剤が、1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕−2− ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン及びシクロヘキシル−フェニルケト ンエステルから成るグループから選択されることを特徴とする請求項5に記載の 有色組成物。 10.前記紫外線トランソーバが、2−〔p−(2−メチルラクトイル)フェノ キシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2−イソインドリンアセテートであることを 特徴とする請求項5に記載の有色組成物。 11.前記紫外線トランソーバが、2−ヒドロキシ−2−メチル−4′−〔2− 〔p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エトキシ〕プロピオフェノンであるこ とを特徴とする請求項5に記載の有色組成物。 12.前記官能化分子包接体が3〜約21の平均置換度を有することを特徴とす る請求項1に記載の有色組成物。 13.官能化分子包接体の製造方法であって、 求核基を有する誘導体化した紫外線トランソーバを準備する段階と、 2個を超える離脱基を有する誘導体化した分子包接体を準備する段階と、 前記誘導体化した紫外線トランソーバと前記誘導体化した分子包接体とを、分 子包接体の各分子に平均で2個を超える紫外線トランソーバ分子が共有結合する のに十分な条件下で反応させる段階とを含む該方法。 14.前記誘導体化した分子包接体が可変性色素と会合していることを特徴とす る請求項13に記載の方法。 15.前記誘導体化した紫外線トランソーバの求核基がメルカプトメチル基であ ることを特徴とする請求項13に記載の方法。 16.前記誘導体化した分子包接体の離脱基がp−トルエンスルホニル基である ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 17.前記誘導体化した分子包接体がトシル化β−シクロデキストリンであるこ とを特徴とする請求項16に記載の方法。 18.前記誘導体化した紫外線トランソーバの求核基がメルカプトメチル基であ り、前記誘導体化した分子包接体の離脱基がp−トルエンスルホニル基であるこ とを特徴とする請求項13に記載の方法。 19.前記誘導体化した紫外線トランソーバが、2−〔p−(2−メチル−2− メルカプトメチルプロピオニル)フェノキシ〕エチル 1,3−ジオキソ−2− イソインドリンアセテートであることを特徴とする請求項13に記載の方法。 20.前記誘導体化した紫外線トランソーバが、2−メルカプトメチル−2−メ チル−4′−〔2−〔p−(3−オキソブチル)フェノキシ〕エトキシ〕プロピ オフェノンであることを特徴とする請求項13に記載の方法。 21.前記誘導体化した分子包接体が、3〜約21の平均置換度を有するトシル 化β−シクロデキストリンであることを特徴とする請求項20に記載の方法。 22.誘導体化した分子包接体。 23.約3〜約21の平均置換度を有することを特徴とする請求項22に記載の 誘導体化した分子包接体。 24.可変性色素と会合していることを特徴とする誘導体化した分子包接体。 25.前記分子包接体が2を超える平均置換度を有することを特徴とする請求項 24に記載の誘導体化した分子包接体。 26.前記分子包接体が3〜約21の平均置換度を有することを特徴とする請求 項25に記載の誘導体化した分子包接体。 27.トシル化β−シクロデキストリン。 28.2を超える平均置換度を有することを特徴とする請求項27に記載のトシ ル化β−シクロデキストリン。 29.平均置換度が3〜約21の範囲であることを特徴とする請求項28に記載 のトシル化β−シクロデキストリン。
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