JPS61157560A - 金属フタロシアニン結晶の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、有機金属化合物の結晶の製造方法に関し、更
に詳しく云えば、高い結晶性と高い導電性を有する金属
フタロシアニン化合物の結晶を容易に製造する方法に関
する。

（従来の技術） 従来、多環式化合物、特に金属フタロシアニン化合物は
１種々の特異な物理的、化学的および電気的性質の故に
種々研究され、それらの研究の幾つかとして、これらの
金属フタロシアニンをポリで−とし、その導電性を高め
ようとする研究が行われており、また別の研究としては
、金属フタロシアニン化合物の多晶性に着目して、種々
の結晶形の金属フタロシアニン結晶が開示されている。

金属フタロシアニンポリブーとしては、一般的には、金
属フタロシアニン化合物に付加重合性基を導入して重合
する方法、フタロシアニン環のベンゼン環に官能基を導
入して、これらを縮重合する方法、製造原料として、テ
トラカルボン酸化合物を使用してポリマーとする方法等
がある。

また金属フタロシアニン化合物の結晶化においては、金
属フタロシアニンを種々の有機溶剤により結晶成長させ
て、α、β、γその他の結晶形とする方法、真空下での
加熱昇華による方法等がある。

（発明が解決しようとしている問題点）上記の２タロシ
アニンポリマーは、その原料である金属フタロシアニン
化合物が溶剤に難溶性であること、また生成するポリマ
ーは溶剤に更に難溶性となるために、重合度の高いポリ
マーを得ることができず、従って、導電性という面から
は、充分に高い値を得るに至っていない。

一方ブタロシアニンの結晶に関しては、同様に金属フタ
ロシアニン化合物は溶剤に難溶性であるため、溶剤によ
る結晶化は困難であり、また昇華方法では、金属フタロ
シアニンが高融点であるため、高真空条件、加熱温度、
昇華速度等の適正な条件の設定が困難であるため、充分
に成長した、あるいは高純度の結晶を簡単な装置で容易
に得ることができないという問題点がある。

本発明者は、上述の如き従来技術の問題点、を解決すべ
く鋭意研究の結果、金属フタロシアニン化合物の金属に
有機基を配位させることにより、金属フタロシアニン化
合物を各種溶剤に易溶性とし、これらの化合物の溶液を
調製し、該溶液から溶剤を蒸発除去し、次いで加熱処理
するときは。

その他何らの高価な装置やプロセス、例えば高真空等の
装置や設定困難な条件を使用することなく、高純度且つ
高結晶性の金属フタロシアニン結晶が極めて短時間で容
易に形成でき、しかも得られた金属フタロシアニン結晶
は従来技術からは予想し得ない程度の導電性を有するも
のであることを知見して本発明を完成した。

（発明の開示） すなわち、本発明は、一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎ（Ｍは金
属、Ｌは配位子、ｎは１または２、Ｐｃはフタロシアニ
ン環である）で表される金属フタロシアニン化合物の溶
液から溶剤を蒸発除去し、次いで加熱処理することを特
徴とする金属フタロシアニン結晶の製造方法である。

次に本発明を更に詳しく説明すると、本発明の第１の特
徴は、金属フタロシアニンの結晶を得るための原料とし
て一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎで表される金属フタロシアニ
ン化合物を使用することであり、第２の特徴は、これら
一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎの金属フタロシアニン化合物が
各種の溶剤に容易に溶解することを利用することであり
、且つ第３の特徴は、得られた一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎ
で表される金属フタロシアニン化合物の溶液を蒸発乾固
し、次いで加熱処理するときは、全く予想外にも短時間
で、優れた結晶が成長することである。

従って、以下上記の特徴点を主体にして本発明を更に詳
細に説明する。

本発明において使用する一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎのフタ
ロシアニン化合物それ自体は従来公知の方法で得られる
ものであり、一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｉ中のＭとして好ま
しいものは、三価以上の金属であり、例えばアルミニウ
ム、インジウム、ガリウム、スス、鉛、チタン、ゲルマ
ニウム、シリコン、トリウム、アンチモン、バナジウム
、クロム、モリブデン、ウラン、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、ハフニウム、ロジウム、パラジウム、オ
スミウム、白金等の如く、三価以上の金属であり、特に
好ましいものは周期律表の第■族に属する遷移金属であ
る。これらの金属からなる金属フタロシアニンは、例え
ばモーザーおよびトーツスによる「フタロシアニンコン
パウンズ」に記載の方法によって容易に得ることができ
る。

前記一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎにおける配位子であるＬは
、１個または２個、すなわちｎは１または２であり、こ
れらの配位子として好ましいものは、含窒素有機化合物
基であり、例えばシアン基、ピペリジン基、ｌ−メチル
イミダゾール基、ピリジン基、２−メチルピラジン基、
ピペリジン基、３．４−ジメチルピリジン基、３，５−
ジメチルピリジン基、′４−メチルピリジン基、３−ク
ロルピリジン基、ピラジン基、３−エチルピリジン基、
４−エチルピリジン基、３−７セチルピリジン基、４−
７セチルピリジン基、ビビリヂン基、ン基、ブチルアミ
ン基等の脂肪族アミン基、アニリン基、メチルアニリン
基、ジメチルアニリン基、ナフチルアミン基等の芳香族
アミン基、その他塩素、臭素等のハロゲン原子であり、
これらの配位子はｎが２のときは同一でも異なるもので
もよい、このような各種の配位子を金属フタロシアこン
に配位させる方法自体はいずれも公知の方法に準じて行
うことができ、例えば、金属フタロシアニンに前記の如
き配位子を単に配位させる方法、前記の如き金属および
フタル酸誘導体（例えばフタル酸、フタルイミド、フタ
ロニトリル、アミノイミノインドレニン等）から、必要
に応じて窒素源の存在下および触媒の存在下に金属フタ
ロシアニン化合物を合成する際に、金属としてポリハロ
ゲン化金属を用いて、金属が１〜２個のハロゲンを有す
る金属フタロシアニンを調製し、このハロゲンを利用し
て上記の如き配位子を導入する方法あるいは無金属のフ
タロシアニンを合成し。

これにポリハロゲン化金属を導入して上記と、同様にす
る方法等が挙げられるが、これらの方法に限定されるも
のではない。

尚、これらの金属フタロシアニンは、そのベンゼン核が
、ハロゲン原子、メチル基、ニトロ基、カルボキシル基
、その他のＲ換基をｌ〜ｉ大１６個有することができる
。

上記の如き本発明で使用する一般式　Ｍ　　Ｐ　　ｃ（
Ｌ）ｎで表される金属フタロシアニン化合物は、１例を
挙げれば、下記の如く表すことができし 上記式中のＭ、Ｌは前記定義の通りである。

本発明者の詳細な研究によれば、上記の如き一般式　Ｍ
Ｐｃ（Ｌ）ｎで表される金属フタロシアニンは、分子全
体として酸性または塩基性であり、各種の有機溶剤、好
ましくは双極性有機溶剤あるいはこれらと水との混合溶
剤中に、従来の金属フタロシアニンに比して著しく可溶
性であることを知見したものである。

本発明において、上記の一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎで表さ
れる金属フタロシアニン化合物を溶解するための溶剤と
しては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−
プロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケ
トン、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサン、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン、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、メチルセロソ
ルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート、ホル
ムアミド、ジメチルホルムアミド。

ジメチルスルホキシド、あるいはこれらと水との混合物
、あるいはこれらとペンタン、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、ミネラルスピリット、石油エ
ーテル、ガソリン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、クロルベンゼン、パークロル
エチレン、トリクロルエチレン等との混合物が挙げられ
る。

本発明においては、上記の如き溶剤中に前記の一般式　
ＭＰｃ（Ｌ）ｎで表される金属フタロシアニン化合物を
溶解して溶液を形成する。その濃度はいずれでもよいが
、一般的には約ｌＯ〜ＩＯＭの濃度が好ましい。

本発明においては、上記の如き一般式　Ｍ　Ｐ　ｃ（Ｌ
）ｎで表される金属フタロシアニン化合物の溶液を用い
ることによって、従来技術における如き煩雑で高価な装
置や条件、例えば、高真空装置等を使用することなく、
極めて短時間で安価な装置と容易な操作で優れた金属フ
タロシアニン結晶が形成される。

上記の結晶の形成方法は１次の如くして行う。

すなわち、上記の金属フタロシアニン化合物の溶液を任
意の容器中で、あるいは好ましい形状の蒸発皿または各
種の基板上で、常圧あるいは減圧下に任意の温度で溶剤
を蒸発せしめる。このようにして溶液を蒸発乾固すると
、容器あるいは基板上に、用いた金属フタロシアニン化
合物の非品性の膜が形成される。

次いで、このように形成された非品性物を加熱炉、例え
ば電気炉に装入して、約２００〜４５０°Ｃの温度に約
０．５〜１０時間程度加熱処理することによフて、目的
とする金属フタロシアニンの結晶が得られる。このよう
な加熱処理は、常圧で行う場合は、窒素やアルゴン等の
不活性ガス雰囲気で行うのが好適であり、減圧下で行う
場合は。

数ｍｒｍＨｇ以下の減圧下で、あるいは窒素やアルゴン
等の不活性ガス雰囲気で行うのが好適である。

尚１以上の如くして金属フタロシアニンの結晶が形成さ
れるが１本発明においては、必要に応じて、ＫＣＩ、Ｎ
ａＢｒ、ＫＩ、ＬｉＣＪＬＯ，、ＬｉＢＦ、テトラ−ｎ
−ブチルアンモニウムバークロレート、テトラ−ｎ−ブ
チルアンモニウムパーフルオロポレート、テトラメチル
アンモニウムクロリド、ヨー素、酸化ヒ素、硫酸、トリ
フルオロ硫酸等の従来公知の各種のドーピング剤をドー
ピングすることによって、得られた金属フタロシアニン
結晶の電気的性質を好ましく修正することもできる。

以上の如くして一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎの金属フタロシ
アニン化合物から、使用したフタロシア、ニン化合物を
含む溶液の組成と性状、加熱処理の条件、その他の各種
の条件によって、約０．１〜１００４ｍの大きさの柱状
、針状、板状等の各種の形状の結晶が生成する。これら
の結晶は、一般式ＭＰｃ（Ｌ）ｎ（７）金属フタロシア
ニン化合物の乾固物を比較的高温で比較的短時間加熱処
理を行えば、比較的小さな形の結晶となり、また比較的
低温で比較的長時間を要して加熱処理すれば、最大ｆｉ
ｔｓｔｓ程度の結晶を得ることもできる。

以上の如き本発明によれば、以上の如き高結晶性且つ高
導電性の金属フタロシアニン結晶が、非常に簡単な装置
および操作で非常に短時間に。

従って非常に安価に提供される 以上の如くして得られた本発明の金属フタロシアニン結
晶は、その導電性を７１１１定したところ、従来技術の
金属フタロシアニン結晶からは予想し得ない程の高い導
電性、すなわち、導１１ｔ：８が１０〜１０　Ｓ　／　
ｃ　ｍにも達する高い導電性を有するものであった。

従って、未発明の方法により得られる金属フタロシアニ
ン結晶は、高度な有機導電性材料として、従来公知の各
種の用途、例えば、抵抗発熱体、抵抗器、帯電防止剤、
電磁波遮閉体、電極材料、導電性接着剤、導電性塗料、
各種電気電子装置のセンナ、電子写真感光体、各種記録
材料等に有用である。

以上の如き、従来技術からは予想し得ない程度の高い導
電性は、本発明者の研究によれば、単なる推測にすぎな
いが、使用した一般式　Ｍ　　Ｐ　　ｃ（Ｌ　）ｎで表
される金属フタロシアニン化合物が、前述の如き加熱処
理によって、使用した化合物分子が何らかの形態で相互
に重合に近い状態になって結晶化しているものと考えら
れ、各種の分析結果からは、下記式の如く、化合物分子
が重合して次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。

実施例１ ジシアノコバルトフタロシアニンナトリウム（前記一般
式　ＭＰｃ（Ｌ）ｒ＋において、Ｍ＝コバルト、Ｌ＝シ
アノ基、ｎ＝２）をジメチルホルムアミド中に飽和儂度
に溶解し、これをガラス板上に滴下して６０℃で乾燥し
七、緑色の非品性の膜を得た０次シ１で上記膜を有する
ガラス板を電気炉に入れて、１　ａ＋ｗ）Ｉｇの真空中
で２５０°Ｃに１時間加熱したところ、ガラス板表面に
黒色の柱状結晶（ｆｆＳ１図）が成長した。この結晶の
大きさは巾が１〜２ｇ、ｍで、長さは４〜６ｇｍであっ
た。得られた結晶を粉末成形し、その導電率を測定した
ところ、約１０　Ｓ　／　ｃ　ｍであった。

実施例２ 実施例１におけるジメチルホルムアミドに代えて、アセ
トンを使用し、他は実施例と同様に操作したところ、巾
がＩｇｍで、長さが３μｍの柱状結晶が得られた。この
結晶の導電率を４１１定したところ、約１０　Ｓ　／　
ｃ　ｍであった。

実施例３ 実施例１の金属フタロシアニン化合物に代えて、ジピラ
ジン鉄フタロシアニン（前記一般式ＭＰｃ（Ｌ）ｎにお
いて、Ｍ＝鉄、Ｌ＝ビラシフ、ｎ＝２の化合物）をクロ
ロホルムに飽和するまで溶解し、以下実施例１と同様に
操作して、巾１〜２ｇｍ、長さ４〜５ルｍの柱状結晶を
得た。この結−ツ 晶の導電率を測定したところ、約１０　Ｓ　／　ｃ　ｍ
であった・ 実施例４〜８ 下記の材料を使用し、他は実施例１〜３と同様にして金
属フタロシアニン化合物の結晶を得た。

夾」Ｕ九Ａ −工ゝ　ＭＰＣＬｎのヒ　　；Ｍ＝鉄、ｎ＝１−メチル
イミダゾール、ｎ＝２ 幻■；約１０〜１０５７ｃｍ １４里」 一−’　　ＭＰｃ　Ｌ　ｎ　　　　　；Ｍ＝鉄、ｎ＝３
．４ジメチルピリジン、ｎ＝２ ｒ■；約ｌＯ〜１σゝＳ、４１ 支１貫」 一’ｚ　　ＭＰｃＬｎ　　ヒ　　、Ｍ＝鉄、Ｌ＝ニジシ
アノベンゼンｎ＝２ 釘■；約１０〜１０５／彊 実」Ｕ九１ −　　’Ｎ’　　ＭＰｃ　　Ｌ　　ｎのヒ合　；Ｍ＝１
ｚ＜ルト。

Ｌ＝シアノおよびｎ−ブチルアミン、ｎ＝２ＬＬＩ　；
　約１　ｏ　〜１０　Ｓ緘 丈」ｕ」１ −　”−ＭＰｃ　Ｌ　ｎのヒ　　；　Ｍ　＝　コバルト
。

ｎ＝３−アセチルピペリジン、ｎ＝２ 酊■；約１０−１　ＯＳ／ＬＡ−Ｌ

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１で得られた金属フタロシアニン結晶
の電子ｍ微鏡写真（倍率ｉｏ、ｏｏｏ）を示す。 特許出願人　　　キャノン株式会社 第　１　図 手続補正書（自船 昭和６０年　１月９　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一般式　ＭＰｃ（Ｌ）ｎ（Ｍは金属、Ｌは配位子、ｎは
   １または２、Ｐｃはフタロシアニン環である）で表され
   る金属フタロシアニン化合物の溶液から溶剤を蒸発除去
   し、次いで加熱処理することを特徴とする金属フタロシ
   アニン結晶の製造方法。