KR100215919B1 - 새로운 동프탈로시아닌 유도체를 이용한 e형 동프탈로시아닌안료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 새로운 동프탈로시아닌 유도체를 이용한 ε형 동프탈로시아닌안료의 제조방법에 관한 것으로 새로운 동프탈로시아닌유도체를 이용하여 형 결정전이를 빠르게함과 동시에 마쇄조제의 량을 대폭 감소시켜[2배(무게비)]-종래 : [6-8배(무게비)]-생산성이 탁월해지는 특징과 함께 물리적성질 및 견뢰도가 다른 결정형의 안료에 비해 우수하면서 가격면에서는 고기능성 안료보다 저렴한 효과가 있다.
Description
본 발명은 선명하고 적미를 띠는 청색의 착색력이 높은 ε형 동프탈로시아닌 안료의 제조방법에 관한 것이다.
프탈로시아닌계 안료는 높은 착색력과 우수한 내열성, 내약품성 및 내광성을 지니므로 색채 공업에서 공범위한 용도를 가지며 그 중요성은 매년 상승되고 있다.
동프탈로시아닌은 α, β, γ, δ, ε의 5가지 결정형태로 존재하는 것으로 알려져 있으며, 이것은 X선 회절도형을 비교하여 구별한다.
β형은 보통 무스프탈산, 요소, 등 또는 프탈로니트릴 동 및 동염을 원료로 하기도 하고 무용매 혹은 니트로벤젠, 트리클로로벤젠 등 불활성 용매중에서 180℃ 이상의 고온에서 반응하여 얻어진다.
α형은 98% 농황산중에 동프탈로시아닌을 용해한 후 물 중에 재취출을 하여 얻는데, 이는 이른바 acid pasting 법 또는 acid slurry 법에 의해 얻어진 적미의 청색안료이고 열역학적으로 불안정하며 방향족 유기용매중에서 안정형인 β형으로 결정전이를 일으키는 성질이 있다.
γ형은 α, β형의 중간적 성질을 가지며 유기용매중에서 β형으로 결정전이한다.
δ형은 매우 미세한 입자로 만든 α형을 표면활성제 및 무수용기용매의 처리로 얻을 수 있으며 α형 보다도 적미의 청색안료이다.
ε형은 무스프탈산 및 프탈로디니트릴에서 축합하여 제조하며, 통상적으로 요소량을 무수프탈산의 1∼2 중량배인데 반해 3∼5 중량배로 과량의 요소를 용매로 쓰며, 무수프탈산 혹은 프탈로디니트릴을 소량씩 첨가하여 요소를 용매로 쓰며, 무수프탈산 혹은 트팔로디니트릴을 소량씩 첨가하여 축합반응을 행한 후 salt milling 하여 얻을 수 있는데, 적미가 강한 청색안료로서 열, 용제 등에 매우 안정적이며 페인트, 그라비아잉크, 인쇄 인크, 도료 및 플라스틱의 착색료로 쓰이고 전자기방사선 흡수용, 액정, 싱글렛산소 발생기, 잉크젯 프린팅잉크, 보안조치용 프린팅잉크, 기타 전하발생 재료로서 또는 비선형 흡수제 및 광학데이타 저장용으로도 사용된다.
본 발명은 ε형 X선 회절도를 보이는 적미의 선명한 색상을 가지는 동프탈로시아닌안료에 있어서 공업적으로 유리한 제조방법을 제공하는 것에 그 의의가 있으며 더욱 상세하게는 낮은 온도범위를 채택하고, 적은 량의 마쇄조제를 사용하며 결정전이에 소요되는 시간을 대폭 감소시켜 매우 경제적인 선에서 고부가가치를 띠는 동프탈로시아닌안료를 제조할 수 있도록 함이 안출목적이며, 동프탈로시아닌과 동프탈로시아닌유도체를 50∼180℃에서 강한 기계적인 힘으로 니딩(kneading) 한 것에 의해 ε형 결정형태를 가지는 동프탈로시아닌 안료를 제조하는 방법을 제공한다.
기존의 ε형 동프탈로시아닌 안료를 얻기 위해서는 강력한 마쇄력 이외에도 마쇄조제와 마쇄시 많은 량의 용매가 필요하였으며 무엇보다도 결정전이에 소요되는 시간이 길어 대량생산에 큰 장애가 되었다.
다시말해서, 종래의 공정에서는 반응을 위한 높은 온도(섭씨 150∼250도)가 필요하고 12∼30시간의 긴 마쇄시간이 소요되며 마쇄조제의 량은 기재무게비 6∼8배가 소요되어서 함으로써 한 배치(batch)당 얻을 수 있는 안료의 량이 한정되어 대량생산이 불가하였다.
이에 본 발명은 새로운 동프탈로시아닌 유도체를 이용하여 ε형 결정전이 속도를 탁월하게 함과 동시에 마쇄조끼의 량을 대폭 감소시켜 2배(무게비) Batch당 얻어지는 생산량을 크게 증대시킬 수 있다.
본 발명의 얻어진 동프탈로시아닌의 조성은 이미 알려진 ε형 동프탈로시아닌 안료와 같은 X선 회절도를 나타내며 색상이 아주 선명하고 착색력이 우수하다.
더구나 유기용재에 대한 안정성이 우수하여 안료로서 대단히 바람직한 특성을 보인다.
본 발명에서 사용되는 동프탈로시아닌은 Moser and Thomes Phthalocyanine Compounds 등의 이미 알려진 방법 및 다른 적당한 방법에서 얻어진 것들을 사용하였다.
본 발명에서는 동프탈로시아닌과 동프탈로시아닌 유도체 5∼30wt% 와의 혼합물을 사용하고 이 혼합물 비율은 안료에 대한 특성을 저해하지 않는 적정선을 택하여 정한다.
본 발명에 의하여 얻어진 안료조성은 X선회절장치로 측정한 결과 20가 9.530과 7.980에서 매우 강한 peak를 보이고 7.16, 14.58, 17.12, 17.91, 20.88, 22.23, 24.09, 28.800약한 peak를 보인다. (제 1 도 참조)
ε형의 결정전이속도는 동프탈로시아닌에 첨가된 치환기의 갯수에 의존하여 그 갯수가 많을수록 전이가 빠르며 β형으로의 전이억제력도 뛰어나다.
마쇄조제는 통상적으로 사용하는 방법을 사용하며, 예를 들면 식염, 중탄산소다, 무수망초 등을 사용한다.
그러나 마쇄조제는 반드시 필요한 것은 아니다.
마쇄시에 용매가 필요한 경우에는 마쇄온도에서 액상인 것이 좋으며, 예를 들면 알콜계 용매 즉, 글리세린, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 혹은 폴리에틸렌글리콜 및 케톤계 용제군을 선택하는 것이 좋다.
일반적으로 α형 동프탈로시아닌과 같은 용제 불안정 타입을 β형으로 전이시키기 쉬운 방향족계 용매는 피하는 것이 바람직하다.
새로운 동프탈로시아닌을 5∼30wt% 의 범위에서 혼합하여 사용할 경우 ε형으로의 전환이 빠르며 반응시의 온도를 50∼180℃의 넓은 범위에서 사용할 수 있고 β형으로의 전이억제력도 뛰어나므로 대량생산을 할 경우 매우 안정적으로 제품생산이 가능한 이점이 있다.
새로운 동프탈로시아닌 유도체와 그것을 이용한 ε형 동프탈로시아닌의 구체적인 제조방법은 하기의 실시예에 나타내었다.
[실시예 1] 동프탈로시아닌유도체의 합성법(I)
β형의 동프탈로시아닌 300kg, paraformaldehyde 78kg, phthalimide 344kg과 98% 농황산 2000kg을 반응기에 넣은 후 78∼80℃에서 3시간 반응시킨 후 물에 취출시킨 다음 여과, 수세, 건조한다.
수득량 : 530kg
원소 분석결과 계산치 : C 66.50% H 2.90% N 15.00% O 9.20%
실측치 : C 65.82% H 2.97% N 14.86% O 9.32%
평균 치환기의 갯수 : 2.5개
[실시예 2] 동프탈로시아닌유도체의 합성법(Ⅱ)
β형의 동프탈로시아닌 300kg, paraformaldehyde 94kg, phthalimide 415kg과 98% 농황산 2000kg을 반응기에 넣은 후 78∼80℃에서 4시간 반응시킨 후 물에 취출시킨 다음 여과, 수세, 건조한다.
수득량 : 530kg
원소 분석결과 계산치 : C 70.00% H 3.70% N 15.20% O 4.70%
실측치 : C 71.21% H 3.54% N 15.44% O 4.21%
평균 치환기의 갯수 : 3개
[실시예 3] 동프탈로시아닌 유도체의 합성법(Ⅲ)
β형의 동프탈로시아닌 300kg, paraformaldehyde 120kg, phthalimide 514kg과 98% 농황산 2000kg을 반응기에 넣은 후 98∼100℃에서 4시간 반응시킨 후 물에 취출시킨 다음 여과, 수세, 건조한다.
수득량 : 590kg
원소 분석결과 계산치 : C 66.50% H 2.90% N 14.10% O 10.80%
실측치 : C 67.15% H 2.84% N 14.33% O 10.47%
평균 치환기의 갯수 : 3.4개
이상과 같은 실시예에 의해 하기의 구조식을 가지는 새로운 동프탈로시 아닌 유도체를 얻었다.
Claims (1)
- α형, γ형 혹은 α, γ 혼합형의 동프탈로시아닌에 대해 하기의 구조를 가지는 동프탈로시아닌 유도체를 5∼30wt%로 혼합하고 50∼180℃에서 기계적인 힘으로 니딩(Kneading) 함으로서 β형 동프탈로시아닌으로의 결정전이를 억제하여 ε형 동프탈로시아닌으로의 안정된 결정전이를 꾀하는 것을 특징으로 하는 새로운 동프탈로시아닌 유도체를 이용한 ε형 동프탈로시아닌 안료의 제조방법.
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| KR1019960058621A KR100215919B1 (ko) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 새로운 동프탈로시아닌 유도체를 이용한 e형 동프탈로시아닌안료의 제조방법 |
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| KR1019960058621A KR100215919B1 (ko) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 새로운 동프탈로시아닌 유도체를 이용한 e형 동프탈로시아닌안료의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH04252273A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Dainippon Ink & Chem Inc | ε型銅フタロシアニン顔料の製造法 |
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