JP2018168363A - イソインドリン色素の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] イソインドリン色素(A)を溶剤(Z)と接触させる工程、及び
固液分離により溶剤(Z)と接触させたイソインドリン色素(A)を取り出す工程を含み、
式(E.1)に基づいて算出される、前記イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータと前記溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータとの距離Raが、0MPa0.5以上10MPa0.5以下であり、かつ、接触工程における溶剤(Z)の量は、イソインドリン色素(A)に対して、0.1質量倍以上10.0質量倍以下であるイソインドリン色素の製造方法。
δD1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの分散成分(MPa0.5)、
δD2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの分散成分(MPa0.5)、
δP1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの極性成分(MPa0.5)、
δP2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの極性成分(MPa0.5)、
δH1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの水素結合成分(MPa0.5)、
δH2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの水素結合成分(MPa0.5)である]
[2] 溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータにおける溶剤(Z)の分散成分δD2が16.0MPa0.5以上19.0MPa0.5以下であり、溶剤(Z)の極性成分δP2が9.0MPa0.5以上17.0MPa0.5以下であり、溶剤(Z)の水素結合成分δH2が6.5MPa0.5以上11.0MPa0.5以下である、[1]記載の製造方法。
[3] 溶剤(Z)が、エステル溶剤、ケトン溶剤、アミド溶剤、スルホキシド溶剤及びスルホン溶剤からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む[1]又は[2]記載の製造方法。
[4] 溶剤(Z)の量が、イソインドリン色素(A)に対して0.5質量倍以上8.0質量倍以下である、[1]〜[3]のいずれか記載の製造方法。
[5] イソインドリン色素(A)が式(1)で表される化合物を含む、[1]〜[4]のいずれか記載の製造方法。
[式(1)中、
R1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、又は水素原子を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
R2〜R9は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−CO2 -又は−S(O)2O-を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
R2とR3、R3とR4、R4とR5、R6とR7、及び、R8とR9は、各々が結合する炭素原子と一緒になって置換基を有していてもよい環を形成してもよく、該環が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また、この環は−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
Rx1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基又は水素原子を表し、該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。Rx1が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
aは、式(1)で表される化合物が有する−CO2 -及び−S(O)2O-の合計数であり、0〜10のいずれかの整数を表す。
Mb+は、ヒドロン又はb価の金属イオンを表す。Mb+が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。Mb+がヒドロンのとき、該ヒドロンは前記−CO2 -又は−S(O)2O-と一緒になって−CO2H及びS(O)2OHとして存在する。
bは、1〜6の整数を表す。
mは、aが0の場合は0であり、aが1以上である場合はMb+の個数を表す。
nは、a及びmが0である場合は1であり、a及びmが0でない場合はn=b×m/aの関係を満たす数である。]
[6] 前記イソインドリン色素(A)が式(1a)で表される化合物であり、
さらに、工程A又は工程Bから選ばれる式(1a)で表される化合物の製造工程を含む、[5]記載の製造方法。
工程A: 式(pt1)で表される化合物を式(pt2)で表される化合物と反応させた後、式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とをさらに酸の存在下で反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
工程B: 式(pt5)で表される化合物と式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とを反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
[式(pt1)〜式(pt5)及び式(1a)中、R2〜R9は、前記と同一の意味を表す。R41は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表す。M1は、アルカリ金属原子を表す。]
[7] 前記イソインドリン色素(A)が式(1b)で表される化合物であり、
さらに、工程A又は工程Bから選ばれる式(1a)の合成工程と、工程Cで表される式(1b)で表される化合物の製造工程とを含む、[5]記載の製造方法。
工程A: 式(pt1)で表される化合物を式(pt2)で表される化合物と反応させた後、式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とをさらに酸の存在下で反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
工程B: 式(pt5)で表される化合物と式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とを反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
工程C: 式(1a)で表される化合物と式(pt6)で表される化合物と反応させて式(1b)で表される化合物を製造する工程
[式(pt1)〜式(pt6)及び式(1b)中、R1〜R9は、前記と同一の意味を表す。R41は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表す。M1は、アルカリ金属原子を表す。LG1は、ハロゲン原子、メタンスルホニルオキシ基、クロロメチルスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。ただしR1は水素原子ではない。]
固液分離により溶剤(Z)と接触させたイソインドリン色素(A)を取り出す工程を含み、
式(E.1)に基づいて算出される、前記イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータと前記溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータとの距離Raが、0MPa0.5以上10MPa0.5以下であり、かつ、接触工程における溶剤(Z)の量は、イソインドリン色素(A)に対して、0.1質量倍以上10.0質量倍以下であるイソインドリン色素の製造方法に関する。
すなわち本発明は、
(i)イソインドリン色素(A)を溶剤(Z)と接触させる工程、及び、ろ過等の固液分離により精製されたイソインドリン色素(A)を得る工程を含む、精製されたイソインドリン色素(A)の製造方法であって、溶剤(Z)は、前記イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータと前記溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータとの距離Raが、0MPa0.5以上10MPa0.5以下となる溶剤であり、かつ、溶剤(Z)の量は、イソインドリン色素(A)に対して、0.1質量倍以上10.0質量倍以下である精製されたイソインドリン色素(A)の製造方法に関する。
ハンセン(Hansen)溶解度パラメータは、ヒルデブランド(Hildebrand)によって導入された溶解度パラメータを、分散項δD,極性項δP,および水素結合項δHの3成分に分割し、3次元空間に表したものである。分散項δDは分散力による効果、極性項δPは双極子間力による効果、および水素結合項δHは水素結合力による効果を示す。
本発明では、HSPiPバージョン3を用いて、データベースに登録されている溶剤に関してはその値を、登録されていない溶剤に関しては推算値を用いることにより、溶剤を選定することとした。なお本発明において、イソインドリン色素(A)と式(E.1)の関係を満たす溶剤を、溶剤(Z)と称す。
本発明では、上記溶解度試験に用いた溶剤のうち、その色素を溶解した溶剤の3次元上の点をすべて球の内側に内包し、溶解しない溶剤の点は球の外側になるような球(ハンセン溶解度球)を探し出し、その球の中心座標をその色素のハンセン溶解度パラメータとすることとした。なお溶解度試験の具体的な方法については、実施例の欄で詳述する。
xIは、イソインドリン色素(A)中のイソインドリン色素(AI)の体積分率、
xIIは、イソインドリン色素(A)中のイソインドリン色素(AII)の体積分率、
(δD1 I,δP1 I,δH1 I)は、イソインドリン色素(AI)のハンセン溶解度パラメータ、
(δD1 II,δP1 II,δH1 II)は、イソインドリン色素(AII)のハンセン溶解度パラメータである。]
δD1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの分散成分(MPa0.5)、
δD2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの分散成分(MPa0.5)、
δP1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの極性成分(MPa0.5)、
δP2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの極性成分(MPa0.5)、
δH1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの水素結合成分(MPa0.5)、
δH2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの水素結合成分(MPa0.5)である]
溶剤(Z)の極性成分δP2は、好ましくは9.0MPa0.5以上、より好ましくは9.5MPa0.5以上、更に好ましくは10.0MPa0.5以上であり、好ましくは17.0MPa0.5以下、より好ましくは16.7MPa0.5以下、更に好ましくは16.4MPa0.5以下である。
溶剤(Z)の水素結合成分δH2は、好ましくは6.5MPa0.5以上、より好ましくは6.8MPa0.5以上、更に好ましくは7.1MPa0.5以上、好ましくは11.0MPa0.5以下、より好ましくは10.7MPa0.5以下、更に好ましくは10.4MPa0.5以下である。
該色素(A)の極性成分δP1は、好ましくは9.0MPa0.5以上、より好ましくは10.0MPa0.5以上、更に好ましくは11.0MPa0.5以上であり、好ましくは17.0MPa0.5以下、より好ましくは16.0MPa0.5以下、更に好ましくは15.0MPa0.5以下である。
該色素(A)の水素結合成分δH1は、好ましくは6.0MPa0.5以上、より好ましくは7.5MPa0.5以上、更に好ましくは9.0MPa0.5以上、好ましくは14.0MPa0.5以下、より好ましくは12.5MPa0.5以下、更に好ましくは11.0MPa0.5以下である。
またイソインドリン色素(A)と溶剤(Z)を接触させる際の接触時間は、好ましくは10秒以上、より好ましくは10分以上、更に好ましくは1時間以上であり、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは5時間以下である。
R1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、又は水素原子を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
R2〜R9は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−CO2 -又は−S(O)2O-を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
R2とR3、R3とR4、R4とR5、R6とR7、及び、R8とR9は、各々が結合する炭素原子と一緒になって置換基を有していてもよい環を形成してもよく、該環が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また、この環は−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
Rx1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基又は水素原子を表し、該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。Rx1が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
aは、式(1)で表される化合物が有する−CO2 -及び−S(O)2O-の合計数であり、0〜10のいずれかの整数を表す。
Mb+は、ヒドロン又はb価の金属イオンを表す。Mb+が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。Mb+がヒドロンのとき、該ヒドロンは前記−CO2 -又は−S(O)2O-と一緒になって−CO2H及びS(O)2OHとして存在する。
bは、1〜6の整数を表す。
mは、aが0の場合は0であり、aが1以上である場合はMb+の個数を表す。
nは、a及びmが0である場合は1であり、a及びmが0でない場合はn=b×m/aの関係を満たす数である。]
なお炭化水素基に含まれる−CH2−が−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わって形成される基の炭素数は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−などで置換される前の炭素数として計数する。
本明細書において「置換基」は、−COOH及び−S(O)2OHを含まない。また「置換基」は、−CH2−が、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−又は−NRx3−に置き換わることで形成される基を含まない。−CH2−が、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わることで形成される基を、以下、「基(Z1)」という場合がある。−CH2−が、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わることで形成される基を、以下、「基(Z2)」という場合がある。
R11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、又は水素原子を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。
R12〜R15は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。
R12とR13、R13とR14、及び、R14とR15は、各々が結合する炭素原子と一緒になって環を形成してもよく、該環が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該環は置換基を有していてもよい。
R16は、−CO−ORn30、−CO−NH2、−CO−NH(Rn30)、−CO−N(Rn31)2、−CO−H、−CO−Rn30又は−S(O)2−Rn30を表す。ただし、R16が−CO−NH(Rn30)を表す場合、(a)、(b)の少なくとも一方を満足する。
(a)R12〜R15の少なくとも一つが、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。
(b)R12とR13、R13とR14、及び、R14とR15の少なくとも一組が結合して環を形成しており、該環が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該環は置換基を有していてもよい。R12〜R15のうち環を形成しないものは、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。
Rn30は、通常1価の基であり、置換基を有していてもよい炭素数1〜35の炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。Rn30が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
Rn31は、置換基を有していてもよい炭素数1〜15の炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。Rn31が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
X1は、式(1ax)で示される基を表す。
R21とR22は、各々が結合する炭素原子と一緒になって置換基を有していてもよい環を形成してもよく、該環が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。
*1は、イソインドリン環との結合手を表す。
Rx3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基又は水素原子を表す。Rx3が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。]]
イソインドリン色素(2)は、−CO2 -及び−S(O)2O-を有さない。以下、−CO2 -及び−S(O)2O-を「ヒドロン結合性基」という場合がある。
前記式(1ax)には、式(2ax)が含まれる。
*2は、イソインドリン環との結合手を表す。
Rx3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基又は水素原子を表す。Rx3が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。]
メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基及びブチルチオ基等の炭素数1〜10のアルキルスルファニル基;
フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子;
ニトロ基;シアノ基;
トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロノニル基、パーフルオロデシル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロフェニル基等の水素原子の全てをフッ素原子が置換した炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基;
*−CO−SH;
*−CO−S−CH3、*−CO−S−CH2CH3、*−CO−S−CH2−CH2−CH3、*−CO−S−CH2−CH2−CH2−CH3等のアルキル基(該アルキル基の炭素数は1〜10)と結合した硫黄原子と結合したカルボニル基;
*−CO−S−C6H5等のアリール基(該アリール基の炭素数は6〜20)と結合した硫黄原子と結合したカルボニル基;等が挙げられる。
フッ素原子、塩素原子、臭素原子;ニトロ基;シアノ基;水素原子の全てをフッ素原子が置換した炭素数1〜10の炭化水素基;チオカルボニル基などがより好ましい。
R11〜R15、R21〜R24、Rn30、及びRn31で表される炭化水素基は、−CH2−が、−O−、−CO−、−S(O)2−、又は−NRx3−に置き換わることで形成される基(すなわち基(Z2))を有していてもよい。
基(Z1)、基(Z2)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、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−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、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、フェニルオキシ基、及びo−トリルオキシ基等の炭素数が1〜20、より好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基が片側に結合したオキシ基;
エポキシ基;
ホルミル基;
アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、tert−ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、(2−エチル)ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、ベンゾイル基等の炭素数が2〜22、好ましくは炭素数が2〜12のアシル基(好ましくはアルカノイル基);
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、(2−エチル)ヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基及びオクチルオキシカルボニル基、ノニルオキシカルボニル基、フェニルオキシカルボニル基、o−トリルオキシカルボニル基等の炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基が結合したオキシカルボニル基;
アミノ基;
N−メチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N−プロピルアミノ基、N,N−ジプロピルアミノ基、N−イソプロピルアミノ基、N,N−ジイソプロピルアミノ基、N−ブチルアミノ基、N,N−ジブチルアミノ基、N−イソブチルアミノ基、N,N−ジイソブチルアミノ基、N−sec−ブチルアミノ基、N,N−ジsec−ブチルアミノ基、N−tert−ブチルアミノ基、N,N−ジtert−ブチルアミノ基、N−ペンチルアミノ基、N,N−ジペンチルアミノ基、N−(1−エチルプロピル)アミノ基、N,N−ジ(1−エチルプロピル)アミノ基、N−ヘキシルアミノ基、N,N−ジヘキシルアミノ基、N−(2−エチル)ヘキシルアミノ基、N,N−ジ(2−エチル)ヘキシルアミノ基、N−ヘプチルアミノ基、N,N−ジヘプチルアミノ基、N−オクチルアミノ基、N,N−ジオクチルアミノ基、N−ノニルアミノ基、N,N−ジノニルアミノ基、N−フェニルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、N,N−エチルメチルアミノ基、N,N−プロピルメチルアミノ基、N,N−イソプロピルメチルアミノ基、N,N−ブチルメチルアミノ基、N,N−tert−ブチルメチルアミノ基及びN,N−フェニルメチルアミノ基等の1つ又は2つの炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜20の炭化水素基で置換されたアミノ基;
スルファモイル基;
N−メチルスルファモイル基、N,N−ジメチルスルファモイル基、N−エチルスルファモイル基、N,N−ジエチルスルファモイル基、N−プロピルスルファモイル基、N,N−ジプロピルスルファモイル基、N−イソプロピルスルファモイル基、N,N−ジイソプロピルスルファモイル基、N−ブチルスルファモイル基、N,N−ジブチルスルファモイル基、N−イソブチルスルファモイル基、N,N−ジイソブチルスルファモイル基、N−sec−ブチルスルファモイル基、N,N−ジsec−ブチルスルファモイル基、N−tert−ブチルスルファモイル基、N,N−ジtert−ブチルスルファモイル基、N−ペンチルスルファモイル基、N,N−ジペンチルスルファモイル基、N−(1−エチルプロピル)スルファモイル基、N,N−ジ(1−エチルプロピル)スルファモイル基、N−ヘキシルスルファモイル基、N,N−ジヘキシルスルファモイル基、N−(2−エチル)ヘキシルスルファモイル基、N,N−ジ(2−エチル)ヘキシルスルファモイル基、N−ヘプチルスルファモイル基、N,N−ジヘプチルスルファモイル基、N−オクチルスルファモイル基、N,N−ジオクチルスルファモイル基、N,N−オクチルメチルスルファモイル基、N−ノニルスルファモイル基、N,N−ジノニルスルファモイル基、N−フェニルスルファモイル基、N,N−ジフェニルスルファモイル基、N,N−エチルメチルスルファモイル基、N,N−プロピルメチルスルファモイル基、N,N−イソプロピルメチルスルファモイル基、N,N−ブチルメチルスルファモイル基、N,N−tert−ブチルメチルスルファモイル基及びN,N−フェニルメチルスルファモイル基等の1つ又は2つの炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基で置換されたスルファモイル基;
ホルミルアミノ基;アセチルアミノ基、プロパノイルアミノ基、ブタノイルアミノ基、2,2−ジメチルプロパノイルアミノ基、ペンタノイルアミノ基、ヘキサノイルアミノ基、(2−エチル)ヘキサノイルアミノ基、ヘプタノイルアミノ基、オクタノイルアミノ基、ノナノイルアミノ基、デカノイルアミノ基、ウンデカノイルアミノ基、ドデカノイルアミノ基、ヘンイコサノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等の炭素数1〜22、好ましくは炭素数1〜12のアルカノイルアミノ基;
ヒドロキシ基;
ホルミルオキシ基、アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、2,2−ジメチルプロパノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、(2−エチル)ヘキサノイルオキシ基、ヘプタノイルオキシ基、オクタノイルオキシ基、ノナノイルオキシ基及びベンゾイルオキシ基等の炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10のアルカノイルオキシ基;
メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ペンチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基、(2−エチル)ヘキシルスルホニル基、ヘプチルスルホニル基、オクチルスルホニル基、ノニルスルホニル基、デシルスルホニル基、フェニルスルホニル基及びp−トリルスルホニル基等の炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基が置換したスルホニル基;
カルバモイル基;
N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N−エチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N−プロピルカルバモイル基、N,N−ジプロピルカルバモイル基、N−イソプロピルカルバモイル基、N,N−ジイソプロピルカルバモイル基、N−ブチルカルバモイル基、N,N−ジブチルカルバモイル基、N−イソブチルカルバモイル基、N,N−ジイソブチルカルバモイル基、N−sec−ブチルカルバモイル基、N,N−ジsec−ブチルカルバモイル基、N−tert−ブチルカルバモイル基、N,N−ジtert−ブチルカルバモイル基、N−ペンチルカルバモイル基、N,N−ジペンチルカルバモイル基、N−(1−エチルプロピル)カルバモイル基、N,N−ジ(1−エチルプロピル)カルバモイル基、N−ヘキシルカルバモイル基、N,N−ジヘキシルカルバモイル基、N−(2−エチル)ヘキシルカルバモイル基、N,N−ジ(2−エチル)ヘキシルカルバモイル基、N−ヘプチルカルバモイル基、N,N−ジヘプチルカルバモイル基、N−オクチルカルバモイル基、N,N−ジオクチルカルバモイル基、N−ノニルカルバモイル基、N,N−ジノニルカルバモイル基、N−フェニルカルバモイル基、N,N−ジフェニルカルバモイル基、N,N−エチルメチルカルバモイル基、N,N−プロピルメチルカルバモイル基、N,N−イソプロピルメチルカルバモイル基、N,N−ブチルメチルカルバモイル基、N,N−tert−ブチルメチルカルバモイル基及びN,N−フェニルメチルカルバモイル基等の1つ又は2つの炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基で置換されたカルバモイル基;
*−COCORn2a;
*−OCON(Rn2a)2;
*−N(Rn2a)COORn2b;
*−OP(O)(ORn2a)2;
*−Si(Rn2a)(Rn2b)(Rn2c);等が挙げられる。
前記式中、Rn2a、Rn2b、Rn2cは、同一であってもよく異なっていてもよく、それぞれ置換基を有していてもよい炭素数1〜35の炭化水素基、又は置換基を有していてもよい複素環基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基又は複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。Rx1は、前記と同じである。Rn2a、Rn2b、Rn2cの具体例及び好ましい範囲は、炭素数が36以上となる例を含まない以外は、R1と同じである。
なお、上記の複素環の結合位は、各環に含まれる任意の水素原子が脱離した部分である。
R11〜R15、R21〜R24、Rn30、及びRn31で表される複素環基は、環を構成しない−CH2−を含むとき、該−CH2−が、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx3−で置換されていてもよい。−CH2−が置換されている場合、R11〜R15、R21〜R24、Rn30、及びRn31で表される複素環基は、上記基(Z2)を含む。
、−CO−N(Rn11)2(この基は、−CH2−CH2−Rn11の2つの−CH2−がそれぞれ−CO−と−NRn11−で置き換わった基である)、−CO−H(この基は、−CH2−Hの−CH2−が−CO−で置き換わった基である)、−CO−Rn10(この基は、−CH2−Rn10の−CH2−が−CO−で置き換わった基である)又は−S(O)2−Rn10(この基は、−CH2−Rn10の−CH2−が−S(O)2−で置き換わった基である)などが挙げられる。
N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−エチルメチルカルバモイル基、N,N−ジエチルカルバモイル基、N,N−プロピルメチルカルバモイル基、N,N−ジプロピルカルバモイル基、N,N−イソプロピルメチルカルバモイル基、N,N−ジイソプロピルカルバモイル基、N,N−tert−ブチルメチルカルバモイル基、N,N−ジイソブチルカルバモイル基、N,N−ジsec−ブチルカルバモイル基、N,N−ジtert−ブチルカルバモイル基、N,N−ブチルメチルカルバモイル基、N,N−ジブチルカルバモイル基、N,N−ブチルオクチルカルバモイル基、N,N−ジペンチルカルバモイル基、N,N−ジ(1−エチルプロピル)カルバモイル基、N,N−ジヘキシルカルバモイル基、N,N−ジ(2−エチル)ヘキシルカルバモイル基、N,N−ジヘプチルカルバモイル基、N,N−オクチルメチルカルバモイル基、N,N−ジオクチルカルバモイル基、N,N−ジノニルカルバモイル基、N,N−デシルメチルカルバモイル基、N,N−ウンデシルメチルカルバモイル基、N,N−ドデシルメチルカルバモイル基、N,N−フェニルメチルカルバモイル基及びN,N−ジフェニルカルバモイル基等の2つの炭素数1〜15の炭化水素基で置換されたカルバモイル基等が好ましく、より好ましくは1つ又は2つの炭素数1〜10の炭化水素基で置換されたカルバモイル基等が挙げられる。−CO−NH(Rn10)、−CO−N(Rn11)2において、前記1つ又は2つの炭化水素基で置換されたカルバモイル基では、該炭化水素基が−COO-を有していてもよい。
R1及びR11としては、水素原子が好ましい。
R2〜R5としては、水素原子、ブチル基などの炭素数1〜10のアルキル基、メトキシ基などの炭素数1〜10のアルコキシ基、トリフルオロメチル基などの炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、臭素原子などのハロゲン原子、ニトロ基、−CO2 -、−S(O)2O-などが好ましい。
R12〜R15としては、水素原子、ブチル基などの炭素数1〜10のアルキル基、メトキシ基などの炭素数1〜10のアルコキシ基、トリフルオロメチル基などの炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、臭素原子などのハロゲン原子、ニトロ基などが好ましい。
−CO−ORn15としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などのアルキル基の炭素数が1〜10のアルコキシカルボニル基が好ましい。
−CO−Rn15としては、フェニルカルボニル基などの、炭素数6〜10の芳香族環が結合したカルボニル基;エチルカルボニル基、ブチルカルボニル基などの、炭素数1〜10のアルキル基が結合したカルボニル基;フェニルメチル基、フェニルエチル基などの、炭素数6〜10の芳香族環が結合した炭素数1〜10のアルキル基が結合したカルボニル基が好ましい。また該芳香族環が結合したカルボニル基;アルキル基が結合したカルボニル基;芳香族環が結合したアルキル基が結合したカルボニル基などの炭素原子には、塩素原子などのハロゲン原子;−CO2 -;−S(O)2O-;スルファモイル基;ヒドロキシ基;メトキシ基などの炭素数1〜10の炭化水素基が片側に結合したオキシ基;メトキシカルボニル基などの炭素数1〜10の炭化水素基が結合したオキシカルボニル基;などが結合していてもよい。
−CO−NH(Rn15)としては、メチルアミノカルボニル基などの炭素数1〜10のアルキル基が結合したアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基などの炭素数6〜10の芳香族炭化水素環が結合したアミノカルボニル基が好ましい。また該アルキル基が結合したアミノカルボニル基、芳香族炭化水素環が結合したアミノカルボニル基などの炭素原子には、−CO2 -が結合していてもよい。
−CO−N(Rn16)2としては、ジメチルアミノカルボニル基などの炭素数1〜10のアルキル基が2つ結合したアミノカルボニル基が好ましい。
−CO−ORn30としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などのアルキル基の炭素数が1〜10のアルコキシカルボニル基が好ましい。
−CO−Rn30としては、フェニルカルボニル基などの炭素数6〜10の芳香族環が結合したカルボニル基、ブチルカルボニル基などの炭素数1〜10のアルキル基が結合したカルボニル基;フェニルメチル基、フェニルエチル基などの炭素数6〜10の芳香族環が結合した炭素数1〜10のアルキル基が結合したカルボニル基が好ましい。また該芳香族環が結合したカルボニル基、アルキル基が結合したカルボニル基、芳香族環が結合したアルキル基が結合したカルボニル基の炭素原子には、塩素原子などのハロゲン原子;スルファモイル基;ヒドロキシ基;メトキシ基などの炭素数1〜10の炭化水素基が片側に結合したオキシ基;メトキシカルボニル基などの炭素数1〜10の炭化水素基が結合したオキシカルボニル基;などが結合していてもよい。
−CO−NH(Rn30)としては、メチルアミノカルボニル基などの炭素数1〜10のアルキル基が結合したアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基などの炭素数6〜10の芳香族炭化水素環が結合したアミノカルボニル基が好ましい。
−CO−N(Rn31)2としては、ジメチルアミノカルボニル基などの炭素数1〜10のアルキル基が2つ結合したアミノカルボニル基が好ましい。
R41は、アルキル基が好ましい。R42は、水素原子が好ましい。
M1、M2で表されるアルカリ金属原子としては、リチウム原子、ナトリウム原子及びカリウム原子が挙げられる。
酸の使用量は、フタロニトリル化合物1モルに対して、通常1〜500モルであり、好ましくは5〜200モルであり、より好ましくは20〜100モルである。
溶剤の使用量は、式(1b)で表されるイソインドリン色素1質量部に対して、通常1〜1000質量部である。
(I)イソインドリン色素(A)及び溶剤(E)を含む組成物(第1の組成物)。
(II)イソインドリン色素(A)、樹脂(B)及び溶剤(E)を含む組成物(第2の組成物)(以下、第1の組成物及び第2の組成物を、着色組成物という場合がある)。
(III)イソインドリン色素(A)、樹脂(B)、重合性化合物(C)及び溶剤(E)
を含む組成物(第3の組成物)。
(IV)イソインドリン色素(A)、樹脂(B)、重合性化合物(C)、重合開始剤(D)及び溶剤(E)を含む組成物(第4の組成物)。(以下、第3の組成物及び第4の組成物を着色硬化性樹脂組成物という場合がある)。
前記第1〜第4の組成物は、イソインドリン色素(A)以外の着色剤(以下、着色剤(A1)という場合がある)を含んでいてもよく、1種又は2種以上の着色剤(A1)を含んでいてもよい。
C.I.アシッドイエロー1、3、7、9、11、17、23、25、29、34、36、38、40、42、54、65、72、73、76、79、98、99、111、112、113、114、116、119、123、128、134、135、138、139、140、144、150、155、157、160、161、163、168、169、172、177、178、179、184、190、193、196、197、199、202、203、204、205、207、212、214、220、221、228、230、232、235、238、240、242、243、251;
C.I.リアクティブイエロー2、76、116;
C.I.ダイレクトイエロー2、4、28、33、34、35、38、39、43、44、47、50、54、58、68、69、70、71、86、93、94、95、98、102、108、109、129、132、136、138、141;
C.I.ディスパースイエロー51、54、76;
C.I.ソルベントオレンジ2、7、11、15、26、41、54、56、99;
C.I.アシッドオレンジ6、7、8、10、12、26、50、51、52、56、62、63、64、74、75、94、95、107、108、149、162、169、173;
C.I.リアクティブオレンジ16;
C.I.ダイレクトオレンジ26、34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107;
C.I.ソルベントレッド24、49、90、91、111、118、119、122、124、125、127、130、132、143、145、146、150、151、155、160、168、169、172、175、181、207、218、222、227、230、245、247;
C.I.アシッドレッド73、80、91、92、97、138、151、211、274、289;
C.I.アシッドバイオレット34、102;
C.I.ディスパースバイオレット26、27;
C.I.ソルベントバイオレット11、13、14、26、31、36、37、38、45、47、48、51、59、60;
C.I.ソルベントブルー14、18、35、36、45、58、59、59:1、63、68、69、78、79、83、94、97、98、100、101、102、104、105、111、112、122、128、132、136、139;
C.I.アシッドブルー25、27、40、45、78、80、112;
C.I.ダイレクトブルー40;
C.I.ディスパースブルー1、14、56、60;
C.I.ソルベントグリーン1、3、5、28、29、32、33;
C.I.アシッドグリーン3、5、9、25、27、28、41;
C.I.ベーシックグリーン1;
C.I.バットグリーン1等。
具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、3、12、13、14、15、16、17、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、128、129、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、185、194、214等の黄色顔料;
C.I.ピグメントオレンジ13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、71、73等のオレンジ色顔料;
C.I.ピグメントレッド9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、209、215、216、224、242、254、255、264、265、266、268、269、273等の赤色顔料;
C.I.ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、60等の青色顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、29、32、36、38等のバイオレット色顔料;
C.I.ピグメントグリーン7、36、58、59の緑色顔料が挙げられる。
緑色顔料のなかでも、フタロシアニン顔料が好ましく、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料及びハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料からなる群から選ばれる少なくとも一種がより好ましく、C.I.ピグメントグリーン7、36、58及び59からなる群から選ばれる少なくとも一種がさらに好ましい。
イソインドリン色素(A)又は着色剤(A1)(以下、イソインドリン色素(A)及び着色剤(A1)の両方を指す概念として、着色剤AXという場合がある。着色剤AXとしては、イソインドリン色素(A)が好ましい)は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基又は塩基性基が導入された着色剤誘導体等を用いた表面処理、高分子化合物等による着色剤AX表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法等による微粒化処理、不純物を除去するための有機溶剤や水等による洗浄処理、イオン性不純物のイオン交換法等による除去処理等が施されていてもよい。着色剤AXの粒径は、略均一であることが好ましい。着色剤AXは、分散剤を含有させて分散処理を行うことで、着色剤AXが分散液の中で均一に分散した状態にすることができる。
着色硬化性樹脂組成物中、着色剤AXの含有量は、固形分の総量中、通常1質量%以上90質量%以下であり、好ましくは1質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上75質量%以下である。着色硬化性樹脂組成物中、イソインドリン色素(A)の含有量は、固形分の総量中、通常1質量%以上90質量%以下であり、好ましくは1質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上75質量%以下である。
本明細書において「固形分の総量」とは、本発明の着色組成物又は着色硬化性樹脂組成物から溶剤(E)を除いた成分の合計量をいう。固形分の総量及びこれに対する各成分の含有量は、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定することができる。
溶剤(E)は、特に限定されず、当該分野で通常使用される溶剤を用いることができる。例えば、エステル溶剤(分子内に−COO−を含み、−O−を含まない溶剤)、エーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤)、エーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤)、ケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤)、アルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤)、芳香族炭化水素溶剤、アミド溶剤、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
エチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のエーテル溶剤(分子内に−O−を含み、−COO−を含まない溶剤);
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、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エ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等のエーテルエステル溶剤(分子内に−COO−と−O−とを含む溶剤);
4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ヘプタノン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン溶剤(分子内に−CO−を含み、−COO−を含まない溶剤);
ブタノール、シクロヘキサノール、プロピレングリコール等のアルコール溶剤(分子内にOHを含み、−O−、−CO−及び−COO−を含まない溶剤);
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等のアミド溶剤が挙げられる。
樹脂(B)は、特に限定されないが、アルカリ可溶性樹脂であることが好ましく、不飽和カルボン酸及び不飽和カルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種(a)(以下「単量体(a)」という場合がある)に由来する構造単位を有する樹脂がより好ましい。樹脂(B)は、さらに、炭素数2〜4の環状エーテル構造とエチレン性不飽和結合とを有する単量体(b)(以下「単量体(b)」という場合がある)に由来する構造単位、単量体(a)と共重合可能な単量体(c)(ただし、単量体(a)及び単量体(b)とは異なる。)(以下「単量体(c)」という場合がある)に由来する構造単位、並びに、側鎖にエチレン性不飽和結合を有する構造単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造単位を有することが好ましい。
尚、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸よりなる群から選ばれる少なくとも1種を表す。「(メタ)アクリロイル」及び「(メタ)アクリレート」等の表記も、同様の意味を有する。
単量体(b)としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)
アクリレート、3−エチル−3−(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられ、好ましくは、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート、3−エチル−3−(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタンである。
樹脂(B)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、好ましくは1.1〜6であり、より好ましくは1.2〜4である。
重合性化合物(C)は、重合開始剤(D)から発生した活性ラジカル及び/又は酸によって重合しうる化合物であり、例えば、重合性のエチレン性不飽和結合を有する化合物等が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル化合物である。
重合性化合物(C)の重量平均分子量は、好ましくは150以上2,900以下、より好ましくは250以上1,500以下である。
重合開始剤(D)は、光や熱の作用により活性ラジカル、酸等を発生し、重合を開始しうる化合物であれば特に限定されることなく、公知の重合開始剤を用いることができる。活性ラジカルを発生する重合開始剤としては、例えば、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)ブタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン、N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)−3−シクロペンチルプロパン−1−オン−2−イミン、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルスルファニルフェニル)プロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−2−ベンジルブタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−ピペロニル−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニルビイミダゾール等が挙げられる。
重合開始助剤(D1)は、重合開始剤によって重合が開始された重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物、もしくは増感剤である。重合開始助剤(D1)を含む場合、通常、重合開始剤(D)と組み合わせて用いられる。
重合開始助剤(D1)としては、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称ミヒラーズケトン)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、9,10−ジメトキシアントラセン、2,4−ジエチルチオキサントン、N−フェニルグリシン等が挙げられる。
レベリング剤(F)としては、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及びフッ素原子を有するシリコーン系界面活性剤等が挙げられる。これらは、側鎖に重合性基を有していてもよい。
シリコーン系界面活性剤としては、分子内にシロキサン結合を有する界面活性剤等が挙げられる。具体的には、トーレシリコーンDC3PA、同SH7PA、同DC11PA、同SH21PA、同SH28PA、同SH29PA、同SH30PA、同SH8400(商品名:東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF4446、TSF4452及びTSF4460(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)等が挙げられる。
本発明の着色組成物は、必要に応じて、充填剤、樹脂(B)以外の高分子化合物、密着促進剤、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤等、当該技術分野で公知の成分を含んでもよい。
本発明の着色硬化性樹脂組成物から、カラーフィルタを形成することができる。着色パターンを形成する方法としては、フォトリソグラフ法、インクジェット法、印刷法等が挙げられる。中でも、フォトリソグラフ法が好ましい。
装置:HLC−8120GPC(東ソー(株)製)
カラム:TSK−GELG2000HXL
カラム温度:40℃
溶剤:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
分析試料の固形分濃度:0.001〜0.01質量%
注入量:50μL
検出器:RI
校正用標準物質:TSK STANDARD POLYSTYRENE F−40、F−4、F−288、A−2500、A−500(東ソー(株)製)
上記で得られたポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量の比(Mw/Mn)を分散度とした。
溶解度試験;1,4−ジオキサン,1−ブタノール,2−フェノキシエタノール,アセトン,アセトニトリル,クロロホルム,シクロヘキサン,シクロヘキサノール,二塩基酸エステル,ジアセトンアルコール,ジエチレングリコール,N,N−ジメチルホルムアミド,ジメチルスルホキシド,ジプロピレングリコール,エタノール,酢酸エチル,γ−ブチロラクトン,ヘキサン,2−ブタノン,メタノール,4−メチル−2−ペンタノン,ジクロロメタン,酢酸ブチル,N−メチルピロリドン,1−メトキシ−2−プロパノール,プロピレングリコール 1−モノメチルエーテル 2−アセテート,プロピレンカーボネート,テトラクロロエチレン,テトラヒロドフラン,トルエン,1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン,N,N’−ジメチルプロピレン尿素,テトラメチル尿素をイソインドリン色素に対して、23℃下、200重量倍使って、イソインドリン色素が各溶剤に溶解するかどうかを目視で検討した。
(1) 4−カルボキシ−1−(4−シアノ−3−オキシブチル)ベンゼンの合成
4−カルボキシ−1−ベンゼンプロピオン酸メチル(WO2005/012220に記載の方法に準じて合成)30部をTHF900部に溶解させた。得られた混合物の温度を−50℃以下に保ちながら、1mol/L リチウムビス(トリメチルシリル)アミドのヘキサン溶液(関東化学(株)製)576部を、120分かけて滴下し、30分間撹拌した。−50℃以下に保ちながら、アセトニトリル(関東化学(株)製)36部を90分かけて滴下し、25℃まで昇温させ、25℃で6時間撹拌した。反応液を水洗し、酢酸エチル抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後溶剤を留去し、残渣を酢酸エチル/n−ヘキサン(体積比2/1)で再沈殿により精製し、4−カルボキシ−1−(4−シアノ−3−オキシブチル)ベンゼンを27部得た(収率85%)。
(2) イソインドリン色素1の合成
フタロニトリル(東京化成工業(株)製)1.0部とメタノール100部を混合した。得られた混合物の温度を5℃以下に保ちながら、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液(和光純薬工業(株)製)0.9部を、30分かけて滴下し、5℃下で6時間撹拌した。得られた混合物の温度を5℃以下に保ちながら、酢酸4.7部を加えた。得られた混合物に、4−カルボキシ−1−(4−シアノ−3−オキシブチル)ベンゼン4.1部を加え、45℃下で26時間撹拌した。得られた混合物をろ過し、残渣を水100部、メタノール100部、N,N−ジメチルホルムアミド5部、メタノール20部の順で洗浄し、60℃下で減圧乾燥して、式(I−1)で表される化合物2.3部を得た。得られた式(I−1)で表される化合物2.3部とN,N−ジメチルアセトアミド12部を混合させ、20℃下で3時間撹拌した。得られた混合物をろ過し、得られた残渣を60℃下で減圧乾燥して、式(I−1)で表されるイソインドリン色素1(化合物番号154)を2.3部得た(収率55%)。
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 546
Exact Mass: 545
イソインドリン色素1のハンセン溶解度パラメータは、(δD1,δP1,δH1)=(17.3,13.5,10.0)であった。
実施例1のフタロニトリル1.0部を4−ニトロフタロニトリル(東京化成工業(株)製)1.4部としたこと以外は実施例1と同様の方法で合成を行った。式(I−2)で表されるイソインドリン色素2(化合物番号155)を3.7部得た(収率63%)。
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 591
Exact Mass: 590
イソインドリン色素2のハンセン溶解度パラメータは、(δD1,δP1,δH1)=(17.0,13.2,9.9)であった。
実施例1の4−カルボキシ−1−(4−シアノ−3−オキシブチル)ベンゼン4.1部を3−(2−シアノアセチル)安息香酸(Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2010,20(3), 922-926に記載の方法に準じて合成)4.7部としたこと以外は実施例1と同様の方法で合成を行った。式(I−3)で表されるイソインドリン色素3(化合物番号37)を2.9部得た(収率76%)。
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 490
Exact Mass: 489
イソインドリン色素3のハンセン溶解度パラメータは、(δD1,δP1,δH1)=(17.0,12.5,9.9)であった。
実施例1の4−カルボキシ−1−(4−シアノ−3−オキシブチル)ベンゼン4.1部を4−(2−シアノアセチル)安息香酸(US2680731に記載の方法に準じて合成)4.7部としたこと以外は実施例1と同様の方法で合成を行った。式(I−4)で表されるイソインドリン色素4(化合物番号46)を2.9部得た(収率76%)。
(質量分析)イオン化モード=ESI+: m/z=[M+H]+ 490
Exact Mass: 489
イソインドリン色素4のハンセン溶解度パラメータは、(δD1,δP1,δH1)=(17.0,12.5,9.7)であった。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN,N−ジメチルアセトアセトアミドとした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.6部得た(収率68%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをジメチルスルホキシドとした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.4部得た(収率65%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドを1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンとした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.4部得た(収率65%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN−メチルピロリドンとした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.0部得た(収率53%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN,N−ジメチルアセトアミド/γ−ブチロラクトン/N−メチルピロリドンの混合溶剤(体積比66/16/18)とした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.4部得た(収率65%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN,N−ジメチルアセトアミド/スルホランの混合溶剤(体積比49/51)とした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.5部得た(収率66%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN,N−ジメチルアセトアミド/N−メチルピロリドンの混合溶剤(体積比44/56)とした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.6部得た(収率68%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN,N−ジメチルアセトアミド/ジメチルスルホキシドの混合溶剤(体積比82/18)とした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.3部得た(収率60%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをN,N−ジメチルアセトアミド/2−ブタノン/プロピレンカーボネート混合溶剤(体積比66/26/8)とした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を2.8部得た(収率73%)。
実施例1のN,N−ジメチルアセトアミドをn−ヘキサンとした以外は、実施例1と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素1を3部得た(収率72%)。
実施例2のN,N−ジメチルアセトアミドをn−ヘキサンとした以外は、実施例2と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素2を4.5部得た(収率77%)。
実施例3のN,N−ジメチルアセトアミドをn−ヘキサンとした以外は、実施例3と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素3を3.2部得た(収率84%)。
実施例4のN,N−ジメチルアセトアミドをn−ヘキサンとした以外は、実施例4と同様の方法で合成を行った。イソインドリン色素4を3.1部得た(収率81%)。
還流冷却器、滴下ロート及び攪拌機を備えたフラスコ内に窒素を適量流し、窒素雰囲気に置換し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート371部を入れ、撹拌しながら85℃まで加熱した。次いで、アクリル酸54部、3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート及び3,4−エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−9−イルアクリレートの混合物(商品名「E−DCPA」、(株)ダイセル製))225部、ビニルトルエン(異性体混合物)81部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート160部に溶解した溶液を5時間かけて滴下した。開始剤溶液の滴下終了後、4時間同温度で保持した後、室温まで冷却して、固形分37.5%の共重合体(樹脂B1)の溶液を得た。得られた樹脂B1の重量平均分子量は10,600、分散度は2.0、固形分酸価は115mg−KOH/gであった。
(1) 着色組成物の調製
着色剤AX:イソインドリン色素1 50部、
分散剤(BYK−LPN6919;ビックケミー・ジャパン(株)製) 58部、
樹脂(B):樹脂B1溶液 93部、
及び
溶剤(E):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 800部
を混合し、ビーズミルを用いてイソインドリン色素1を分散させて着色組成物1を得た。
次いで、
着色組成物1: 400部;
樹脂(B):樹脂B1溶液 45部;
重合性化合物(C):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(KAYARAD(登録商標)DPHA;日本化薬(株)製) 25部;
重合開始剤(D):N−ベンゾイルオキシ−1−(4−フェニルスルファニルフェニル)オクタン−1−オン−2−イミン(イルガキュア(登録商標)OXE−01;BASF(株)製) 15部;
溶剤(E):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 86部;
及び
レベリング剤:ポリエーテル変性シリコーンオイル(トーレシリコーンSH8400;東レダウコーニング(株)製) 0.12部;
を混合して着色硬化性樹脂組成物1を得た。
5cm角のガラス基板(イーグルXG;コーニング社製)上に、着色硬化性樹脂組成物を、ポストベーク後の膜厚が2μmになるようにスピンコート法で塗布したのち、100℃で3分間プリベークして、着色組成物層を形成した。放冷後、基板上に形成された着色組成物層に、露光機(TME−150RSK;トプコン(株)製)を用いて、大気雰囲気下、80mJ/cm2の露光量(365nm基準)で光照射した。光照射後、オーブン中、230℃で30分間ポストベークを行い、着色塗膜を得た。得られた着色パターンの膜厚を、DEKTAK3(日本真空技術(株)製)を用いて測定した。着色パターンの膜厚は、表7における「膜厚」の欄に示す。
得られた着色塗膜について、コントラスト計(CT−1:壺坂電機(株)、色彩色差計BM−5A:トプコン社製、光源:F−10、偏光フィルム:壺坂電機(株))を用いてコントラストを測定した。尚、測定時のブランク値は30,000である。結果を表7に示す。
着色剤(A)としてイソインドリン色素1に代えて、前述した実施例・比較例で得られたイソインドリン色素を用いる以外は実施例14と同様にした。結果を表7に示す。
Claims (7)
- イソインドリン色素(A)を溶剤(Z)と接触させる工程、及び
固液分離により溶剤(Z)と接触させたイソインドリン色素(A)を取り出す工程を含み、
式(E.1)に基づいて算出される、前記イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータと前記溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータとの距離Raが、0MPa0.5以上10MPa0.5以下であり、かつ、接触工程における溶剤(Z)の量は、イソインドリン色素(A)に対して、0.1質量倍以上10.0質量倍以下であるイソインドリン色素の製造方法。
δD1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの分散成分(MPa0.5)、
δD2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの分散成分(MPa0.5)、
δP1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの極性成分(MPa0.5)、
δP2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの極性成分(MPa0.5)、
δH1:イソインドリン色素(A)のハンセン溶解度パラメータの水素結合成分(MPa0.5)、
δH2:溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータの水素結合成分(MPa0.5)である] - 溶剤(Z)のハンセン溶解度パラメータにおける溶剤(Z)の分散成分δD2が16.0MPa0.5以上19.0MPa0.5以下であり、溶剤(Z)の極性成分δP2が9.0MPa0.5以上17.0MPa0.5以下であり、溶剤(Z)の水素結合成分δH2が6.5MPa0.5以上11.0MPa0.5以下である、請求項1記載の製造方法。
- 溶剤(Z)が、エステル溶剤、ケトン溶剤、アミド溶剤、スルホキシド溶剤及びスルホン溶剤からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む請求項1又は2記載の製造方法。
- 溶剤(Z)の量が、イソインドリン色素(A)に対して0.5質量倍以上8.0質量倍以下である、請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。
- イソインドリン色素(A)が式(1)で表される化合物を含む、請求項1〜4のいずれか記載の製造方法。
[式(1)中、
R1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、又は水素原子を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
R2〜R9は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、−CO2 -又は−S(O)2O-を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−及び該複素環基が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
R2とR3、R3とR4、R4とR5、R6とR7、及び、R8とR9は、各々が結合する炭素原子と一緒になって置換基を有していてもよい環を形成してもよく、該環が環を構成しない−CH2−を含むときの該−CH2−は、−O−、−CO−、−S(O)2−、−NRx1−に置き換わっていてもよい。ただし、−CH2−が置き換わることで−COOH及び−S(O)2OHを形成することはない。また、この環は−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。
Rx1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜40の炭化水素基、置換基を有していてもよい複素環基又は水素原子を表し、該炭化水素基及び該複素環基は、−CO2 -及び−S(O)2O-からなる群から選ばれる少なくとも一種を有していてもよい。Rx1が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
aは、式(1)で表される化合物が有する−CO2 -及び−S(O)2O-の合計数であり、0〜10のいずれかの整数を表す。
Mb+は、ヒドロン又はb価の金属イオンを表す。Mb+が複数個存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。Mb+がヒドロンのとき、該ヒドロンは前記−CO2 -又は−S(O)2O-と一緒になって−CO2H及びS(O)2OHとして存在する。
bは、1〜6の整数を表す。
mは、aが0の場合は0であり、aが1以上である場合はMb+の個数を表す。
nは、a及びmが0である場合は1であり、a及びmが0でない場合はn=b×m/aの関係を満たす数である。] - 前記イソインドリン色素(A)が式(1a)で表される化合物であり、
さらに、工程A又は工程Bから選ばれる式(1a)で表される化合物の製造工程を含む、請求項5記載の製造方法。
工程A: 式(pt1)で表される化合物を式(pt2)で表される化合物と反応させた後、式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とをさらに酸の存在下で反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
工程B: 式(pt5)で表される化合物と式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とを反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
[式(pt1)〜式(pt5)及び式(1a)中、R2〜R9は、前記と同一の意味を表す。R41は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表す。M1は、アルカリ金属原子を表す。] - 前記イソインドリン色素(A)が式(1b)で表される化合物であり、
さらに、工程A又は工程Bから選ばれる式(1a)の合成工程と、工程Cで表される式(1b)で表される化合物の製造工程とを含む、請求項5記載の製造方法。
工程A: 式(pt1)で表される化合物を式(pt2)で表される化合物と反応させた後、式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とをさらに酸の存在下で反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
工程B: 式(pt5)で表される化合物と式(pt3)で表される化合物と式(pt4)で表される化合物とを反応させて式(1a)で表される化合物を製造する工程
工程C: 式(1a)で表される化合物と式(pt6)で表される化合物と反応させて式(1b)で表される化合物を製造する工程
[式(pt1)〜式(pt6)及び式(1b)中、R1〜R9は、前記と同一の意味を表す。R41は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表す。M1は、アルカリ金属原子を表す。LG1は、ハロゲン原子、メタンスルホニルオキシ基、クロロメチルスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。ただしR1は水素原子ではない。]
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