JP7807967B2 - Ethylene compounds - Google Patents
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Description
本発明は、紫外~紫色領域の光を吸収することができるエチレン化合物に関するものである。 The present invention relates to an ethylene compound that can absorb light in the ultraviolet to violet region.
従来、紫外~紫色領域の光を吸収する様々な化合物が知られている。そのような化合物として、例えば、特許文献1にはベンゾフェノン系化合物が開示され、特許文献2にはメロシアニン系化合物が開示され、特許文献3にはトリアジン系化合物が開示されている。また、特許文献4~6には、紫外~紫色領域の光を吸収する化合物を含有する樹脂組成物や、当該樹脂組成物から形成された光学フィルムが開示されている。 Various compounds that absorb light in the ultraviolet to violet region have been known. For example, Patent Document 1 discloses benzophenone-based compounds, Patent Document 2 discloses merocyanine-based compounds, and Patent Document 3 discloses triazine-based compounds. Furthermore, Patent Documents 4 to 6 disclose resin compositions containing compounds that absorb light in the ultraviolet to violet region, and optical films formed from such resin compositions.
紫外~紫色領域の光を吸収する化合物(以下、「紫外線吸収化合物」と称する場合がある)を含有する樹脂組成物は、紫外線吸収化合物が樹脂中に均一に溶解していることが望ましく、これにより樹脂硬化物に所望の分光特性や紫外線吸収特性を付与させることが容易になる。また、紫外線吸収化合物が樹脂中に高濃度に溶解していると、厚みの薄いフィルム状に成形しても所望の分光特性や紫外線吸収特性を発揮させることができ、例えば、薄型化が求められる液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示デバイスに好適に適用することができる。この際、紫外線吸収化合物が樹脂への溶解性に優れるものであれば、樹脂硬化物の濁りや樹脂硬化物において紫外線吸収化合物がブリードアウトすることが起こりにくくなり、好ましい。このような樹脂組成物を調製する場合、紫外線吸収化合物を有機溶媒に高濃度に溶解させて取り扱いできることが望ましい。紫外線吸収化合物が高濃度に溶解した溶液を樹脂と混ぜることにより、紫外線吸収化合物が樹脂中に均一かつ高濃度に溶解した樹脂組成物を容易に得ることができる。 Resin compositions containing compounds that absorb light in the ultraviolet to violet region (hereinafter sometimes referred to as "UV-absorbing compounds") desirably have the UV-absorbing compounds dissolved uniformly in the resin, which facilitates imparting desired spectral and UV-absorbing properties to the cured resin. Furthermore, when the UV-absorbing compounds are dissolved in high concentrations in the resin, the desired spectral and UV-absorbing properties can be achieved even when the resin is molded into a thin film, making it suitable for use in display devices that require thinness, such as liquid crystal displays and organic electroluminescence displays. In this case, it is preferable for the UV-absorbing compounds to have excellent solubility in the resin, as this reduces the likelihood of cloudiness in the cured resin or bleeding out of the UV-absorbing compounds from the cured resin. When preparing such resin compositions, it is desirable to be able to handle the UV-absorbing compounds by dissolving them in an organic solvent at a high concentration. By mixing a solution in which the UV-absorbing compounds are dissolved at a high concentration with the resin, a resin composition in which the UV-absorbing compounds are dissolved uniformly and at a high concentration in the resin can be easily obtained.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、紫外~紫色領域に吸収ピークを示し、有機溶媒への溶解性に優れた化合物、および当該化合物を含む樹脂組成物や光学フィルターを提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a compound that exhibits an absorption peak in the ultraviolet to violet region and has excellent solubility in organic solvents, as well as a resin composition and optical filter that contain said compound.
本発明は、以下の発明を含む。
[1] 下記式(1)で表されることを特徴とするエチレン化合物。
[式(1)中、
Lは、アルキレン基、-O-、-S-、-SO-、アルキル基を有していてもよいメチン基(-C<)、>C<の4価の連結基、またはこれらを組み合わせた連結基を表し、
aは2以上の整数を表し、
Aはそれぞれ独立して下記式(2)で示される基を表し、
複数の基Aは、連結基Lによって6以上の原子を介して互いに連結している。]
[式(2)中、
R1は、炭素数2以上の直鎖状アルキル基、α位の炭素で分岐した炭素数3以上の分岐状アルキル基、またはα位以外の炭素で分岐した炭素数5以上の分岐状アルキル基を表し、
R2は水素原子またはアルキル基を表し、
R3は水素原子、有機基または極性官能基を表し、複数のR3は互いに同一または異なっていてもよく、
Xは硫黄原子または酸素原子を表し、
*は式(1)の連結基Lとの結合部位を表す。]
[2] トルエン中で測定した波長300nm~600nmの範囲の吸収スペクトルにおいて、波長340nm以上400nm以下に最大吸収ピークを有する[1]に記載のエチレン化合物。
[3] [1]または[2]に記載のエチレン化合物を含有することを特徴とする紫外線吸収剤。
[4] [1]または[2]に記載のエチレン化合物および溶媒を含有することを特徴とするエチレン化合物溶液。
[5] [1]または[2]に記載のエチレン化合物と樹脂成分とを含有することを特徴とする樹脂組成物。
[6] さらに近赤外線吸収色素および/または可視光吸収色素を含有する[5]に記載の樹脂組成物。
[7] [5]または[6]に記載の樹脂組成物を硬化した硬化物。
[8] [5]または[6]に記載の樹脂組成物を含むことを特徴とする光学フィルター。
[9] [8]に記載の光学フィルターを備えることを特徴とするセンサー。
The present invention includes the following inventions.
[1] An ethylene compound represented by the following formula (1):
[In formula (1),
L represents an alkylene group, —O—, —S—, —SO—, a methine group (—C<) which may have an alkyl group, a tetravalent linking group of >C<, or a linking group formed by combining these;
a represents an integer of 2 or more;
Each A independently represents a group represented by the following formula (2):
The multiple groups A are linked to each other via a linking group L via six or more atoms.
[In formula (2),
R1 represents a linear alkyl group having 2 or more carbon atoms, a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms branched at the α-position carbon, or a branched alkyl group having 5 or more carbon atoms branched at a carbon other than the α-position,
R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group;
R3 represents a hydrogen atom, an organic group, or a polar functional group, and multiple R3s may be the same or different from each other;
X represents a sulfur atom or an oxygen atom;
* represents the bonding site with the linking group L in formula (1).
[2] The ethylene compound according to [1], which has a maximum absorption peak at a wavelength of 340 nm or more and 400 nm or less in an absorption spectrum measured in toluene over a wavelength range of 300 nm to 600 nm.
[3] An ultraviolet absorber comprising the ethylene compound according to [1] or [2].
[4] An ethylene compound solution comprising the ethylene compound according to [1] or [2] and a solvent.
[5] A resin composition comprising the ethylene compound according to [1] or [2] and a resin component.
[6] The resin composition according to [5], further comprising a near-infrared absorbing dye and/or a visible light absorbing dye.
[7] A cured product obtained by curing the resin composition according to [5] or [6].
[8] An optical filter comprising the resin composition according to [5] or [6].
[9] A sensor comprising the optical filter according to [8].
本発明のエチレン化合物は、紫外(UVA)~紫色領域に吸収ピークを示し、有機溶媒への溶解性に優れる。本発明のエチレン化合物は特に、UVAの中でも比較的長波長側の光を効果的に吸収できるため、樹脂と配合して樹脂組成物とし、光学フィルターを形成した場合に、可視光領域と紫外領域の境界付近にカット波長域を有するものとなり、可視光領域の短波長側における入射角依存性を効果的に低減できる。 The ethylene compound of the present invention exhibits an absorption peak in the ultraviolet (UVA) to violet region and has excellent solubility in organic solvents. The ethylene compound of the present invention is particularly capable of effectively absorbing light on the relatively long wavelength side of UVA. Therefore, when blended with a resin to form a resin composition and an optical filter, the resulting filter has a cutoff wavelength range near the border between the visible light and ultraviolet regions, effectively reducing the incidence angle dependency on the short wavelength side of the visible light region.
本発明のエチレン化合物は、下記式(1)で表されるものである。下記式(1)で表されるエチレン化合物は、紫外~紫色領域にシャープな吸収ピークを示し、紫外線吸収性エチレン化合物として機能させることができる。 The ethylene compound of the present invention is represented by the following formula (1): The ethylene compound represented by the following formula (1) exhibits a sharp absorption peak in the ultraviolet to violet region and can function as an ultraviolet-absorbing ethylene compound.
式(1)中、Lは、アルキレン基、-O-、-S-、-SO-、アルキル基を有していてもよいメチン基(-C<)、>C<の4価の連結基、またはこれらを組み合わせた連結基を表し、aは2以上の整数を表し、Aはそれぞれ独立して下記式(2)で示される基を表し、複数の基Aは、連結基Lによって6以上の原子を介して互いに連結している。 In formula (1), L represents an alkylene group, -O-, -S-, -SO-, a methine group (-C<) which may have an alkyl group, a tetravalent linking group of >C<, or a linking group combining these; a represents an integer of 2 or greater; each A independently represents a group represented by formula (2) below; and multiple A groups are linked to each other via the linking group L via 6 or more atoms.
式(2)中、R1は、炭素数2以上の直鎖状アルキル基、α位の炭素で分岐した炭素数3以上の分岐状アルキル基、またはα位以外の炭素で分岐した炭素数5以上の分岐状アルキル基を表し、R2は水素原子またはアルキル基を表し、R3は水素原子、有機基または極性官能基を表し、複数のR3は互いに同一または異なっていてもよく、Xは硫黄原子または酸素原子を表し、*は式(1)の連結基Lとの結合部位を表す。 In formula (2), R1 represents a linear alkyl group having 2 or more carbon atoms, a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms branched at the carbon at the α-position, or a branched alkyl group having 5 or more carbon atoms branched at a carbon other than the α-position; R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group; R3 represents a hydrogen atom, an organic group, or a polar functional group; multiple R3s may be the same or different; X represents a sulfur atom or an oxygen atom; and * represents a bonding site with the linking group L in formula (1).
式(2)で表される基Aにおいて、カルボン酸エステル基(-COOR1)とシアノ基(-CN)を含むエチレン構造部は発色団として機能する。式(1)で表されるエチレン化合物は、このようにカルボン酸エステル基とシアノ基がエチレン基に結合した基Aを有することにより、紫外(UVA)~紫色領域の光、特にUVAの中でも比較的長波長側、例えば波長340nm~400nmの範囲の光を効果的に吸収できる。また、連結基Lに2以上の基Aが結合することにより、エチレン化合物の分子量が増大して沸点が高くなり、耐熱性が高まる。そのため、例えば樹脂に配合して加熱成形したり加熱硬化させても、エチレン化合物の分解を抑えることができ、加熱処理を経た樹脂硬化物中においても、エチレン化合物を高濃度に存在させることが可能となる。なお、式(2)中、-COOR1(または-CN)はR2に対して、シス位にあってもよく、トランス位にあってもよい。 In the group A represented by formula (2), the ethylene structural moiety containing a carboxylic acid ester group (—COOR 1 ) and a cyano group (—CN) functions as a chromophore. The ethylene compound represented by formula (1) has group A in which a carboxylic acid ester group and a cyano group are bonded to the ethylene group, and thus can effectively absorb light in the ultraviolet (UVA) to violet region, particularly UVA light on the relatively long wavelength side, for example, light in the wavelength range of 340 nm to 400 nm. Furthermore, by bonding two or more groups A to the linking group L, the molecular weight of the ethylene compound increases, raising the boiling point and improving heat resistance. Therefore, for example, even when blended with a resin and subjected to heat molding or heat curing, decomposition of the ethylene compound can be suppressed, and a high concentration of the ethylene compound can be present in the cured resin product after heat treatment. In formula (2), —COOR 1 (or —CN) may be in either the cis or trans position relative to R 2 .
基Aにおいて、-COOR1のR1は、炭素数2以上の直鎖状アルキル基、α位の炭素で分岐した炭素数3以上の分岐状アルキル基、またはα位以外の炭素で分岐した炭素数5以上の分岐状アルキル基を表す。式(1)で表されるエチレン化合物は、このようにカルボン酸エステル基である-COOR1のR1に適切なアルキル基を選定することにより、有機溶媒や樹脂への溶解性に優れるものとなる。そのため、樹脂組成物中にエチレン化合物を高濃度に含有させることが容易になり、また当該樹脂組成物から紫外線吸収層を形成する場合など、層の厚みを薄く形成しても、エチレン化合物に由来して紫外~紫色領域の光を好適に吸収させることができる。式(1)で表されるエチレン化合物はまた、耐熱性にも優れるため、加熱処理を経た樹脂硬化物中でも、エチレン化合物本来の吸収スペクトルに従って、紫外~紫色領域の光を効果的に吸収することが可能となる。なお、エチレン化合物に含まれる複数の基AのR1は、互いに同じであっても異なっていてもよい。 In the group A, R 1 in -COOR 1 represents a linear alkyl group having 2 or more carbon atoms, a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms branched at the α-position carbon, or a branched alkyl group having 5 or more carbon atoms branched at a carbon other than the α-position. By selecting an appropriate alkyl group for R 1 in -COOR 1 , which is a carboxylic acid ester group, the ethylene compound represented by formula (1) exhibits excellent solubility in organic solvents and resins. This facilitates the incorporation of a high concentration of the ethylene compound into the resin composition. Furthermore, even when forming a thin ultraviolet-absorbing layer from the resin composition, the ethylene compound can favorably absorb light in the ultraviolet to purple region. The ethylene compound represented by formula (1) also exhibits excellent heat resistance, enabling it to effectively absorb light in the ultraviolet to purple region in accordance with the inherent absorption spectrum of the ethylene compound, even in a cured resin product that has undergone heat treatment. The R 1 in multiple groups A contained in the ethylene compound may be the same or different from each other.
R1の直鎖状アルキル基の炭素数は2以上であれば特に限定されないが、有機溶媒や樹脂への溶解性を高める点から、3以上が好ましく、4以上がより好ましい。R1の直鎖状アルキル基の炭素数の上限は、エチレン化合物の単位質量当たりの吸光係数を高める点から、20以下が好ましく、12以下がより好ましく、8以下がさらに好ましく、6以下または5以下であってもよい。また、このようにR1の直鎖状アルキル基の炭素数の上限を定めることにより、エチレン化合物の製造や精製が容易になる。R1の直鎖状アルキル基としては、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基等が挙げられる。 The number of carbon atoms in the linear alkyl group for R1 is not particularly limited as long as it is 2 or more, but is preferably 3 or more, and more preferably 4 or more, from the viewpoint of increasing solubility in organic solvents and resins. The upper limit on the number of carbon atoms in the linear alkyl group for R1 is preferably 20 or less, more preferably 12 or less, and even more preferably 8 or less, from the viewpoint of increasing the extinction coefficient per unit mass of the ethylene compound, and may be 6 or less or 5 or less. Furthermore, by setting an upper limit on the number of carbon atoms in the linear alkyl group for R1 in this manner, the production and purification of the ethylene compound becomes easier. Examples of the linear alkyl group for R1 include an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, an n-decyl group, an n-undecyl group, and an n-dodecyl group.
R1の分岐状アルキル基には、α位の炭素(すなわち-COO-の酸素原子に隣接する炭素)で分岐した分岐状アルキル基と、α位以外の炭素で分岐した分岐状アルキル基が含まれる。R1のα位の炭素で分岐した分岐状アルキルの炭素数は、分岐状であることから、その炭素数は3以上となる。一方、R1のα位以外の炭素で分岐した分岐状アルキルの炭素数は5以上であり、6以上が好ましく、7以上がより好ましい。このようにR1の分岐状アルキル基の炭素数を定めることにより、エチレン化合物の有機溶媒や樹脂への溶解性を高めることができる。R1の分岐状アルキル基の炭素数の上限は特に限定されないが、エチレン化合物の単位質量当たりの吸光係数を高める点から、20以下が好ましく、12以下がより好ましく、9以下がさらに好ましい。R1の分岐状アルキル基がα位の炭素で分岐したものである場合は、R1の分岐状アルキル基の炭素数はさらに少なくてもよく、例えば8以下、6以下または5以下であってもよい。このようにR1の分岐状アルキル基の炭素数の上限を定めることにより、エチレン化合物の製造や精製が容易になる。なお、α位の炭素で分岐した分岐状アルキル基は、α位以外の炭素でも分岐していてもよいが、α位の炭素のみで分岐していることが好ましい。α位以外の炭素で分岐した分岐状アルキル基は、α位以外の炭素のみで分岐していることが好ましい。 The branched alkyl group for R1 includes a branched alkyl group branched at the α-position carbon (i.e., the carbon adjacent to the oxygen atom of —COO—) and a branched alkyl group branched at a carbon other than the α-position. The branched alkyl group for R1 branched at the α-position carbon has 3 or more carbon atoms because it is branched. On the other hand, the branched alkyl group for R1 branched at a carbon other than the α-position has 5 or more carbon atoms, preferably 6 or more, and more preferably 7 or more. By specifying the number of carbon atoms in the branched alkyl group for R1 in this manner, the solubility of the ethylene compound in organic solvents and resins can be improved. There is no particular upper limit on the number of carbon atoms in the branched alkyl group for R1 , but from the viewpoint of increasing the extinction coefficient per unit mass of the ethylene compound, it is preferably 20 or less, more preferably 12 or less, and even more preferably 9 or less. When the branched alkyl group for R1 is branched at the α-position carbon, the branched alkyl group for R1 may have even fewer carbon atoms, for example, 8 or less, 6 or less, or 5 or less. By setting the upper limit of the number of carbon atoms in the branched alkyl group of R1 in this way, the production and purification of the ethylene compound becomes easier. Note that the branched alkyl group branched at the α-position carbon may also be branched at a carbon other than the α-position, but is preferably branched only at the α-position carbon. The branched alkyl group branched at a carbon other than the α-position is preferably branched only at a carbon other than the α-position.
R1のα位の炭素で分岐した分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、1-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、1,1-ジメチルプロピル基、1-メチルペンチル基、1-エチルブチル基、1,1-ジメチルブチル基、1-メチル-1-エチルプロピル基、1-メチルヘキシル基、1-エチルペンチル基、1,1-ジメチルペンチル基、1-メチル-1-エチルブチル基、1,1-ジエチルプロピル基等が挙げられる。R1のα位以外の炭素で分岐した分岐状アルキル基としては、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基、2-エチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、2-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、4-メチルヘキシル基、5-メチルヘキシル基、2-エチルペンチル基、3-エチルペンチル基、2,2-ジメチルペンチル基、2,3-ジメチルペンチル基、3,3-ジメチルペンチル基、2,4-ジメチルペンチル基、3,4-ジメチルペンチル基、4,4-ジメチルペンチル基、2-メチルヘプチル基、3-メチルヘプシル基、4-メチルヘプシル基、5-メチルヘプシル基、6-メチルヘプシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘキシル基、4-エチルヘキシル基、2,2-ジメチルヘキシル基、2,3-ジメチルヘキシル基、2,4-ジメチルヘキシル基、2,5-ジメチルヘキシル基等が挙げられる。 Examples of the branched alkyl group branched at the carbon atom at the α-position of R1 include an isopropyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a 1-methylbutyl group, a 1-ethylpropyl group, a 1,1-dimethylpropyl group, a 1-methylpentyl group, a 1-ethylbutyl group, a 1,1-dimethylbutyl group, a 1-methyl-1-ethylpropyl group, a 1-methylhexyl group, a 1-ethylpentyl group, a 1,1-dimethylpentyl group, a 1-methyl-1-ethylbutyl group, and a 1,1-diethylpropyl group. Examples of branched alkyl groups branched at a carbon atom other than the α-position of 1 include 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 2-ethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl, 2-ethylpentyl, 3-ethylpentyl, and 2,2-dimethylpentyl. , 2,3-dimethylpentyl group, 3,3-dimethylpentyl group, 2,4-dimethylpentyl group, 3,4-dimethylpentyl group, 4,4-dimethylpentyl group, 2-methylheptyl group, 3-methylheptyl group, 4-methylheptyl group, 5-methylheptyl group, 6-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylhexyl group, 4-ethylhexyl group, 2,2-dimethylhexyl group, 2,3-dimethylhexyl group, 2,4-dimethylhexyl group, 2,5-dimethylhexyl group, and the like.
式(2)のR2は水素原子またはアルキル基を表す。R2のアルキル基としては、メチル基、エチル基、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、ペンチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基等の直鎖状または分岐状のアルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基等の環状(脂環式)アルキル基等が挙げられる。アルキル基は、水素原子の一部が、アルコキシ基、アリール基、シアノ基、ハロゲノ基、水酸基、ニトロ基等で置換されていてもよい。アルキル基の炭素数(置換基を除く炭素数)は1~20が好ましく、具体的には、直鎖状または分岐状のアルキル基であれば炭素数1~20が好ましく、より好ましくは1~10であり、さらに好ましくは1~5であり、環状のアルキル基であれば炭素数4~10が好ましく、5~8がより好ましい。R2のアルキル基は、直鎖状または分岐状のアルキル基であることが好ましく、その炭素数1~3が好ましく、より好ましくは炭素数1~2である。R2としては水素原子が特に好ましい。なお、エチレン化合物に含まれる複数の基AのR2は、互いに同じであっても異なっていてもよい。 R2 in formula (2) represents a hydrogen atom or an alkyl group. Examples of the alkyl group for R2 include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, 2-ethylhexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, and tridecyl; and cyclic (alicyclic) alkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, and cyclodecyl. Some of the hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with an alkoxy group, an aryl group, a cyano group, a halogeno group, a hydroxyl group, a nitro group, or the like. The number of carbon atoms in the alkyl group (the number of carbon atoms excluding substituents) is preferably 1 to 20, and specifically, if it is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 5 carbon atoms, and if it is a cyclic alkyl group, it preferably has 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 5 to 8 carbon atoms. The alkyl group for R2 is preferably a linear or branched alkyl group, and it preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms. A hydrogen atom is particularly preferred as R2 . Note that R2 in multiple groups A contained in the ethylene compound may be the same or different from each other.
式(2)で表される基Aにおいて、エチレン構造部に結合したベンゼン環は、当該ベンゼン環に結合したX(硫黄原子または酸素原子)とともにエチレン構造部に電子を供与するように機能し、エチレン構造部の発色団の吸収波長を紫外~紫色領域にくるように調整する。当該ベンゼン環に結合するR3は、水素原子、有機基または極性官能基を表す。エチレン化合物に含まれる複数の基Aにおいて、R3は互いに同じであっても異なっていてもよく、また各基Aに含まれる複数のR3は互いに同一または異なっていてもよい。 In group A represented by formula (2), the benzene ring bonded to the ethylene structural moiety functions to donate electrons to the ethylene structural moiety together with X (sulfur atom or oxygen atom) bonded to the benzene ring, thereby adjusting the absorption wavelength of the chromophore of the ethylene structural moiety to be in the ultraviolet to purple region. R3 bonded to the benzene ring represents a hydrogen atom, an organic group, or a polar functional group. In multiple groups A contained in the ethylene compound, R3 may be the same as or different from each other, and multiple R3s contained in each group A may be the same as or different from each other.
式(2)のR3の有機基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルホニル基、アリールスルフィニル基、ヘテロアリール基、アミノ基、アミド基、スルホンアミド基、カルボキシ基(カルボン酸基)、シアノ基等が挙げられる。R3の極性官能基としては、ハロゲノ基、水酸基、ニトロ基、スルホ基(スルホン酸基)等が挙げられる。 Examples of the organic group for R3 in formula (2) include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an alkoxycarbonyl group, an alkylsulfonyl group, an alkylsulfinyl group, an aryl group, an aralkyl group, an aryloxy group, an arylthio group, an aryloxycarbonyl group, an arylsulfonyl group, an arylsulfinyl group, a heteroaryl group, an amino group, an amide group, a sulfonamide group, a carboxy group (carboxylic acid group), a cyano group, etc. Examples of the polar functional group for R3 include a halogeno group, a hydroxyl group, a nitro group, a sulfo group (sulfonic acid group), etc.
R3のアルキル基の具体例は、上記のR2のアルキル基に関する説明が参照される。R3のアルキル基は置換基を有していてもよく、当該アルキル基が有する置換基としては、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、スルホ基等が挙げられる。 For specific examples of the alkyl group for R 3 , see the above description of the alkyl group for R 2. The alkyl group for R 3 may have a substituent, and examples of the substituent on the alkyl group include an aryl group, a heteroaryl group, a halogeno group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, and a sulfo group.
R3のアルコキシ基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルホニル基、アルキルスルフィニル基に含まれるアルキル基の具体例は、R3のアルキル基に関する説明が参照される。 For specific examples of the alkyl group contained in the alkoxy group, alkylthio group, alkoxycarbonyl group, alkylsulfonyl group, and alkylsulfinyl group of R3 , see the description of the alkyl group of R3 .
R3のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、インデニル基等が挙げられる。アリール基は置換基を有していてもよく、当該アリール基が有する置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、ハロゲノ基、ハロゲノアルキル基、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、チオシアネート基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。アリール基の炭素数(置換基を除く炭素数)は、6~20が好ましく、より好ましくは6~12である。 Examples of the aryl group for R3 include a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, and an indenyl group. The aryl group may have a substituent, and examples of the substituent that the aryl group has include an alkyl group, an alkoxy group, a heteroaryl group, a halogeno group, a halogenoalkyl group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a thiocyanate group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a carbamoyl group, a sulfo group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a sulfamoyl group. The number of carbon atoms in the aryl group (the number of carbon atoms excluding the substituent) is preferably 6 to 20, and more preferably 6 to 12.
R3のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルペンチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。アラルキル基に含まれるアリール基は置換基を有していてもよく、当該アリール基が有する置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、ハロゲノ基、ハロゲノアルキル基、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、チオシアネート基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。アラルキル基の炭素数(置換基を除く炭素数)は、7~25が好ましく、より好ましくは7~15である。 Examples of the aralkyl group for R3 include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a phenylbutyl group, a phenylpentyl group, and a naphthylmethyl group. The aryl group contained in the aralkyl group may have a substituent, and examples of the substituent on the aryl group include an alkyl group, an alkoxy group, a heteroaryl group, a halogeno group, a halogenoalkyl group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a thiocyanate group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a carbamoyl group, a sulfo group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a sulfamoyl group. The number of carbon atoms in the aralkyl group (the number of carbon atoms excluding the substituent) is preferably 7 to 25, and more preferably 7 to 15.
R3のアリールオキシ基、アリールチオ基、アリールオキシカルボニル基、アリールスルホニル基、アリールスルフィニル基に含まれるアリール基の具体例は、R3のアリール基に関する説明が参照される。 For specific examples of the aryl group contained in the aryloxy group, arylthio group, aryloxycarbonyl group, arylsulfonyl group, and arylsulfinyl group of R3 , see the description of the aryl group of R3 .
R3のヘテロアリール基としては、チエニル基、チオピラニル基、イソチオクロメニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピラリジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、フラニル基、ピラニル基等が挙げられる。ヘテロアリール基は置換基を有していてもよく、ヘテロアリール基が有する置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ハロゲノ基、ハロゲノアルキル基、水酸基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、チオシアネート基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルファモイル基等が挙げられる。ヘテロアリール基の炭素数は、3~18が好ましく、より好ましくは4~12である。 Examples of the heteroaryl group for R3 include a thienyl group, a thiopyranyl group, an isothiochromenyl group, a pyrrolyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, a pyridyl group, a pyraridinyl group, a pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a thiazolyl group, an isothiazolyl group, a furanyl group, and a pyranyl group. The heteroaryl group may have a substituent, and examples of the substituent that the heteroaryl group has include an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, a halogeno group, a halogenoalkyl group, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a nitro group, a thiocyanate group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, a carbamoyl group, a sulfo group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a sulfamoyl group. The number of carbon atoms in the heteroaryl group is preferably 3 to 18, and more preferably 4 to 12.
R3のアミノ基としては、式:-NR11R12で表され、R11およびR12がそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基であるもの等が挙げられる。アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基の具体例は上記の説明が参照され、アルケニル基とアルキニル基としては、上記に説明したアルキル基の炭素-炭素単結合の一部が二重結合または三重結合に置き換わった置換基が挙げられ、これらの置換基は水素原子の一部がハロゲン原子によって置換されていてもよい。また、R11とR12は互いに連結して環を形成していてもよい。 The amino group for R3 is represented by the formula: -NR 11 R 12 , and examples thereof include groups in which R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a heteroaryl group. Specific examples of the alkyl group, aryl group, aralkyl group, and heteroaryl group are described above. Examples of the alkenyl group and alkynyl group include the alkyl group described above, in which some of the carbon-carbon single bonds are replaced with double bonds or triple bonds. These substituents may have some of the hydrogen atoms replaced with halogen atoms. Furthermore, R 11 and R 12 may be linked to each other to form a ring.
R3のアミド基としては、式:-NH-C(=O)-R13で表され、R13がアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基であるもの等が挙げられる。アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基の具体例は上記の説明が参照され、水素原子の一部がハロゲン原子によって置換されていてもよい。 The amide group for R3 is represented by the formula -NH-C(=O) -R13 , and examples thereof include those in which R13 is an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a heteroaryl group. Specific examples of the alkyl group, aryl group, aralkyl group, and heteroaryl group are as described above, and some of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms.
R3のスルホンアミド基としては、式:-NH-SO2-R14で表され、R14がアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基であるもの等が挙げられる。アルキル基、アリール基、アラルキル基、ヘテロアリール基の具体例は上記の説明が参照され、水素原子の一部がハロゲン原子によって置換されていてもよい。 The sulfonamide group for R3 is represented by the formula: -NH-SO 2 -R 14 , and examples thereof include those in which R 14 is an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a heteroaryl group. Specific examples of the alkyl group, aryl group, aralkyl group, and heteroaryl group are as described above, and some of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms.
R3のハロゲノ基としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基等が挙げられる。 Examples of the halogeno group for R3 include a fluoro group, a chloro group, a bromo group, and an iodo group.
R3としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アラルキル基、アリールオキシ基およびアリールチオ基から選ばれる1種以上であることが好ましい。例えば、R3が含窒素置換基である場合は、置換基R3が加熱や反応によって分解したり他の構造に変化して、エチレン化合物が黄色などの着色を呈しやすくなるため、あまり好ましくない。エチレン化合物が安定して紫外~紫色領域の光を吸収できるようにする観点からは、R3は水素原子またはアルキル基であることが好ましく、当該アルキル基は炭素数1~4が好ましく、1~3がより好ましい。なかでも、式(2)の基Aのベンゼン環に結合する4つのR3のうち、2以上が水素原子であることが好ましく、3以上が水素原子であることがより好ましく、4つ全部が水素原子であることが特に好ましい。 R3 is preferably one or more selected from a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aralkyl group, an aryloxy group, and an arylthio group. For example, when R3 is a nitrogen-containing substituent, the substituent R3 is likely to decompose or change to another structure upon heating or reaction, causing the ethylene compound to be colored yellow or the like, which is not preferred. From the viewpoint of enabling the ethylene compound to stably absorb light in the ultraviolet to violet region, R3 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms. In particular, of the four R3s bonded to the benzene ring of group A in formula (2), it is preferred that two or more are hydrogen atoms, more preferably three or more are hydrogen atoms, and it is particularly preferred that all four are hydrogen atoms.
式(2)のXは硫黄原子または酸素原子を表し、これによりエチレン化合物が安定して紫外~紫色領域の光を吸収しやすくなる。UVA領域の光を効果的に吸収できるようにする観点からは、Xは硫黄原子であることが好ましい。 X in formula (2) represents a sulfur atom or an oxygen atom, which stabilizes the ethylene compound and makes it easier to absorb light in the ultraviolet to violet region. From the perspective of effectively absorbing light in the UVA region, X is preferably a sulfur atom.
式(2)で表される基Aにおいて、Xはエチレン構造部に対してオルト位に結合していてもよく、メタ位に結合していてもよく、パラ位に結合していてもよい。なお、エチレン化合物の製造容易性の観点から、Xはエチレン構造部に対してパラ位に結合していることが好ましい。 In group A represented by formula (2), X may be bonded at the ortho position, meta position, or para position relative to the ethylene structural unit. From the perspective of ease of production of the ethylene compound, it is preferable that X be bonded at the para position relative to the ethylene structural unit.
式(1)において、連結基Lには2以上の基Aが結合している。連結基Lに2以上の基Aが結合することにより、エチレン化合物の耐熱性を高めることができる。連結基Lに結合する複数の基Aは、互いに同一であっても異なっていてもよい。連結基Lは、a個の基Aを連結するa価の連結基であり、例えば、2価、3価または4価である連結基用有機基の単独、またはこれら2価、3価または4価の連結基用有機基の組み合わせにより構成することができる。式(1)の連結基Lに結合する基Aの数aは、8以下が好ましく、6以下がより好ましく、4以下がさらに好ましい。安定性の高いエチレン化合物を容易に製造できる点からは、aは3以下がより好ましく、2であることが特に好ましい。 In formula (1), two or more groups A are bonded to the linking group L. By bonding two or more groups A to the linking group L, the heat resistance of the ethylene compound can be improved. The multiple groups A bonded to the linking group L may be the same or different. The linking group L is an a-valent linking group that connects a number of groups A, and can be composed of, for example, a single divalent, trivalent, or tetravalent organic group for the linking group, or a combination of these divalent, trivalent, or tetravalent organic groups for the linking group. The number a of groups A bonded to the linking group L in formula (1) is preferably 8 or less, more preferably 6 or less, and even more preferably 4 or less. From the viewpoint of easily producing a highly stable ethylene compound, a is more preferably 3 or less, and particularly preferably 2.
連結基Lとしては、アルキレン基、-O-、-S-、-SO-、アルキル基を有していてもよいメチン基(-C<)、>C<の4価の連結基、およびこれらを組み合わせた連結基が挙げられる。この場合、アルキレン基、-O-、-S-、-SO-が2価の連結基用有機基となり、アルキル基を有していてもよいメチン基(-C<)が3価の連結基用有機基となり、>C<が4価の連結基用有機基となる。エチレン化合物は、このような連結基Lに複数の基Aが結合している。 Examples of the linking group L include alkylene groups, -O-, -S-, -SO-, methine groups (-C<) which may have an alkyl group, tetravalent linking groups such as >C<, and linking groups that combine these. In this case, the alkylene group, -O-, -S-, and -SO- are divalent organic groups for linking groups, the methine group (-C<) which may have an alkyl group is a trivalent organic group for linking groups, and >C< is a tetravalent organic group for linking groups. In ethylene compounds, multiple groups A are bonded to such linking groups L.
式(1)で表されるエチレン化合物において、複数の基Aは、連結基Lによって6以上の原子を介して互いに連結している。すなわち、複数の基Aは連結基Lによって互いに連結しているが、複数の基Aどうしは最短でも6以上の原子を介して繋がっている。従って、連結基Lは、複数の基Aの間に6以上の原子が直列で繋がった部分を有する。基Aが3つ以上ある場合は、各基Aどうしが連結基Lによって6以上の原子を介して互いに連結していることが好ましい。本発明のエチレン化合物は、このように複数の基Aが連結基によって6以上の原子を介して互いに連結することにより、連結基Lの動きの自由度が高まり、基Aが連結基Lを介して自由に広がることができる。そのため、前述のCOOR1のR1のアルキル基を適切に選定することと相まって、有機溶媒や樹脂への親和性が高まり、有機溶媒や樹脂への溶解性を高めることができる。その結果、樹脂組成物中にエチレン化合物を均一かつ高濃度に含有させることが容易になり、当該樹脂組成物から紫外線吸収層を形成する場合など、層の厚みを薄く形成しても、エチレン化合物に由来して紫外~紫色領域の光を好適に吸収させることができる。複数の基Aは、連結基Lによって7以上の原子を介して互いに連結していることが好ましく、8以上の原子がより好ましく、また20以下が好ましく、17以下がより好ましく、14以下がさらに好ましく、11以下がさらにより好ましい。 In the ethylene compound represented by formula (1), multiple groups A are linked to each other via six or more atoms via the linking group L. That is, multiple groups A are linked to each other via the linking group L, and the multiple groups A are connected to each other via at least six atoms. Therefore, the linking group L has a portion where six or more atoms are connected in series between multiple groups A. When there are three or more groups A, it is preferable that each group A is linked to each other via the linking group L via six or more atoms. In the ethylene compound of the present invention, multiple groups A are linked to each other via six or more atoms via the linking group, thereby increasing the degree of freedom of movement of the linking group L and allowing the groups A to spread freely via the linking group L. Therefore, in combination with appropriately selecting the alkyl group for R 1 in the above-mentioned COOR 1 , the affinity for organic solvents and resins is increased, and the solubility in organic solvents and resins can be improved. As a result, it becomes easy to uniformly and highly concentrate the ethylene compound in the resin composition, and when forming an ultraviolet-absorbing layer from the resin composition, even if the layer is formed to a thin thickness, the ethylene compound can favorably absorb light in the ultraviolet to purple region. Preferably, the multiple groups A are linked to each other via the linking group L via 7 or more atoms, more preferably 8 or more atoms, and preferably 20 or less, more preferably 17 or less, even more preferably 14 or less, and even more preferably 11 or less.
連結基Lに含まれるアルキレン基としては、直鎖状または分岐状アルキレン基が示される。連結基Lに含まれるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基等の炭素数が1~20、好ましくは炭素数が1~10、より好ましくは炭素数が1~6、さらに好ましく炭素数1~4のアルキレン基が挙げられる。当該アルキレン基は置換基を有していてもよく、例えば水酸基および/またはチオール基を有していてもよい。 The alkylene group contained in the linking group L may be a linear or branched alkylene group. Examples of the alkylene group contained in the linking group L include alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 4 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, heptylene, octylene, nonylene, decylene, undecylene, dodecylene, tridecylene, tetradecylene, pentadecylene, hexadecylene, heptadecylene, and octadecylene. The alkylene group may have a substituent, such as a hydroxyl group and/or a thiol group.
連結基Lにおいて、-O-、-S-、-SO-は末端に位置しないことが好ましく、またこれらの連結基用有機基は連続していないことが好ましい。すなわち、-O-、-S-、-SO-は、両側にアルキレン基、メチン基(-C<)、または>C<の4価の連結基が結合していることが好ましい。これにより、式(1)で表されるエチレン化合物の安定性を高めることができる。 In the linking group L, -O-, -S-, and -SO- are preferably not located at the terminals, and these organic groups for linking groups are preferably not adjacent. In other words, -O-, -S-, and -SO- are preferably bonded on both sides to a tetravalent linking group such as an alkylene group, a methine group (-C<), or a >C<. This can increase the stability of the ethylene compound represented by formula (1).
2価の連結基Lが、連結基用有機基を結合することで構成される2価の基である場合、2価の連結基Lとしては、例えば、アルキレン基、-O-、アルキレン基の順に結合させた基;アルキレン基、-S-、アルキレン基の順に結合させた基;アルキレン基、-SO-、アルキレン基の順に結合させた基;アルキレン基、-O-、アルキレン基、-O-、アルキレン基の順に結合させた基;アルキレン基、-S-、アルキレン基、-S-、アルキレン基の順に結合させた基等が挙げられる。 When the divalent linking group L is a divalent group formed by linking organic groups, examples of the divalent linking group L include a group in which an alkylene group, -O-, and an alkylene group are bonded in this order; a group in which an alkylene group, -S-, and an alkylene group are bonded in this order; a group in which an alkylene group, -SO-, and an alkylene group are bonded in this order; a group in which an alkylene group, -O-, an alkylene group, -O-, and an alkylene group are bonded in this order; and a group in which an alkylene group, -S-, an alkylene group, -S-, and an alkylene group are bonded in this order.
アルキレン基、-O-、アルキレン基の順に結合させた基としては、エチレン、-O-、プロピレンの順に結合した基、プロピレン、-O-、プロピレンの順に結合した基、メチレン、-O-、ブチレンの順に結合した基、ブチレン、-O-、ブチレンの順に結合した基、などの結合手をアルキル部分に有するジアルキルエーテル残基が挙げられる。 Examples of groups in which an alkylene group, -O-, and another alkylene group are bonded in this order include dialkyl ether residues with bonds in the alkyl moiety, such as groups in which ethylene, -O-, and propylene are bonded in this order, groups in which propylene, -O-, and propylene are bonded in this order, groups in which methylene, -O-, and butylene are bonded in this order, and groups in which butylene, -O-, and butylene are bonded in this order.
アルキレン基、-S-、アルキレン基の順に結合させた基としては、エチレン、-S-、プロピレンの順に結合した基、プロピレン、-S-、プロピレンの順に結合した基、メチレン、-S-、ブチレンの順に結合した基、ブチレン、-S-、ブチレンの順に結合した基、などの結合手をアルキル部分に有するジアルキルチオール残基が挙げられる。 Examples of groups in which an alkylene group, -S-, and another alkylene group are bonded in this order include dialkylthiol residues with bonds in the alkyl moiety, such as groups in which ethylene, -S-, and propylene are bonded in this order, groups in which propylene, -S-, and propylene are bonded in this order, groups in which methylene, -S-, and butylene are bonded in this order, and groups in which butylene, -S-, and butylene are bonded in this order.
アルキレン基、-SO-、アルキレン基の順に結合させた基としては、エチレン、-SO-、プロピレンの順に結合した基、プロピレン、-SO-、プロピレンの順に結合した基、メチレン、-SO-、ブチレンの順に結合した基、ブチレン、-SO-、ブチレンの順に結合した基、などの結合手をアルキル部分に有するジアルキルスルホキシド残基が挙げられる。 Examples of groups in which an alkylene group, -SO-, and another alkylene group are bonded in this order include dialkyl sulfoxide residues with bonds in the alkyl moiety, such as a group in which ethylene, -SO-, and propylene are bonded in this order, a group in which propylene, -SO-, and propylene are bonded in this order, a group in which methylene, -SO-, and butylene are bonded in this order, and a group in which butylene, -SO-, and butylene are bonded in this order.
アルキレン基、-O-、アルキレン基、-O-、アルキレン基の順に結合させた基としては、メチレン、-O-、エチレン、-O-、メチレンの順に結合した基、エチレン、-O-、エチレン、-O-、エチレンの順に結合した基、プロピレン、-O-、プロピレン、-O-、プロピレンの順に結合した基、などの結合手をアルキル部分に有するアルキレングリコールジアルキルエーテル残基が挙げられる。 Examples of groups in which an alkylene group, -O-, an alkylene group, -O-, and an alkylene group are bonded in this order include alkylene glycol dialkyl ether residues having bonds in the alkyl moiety, such as a group in which methylene, -O-, ethylene, -O-, and methylene are bonded in this order, a group in which ethylene, -O-, ethylene, -O-, and ethylene are bonded in this order, and a group in which propylene, -O-, propylene, -O-, and propylene are bonded in this order.
アルキレン基、-S-、アルキレン基、-S-、アルキレン基の順に結合させた基としては、メチレン、-S-、エチレン、-S-、メチレンの順に結合した基、エチレン、-S-、エチレン、-S-、エチレンの順に結合した基、プロピレン、-S-、プロピレン、-S-、プロピレンの順に結合した基、などの結合手をアルキル部分に有する(アルキレンジチオ)ジアルキル残基が挙げられる。 Examples of groups in which an alkylene group, -S-, an alkylene group, -S-, and an alkylene group are bonded in this order include (alkylenedithio)dialkyl residues with bonds in the alkyl moiety, such as a group in which methylene, -S-, ethylene, -S-, and methylene are bonded in this order, a group in which ethylene, -S-, ethylene, -S-, and ethylene are bonded in this order, and a group in which propylene, -S-, propylene, -S-, and propylene are bonded in this order.
3価以上の連結基用有機基には、アルキル基を有していてもよいメチン基(-C<)、>C<が含まれる。メチン基が有するアルキル基については、上記R2のアルキル基に関する説明が参照される。 The trivalent or higher organic group for linking group includes a methine group (-C<) or >C<, which may have an alkyl group. For the alkyl group of the methine group, see the explanation of the alkyl group of R2 above.
3価以上の連結基用有機基を有する連結基Lとしては、例えば、メチン基に前記2価の連結基用有機基の3つが結合した基(例えば、メチン基に3つのアルキレン基が結合したアルカントリイル基)、>C<に前記2価の連結基用有機基の4つが結合した基(例えば、>C<に4つのアルキレン基が結合したアルカンテトライル基)、メチン基が2つ繋がった4価の連結基用有機基に前記2価の連結基用有機基の4つが結合した基、メチン基が3つ繋がった5価の連結基用有機基に前記2価の連結基用有機基の5つが結合した基、前記2価の連結基用有機基を介して2つのメチン基が繋がった4価の連結基用有機基に前記2価の連結基用有機基の4つが結合した基、前記2価の連結基用有機基を介して3つのメチン基が繋がった5価の連結基用有機基に前記2価の連結基用有機基の5つが結合した基等が挙げられる。 Examples of the linking group L having a trivalent or higher valent organic group for linking groups include a group in which three of the divalent organic groups for linking groups are bonded to a methine group (e.g., an alkanetriyl group in which three alkylene groups are bonded to a methine group), a group in which four of the divalent organic groups for linking groups are bonded to a >C< (e.g., an alkanetetrayl group in which four alkylene groups are bonded to a >C<), a tetravalent organic group for linking groups in which two methine groups are bonded to a divalent organic group for linking groups, and groups bonded to four of the divalent organic groups for linking groups, a group in which five of the divalent organic groups for linking groups are bonded to a pentavalent organic group for linking groups in which three methine groups are linked, a group in which four of the divalent organic groups for linking groups are bonded to a tetravalent organic group for linking groups in which two methine groups are linked via the divalent organic group for linking groups, and a group in which five of the divalent organic groups for linking groups are bonded to a pentavalent organic group for linking groups in which three methine groups are linked via the divalent organic group for linking groups.
エチレン化合物の動きの自由度を高める観点からは、連結基Lは、アルキレン基、-O-、-S-、-SO、またはこれらの基を組み合わせた連結基であることが好ましく、2価の連結基である(すなわち式(1)においてaが2である)ことがより好ましい。また、アルキレン基は置換基を有しないことが好ましい。 From the perspective of increasing the degree of freedom of movement of the ethylene compound, the linking group L is preferably an alkylene group, -O-, -S-, -SO, or a linking group formed by combining these groups, and more preferably a divalent linking group (i.e., a is 2 in formula (1)). Furthermore, it is preferable that the alkylene group has no substituent.
エチレン化合物としては、下記式(3)で表されるエチレン化合物が好ましく示される。このようなエチレン化合物は、紫外~紫色領域の光を効果的に吸収でき、有機溶媒や樹脂への溶解性に優れるとともに、製造が容易になる。下記式(3)において、R1aとR1bの説明は上記のR1の説明が参照され、R2aとR2bの説明は上記のR2の説明が参照され、XaとXbの説明は上記のXの説明が参照される。 The ethylene compound is preferably an ethylene compound represented by the following formula (3). Such an ethylene compound can effectively absorb light in the ultraviolet to violet region, has excellent solubility in organic solvents and resins, and is easy to produce. In the following formula (3), the explanation of R 1a and R 1b is as described above for R 1 , the explanation of R 2a and R 2b is as described above for R 2 , and the explanation of X a and X b is as described above for X.
上記式(3)で表されるエチレン化合物は、XaとXbがエチレン構造部に対してパラ位に結合した下記式(3-1)で表されるものがより好ましい。 The ethylene compound represented by the above formula (3) is more preferably one represented by the following formula (3-1) in which Xa and Xb are bonded at the para position relative to the ethylene structural unit.
本発明のエチレン化合物は、トルエン中で測定した波長300nm~600nmの範囲(より好ましくは300nm~700nmの範囲であり、さらに好ましくは300nm~800nmの範囲)の吸収スペクトルにおいて、波長340nm以上400nm以下に最大吸収ピークを有することが好ましい。すなわちエチレン化合物は、トルエン中で吸収スペクトルを測定したとき、波長340nm~400nmの範囲に吸収極大を有するピークを有し、かつ当該吸収ピークの吸収極大が波長300nm~600nmの範囲で最大値をとることが好ましい。エチレン化合物がこのような吸収スペクトルを示すものであれば、紫外(UVA)~紫色領域の光、特にUVAの中でもオゾン層を通り抜けてより多く地表に届く長波長側のUVAの光を効果的に吸収できる。前記吸収ピークの極大波長は、350nm以上がより好ましく、355nm以上がさらに好ましく、また390nm以下がより好ましく、380nm以下がさらに好ましい。 The ethylene compound of the present invention preferably has a maximum absorption peak at a wavelength of 340 nm or more and 400 nm or less in its absorption spectrum measured in toluene over a wavelength range of 300 nm to 600 nm (more preferably, 300 nm to 700 nm, and even more preferably, 300 nm to 800 nm). That is, when the absorption spectrum of the ethylene compound is measured in toluene, it preferably has a peak with an absorption maximum in a wavelength range of 340 nm to 400 nm, and the absorption maximum of this absorption peak preferably reaches its maximum value in a wavelength range of 300 nm to 600 nm. Ethylene compounds that exhibit such an absorption spectrum can effectively absorb light in the ultraviolet (UVA) to violet region, particularly UVA light at longer wavelengths that penetrate the ozone layer and reach the earth's surface in greater amounts. The maximum wavelength of the absorption peak is more preferably 350 nm or more, even more preferably 355 nm or more, and more preferably 390 nm or less, and even more preferably 380 nm or less.
エチレン化合物は、前記最大吸収ピークの極大波長における吸光度を1としたときに、当該吸収ピークの吸光度0.5におけるピーク幅が100nm以下であることが好ましく、80nm以下がより好ましく、70nm以下がさらに好ましい。エチレン化合物がこのような吸収スペクトルを示せば、紫外(UVA)~紫色領域の光を選択的に吸収できるものとなる。当該ピーク幅の下限値は特に限定されないが、例えば20nm以上であってもよく、30nm以上であってもよい。 When the absorbance at the maximum wavelength of the maximum absorption peak is taken as 1, the ethylene compound preferably has a peak width of 100 nm or less at an absorbance of 0.5, more preferably 80 nm or less, and even more preferably 70 nm or less. If the ethylene compound exhibits such an absorption spectrum, it will be able to selectively absorb light in the ultraviolet (UVA) to violet region. The lower limit of the peak width is not particularly limited, but it may be, for example, 20 nm or more, or 30 nm or more.
エチレン化合物は、前記最大吸収ピークの極大波長における吸光度を1としたときに、波長470nm~600nmの範囲(好ましくは波長450nm~700nmの範囲)の平均吸光度が0.03以下であることが好ましく、0.02以下がより好ましく、0.01以下がさらに好ましく、これにより可視光領域の広い範囲において、光線透過率を高めることができる。 When the absorbance at the maximum wavelength of the maximum absorption peak is taken as 1, the ethylene compound preferably has an average absorbance in the wavelength range of 470 nm to 600 nm (preferably a wavelength range of 450 nm to 700 nm) of 0.03 or less, more preferably 0.02 or less, and even more preferably 0.01 or less, which enables increased light transmittance over a wide range of the visible light region.
吸収スペクトルは、所定の波長範囲で測定ピッチ1nmごとに吸光度を測定することにより求める。測定ピッチ(1nm)未満における波長の吸光度の値は、1nmピッチの吸光度の測定値から線形補間することにより算出する。トルエン中のエチレン化合物の濃度は、最大吸収ピークの吸収極大における吸光度が1±0.003となるように調整する。波長470nm~600nmの範囲の平均吸光度は、波長470nm~600nmの範囲で1nmピッチで測定した131点の吸光度の値を平均することにより求める。 The absorption spectrum is determined by measuring absorbance at 1 nm intervals over a specified wavelength range. Absorbance values for wavelengths less than the measurement interval (1 nm) are calculated by linear interpolation from absorbance measurements at 1 nm intervals. The concentration of ethylene compounds in toluene is adjusted so that the absorbance at the maximum absorption peak is 1 ± 0.003. The average absorbance over the wavelength range of 470 nm to 600 nm is determined by averaging the absorbance values of 131 points measured at 1 nm intervals over the wavelength range of 470 nm to 600 nm.
本発明のエチレン化合物は、紫外(UVA)~紫色領域の光を効果的に吸収できることから、紫外線吸収剤として好適に用いることができる。紫外線吸収剤に含まれるエチレン化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。紫外線吸収剤は、本発明のエチレン化合物以外に公知の紫外線吸収剤(例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸系化合物、ベンゾオキサジノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、メロシアニン系化合物、トリアジン系化合物等)を含んでいてもよい。 The ethylene compound of the present invention can effectively absorb light in the ultraviolet (UVA) to violet region, and therefore can be suitably used as an ultraviolet absorber. The ultraviolet absorber may contain only one type of ethylene compound, or two or more types. In addition to the ethylene compound of the present invention, the ultraviolet absorber may also contain known ultraviolet absorbers (e.g., benzotriazole-based compounds, benzophenone-based compounds, salicylic acid-based compounds, benzoxazinone-based compounds, cyanoacrylate-based compounds, benzoxazole-based compounds, merocyanine-based compounds, triazine-based compounds, etc.).
本発明のエチレン化合物は、任意の溶媒(例えば水や有機溶媒)に溶解または分散させて使用することができる。従って、本発明は、式(1)で表されるエチレン化合物と溶媒とを含有するエチレン化合物溶液も提供する。溶媒としては、有機溶媒を用いることが好ましく、これにより高濃度にエチレン化合物が溶解したエチレン化合物溶液を得ることができる。本発明のエチレン化合物溶液は、紫外(UVA)~紫色領域の光を効果的に吸収することができる。 The ethylene compound of the present invention can be used by dissolving or dispersing it in any solvent (e.g., water or an organic solvent). Therefore, the present invention also provides an ethylene compound solution containing the ethylene compound represented by formula (1) and a solvent. It is preferable to use an organic solvent as the solvent, which allows for the production of an ethylene compound solution in which the ethylene compound is dissolved at a high concentration. The ethylene compound solution of the present invention can effectively absorb light in the ultraviolet (UVA) to violet region.
エチレン化合物溶液に用いる溶媒としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル類;PGMEA(2-アセトキシ-1-メトキシプロパン)、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体類(エーテル化合物、エステル化合物、エーテルエステル化合物等);N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類;N-メチル-ピロリドン等のピロリドン類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類等が挙げられる。これらの溶媒は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Solvents used in the ethylene compound solution include ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, and dibutyl ether; glycol derivatives (ether compounds, ester compounds, ether ester compounds, etc.) such as PGMEA (2-acetoxy-1-methoxypropane), ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol ethyl ether acetate; amides such as N,N-dimethylacetamide; pyrrolidones such as N-methyl-pyrrolidone; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; and aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and heptane. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
溶媒の使用量は、エチレン化合物溶液中のエチレン化合物の所望する濃度に応じて適宜設定すればよい。エチレン化合物溶液のエチレン化合物の濃度は、例えば5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上がさらに好ましく、これにより、エチレン化合物濃度の高いエチレン化合物溶液とすることができる。エチレン化合物溶液のエチレン化合物濃度の上限は、エチレン化合物の溶媒への溶解度に応じて適宜設定され、例えば50質量%以下であってもよく、40質量%以下、または30質量%以下であってもよい。 The amount of solvent used may be set appropriately depending on the desired concentration of the ethylene compound in the ethylene compound solution. The concentration of the ethylene compound in the ethylene compound solution is preferably, for example, 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more, thereby enabling the production of an ethylene compound solution with a high ethylene compound concentration. The upper limit of the ethylene compound concentration in the ethylene compound solution is set appropriately depending on the solubility of the ethylene compound in the solvent, and may be, for example, 50% by mass or less, 40% by mass or less, or 30% by mass or less.
エチレン化合物溶液はさらに、近赤外線吸収色素および/または可視光吸収色素を含有していてもよい。エチレン化合物溶液が近赤外線吸収色素および/または可視光吸収色素をさらに含有していれば、紫外~紫色領域に加え、赤色~近赤外領域の光および/または可視光領域の光を効果的に吸収することができる。近赤外線吸収色素と可視光吸収色素の詳細は、後述の樹脂組成物に含まれ得る近赤外線吸収色素と可視光吸収色素の説明が参照される。 The ethylene compound solution may further contain a near-infrared absorbing dye and/or a visible light absorbing dye. If the ethylene compound solution further contains a near-infrared absorbing dye and/or a visible light absorbing dye, it can effectively absorb light in the red to near-infrared region and/or light in the visible region in addition to light in the ultraviolet to violet region. For details about near-infrared absorbing dyes and visible light absorbing dyes, see the description of near-infrared absorbing dyes and visible light absorbing dyes that can be contained in the resin composition below.
次に、本発明に係るエチレン化合物を製造する方法の一例について下記スキームを参照して説明する。なお、下記スキームは、本発明に係るエチレン化合物の製造方法を限定するものではなく、本発明のエチレン化合物は他のスキームで製造してもよい。 Next, an example of a method for producing an ethylene compound according to the present invention will be described with reference to the following scheme. Note that the following scheme does not limit the method for producing an ethylene compound according to the present invention, and the ethylene compound of the present invention may also be produced by other schemes.
本発明のエチレン化合物は、例えば下記に示したスキームに従って製造することができる。すなわち、工程[S-1]で、式(4)のベンズアルデヒド化合物と式(8)のシアノ酢酸エステルとを反応させて、基Aを与える式(5)の化合物を得て、次いで工程[S-2]で、式(5)の化合物と連結基Lを与える式(9)の化合物とを反応させることにより、連結基Lに基Aが結合した式(7)の化合物、すなわち本発明のエチレン化合物を得ることができる。あるいは、工程[S-3]で、式(4)のベンズアルデヒド化合物と連結基Lを与える式(9)の化合物とを反応させて、連結基Lに基Aの前駆体が結合した式(6)の化合物を得て、次いで工程[S-4]で、式(6)の化合物と式(8)のシアノ酢酸エステルとを反応させることにより、連結基Lに基Aが結合した式(7)の化合物、すなわち本発明のエチレン化合物を得ることができる。 The ethylene compound of the present invention can be produced, for example, according to the scheme shown below. That is, in step [S-1], a benzaldehyde compound of formula (4) is reacted with a cyanoacetate ester of formula (8) to obtain a compound of formula (5) that provides group A. Then, in step [S-2], the compound of formula (5) is reacted with a compound of formula (9) that provides linking group L to obtain a compound of formula (7) in which group A is bonded to linking group L, i.e., the ethylene compound of the present invention. Alternatively, in step [S-3], a benzaldehyde compound of formula (4) is reacted with a compound of formula (9) that provides linking group L to obtain a compound of formula (6) in which a precursor of group A is bonded to linking group L. Then, in step [S-4], the compound of formula (6) is reacted with a cyanoacetate ester of formula (8) to obtain a compound of formula (7) in which group A is bonded to linking group L, i.e., the ethylene compound of the present invention.
上記のスキームにおいて、R1~R3、X、Lは上記の式(1)および式(2)における意味と同じであり、その好適態様も上記に説明した通りである。Z1とZ2は、一方がハロゲン原子-Yを表し、他方が-XHを表し、Z1とZ2の組み合わせは、Z1がハロゲン原子-Yであり、Z2が-XHであるか、Z1が-XHであり、Z2がハロゲン原子-Yである。 In the above scheme, R 1 to R 3 , X, and L have the same meanings as in the above formula (1) and formula (2), and the preferred embodiments are also as explained above. One of Z 1 and Z 2 represents a halogen atom -Y, and the other represents -XH. The combination of Z 1 and Z 2 is such that Z 1 is a halogen atom -Y and Z 2 is -XH, or Z 1 is -XH and Z 2 is a halogen atom -Y.
式(7)で表される本発明のエチレン化合物は、式(4)のベンズアルデヒド化合物と式(8)のシアノ酢酸エステルとをKnoevenagel縮合反応させて、式(5)の化合物を得る工程(工程[S-1])と、式(5)の化合物と式(9)の化合物とを反応させて、式(5)の化合物と式(9)の化合物の一方に含まれるX(硫黄原子または酸素原子)と他方に含まれるハロゲン原子Yとを求核置換させる工程(工程[S-2])を含む製造方法により得ることができる。工程[S-2]では、式(5)の化合物と式(9)の化合物の一方に含まれるX(硫黄原子または酸素原子)が他方に含まれるハロゲン原子Yの隣接炭素原子に求核的に作用することにより、式(5)の化合物と式(9)の化合物の求核置換反応が起こり、連結基Lに基Aが結合した式(7)の化合物が得られる。 The ethylene compound of the present invention represented by formula (7) can be obtained by a production method including a step (step [S-1]) of subjecting a benzaldehyde compound of formula (4) and a cyanoacetate ester of formula (8) to a Knoevenagel condensation reaction to obtain a compound of formula (5), and a step (step [S-2]) of reacting a compound of formula (5) with a compound of formula (9) to nucleophilic substitution of X (a sulfur atom or an oxygen atom) contained in one of the compounds of formula (5) and formula (9) with a halogen atom Y contained in the other compound. In step [S-2], X (a sulfur atom or an oxygen atom) contained in one of the compounds of formula (5) and formula (9) acts nucleophilically on the carbon atom adjacent to the halogen atom Y contained in the other compound, thereby causing a nucleophilic substitution reaction between the compound of formula (5) and the compound of formula (9), and obtaining a compound of formula (7) in which a group A is bonded to a linking group L.
工程[S-1]は、式(4)のベンズアルデヒド化合物と式:NC-CH2-COOR4(R4は、エステル化されることによりR1になる基を表す)で表されるシアノ酢酸誘導体とをKnoevenagel縮合反応させ、エステル化することにより、式(5)の化合物を得る工程[S-1’]に置き換えることもできる。 Step [S-1] can also be replaced with step [S-1'] of esterifying a benzaldehyde compound of formula (4) with a cyanoacetic acid derivative of formula: NC-CH 2 -COOR 4 (R 4 represents a group that becomes R 1 after esterification) through a Knoevenagel condensation reaction to obtain a compound of formula (5).
式(7)で表される本発明のエチレン化合物は、式(4)のベンズアルデヒド化合物と式(9)の化合物とを反応させて、式(4)の化合物と式(9)の化合物の一方に含まれるX(硫黄原子または酸素原子)と他方に含まれるハロゲン原子Yとを求核置換させて、式(6)の化合物を得る工程(工程[S-3])と、式(6)の化合物と式(8)のシアノ酢酸エステルとをKnoevenagel縮合反応させる工程(工程[S-4])を含む製造方法によっても得ることができる。工程[S-3]では、式(4)の化合物と式(9)の化合物の一方に含まれるX(硫黄原子または酸素原子)が他方に含まれるハロゲン原子Yの隣接炭素原子に求核的に作用することにより、式(4)の化合物と式(9)の化合物の求核置換反応が起こり、連結基Lに基Aの前駆体が結合した式(6)の化合物が得られる。 The ethylene compound of the present invention represented by formula (7) can also be obtained by a production method including a step (step [S-3]) of reacting a benzaldehyde compound of formula (4) with a compound of formula (9) to nucleophilically substitute X (a sulfur atom or an oxygen atom) contained in one of the compounds of formula (4) and formula (9) with a halogen atom Y contained in the other compound to obtain a compound of formula (6), and a step (step [S-4]) of subjecting the compound of formula (6) to a Knoevenagel condensation reaction with a cyanoacetate ester of formula (8). In step [S-3], X (a sulfur atom or an oxygen atom) contained in one of the compounds of formula (4) and formula (9) nucleophilically acts on the carbon atom adjacent to the halogen atom Y contained in the other compound, thereby causing a nucleophilic substitution reaction between the compound of formula (4) and the compound of formula (9), thereby obtaining a compound of formula (6) in which a precursor of group A is bonded to the linking group L.
工程[S-4]は、式(6)の化合物と式:NC-CH2-COOR4(R4は、エステル化されることによりR1になる基を表す)で表されるシアノ酢酸誘導体とをKnoevenagel縮合反応させ、エステル化することにより、式(7)の化合物を得る工程[S-4’]に置き換えることもできる。 Step [S-4] can also be replaced with step [S-4'] of esterifying a compound of formula (6) with a cyanoacetic acid derivative of formula: NC-CH 2 -COOR 4 (R 4 represents a group that becomes R 1 after esterification) through Knoevenagel condensation reaction to obtain a compound of formula (7).
式(9)の化合物として、Z2が-XHである化合物としては、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,6-ヘキサンジチオール、1,7-ヘプタンジチオール、1,8-オクタンジチオール、1,9-ノナンジチオール、1,10-デカンジチオール、6-メルカプト-1-ヘキサノール、7-メルカプト-1-ヘキサノール、8-メルカプト-1-ヘキサノール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2-ビス(2-メルカプトエトキシ)エタン、1,3-ビス(2-メルカプトエトキシ)プロパン、1,3-ビス(2-メルカプトプロポキシ)プロパン、1,2-ビス(2-メルカプトエチルチオ)エタン、1,3-ビス(2-メルカプトエチルチオ)プロパン、1,2-ビス(2-ヒドロキシエチルチオ)エタン、1,3-ビス(2-ヒドロキシエチルチオ)プロパン、ジ(3-ヒドロキシプロピル)スルホキシド、ジ(4-ヒドロキシブチル)スルホキシド、ジ(3-メルカプトプロピル)スルホキシド、ジ(4-メルカプトブチル)スルホキシド等の2価の連結基Lを与える化合物;1,7-ジヒドロキシ-4-(2-ヒドロキシエチル)ヘプタン、1,7-ジメルカプト-4-(2-メルカプトエチル)ヘプタン、1,7-ジヒドロキシ-4-(2-メルカプトエチル)ヘプタン、1,7-ジヒドロキシ-4-(3-ヒドロキシプロピル)ヘプタン、1,8-ジヒドロキシ-3-(2-ヒドロキシエチル)オクタン等の3価の連結基Lを与える化合物;1,8-ジヒドロキシ-3,4-ビス(2-ヒドロキシエチル)オクタン、1,8-ジメルカプト-3,4-ビス(2-メルカプトエチル)オクタン、1,8-ジヒドロキシ-3,4-ビス(2-メルカプトエチル)オクタン、1,8-ジヒドロキシ-3,4-ビス(2-ヒドロキシプロピル)オクタン等の4価の連結基Lを与える化合物等が挙げられる。式(9)の化合物として、Z2がハロゲン原子-Yである化合物としては、前記に例示したZ2が-XHである式(9)の化合物の-XHをハロゲン原子に置き換えた化合物が挙げられる。 As the compound of formula (9), compounds in which Z2 is —XH include 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,6-hexanedithiol, 1,7-heptanedithiol, 1,8-octanedithiol, 1,9-nonanedithiol, 1,10-decanedithiol, 6-mercapto-1-hexanol, 7-mercapto-1-hexanol, 8-mercapto-1-hexanol, triethylenediamine, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol ... glycol, tetraethylene glycol, 1,2-bis(2-mercaptoethoxy)ethane, 1,3-bis(2-mercaptoethoxy)propane, 1,3-bis(2-mercaptopropoxy)propane, 1,2-bis(2-mercaptoethylthio)ethane, 1,3-bis(2-mercaptoethylthio)propane, 1,2-bis(2-hydroxyethylthio)ethane, 1,3-bis(2-hydroxyethylthio)propane, di(3-hydroxypropyl)sulfonyl compounds providing a divalent linking group L, such as 1,7-dihydroxy-4-(2-hydroxyethyl)heptane, 1,7-dimercapto-4-(2-mercaptoethyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(2-mercaptoethyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(3-hydroxypropyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(2-mercaptoethyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(3-hydroxypropyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(2-hydroxyethyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(3-hydroxypropyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(2-hydroxyethyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(2-mercaptoethyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(3-hydroxypropyl)heptane, 1,7-dihydroxy-4-(2-hydroxyethyl ... and compounds that provide a tetravalent linking group L such as 1,8-dihydroxy-3,4-bis(2-hydroxyethyl)octane, 1,8-dimercapto-3,4-bis(2-mercaptoethyl)octane, 1,8-dihydroxy-3,4-bis(2-mercaptoethyl)octane, and 1,8-dihydroxy-3,4-bis(2-hydroxypropyl)octane. Examples of the compound of formula (9) in which Z2 is a halogen atom -Y include compounds in which -XH in the compounds of formula (9) exemplified above in which Z2 is -XH is replaced with a halogen atom.
上記の反応は、溶媒存在下で行うことが好ましい。使用できる溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレン等の塩素系炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;クロロトルエン、ジクロロベンゼン等の塩素系芳香族類;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;等が挙げられる。これらの溶媒は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The above reaction is preferably carried out in the presence of a solvent. Examples of solvents that can be used include chlorinated hydrocarbons such as chloroform and methylene chloride; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and trimethylbenzene; chlorinated aromatics such as chlorotoluene and dichlorobenzene; ethers such as tetrahydrofuran (THF), dioxane, cyclopentyl methyl ether, diisopropyl ether, and diethyl ether; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, and butyronitrile; and alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol. These solvents may be used alone or in combination.
上記の反応において反応温度は適宜設定すればよく、例えば0℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましく、10℃以上がさらに好ましく、また200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましい。当該反応は還流下で行ってもよい。反応時間は特に限定されず、反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、例えば、0.5時間以上が好ましく、1時間以上がより好ましく、また48時間以下が好ましく、24時間以下がより好ましい。反応時の雰囲気は、工程[S-1]または工程[S-4]においては、不活性ガス(窒素、アルゴン等)雰囲気下で行うことが好ましい。 In the above reaction, the reaction temperature may be set appropriately, for example, preferably 0°C or higher, more preferably 5°C or higher, even more preferably 10°C or higher, and preferably 200°C or lower, more preferably 150°C or lower. The reaction may be carried out under reflux. The reaction time is not particularly limited and may be set appropriately depending on the progress of the reaction; for example, it is preferably 0.5 hours or longer, more preferably 1 hour or longer, and preferably 48 hours or shorter, more preferably 24 hours or shorter. In step [S-1] or step [S-4], the reaction is preferably carried out under an inert gas (nitrogen, argon, etc.) atmosphere.
得られたエチレン化合物は、必要に応じて、ろ過、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、アルミナカラムクロマトグラフィー、昇華、再結晶、晶析など公知の精製手段によって適宜精製してもよい。 The obtained ethylene compound may be appropriately purified, if necessary, by known purification means such as filtration, silica gel column chromatography, alumina column chromatography, sublimation, recrystallization, or crystallization.
本発明のエチレン化合物は、樹脂成分と混合して、樹脂組成物とすることができる。本発明のエチレン化合物は樹脂への溶解性に優れるため、樹脂組成物中にエチレン化合物を高濃度に含有させることができる。本発明のエチレン化合物はまた、有機溶媒への溶解性に優れるため、樹脂組成物を製造する際、エチレン化合物を有機溶媒に溶解させてエチレン化合物溶液を調製し、これを樹脂成分と混合することにより、エチレン化合物を容易に樹脂組成物中に均一かつ高濃度に存在させるようにすることができる。 The ethylene compound of the present invention can be mixed with a resin component to form a resin composition. Because the ethylene compound of the present invention has excellent solubility in resins, the ethylene compound can be contained in a high concentration in the resin composition. Because the ethylene compound of the present invention also has excellent solubility in organic solvents, when producing a resin composition, the ethylene compound can be dissolved in an organic solvent to prepare an ethylene compound solution, which can then be mixed with the resin component, thereby easily allowing the ethylene compound to be present uniformly and at a high concentration in the resin composition.
本発明のエチレン化合物を含有する樹脂組成物は、紫外(UVA)~紫色領域の光に起因する劣化を抑制することができるとともに、これを硬化してフィルムや面状成形体等の樹脂成形体とすることで、紫外(UVA)~紫色領域の光をカットする光学フィルター等に適用することができる。本発明のエチレン化合物を用いれば、エチレン化合物を樹脂組成物中に高濃度に存在させることができるため、厚みを薄くしつつ、紫外(UVA)~紫色領域の光を好適に吸収する光学フィルターを形成することができる。 The resin composition containing the ethylene compound of the present invention can suppress deterioration caused by light in the ultraviolet (UVA) to violet region, and by curing it to form a resin molded product such as a film or a sheet-like molded product, it can be used in optical filters that cut light in the ultraviolet (UVA) to violet region. By using the ethylene compound of the present invention, the ethylene compound can be present in a high concentration in the resin composition, making it possible to form an optical filter that effectively absorbs light in the ultraviolet (UVA) to violet region while maintaining a thin thickness.
本発明のエチレン化合物はまた、耐熱性に優れることから、例えば熱可塑性樹脂に配合して、これを加熱成形した場合でも、紫外線吸収効果を好適に発揮させることができる。また、樹脂組成物や樹脂成形体の保管の際や光学フィルターの製造・加工(例えば蒸着や実装など)の際に紫外光にさらされても、当該紫外光から樹脂成分や樹脂組成物中に含まれる他の成分(後述する近赤外線吸収色素など)を保護し、これらの成分の劣化を抑制することも期待できる。 The ethylene compound of the present invention also has excellent heat resistance, so that it can effectively exhibit its UV absorption effect, even when blended with a thermoplastic resin and then hot-molded. Furthermore, even when exposed to UV light during storage of the resin composition or resin molded article, or during the production and processing of optical filters (e.g., vapor deposition or mounting), it is expected to protect the resin components and other components contained in the resin composition (such as the near-infrared absorbing dye described below) from the UV light and suppress deterioration of these components.
樹脂組成物は、本発明のエチレン化合物と樹脂成分とを少なくとも含むものである。樹脂組成物に含まれるエチレン化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。樹脂組成物は、さらに他の紫外線吸収剤(例えば、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチル酸系化合物、ベンゾオキサジノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、メロシアニン系化合物、トリアジン系化合物等)を含有していてもよい。 The resin composition contains at least the ethylene compound of the present invention and a resin component. The resin composition may contain only one type of ethylene compound, or two or more types. The resin composition may further contain other UV absorbers (e.g., benzotriazole-based compounds, benzophenone-based compounds, salicylic acid-based compounds, benzoxazinone-based compounds, cyanoacrylate-based compounds, benzoxazole-based compounds, merocyanine-based compounds, triazine-based compounds, etc.).
樹脂組成物中のエチレン化合物の含有量は、所望の性能を発現させる点から、樹脂組成物の固形分100質量%中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上がさらに好ましい。また、樹脂組成物の成形性や成膜性等を高める点から、樹脂組成物中のエチレン化合物の含有量は、樹脂組成物の固形分100質量%中、25質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。樹脂組成物が他の紫外線吸収剤をも含む場合は、これらの合計含有量が上記範囲にあることが好ましい。他の紫外線吸収剤の含有量は、エチレン化合物100質量部に対し、100質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましい。なお、樹脂組成物の固形分量とは、樹脂組成物が溶媒を含有する場合に、溶媒を除いた樹脂組成物の量を意味する。 In order to achieve the desired performance, the content of the ethylene compound in the resin composition is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more, based on 100% by mass of the solid content of the resin composition. Furthermore, in order to improve the moldability and film-forming properties of the resin composition, the content of the ethylene compound in the resin composition is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less, based on 100% by mass of the solid content of the resin composition. If the resin composition also contains other UV absorbers, the total content of these is preferably within the above range. The content of the other UV absorbers is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the ethylene compound. Note that the solid content of the resin composition refers to the amount of the resin composition excluding the solvent, if the resin composition contains a solvent.
樹脂組成物に含まれる樹脂成分は、公知の樹脂を用いることができる。樹脂成分としては、透明性が高く、本発明のエチレン化合物を溶解または分散できるものが好ましい。樹脂組成物が、後述するように近赤外線吸収色素および/または可視光吸収色素をも含有する場合は、樹脂成分は、当該色素も溶解または分散できるものが好ましい。このような樹脂成分を選択することにより、透過させたい波長域における高透過率と、遮断したい波長域における高吸収性を両立させることができる。 A known resin can be used as the resin component contained in the resin composition. The resin component is preferably one that is highly transparent and capable of dissolving or dispersing the ethylene compound of the present invention. If the resin composition also contains a near-infrared absorbing dye and/or a visible light absorbing dye, as described below, the resin component is preferably one that can also dissolve or disperse the dye. By selecting such a resin component, it is possible to achieve both high transmittance in the wavelength range that is desired to be transmitted and high absorbency in the wavelength range that is desired to be blocked.
樹脂成分としては、重合が完結した樹脂のみならず、樹脂原料(樹脂の前駆体、当該前駆体の原料、樹脂を構成する単量体等を含む)であって、樹脂組成物を成形する際に重合反応または架橋反応して樹脂に組み込まれるものも用いることができる。本発明においては、いずれの樹脂も樹脂成分に含まれる。なお後者の場合は、重合反応で得られた反応液中に存在する、未反応物、反応性末端官能基、イオン性基、触媒、酸・塩基性基等により、エチレン化合物の構造の一部または全部が分解してしまうこともあり得る。従って、そのような懸念がある場合には、重合が完結した樹脂にエチレン化合物を配合して、樹脂組成物を形成することが望ましい。 The resin component can be not only a polymerized resin, but also a resin raw material (including a resin precursor, the raw material for that precursor, or the monomers that make up the resin) that is incorporated into the resin through a polymerization or crosslinking reaction when the resin composition is molded. In the present invention, any resin is included in the resin component. In the latter case, however, the ethylene compound structure may be partially or completely decomposed by unreacted materials, reactive terminal functional groups, ionic groups, catalysts, acidic or basic groups, etc., present in the reaction liquid obtained from the polymerization reaction. Therefore, if such concerns exist, it is desirable to blend an ethylene compound with a polymerized resin to form the resin composition.
樹脂成分としては、透明性の高い樹脂を用いることが好ましく、これにより樹脂組成物に含まれるエチレン化合物の特性を好適に活用することができる。樹脂成分としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリルウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂)、シクロオレフィン系樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、スチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド樹脂(例えば、ナイロン)、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂(例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリアリレート樹脂等)、ポリスルホン樹脂、ブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル系樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂)、AS樹脂(アクリロニトリル-スチレン共重合体)、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂(例えば、(メタ)アクリルシリコーン系樹脂、アルキルポリシロキサン系樹脂、シリコーンウレタン樹脂、シリコーンポリエステル樹脂、シリコーンアクリル樹脂等)、フッ素系樹脂(例えば、フッ素化芳香族ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、フッ素化ポリアリールエーテルケトン(FPEK)、フッ素化ポリイミド(FPI)、フッ素化ポリアミド酸(FPAA)、フッ素化ポリエーテルニトリル(FPEN)等)等が挙げられる。これらの中でも、透明性や耐熱性に優れる観点から、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フッ素化芳香族ポリマーが好ましい。 It is preferable to use a highly transparent resin as the resin component, which allows the properties of the ethylene compound contained in the resin composition to be optimally utilized. Examples of resin components include (meth)acrylic resins, (meth)acrylic urethane resins, polyvinyl chloride resins, polyvinylidene chloride resins, polyolefin resins (e.g., polyethylene resins, polypropylene resins), cycloolefin resins, melamine resins, urethane resins, styrene resins, polyvinyl acetate, polyamide resins (e.g., nylon), aramid resins, polyimide resins, polyamideimide resins, alkyd resins, phenolic resins, epoxy resins, polyester resins (e.g., polybutylene terephthalate (PBT) resins, polyethylene terephthalate (PET) resins, polyarylate resins, etc.), polysulfone resins, butyral resins, polycarbonate resins, and poly Examples of suitable resins include ether resins, ABS resins (acrylonitrile butadiene styrene resins), AS resins (acrylonitrile-styrene copolymers), silicone resins, modified silicone resins (e.g., (meth)acrylic silicone resins, alkyl polysiloxane resins, silicone urethane resins, silicone polyester resins, and silicone acrylic resins), and fluorine-based resins (e.g., fluorinated aromatic polymers, polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy fluorine resins (PFA), fluorinated polyaryl ether ketones (FPEK), fluorinated polyimides (FPI), fluorinated polyamic acids (FPAA), and fluorinated polyether nitriles (FPEN)). Among these, polyimide resins, polyamide-imide resins, (meth)acrylic resins, cycloolefin resins, epoxy resins, polyester resins, polyarylate resins, polyamide resins, polycarbonate resins, polysulfone resins, and fluorinated aromatic polymers are preferred from the viewpoints of excellent transparency and heat resistance.
ポリイミド樹脂は、主鎖の繰り返し単位にイミド結合を含む重合体であり、例えば、テトラカルボン酸2無水物とジアミンとを縮重合させてポリアミド酸を得て、これを脱水・環化(イミド化)させることにより製造することができる。ポリイミド樹脂としては、芳香族環がイミド結合で連結された芳香族ポリイミドを用いることが好ましい。ポリイミド樹脂は、例えば、三菱ガス化学社製のネオプリム(登録商標)、デュポン社製のカプトン(登録商標)、三井化学社製のオーラム(登録商標)、サンゴバン社製のメルディン(登録商標)、東レプラスチック精工社製のTPS(登録商標)TI3000シリーズ等を用いることができる。 Polyimide resins are polymers containing imide bonds in the repeating units of their main chains. For example, they can be produced by condensation polymerization of tetracarboxylic dianhydride and diamine to obtain polyamic acid, which is then dehydrated and cyclized (imidized). Aromatic polyimides, in which aromatic rings are linked by imide bonds, are preferably used as polyimide resins. Examples of polyimide resins that can be used include Neoprim (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Kapton (registered trademark) manufactured by DuPont, Aurum (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Merdin (registered trademark) manufactured by Saint-Gobain, and the TPS (registered trademark) TI3000 series manufactured by Toray Plastics Precision Co., Ltd.
ポリアミドイミド樹脂は、主鎖の繰り返し単位にアミド結合とイミド結合を含む重合体である。ポリアミドイミド樹脂は、例えば、ソルベイアドバンストポリマーズ社製のトーロン(登録商標)、東洋紡社製のバイロマックス(登録商標)、東レプラスチック精工社製のTPS(登録商標)TI5000シリーズ等を用いることができる。 Polyamide-imide resin is a polymer containing amide and imide bonds in the repeating units of the main chain. Examples of polyamide-imide resins that can be used include Torlon (registered trademark) manufactured by Solvay Advanced Polymers, Viromax (registered trademark) manufactured by Toyobo Co., Ltd., and the TPS (registered trademark) TI5000 series manufactured by Toray Plastics Precision Co., Ltd.
(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル酸またはその誘導体由来の繰り返し単位を有する重合体であり、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂等の(メタ)アクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する樹脂が好ましく用いられる。(メタ)アクリル系樹脂は主鎖に環構造を有するものも好ましく、例えば、ラクトン環構造、無水グルタル酸構造、グルタルイミド構造、無水マレイン酸構造、マレイミド環構造等のカルボニル基含有環構造;オキセタン環構造、アゼチジン環構造、テトラヒドロフラン環構造、ピロリジン環構造、テトラヒドロピラン環構造、ピペリジン環構造等のカルボニル基非含有環構造が挙げられる。なお、カルボニル基含有環構造には、イミド基などのカルボニル基誘導体基を含有する構造も含む。カルボニル基含有環構造を有する(メタ)アクリル系樹脂は、例えば、特開2004-168882号公報、特開2008-179677号公報、国際公開第2005/54311号、特開2007-31537号公報等に記載されたものを用いることができる。 (Meth)acrylic resins are polymers containing repeating units derived from (meth)acrylic acid or its derivatives. For example, resins containing repeating units derived from (meth)acrylic acid esters, such as poly(meth)acrylic acid ester resins, are preferably used. (Meth)acrylic resins containing a ring structure in the main chain are also preferred. Examples include carbonyl group-containing ring structures such as lactone ring structures, glutaric anhydride structures, glutarimide structures, maleic anhydride structures, and maleimide ring structures; and carbonyl group-free ring structures such as oxetane ring structures, azetidine ring structures, tetrahydrofuran ring structures, pyrrolidine ring structures, tetrahydropyran ring structures, and piperidine ring structures. Carbonyl group-containing ring structures also include structures containing carbonyl group derivative groups, such as imide groups. Examples of (meth)acrylic resins having a carbonyl group-containing ring structure that can be used include those described in JP 2004-168882 A, JP 2008-179677 A, WO 2005/54311 A, and JP 2007-31537 A.
シクロオレフィン系樹脂は、モノマー成分の少なくとも一部としてシクロオレフィンを用い、これを重合して得られる重合体であり、主鎖の一部に脂環構造を有するものであれば特に限定されない。シクロオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリプラスチック社製のトパス(登録商標)、三井化学社製のアペル(登録商標)、日本ゼオン社製のゼオネックス(登録商標)およびゼオノア(登録商標)、JSR社製のアートン(登録商標)等を用いることができる。 Cycloolefin resins are polymers obtained by polymerizing cycloolefins as at least some of the monomer components, and are not particularly limited as long as they have an alicyclic structure in part of the main chain. Examples of cycloolefin resins that can be used include Topas (registered trademark) manufactured by Polyplastics Co., Ltd., Apel (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Zeonex (registered trademark) and Zeonor (registered trademark) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., and Arton (registered trademark) manufactured by JSR Corporation.
エポキシ樹脂は、エポキシ化合物(プレポリマー)を硬化剤や硬化触媒の存在下で架橋化することで硬化させることができる樹脂である。エポキシ化合物としては、芳香族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、水添エポキシ化合物等が挙げられ、例えば、大阪ガスケミカル社製のフルオレンエポキシ(オグソール(登録商標)PG-100)、三菱化学社製のビスフェノールA型エポキシ化合物(JER(登録商標)828EL)や水添ビスフェノールA型エポキシ化合物(JER(登録商標)YX8000)、ダイセル社製の脂環式液状エポキシ化合物(セロキサイド(登録商標)2021P)等を用いることができる。 Epoxy resins are resins that can be cured by crosslinking epoxy compounds (prepolymers) in the presence of a curing agent or curing catalyst. Examples of epoxy compounds include aromatic epoxy compounds, aliphatic epoxy compounds, alicyclic epoxy compounds, and hydrogenated epoxy compounds. Examples include fluorene epoxy (Oxol® PG-100) manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd., bisphenol A epoxy compound (JER® 828EL) and hydrogenated bisphenol A epoxy compound (JER® YX8000) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and alicyclic liquid epoxy compound (Celloxide® 2021P) manufactured by Daicel Corporation.
ポリエステル樹脂は、主鎖の繰り返し単位にエステル結合を含む重合体であり、例えば、多価カルボン酸(ジカルボン酸)とポリアルコール(ジオール)とを縮重合させることにより得ることができる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられ、例えば、大阪ガス化学社製のOKPシリーズ、帝人社製のTRNシリーズ、テオネックス(登録商標)、デュポン社製のライナイト(登録商標)、三菱化学社製のノバペックス(登録商標)、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のノバデュラン(登録商標)、東レ社製のルミラー(登録商標)、トレコン(登録商標)等を用いることができる。 Polyester resins are polymers containing ester bonds in the repeating units of the main chain, and can be obtained, for example, by condensation polymerization of polycarboxylic acids (dicarboxylic acids) and polyalcohols (diols). Examples of polyester resins include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate. Examples of suitable polyester resins include the OKP series manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd., the TRN series manufactured by Teijin Limited, Teonex (registered trademark), Rynite (registered trademark) manufactured by DuPont, Novapex (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Novaduran (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Corporation, and Lumirror (registered trademark) and Toraycon (registered trademark) manufactured by Toray Industries, Inc.
ポリアリレート樹脂は、2価フェノール化合物と2塩基酸(例えば、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸)とを重縮合して得られる重合体であり、主鎖の繰り返し単位に芳香族環とエステル結合とを含む繰り返し単位を有する。ポリアリレート樹脂は、例えば、クラレ社製のベクトラン(登録商標)、ユニチカ社製のUポリマー(登録商標)やユニファイナー(登録商標)等を用いることができる。 Polyarylate resin is a polymer obtained by polycondensation of a dihydric phenol compound and a dibasic acid (e.g., an aromatic dicarboxylic acid such as phthalic acid), and has a repeating unit containing an aromatic ring and an ester bond in the repeating unit of the main chain. Examples of polyarylate resins that can be used include Vectran (registered trademark) manufactured by Kuraray Co., Ltd., and U-Polymer (registered trademark) and Unifiner (registered trademark) manufactured by Unitika Ltd.
ポリアミド樹脂は、主鎖の繰り返し単位にアミド結合を含む重合体であり、例えば、ジアミンとジカルボン酸とを縮重合させることにより得ることができる。ポリアミド樹脂は主鎖に脂肪族骨格を有するものであってもよく、このようなアミド樹脂として、例えばナイロンを用いることができる。ポリアミド樹脂は芳香族骨格を有するものであってもよく、このようなポリアミド樹脂としてアラミド樹脂が知られている。アラミド樹脂は、耐熱性に優れ、強い機械強度を有する点から好ましく用いられ、例えば、帝人社製のトワロン(登録商標)、コーネックス(登録商標)、デュポン社製のケブラー(登録商標)、ノーメックス(登録商標)等を用いることができる。 Polyamide resins are polymers containing amide bonds in the repeating units of their main chains, and can be obtained, for example, by condensation polymerization of diamines and dicarboxylic acids. Polyamide resins may have an aliphatic backbone in their main chains, and nylon, for example, can be used as such an amide resin. Polyamide resins may also have an aromatic backbone, and aramid resins are known as such polyamide resins. Aramid resins are preferred because of their excellent heat resistance and high mechanical strength, and examples of such resins include Twaron (registered trademark) and Conex (registered trademark) manufactured by Teijin Limited, and Kevlar (registered trademark) and Nomex (registered trademark) manufactured by DuPont.
ポリカーボネート樹脂は、主鎖の繰り返し単位にカーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含む重合体である。ポリカーボネート樹脂としては、帝人社製のパンライト(登録商標)、三菱エンジニアリングプラスチック社製のユーピロン(登録商標)、ノバレックス(登録商標)、ザンター(登録商標)、住化スタイロンポリカーボネート社製のSDポリカ(登録商標)等を用いることができる。 Polycarbonate resin is a polymer containing a carbonate group (-O-(C=O)-O-) in the repeating unit of the main chain. Examples of polycarbonate resins that can be used include Panlite (registered trademark) manufactured by Teijin Limited, Iupilon (registered trademark), Novarex (registered trademark), and Zanter (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Corporation, and SD Polyca (registered trademark) manufactured by Sumika Styron Polycarbonate Co., Ltd.
ポリスルホン樹脂は、芳香族環とスルホニル基(-SO2-)と酸素原子とを含む繰り返し単位を有する重合体である。ポリスルホン樹脂は、例えば、住友化学社製のスミカエクセル(登録商標)PES3600PやPES4100P、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製のUDEL(登録商標)P-1700等を用いることができる。 Polysulfone resin is a polymer having repeating units containing an aromatic ring, a sulfonyl group (—SO 2 —), and an oxygen atom. Examples of polysulfone resins that can be used include Sumikaexcel (registered trademark) PES3600P and PES4100P manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and UDEL (registered trademark) P-1700 manufactured by Solvay Specialty Polymers.
フッ素化芳香族ポリマーは、1以上のフッ素原子を有する芳香族環と、エーテル結合、ケトン結合、スルホン結合、アミド結合、イミド結合およびエステル結合よりなる群から選ばれる少なくとも1つの結合とを含む繰り返し単位を有する重合体であり、これらの中でも、1以上のフッ素原子を有する芳香族環とエーテル結合とを含む繰り返し単位を必須的に含む重合体であることが好ましい。フッ素化芳香族ポリマーは、例えば、特開2008-181121号公報に記載されたものを用いることができる。 A fluorinated aromatic polymer is a polymer having repeating units containing an aromatic ring having one or more fluorine atoms and at least one bond selected from the group consisting of an ether bond, a ketone bond, a sulfone bond, an amide bond, an imide bond, and an ester bond. Among these, a polymer essentially containing a repeating unit containing an aromatic ring having one or more fluorine atoms and an ether bond is preferred. For example, the fluorinated aromatic polymer described in JP 2008-181121 A can be used.
樹脂成分は透明性が高いことが好ましく、これにより樹脂組成物を光学用途に好適に適用しやすくなる。樹脂成分は、例えば、厚さ0.1mmでの全光線透過率が75%以上であることが好ましく、80%以上がより好ましく、85%以上がさらに好ましい。樹脂成分の前記全光線透過率の上限は特に限定されず、全光線透過率は100%以下であればよいが、例えば95%以下であってもよい。全光線透過率は、JIS K 7105に基づき測定する。 The resin component preferably has high transparency, which makes the resin composition more suitable for optical applications. For example, the resin component preferably has a total light transmittance of 75% or more at a thickness of 0.1 mm, more preferably 80% or more, and even more preferably 85% or more. There is no particular upper limit to the total light transmittance of the resin component; it is sufficient that the total light transmittance be 100% or less, but it may also be, for example, 95% or less. Total light transmittance is measured in accordance with JIS K 7105.
樹脂成分はガラス転移温度(Tg)が高いことが好ましく、これにより、樹脂組成物やこれから得られる各種成形体の耐熱性を高めることができる。樹脂成分のガラス転移温度は、例えば、110℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましく、130℃以上がさらに好ましい。樹脂成分のガラス転移温度の上限は特に限定されないが、樹脂組成物の成形加工性を確保する点から、例えば380℃以下が好ましい。 The resin component preferably has a high glass transition temperature (Tg), which can improve the heat resistance of the resin composition and various molded articles obtained from it. The glass transition temperature of the resin component is preferably, for example, 110°C or higher, more preferably 120°C or higher, and even more preferably 130°C or higher. There is no particular upper limit to the glass transition temperature of the resin component, but in order to ensure the moldability of the resin composition, a temperature of, for example, 380°C or lower is preferred.
樹脂組成物は近赤外線吸収色素および/または可視光吸収色素を含有していてもよい。樹脂組成物が、近赤外線吸収色素および/または可視光吸収色素をさらに含有していれば、当該樹脂組成物から光選択透過性を有する光学フィルターを得ることができる。例えば、樹脂組成物が本発明のエチレン化合物と近赤外線吸収色素を含有する場合は、紫外~紫色領域および赤色~近赤外領域の光の透過を抑え、可視光領域の光を優先的に透過させる光選択透過フィルター用の樹脂組成物として用いることができる。樹脂組成物が本発明のエチレン化合物と可視光吸収色素を含有する場合は、着色フィルターやブルーライト軽減フィルター用などの樹脂組成物として用いることができる。 The resin composition may contain a near-infrared absorbing dye and/or a visible light absorbing dye. If the resin composition further contains a near-infrared absorbing dye and/or a visible light absorbing dye, an optical filter with selective light transmission can be obtained from the resin composition. For example, when a resin composition contains the ethylene compound of the present invention and a near-infrared absorbing dye, it can be used as a resin composition for a selective light transmission filter that suppresses transmission of light in the ultraviolet to violet region and the red to near-infrared region and preferentially transmits light in the visible region. When a resin composition contains the ethylene compound of the present invention and a visible light absorbing dye, it can be used as a resin composition for a colored filter, a blue light reduction filter, etc.
近赤外線吸収色素は、波長600nm~1100nmの範囲に吸収極大を有するものが好ましい。近赤外領域色素は、より好ましくは、波長450nm~1100nmの範囲における吸収スペクトルにおいて、波長600nm~1100nmの範囲に吸収極大を有するピークを有し、かつ当該吸収ピークの吸収極大が波長450nm~1100nmの範囲で最大値をとる。当該吸収極大波長は630nm以上がより好ましく、660nm以上がさらに好ましく、また1000nm以下がより好ましく、900nm以下がさらに好ましく、800nm以下がさらにより好ましい。 Preferably, the near-infrared absorbing dye has an absorption maximum in the wavelength range of 600 nm to 1100 nm. More preferably, the near-infrared dye has an absorption peak in the wavelength range of 450 nm to 1100 nm in its absorption spectrum, with the absorption maximum of the absorption peak reaching its maximum value in the wavelength range of 450 nm to 1100 nm. The absorption maximum wavelength is more preferably 630 nm or longer, even more preferably 660 nm or longer, more preferably 1000 nm or shorter, even more preferably 900 nm or shorter, and even more preferably 800 nm or shorter.
可視光吸収色素は、可視光領域(例えば、波長420nm超680nm未満の範囲)に最大吸収ピークの吸収極大波長を有するものであれば特に制限なく用いることができる。なかでも、可視光吸収色素としては、視感度が高い波長500nm以上680nm未満の範囲に最大吸収ピークの吸収極大波長を有するものを用いることが好ましい。 Visible light absorbing dyes can be used without particular restrictions as long as they have a maximum absorption peak wavelength in the visible light region (for example, a wavelength range of more than 420 nm and less than 680 nm). In particular, it is preferable to use visible light absorbing dyes that have a maximum absorption peak wavelength in the wavelength range of 500 nm or more and less than 680 nm, where visibility is high.
近赤外線吸収色素と可視光吸収色素は、有機色素であっても、無機色素であっても、有機無機複合色素(例えば、金属原子またはイオンが配位した有機化合物)であっても、特に限定されない。近赤外線吸収色素および可視光吸収色素としては、例えば、スクアリリウム系色素、クロコニウム系色素、中心金属イオンとして銅(例えば、Cu(II))や亜鉛(例えば、Zn(II))等を有していてもよい環状テトラピロール系色素(例えば、ポルフィリン類、クロリン類、フタロシアニン類、ナフタロシアニン類、コリン類等)、シアニン系色素、アゾ系色素、キノン系色素、キサンテン系色素、インドリン系色素、アリールメタン系色素、クアテリレン系色素、ジイモニウム系色素、ペリレン系色素、キナクドリン系色素、オキサジン系色素、ジピロメテン系色素、ニッケル錯体系色素、銅イオン系色素等が挙げられる。これらの色素は、1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。なかでも、近赤外線吸収色素および可視光吸収色素として、所望の波長光を効果的に吸収できる点から、スクアリリウム系色素、クロコニウム系色素、フタロシアニン類、シアニン系色素、およびジピロメテン系色素から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。近赤外線吸収色素としては、スクアリリウム系色素、クロコニウム系色素、フタロシアニン類およびシアニン系色素から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。これにより近赤外領域の光を効果的に吸収し、可視光透過率を高めることが容易になる。 The near-infrared absorbing dye and the visible light absorbing dye may be organic, inorganic, or an organic-inorganic hybrid dye (e.g., an organic compound coordinated with a metal atom or ion). Examples of near-infrared absorbing dyes and visible light absorbing dyes include squarylium dyes, croconium dyes, cyclic tetrapyrrole dyes (e.g., porphyrins, chlorins, phthalocyanines, naphthalocyanines, cholines, etc.) that may have copper (e.g., Cu(II)) or zinc (e.g., Zn(II)) as a central metal ion), cyanine dyes, azo dyes, quinone dyes, xanthene dyes, indoline dyes, arylmethane dyes, quaterrylene dyes, diimonium dyes, perylene dyes, quinacrylonitrile dyes, oxazine dyes, dipyrromethene dyes, nickel complex dyes, and copper ion dyes. These dyes may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use at least one selected from squarylium dyes, croconium dyes, phthalocyanines, cyanine dyes, and dipyrromethene dyes as the near-infrared absorbing dye and visible light absorbing dye, as they can effectively absorb light of the desired wavelength. It is preferable to use at least one selected from squarylium dyes, croconium dyes, phthalocyanines, and cyanine dyes as the near-infrared absorbing dye. This makes it easy to effectively absorb light in the near-infrared region and increase visible light transmittance.
樹脂組成物中の近赤外線吸収色素と可視光吸収色素の含有量は、所望の性能を発現させる点から、樹脂組成物の固形分100質量%中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上がさらに好ましい。また、樹脂組成物の成形性や成膜性等を高める点から、樹脂組成物中の近赤外線吸収色素と可視光吸収色素の含有量は、樹脂組成物の固形分100質量%中、25質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。なお、エチレン化合物と近赤外線吸収色素と可視光吸収色素との合計含有量(あるいはさらに他の紫外線吸収剤を合わせた合計含有量)は、樹脂組成物の固形分100質量%中、30質量%以下となることが好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。 In order to achieve the desired performance, the content of the near-infrared absorbing dye and visible light absorbing dye in the resin composition is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more, based on 100% by mass of the solid content of the resin composition. Furthermore, in order to improve the moldability and film-forming properties of the resin composition, the content of the near-infrared absorbing dye and visible light absorbing dye in the resin composition is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less, based on 100% by mass of the solid content of the resin composition. The total content of the ethylene compound, near-infrared absorbing dye, and visible light absorbing dye (or the total content including other UV absorbers) is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less, based on 100% by mass of the solid content of the resin composition.
樹脂組成物を、可視光領域の光を優先的に透過させる光選択透過フィルター用の樹脂組成物として用いるような場合は、近赤外線吸収色素として、例えば下記式(11)で表されるスクアリリウム化合物または下記式(12)で表されるクロコニウム化合物を用いることが好ましい。下記式(11)および式(12)において、R21~R24はそれぞれ独立して、下記式(13)または式(14)で示される基を表す。 When the resin composition is used as a resin composition for a light selective transmission filter that preferentially transmits light in the visible light region, it is preferable to use, as the near-infrared absorbing dye, for example, a squarylium compound represented by the following formula (11) or a croconium compound represented by the following formula (12). In the following formulas (11) and (12), R 21 to R 24 each independently represent a group represented by the following formula (13) or formula (14).
式(13)中、環Pは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環、またはこれらの環構造を含む縮合環を表し、R31~R33はそれぞれ独立して、水素原子、有機基または極性官能基を表し、R32とR33は互いに連結して環を形成してもよい。式(14)中、R34~R38はそれぞれ独立して、水素原子、有機基または極性官能基を表し、R34とR35、R35とR36、R36とR37、R37とR38はそれぞれ、互いに連結して環を形成していてもよい。*は、式(11)中の4員環または式(12)中の5員環との結合部位を表す。 In formula (13), ring P represents an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocycle, or a fused ring containing these ring structures, which may have a substituent; R 31 to R 33 each independently represent a hydrogen atom, an organic group, or a polar functional group; R 32 and R 33 may be bonded to each other to form a ring; in formula (14), R 34 to R 38 each independently represent a hydrogen atom, an organic group, or a polar functional group; R 34 and R 35 , R 35 and R 36 , R 36 and R 37 , and R 37 and R 38 may be bonded to each other to form a ring; * represents a bonding site with the 4-membered ring in formula (11) or the 5-membered ring in formula (12).
R31~R38の有機基と極性官能基の詳細は、上記のR3の有機基と極性官能基の説明が参照される。R31~R38が独立した基である場合、R31~R38はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アミノ基、アミド基またはヒドロキシ基であることが好ましい。これらの基の詳細は、上記のR3に関する説明が参照される。 For details of the organic groups and polar functional groups of R 31 to R 38 , see the above description of the organic groups and polar functional groups of R 3. When R 31 to R 38 are independent groups, it is preferable that R 31 to R 38 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an amino group, an amide group, or a hydroxy group. For details of these groups, see the above description of R 3 .
R32~R38から形成される各環構造としては、炭化水素環や複素環が挙げられ、これらの環構造は芳香族性を有していても有していなくてもよいが、非芳香族炭化水素環または非芳香族複素環であることが好ましい。非芳香族炭化水素環としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等のシクロアルカン;シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘキサジエン(例えば、1,3-シクロヘキサジエン)、シクロヘプテン、シクロヘプタジエン等のシクロアルケン等が挙げられる。非芳香族複素環としては、前記に説明したような炭化水素環の環を構成する炭素原子の1個以上が、N(窒素原子)、S(硫黄原子)およびO(酸素原子)から選ばれる少なくとも1種以上の原子に置き換わった環が挙げられる。非芳香族複素環としては、例えば、ピロリジン環、テトラヒドロフラン環、テトラヒドロチオフェン環、ピペリジン環、テトラヒドロピラン環、テトラヒドロチオピラン環、モルホリン環、ヘキサメチレンイミン環、ヘキサメチレンオキシド環、ヘキサメチレンスルフィド環、ヘプタメチレンイミン環等が挙げられる。 Examples of the ring structures formed by R 32 to R 38 include hydrocarbon rings and heterocyclic rings. These ring structures may or may not have aromaticity, but are preferably non-aromatic hydrocarbon rings or non-aromatic heterocyclic rings. Examples of non-aromatic hydrocarbon rings include cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, and cycloheptane; and cycloalkenes such as cyclopentene, cyclohexene, cyclohexadiene (for example, 1,3-cyclohexadiene), cycloheptene, and cycloheptadiene. Examples of non-aromatic heterocyclic rings include rings in which one or more carbon atoms constituting the hydrocarbon ring as described above are replaced with at least one atom selected from N (nitrogen atom), S (sulfur atom), and O (oxygen atom). Examples of non-aromatic heterocycles include a pyrrolidine ring, a tetrahydrofuran ring, a tetrahydrothiophene ring, a piperidine ring, a tetrahydropyran ring, a tetrahydrothiopyran ring, a morpholine ring, a hexamethyleneimine ring, a hexamethylene oxide ring, a hexamethylene sulfide ring, and a heptamethyleneimine ring.
式(13)の基において、R32とR33が連結して形成される環構造としては、4~9員の不飽和炭化水素環であることが好ましく、なかでもシクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等のシクロアルカンモノエンがより好ましい。このように式(13)の基が構成されていれば、赤色~近赤外領域の吸収波形のショルダーピークが低減され、吸収ピークがシャープなものとなる。 In the group of formula (13), the ring structure formed by combining R 32 and R 33 is preferably a 4- to 9-membered unsaturated hydrocarbon ring, and among these, cycloalkane monoenes such as cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, etc. If the group of formula (13) is configured in this way, the shoulder peak of the absorption waveform in the red to near-infrared region is reduced, and the absorption peak becomes sharper.
式(13)の環Pの芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオランテン環、シクロテトラデカヘプタエン環等が挙げられる。芳香族炭化水素環は、環構造を1個のみ有するものであってもよく、2個以上の環構造が縮合したものであってもよい。環Pの芳香族複素環は、N(窒素原子)、O(酸素原子)およびS(硫黄原子)から選ばれる1種以上の原子を環構造に含み、芳香族性を有するものであり、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、プリン環、プテリジン環等が挙げられる。芳香族複素環は、環構造を1個のみ有するものであってもよく、2個以上の環構造が縮合したものであってもよい。環Pのこれらの環構造を含む縮合環は、芳香族炭化水素環と芳香族複素環とが縮環した構造を有するものであり、例えば、インドール環、イソインドール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、ベンゾピラン環、アクリジン環、キサンテン環、カルバゾール環等が挙げられる。環Pのπ共役系を適宜設定することにより、赤色~近赤外領域の吸収波長を容易に調整することができる。 Examples of the aromatic hydrocarbon ring of ring P in formula (13) include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, an anthracene ring, a fluoranthene ring, and a cyclotetradecaheptaene ring. The aromatic hydrocarbon ring may have only one ring structure or two or more fused ring structures. The aromatic heterocycle of ring P contains one or more atoms selected from N (nitrogen atom), O (oxygen atom), and S (sulfur atom) in the ring structure and has aromaticity. Examples include a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a purine ring, and a pteridine ring. The aromatic heterocycle may have only one ring structure or two or more fused ring structures. The fused rings of ring P containing these ring structures have a structure in which an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocycle are fused together, and examples thereof include an indole ring, an isoindole ring, a benzimidazole ring, a quinoline ring, a benzopyran ring, an acridine ring, a xanthene ring, and a carbazole ring. By appropriately configuring the π-conjugated system of ring P, the absorption wavelength in the red to near-infrared region can be easily adjusted.
環Pは置換基を有していてもよく、当該置換基としては上記に説明した有機基や極性官能基が挙げられる。環Pが置換基を有する場合、その数は1~3が好ましく、1~2がより好ましく、さらに好ましくは1である。環Pは置換基を有さなくてもよい。 Ring P may have a substituent, and examples of such substituents include the organic groups and polar functional groups described above. When ring P has a substituent, the number of substituents is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1. Ring P may not have a substituent.
式(13)の基を有するスクアリリウム化合物およびクロコニウム化合物の詳細は、特開2016-74649号公報の記載が参照される。 For details about squarylium compounds and croconium compounds having a group of formula (13), see JP 2016-74649 A.
式(14)で表される基においては、R35とR36が連結して環を形成していることが好ましく、さらにR36とR37が連結して環を形成していてもよい。この場合、少なくともR34とR38は独立した基となる。このように式(14)の基が構成されていれば、赤色~近赤外領域の吸収ピークがシャープなものとなる。なお、R35とR36から形成される環構造やR36とR37から形成される環構造の環員数は5以上が好ましく、6以上がより好ましく、また12以下が好ましく、10以下がより好ましく、8以下がさらに好ましい。 In the group represented by formula (14), it is preferable that R 35 and R 36 are linked to form a ring, and furthermore, R 36 and R 37 may be linked to form a ring. In this case, at least R 34 and R 38 are independent groups. When the group of formula (14) is configured in this manner, the absorption peak in the red to near-infrared region becomes sharp. The number of ring members in the ring structure formed by R 35 and R 36 or the ring structure formed by R 36 and R 37 is preferably 5 or more, more preferably 6 or more, and preferably 12 or less, more preferably 10 or less, and even more preferably 8 or less.
式(14)で表される基では、R36がアミノ基であるか、アミノ基であるR36がR35と連結して環を形成しているか、さらにR37とも連結して環を形成していることが好ましい。この場合、吸収極大波長が長波長側(例えば685nm以上)にシフトして、赤色領域の光の透過率を高めて、透過光の色味を実際のものに近付けることができる。 In the group represented by formula (14), it is preferable that R 36 is an amino group, or that R 36 which is an amino group is linked to R 35 to form a ring, or that R 36 is also linked to R 37 to form a ring. In this case, the maximum absorption wavelength shifts to the long wavelength side (for example, 685 nm or longer), and the transmittance of light in the red region is increased, making it possible to make the color of the transmitted light closer to the actual color.
式(14)で表される基を有するスクアリリウム化合物およびクロコニウム化合物は、スクアリリウム骨格またはクロコニウム骨格の両側のベンゼン環が連結基によって連結していてもよい。そのような化合物としては、例えば特開2015-176046号公報に開示されるスクアリリウム化合物が示される。 Squarylium compounds and croconium compounds having a group represented by formula (14) may have benzene rings on both sides of the squarylium skeleton or croconium skeleton linked by a linking group. Examples of such compounds include the squarylium compounds disclosed in JP 2015-176046 A.
樹脂組成物は、溶媒を含有するものであってもよい。例えば、樹脂組成物が塗料化された樹脂組成物である場合は、溶媒を含むことにより樹脂組成物の塗工が容易になる。塗料化された樹脂組成物は、例えば、エチレン化合物を樹脂成分を含む溶媒に溶解させたり、エチレン化合物を樹脂成分を含む溶媒(分散媒)に分散させることにより得ることができる。溶媒は、エチレン化合物の溶媒(溶剤)として機能するものであっても、分散媒として機能するものであってもよいが、前者のように機能するものが好ましい。溶媒としては、上記に説明したエチレン化合物溶液に使用可能な溶媒を使用することができる。 The resin composition may contain a solvent. For example, if the resin composition is a paint-formed resin composition, including a solvent makes it easier to apply the resin composition. A paint-formed resin composition can be obtained, for example, by dissolving an ethylene compound in a solvent containing a resin component, or by dispersing an ethylene compound in a solvent (dispersion medium) containing a resin component. The solvent may function as a solvent (dispersion medium) for the ethylene compound, or as a dispersion medium, but the former is preferred. The solvent may be any of the solvents that can be used in the ethylene compound solution described above.
溶媒の含有量としては、樹脂組成物100質量%中、例えば50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上がより好ましく、また100質量%未満が好ましく、95質量%以下がより好ましい。溶媒の含有量をこのような範囲内に調整することにより、エチレン化合物濃度の高い樹脂組成物を得ることが容易になる。 The solvent content is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and preferably less than 100% by mass, more preferably 95% by mass or less, based on 100% by mass of the resin composition. Adjusting the solvent content within this range makes it easier to obtain a resin composition with a high ethylene compound concentration.
樹脂組成物は表面調整剤を含んでいてもよく、これにより、樹脂組成物を硬化して樹脂層を形成した際に、樹脂層にストライエーションや凹み等の外観上の欠陥を生じることを抑制することができる。表面調整剤の種類は特に限定されず、シロキサン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アクリル系レベリング剤などを用いることができる。表面調整剤としては、例えば、ビックケミー社製のBYK(登録商標)シリーズや信越化学工業社製のKFシリーズ等を用いることができる。 The resin composition may contain a surface conditioner, which can prevent appearance defects such as striations and dents from occurring in the resin layer when the resin composition is cured to form the resin layer. There are no particular restrictions on the type of surface conditioner, and siloxane-based surfactants, acetylene glycol-based surfactants, fluorine-based surfactants, acrylic leveling agents, etc. can be used. Examples of surface conditioners that can be used include the BYK (registered trademark) series manufactured by BYK-Chemie and the KF series manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
樹脂組成物は分散剤を含んでいてもよく、これにより、樹脂組成物中でエチレン化合物や色素の一部が分散状態で存在しても、分散性を安定化され、エチレン化合物や色素の再凝集を抑制することができる。分散剤の種類は特に限定されず、エフカアディティブズ社製のEFKAシリーズ、ビックケミー社製のBYK(登録商標)シリーズ、日本ルーブリゾール社製のソルスパース(登録商標)シリーズ、楠本化成社製のディスパロン(登録商標)シリーズ、味の素ファインテクノ社製のアジスパー(登録商標)シリーズ、信越化学工業社製のKPシリーズ、共栄社化学社製のポリフローシリーズ、DIC社製のメガファック(登録商標)シリーズ、サンノプコ社製のディスパーエイドシリーズ等を用いることができる。 The resin composition may contain a dispersant, which stabilizes the dispersibility of the ethylene compound or pigment even if it is partially dispersed in the resin composition, thereby preventing re-aggregation of the ethylene compound or pigment. The type of dispersant is not particularly limited, and examples that can be used include the EFKA series manufactured by EFKA Additives, the BYK (registered trademark) series manufactured by BYK-Chemie, the Solsperse (registered trademark) series manufactured by The Lubrizol Japan Corporation, the Disparlon (registered trademark) series manufactured by Kusumoto Chemicals, the Ajisper (registered trademark) series manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd., the KP series manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., the Polyflow series manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., the Megafac (registered trademark) series manufactured by DIC Corporation, and the Disper Aid series manufactured by San Nopco.
樹脂組成物は、シランカップリング剤やその加水分解物あるいは加水分解縮合物を含んでいてもよい。これにより、樹脂組成物を支持体上で硬化させて樹脂層を形成した場合に、樹脂層の支持体への密着性を高めることができる。シランカップリング剤としては、エポキシ基、アミノ基、またはメルカプト基を含有するシランカップリング剤等が挙げられ、なかでもエポキシ基含有シランカップリング剤が好ましい。このようなシランカップリング剤を用いれば、樹脂組成物中にエチレン化合物が含まれることと相まって、樹脂層の基板への密着性を高めることができる。エポキシ基含有シランカップリング剤としては、エポキシ基とアルコキシシリル基を有する化合物を用いることができる。エポキシ基含有シランカップリング剤には、エポキシ基が1つのみ含まれていてもよく、複数含まれていてもよく、またアルコキシシリル基が1つのみ含まれていてもよく、複数含まれていてもよい。 The resin composition may contain a silane coupling agent or its hydrolyzate or hydrolyzed condensate. This can improve the adhesion of the resin layer to the support when the resin composition is cured on the support to form a resin layer. Examples of silane coupling agents include silane coupling agents containing epoxy groups, amino groups, or mercapto groups, with epoxy group-containing silane coupling agents being preferred. The use of such silane coupling agents, combined with the inclusion of an ethylene compound in the resin composition, can improve the adhesion of the resin layer to the substrate. Examples of epoxy group-containing silane coupling agents include compounds containing epoxy groups and alkoxysilyl groups. Epoxy group-containing silane coupling agents may contain one or more epoxy groups, and one or more alkoxysilyl groups.
シランカップリング剤の加水分解物は、当該シランカップリング剤に含まれるアルコキシシリル基を加水分解によりシラノール基に変換することで得ることができる。また、シランカップリング剤の加水分解縮合物は、当該シランカップリング剤の加水分解物に含まれるシラノール基を脱水縮合させてシロキサン結合(-Si-O-Si-)を形成することにより得ることができる。通常シランカップリング剤を加水分解させると、シランカップリング剤の加水分解物が得られるとともに、当該加水分解物に含まれるシラノール基の脱水縮合反応も起こることにより、シランカップリング剤の加水分解縮合物も容易に得られる。シランカップリング剤の加水分解縮合物は、同種のシランカップリング剤の加水分解物の脱水縮合物であってもよく、異種のシランカップリング剤の加水分解物の脱水縮合物であってもよい。 Hydrolyzed silane coupling agents can be obtained by converting alkoxysilyl groups contained in the silane coupling agent into silanol groups through hydrolysis. Hydrolyzed condensates of silane coupling agents can be obtained by dehydrating and condensing the silanol groups contained in the hydrolyzed silane coupling agent to form siloxane bonds (-Si-O-Si-). Typically, hydrolysis of a silane coupling agent produces a hydrolyzed silane coupling agent, and the silanol groups contained in the hydrolyzed silane coupling agent also undergo a dehydration and condensation reaction, easily producing a hydrolyzed condensate of the silane coupling agent. The hydrolyzed condensate of the silane coupling agent may be a dehydration and condensation product of hydrolyzed silane coupling agents of the same type, or may be a dehydration and condensation product of hydrolyzed silane coupling agents of different types.
樹脂組成物には、必要に応じて、可塑剤、界面活性剤、粘度調整剤、増粘・ゲル化抑制剤、脱水剤、消泡剤、防腐剤、比抵抗調整剤等の各種添加剤が含まれていてもよい。また樹脂成分を硬化させるための硬化触媒や硬化速度調整剤が含まれていてもよい。 The resin composition may contain various additives, such as plasticizers, surfactants, viscosity modifiers, thickening/gelling inhibitors, dehydrating agents, antifoaming agents, preservatives, and resistivity modifiers, as needed. It may also contain curing catalysts and curing rate modifiers for curing the resin components.
樹脂組成物は、硬化することにより硬化物とすることができる。樹脂組成物は、樹脂成分の反応(例えば、重合反応や架橋反応)によって硬化するものであってもよく、樹脂組成物に含まれる溶媒が除去されて硬化するものであってもよい。このような樹脂組成物としては、例えば、射出成形や押出成形等により成形することができる熱可塑性樹脂組成物や、スピンコート法、溶媒キャスト法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法等により塗工できるよう塗料化された樹脂組成物を用いることができる。 The resin composition can be cured to form a cured product. The resin composition may be one that cures through a reaction of the resin components (for example, a polymerization reaction or a crosslinking reaction), or one that cures by removing the solvent contained in the resin composition. Examples of such resin compositions include thermoplastic resin compositions that can be molded by injection molding, extrusion molding, etc., and resin compositions that have been made into paints that can be applied by spin coating, solvent casting, roll coating, spray coating, bar coating, dip coating, screen printing, flexographic printing, inkjet printing, etc.
樹脂組成物が熱可塑性樹脂組成物である場合は、当該樹脂組成物を、射出成形、押出成形、真空成形、圧縮成形、ブロー成形等をすることにより硬化物を得ることができる。この方法では、樹脂成分として熱可塑性樹脂を用い、当該熱可塑性樹脂にエチレン化合物を配合し、加熱成形することにより成形品が得られる。例えば、ベース樹脂の粉体またはペレットにエチレン化合物を添加し、150℃~350℃程度に加熱し、溶解させた後、成形するとよい。また、樹脂を混練する際に、可塑剤等の通常の樹脂成形に用いる添加剤を加えてもよい。 When the resin composition is a thermoplastic resin composition, a cured product can be obtained by subjecting the resin composition to injection molding, extrusion molding, vacuum molding, compression molding, blow molding, or the like. In this method, a thermoplastic resin is used as the resin component, and an ethylene compound is blended with the thermoplastic resin, followed by heat molding to obtain a molded product. For example, the ethylene compound can be added to powder or pellets of the base resin, heated to approximately 150°C to 350°C, and melted before molding. Additionally, when kneading the resin, additives typically used in resin molding, such as plasticizers, can be added.
硬化物(成形品)の形状は特に限定されるものではないが、面状(フィルム状、シート状、板状)、粒状、粉状、塊状、粒子凝集体状、球状、楕円球状、レンズ状、立方体状、柱状、棒状、錐形状、筒状、針状、繊維状、中空糸状、多孔質状等が挙げられる。 The shape of the cured product (molded product) is not particularly limited, but examples include planar (film, sheet, plate), granular, powdery, lumpy, particle aggregate, spherical, oval, lenticular, cubic, columnar, rod-shaped, conical, cylindrical, needle-shaped, fibrous, hollow fiber, porous, etc.
樹脂組成物が塗料化された樹脂組成物である場合は、エチレン化合物と樹脂成分を含む液状またはペースト状の樹脂組成物を、支持体(例えば、樹脂板、フィルム、ガラス板等)上に塗工することで、厚さ200μm以下のフィルム状の硬化物や、厚さ200μm超のシート状の硬化物を得ることができる。このようにして得られた硬化物は、支持体から剥離してフィルムやシートとして取り扱うこともできるし、支持体と一体化して取り扱うこともできる。 When the resin composition is a paint-formed resin composition, a liquid or paste-like resin composition containing an ethylene compound and a resin component can be applied to a support (e.g., a resin plate, film, glass plate, etc.) to obtain a film-like cured product having a thickness of 200 μm or less, or a sheet-like cured product having a thickness of more than 200 μm. The cured product obtained in this manner can be peeled from the support and handled as a film or sheet, or it can be handled integrally with the support.
樹脂組成物の硬化物は、単一の樹脂層(樹脂組成物が硬化して形成された層)から構成されていてもよく、複数の樹脂層から構成されていてもよい。硬化物が支持体と一体化して取り扱われる場合は、硬化物は支持体の一方面のみに形成されてもよく、両面に形成されてもよい。なお、硬化物と支持体とが一体化したものは、樹脂組成物から形成された成形体を支持体と熱圧着したり化学結合することによっても形成することができる。 The cured product of the resin composition may consist of a single resin layer (a layer formed by curing the resin composition) or multiple resin layers. When the cured product is handled as an integral part of a support, the cured product may be formed on only one side of the support, or on both sides. An integrated cured product and support can also be formed by thermocompression bonding or chemical bonding a molded product formed from the resin composition to the support.
本発明のエチレン化合物は耐熱性に優れることから、熱可塑性樹脂に配合してこれを加熱成形した場合や熱圧着や化学結合により支持体と一体化させたりした場合でも、紫外線吸収効果を好適に発揮させることができる。また、高温での熱硬化反応が必要な樹脂(例えば、ポリイミド前駆体、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等)や高温での乾燥が必要な樹脂(例えば、高沸点溶媒を含有する樹脂やガラス転移温度が高い樹脂)を用いた成形した場合でも、エチレン化合物の優れた耐熱性により、紫外線吸収効果を好適に発揮させることができる。 Because the ethylene compound of the present invention has excellent heat resistance, it can optimally exhibit its UV absorbing effect even when it is blended with a thermoplastic resin and then heat-molded, or when it is integrated with a support by thermocompression bonding or chemical bonding. Furthermore, the excellent heat resistance of the ethylene compound allows it to optimally exhibit its UV absorbing effect even when molding is performed using resins that require a high-temperature thermosetting reaction (e.g., polyimide precursors, epoxy resins, acrylic resins, etc.) or resins that require high-temperature drying (e.g., resins containing high-boiling point solvents or resins with high glass transition temperatures).
本発明のエチレン化合物を含有する紫外線吸収剤や樹脂組成物やその硬化物は、コートガラス、樹脂ガラス、内外装材等の建材、塗料、接着剤、自動車部品、食品、医薬品、化粧品、化学薬品等を入れるための容器、各種フィルム(保護フィルム、光学フィルム、位相差フィルム、包装用フィルム、農業用フィルム等)、各種レンズ(サングラス、ゴーグル、ブルーライトカット用眼鏡、医療用保護眼鏡等)、電線等において使用される電話線ケーブルシース材、紫外線を光源とする照射装置用部材、繊維、ディスプレイ部材、タッチパネル、光学フィルター部材、光学センサー部材、カバーガラスやカバーパネル等の表面保護部材、人体への有害光線を除去するフィルター部材、各種センサー部材(誤作動防止含む)、照明部材、太陽電池部材、看板、標識などに用いることができる。 The ultraviolet absorbers and resin compositions containing the ethylene compound of the present invention, as well as their cured products, can be used in building materials such as coated glass, resin glass, and interior and exterior materials; paints, adhesives; automobile parts; containers for food, medicines, cosmetics, chemicals, etc.; various films (protective films, optical films, retardation films, packaging films, agricultural films, etc.); various lenses (sunglasses, goggles, blue light-blocking glasses, medical protective glasses, etc.); telephone cable sheath materials used in electric wires, etc.; components for irradiation devices that use ultraviolet light as a light source; fibers; display components; touch panels; optical filter components; optical sensor components; surface protection components such as cover glass and cover panels; filter components that remove harmful rays from the human body; various sensor components (including those for preventing malfunction); lighting components; solar cell components; signs; and signage.
本発明の樹脂組成物は、オプトデバイス用途、表示デバイス用途、機械部品、電気・電子部品等の様々な用途で用いられるフィルター形成用の樹脂組成物として好ましく使用できる。樹脂組成物は、例えば、紫外線カットフィルターや可視光領域の光を優先的に透過させる光選択透過フィルター等の光学フィルターに適用することができる。 The resin composition of the present invention can be preferably used as a resin composition for forming filters used in a variety of applications, including optical devices, display devices, mechanical parts, and electrical and electronic parts. For example, the resin composition can be used in optical filters such as ultraviolet cut filters and selective light transmission filters that preferentially transmit light in the visible light region.
携帯電話用カメラ、デジタルカメラ、車載用カメラ、ビデオカメラ、表示素子(LED等)等の撮像装置には、被写体の光を電気信号等に変換して出力する撮像素子が通常使用されているが、このような撮像素子は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の受光素子やレンズを備えるとともに、高性能化のため、画像処理等の妨げとなる光学ノイズ(例えばゴーストやフレア)を除去するための光選択透過フィルターが備えられる。このような光選択透過フィルターには、通常、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した誘電体多層膜が設けられており、誘電体多層膜は、高屈折率材料層と低屈折率材料層の各層の厚みを調整することにより、所望の波長域の光の入射をカットすることができる。 Imaging devices such as mobile phone cameras, digital cameras, car cameras, video cameras, and display elements (LEDs, etc.) typically use image sensors that convert subject light into electrical signals and output them. These image sensors are equipped with light-receiving elements such as CCDs (Charge Coupled Devices) and CMOSs (Complementary Metal-Oxide Semiconductors), as well as lenses. To improve performance, they also include a selective light transmission filter to remove optical noise (e.g., ghosts and flares) that interfere with image processing. Such selective light transmission filters typically have a dielectric multilayer film made up of alternating layers of high-refractive index material and low-refractive index material. By adjusting the thickness of each of the high-refractive index and low-refractive index material layers, the dielectric multilayer film can block light in a desired wavelength range.
しかし、誘電体多層膜は入射角によってカット波長域あるいは透過波長域が変化するため、入射角が垂直方向から斜め方向に変化すると、カット波長域や透過波長域が短波長側にシフトする。そのため誘電体多層膜では、斜め方向の入射光に対しては、所望の波長域の光を十分にカットできなかったり、あるいは可視光領域の光線もカットして色味が変化する事態が生じうる。特に、撮像素子は近年、小型化とともに薄型化が強く求められており、これに伴いレンズと受光素子との距離が縮まることになるため、受光素子がより斜め方向からの入射光を受光する必要性が出てくる。この場合、カット波長域や透過波長域の入射角依存性がより強くなるため、従来はほとんど影響が出なかった短波長領域の光、すなわち紫外~紫色領域の光の短波長側へのシフトが顕在化することとなる。 However, because the cutoff wavelength range or transmission wavelength range of a dielectric multilayer film changes depending on the angle of incidence, changing the angle of incidence from perpendicular to oblique shifts the cutoff wavelength range or transmission wavelength range toward shorter wavelengths. As a result, dielectric multilayer films may not be able to adequately cut light in the desired wavelength range when the incident angle is oblique, or they may also cut light in the visible light range, resulting in a change in color. In particular, in recent years, there has been a strong demand for image sensors to become smaller and thinner. This has resulted in a decrease in the distance between the lens and the light-receiving element, making it necessary for the light-receiving element to receive light incident from more oblique angles. In this case, the cutoff wavelength range and transmission wavelength range become more dependent on the angle of incidence, resulting in a noticeable shift toward shorter wavelengths of light in the short wavelength range, i.e., light in the ultraviolet to violet range, which previously had little effect.
本発明の樹脂組成物は上記に説明したエチレン化合物を含有しており、このエチレン化合物は紫外(UVA)~紫色領域にシャープな吸収ピークを示すため、当該樹脂組成物から形成した光学フィルターは紫外(UVA)~紫色領域の光を選択的に吸収でき、可視光領域の短波長側における入射角依存性を低減できるものとなる。特に、本発明のエチレン化合物は、UVAの中でも比較的長波長側(例えば、波長340nm~400nmの範囲)の光を効果的に吸収できるため、本発明の樹脂組成物から形成した光学フィルターは、可視光領域と紫外領域の境界付近にカット波長域を有するものとなり、可視光領域の短波長側における入射角依存性を効果的に低減できるものとなる。本発明の樹脂組成物が、エチレン化合物とともに近赤外線吸収色素もさらに含有していれば、当該樹脂組成物から形成された光学フィルターは、可視光領域の短波長側と長波長側の両方における入射角依存性を低減できるものとなる。しかも、光学フィルターに含まれるエチレン化合物は耐熱性に優れるため、樹脂組成物を加熱成形あるいは加熱硬化する際や、蒸着により誘電体多層膜を設けるような場合でも、エチレン化合物の分解や揮散が抑えられ、紫外~紫色領域の光を効果的にカットできるものとなる。さらに、光学フィルターの保管や製造・加工(例えば蒸着や実装など)の際に紫外光にさらされても、当該紫外光に起因する樹脂成分や近赤外線吸収色素の劣化を抑制することができる。 The resin composition of the present invention contains the ethylene compound described above. This ethylene compound exhibits a sharp absorption peak in the ultraviolet (UVA) to violet region. Therefore, an optical filter formed from this resin composition can selectively absorb light in the ultraviolet (UVA) to violet region and reduce incident angle dependence on the short wavelength side of the visible light region. In particular, the ethylene compound of the present invention can effectively absorb light on the relatively long wavelength side of UVA (e.g., wavelengths in the range of 340 nm to 400 nm). Therefore, an optical filter formed from the resin composition of the present invention has a cutoff wavelength range near the border between the visible light region and the ultraviolet region, effectively reducing incident angle dependence on the short wavelength side of the visible light region. If the resin composition of the present invention further contains a near-infrared absorbing dye in addition to the ethylene compound, an optical filter formed from this resin composition can reduce incident angle dependence on both the short wavelength side and the long wavelength side of the visible light region. Furthermore, because the ethylene compound contained in the optical filter has excellent heat resistance, decomposition and volatilization of the ethylene compound are suppressed when the resin composition is heat-molded or heat-cured, or when a dielectric multilayer film is formed by vapor deposition, thereby effectively blocking light in the ultraviolet to violet region. Furthermore, even if the optical filter is exposed to ultraviolet light during storage or manufacturing/processing (e.g., vapor deposition or mounting), deterioration of the resin components and near-infrared absorbing pigment caused by the ultraviolet light can be suppressed.
光学フィルターは、単一または複数の樹脂層から形成されてもよく、支持体と一体化されて形成されてもよい。支持体と一体化されたフィルターは、例えば、樹脂組成物を、支持体表面(または、支持体と樹脂層との間にバインダー層等の他の層を有する場合は、当該他の層の表面)にスピンコート法や溶媒キャスト法により塗布し、乾燥または硬化することにより形成することができる。また、支持体に対して、樹脂組成物から形成された面状成形体を熱圧着することによりフィルターを形成してもよい。 The optical filter may be formed from a single or multiple resin layers, or may be formed integrally with a support. A filter integrated with a support can be formed, for example, by applying a resin composition to the surface of the support (or, if there is another layer, such as a binder layer, between the support and the resin layer, to the surface of that other layer) using spin coating or solvent casting, followed by drying or curing. Alternatively, a filter may be formed by thermocompression bonding a planar molded article formed from the resin composition to the support.
樹脂組成物から形成された樹脂層は、支持体の一方面のみに設けられてもよく、両面に設けられてもよい。樹脂層の厚さは特に限定されないが、所望の紫外線カット性能を確保する点から、例えば0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、2μm以上がさらに好ましく、また1mm以下が好ましく、500μm以下がより好ましく、200μm以下がさらに好ましい。支持体上に塗料化された樹脂組成物を塗工するなどして樹脂層を形成する場合は、支持体によってフィルターの強度を確保することができるため、樹脂層の厚さをさらに薄くすることができる。支持体上に樹脂層を形成する場合の樹脂層の厚さは、例えば、50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましく、5μm以下が特に好ましい。 The resin layer formed from the resin composition may be provided on only one side of the support, or on both sides. The thickness of the resin layer is not particularly limited, but in order to ensure the desired UV protection performance, it is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, even more preferably 2 μm or more, and preferably 1 mm or less, more preferably 500 μm or less, and even more preferably 200 μm or less. When the resin layer is formed by applying a resin composition in the form of a paint onto the support, the strength of the filter can be ensured by the support, so the thickness of the resin layer can be made even thinner. When a resin layer is formed on a support, the thickness of the resin layer is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, even more preferably 10 μm or less, and particularly preferably 5 μm or less.
支持体としては、樹脂板、樹脂フィルム、ガラス板等の透明基板を用いることが好ましい。支持体に用いられる樹脂板または樹脂フィルムは、例えば、上記に説明した樹脂成分から形成されたものが好ましく用いられる。光学フィルターの耐熱性を高める観点からは、支持体としてガラス基板を用いることが好ましく、このように形成された光学フィルターは、例えば、半田リフローにより電子部品に実装することが可能となる。またガラス基板は、高温にさらされても割れや反りが起こりにくいため、樹脂層との密着性を確保しやすくなる。支持体としてガラス基板を用いる場合は、支持体と樹脂層の間に、例えばシランカップリング剤から形成されたバインダー層を設けてもよく、これにより樹脂層とガラス基板との密着性を高めることができる。 The support preferably uses a transparent substrate such as a resin plate, resin film, or glass plate. The resin plate or resin film used as the support is preferably formed, for example, from the resin components described above. From the perspective of improving the heat resistance of the optical filter, it is preferable to use a glass substrate as the support. An optical filter formed in this manner can be mounted on electronic components, for example, by solder reflow. Furthermore, glass substrates are less likely to crack or warp even when exposed to high temperatures, making it easier to ensure adhesion with the resin layer. When using a glass substrate as the support, a binder layer formed, for example, from a silane coupling agent, may be provided between the support and the resin layer, thereby improving adhesion between the resin layer and the glass substrate.
支持体(基板)の厚みは、例えば、強度を確保する点から、0.05mm以上が好ましく、0.1mm以上がより好ましく、また薄型化の点から、0.4mm以下が好ましく、0.3mm以下がより好ましい。 The thickness of the support (substrate) is, for example, preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 mm or more, in order to ensure strength, and is preferably 0.4 mm or less, more preferably 0.3 mm or less, in order to achieve a thinner structure.
樹脂組成物から形成された樹脂層には、第2の樹脂層として、当該樹脂層と同一または異なる樹脂から構成された保護層を積層させてもよい。保護層を設けることにより、樹脂層に含まれるエチレン化合物の耐久性(耐分解性)を高めることができる。保護層は、樹脂層の一方面のみに設けられてもよく、両面に設けられてもよい。樹脂層が支持体上に設けられる場合は、保護層は、樹脂層の支持体とは反対側の面に設けられることが好ましい。 A resin layer formed from a resin composition may be laminated with a second resin layer, a protective layer made of the same or a different resin as the resin layer. By providing a protective layer, the durability (decomposition resistance) of the ethylene compound contained in the resin layer can be increased. The protective layer may be provided on only one side of the resin layer, or on both sides. When the resin layer is provided on a support, the protective layer is preferably provided on the side of the resin layer opposite the support.
光学フィルターは、蛍光灯等の映り込みを低減する反射防止性や防眩性を有する層(反射防止膜)、傷付き防止性能を有する層、その他の機能を有する透明基材等を有していてもよい。光学フィルターは、樹脂層上に紫外線反射膜や近赤外線反射膜を有していてもよい。紫外線反射膜や近赤外線反射膜は、樹脂層よりも入光側に設けられていることが好ましい。光学フィルターに紫外線反射膜や近赤外線反射膜が設けられていれば、光学フィルターの透過光から紫外線や近赤外線をよりカットすることができる。紫外線反射膜と近赤外線反射膜は、1つで紫外線反射機能と近赤外線反射機能を有するものであってもよい。 The optical filter may have an anti-reflective or anti-glare layer (anti-reflection film) that reduces reflections from fluorescent lights, etc., a scratch-resistant layer, a transparent substrate with other functions, or the like. The optical filter may have an ultraviolet reflective film or near-infrared reflective film on the resin layer. The ultraviolet reflective film or near-infrared reflective film is preferably provided on the light incident side of the resin layer. If the optical filter has an ultraviolet reflective film or near-infrared reflective film, it can further block ultraviolet and near-infrared rays from the light transmitted through the optical filter. The ultraviolet reflective film and near-infrared reflective film may have both ultraviolet and near-infrared reflective functions in one film.
紫外線反射膜、近赤外線反射膜、反射防止膜(可視光反射防止膜)は、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に積層した誘電体多層膜から構成することができる。従って、このような機能を光学フィルターに付与する場合は、光学フィルターは誘電体多層膜を有することが好ましい。高屈折率材料層を構成する材料としては、屈折率が1.7以上の材料を用いることができ、屈折率の範囲が通常1.7~2.5の材料が選択される。高屈折率材料層を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化錫、酸化ビスマス等の酸化物;窒化ケイ素等の窒化物;前記酸化物や前記窒化物の混合物やそれらにアルミニウムや銅等の金属や炭素をドープしたもの(例えば、スズドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO))等が挙げられる。低屈折率材料層を構成する材料としては、屈折率が1.6以下の材料を用いることができ、屈折率の範囲が通常1.2~1.6の材料が選択される。低屈折率材料層を構成する材料としては、例えば、二酸化ケイ素(シリカ)、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム等が挙げられる。 UV-reflecting films, near-infrared-reflecting films, and anti-reflection films (visible light anti-reflection films) can be composed of dielectric multilayer films, in which high-refractive index material layers and low-refractive index material layers are alternately stacked. Therefore, when imparting such functions to an optical filter, it is preferable for the optical filter to have a dielectric multilayer film. Materials with a refractive index of 1.7 or higher can be used to compose the high-refractive index material layer, with materials typically selected in the refractive index range of 1.7 to 2.5. Examples of materials that can be used to compose the high-refractive index material layer include oxides such as titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, indium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, tin oxide, and bismuth oxide; nitrides such as silicon nitride; mixtures of these oxides and nitrides, or mixtures doped with metals such as aluminum or copper or carbon (e.g., tin-doped indium oxide (ITO) and antimony-doped tin oxide (ATO)). Materials with a refractive index of 1.6 or lower can be used, with materials typically selected in the refractive index range of 1.2 to 1.6. Examples of materials that can be used to form the low refractive index material layer include silicon dioxide (silica), alumina, lanthanum fluoride, magnesium fluoride, and sodium aluminum hexafluoride.
光学フィルターはまた、アルミ蒸着膜、貴金属薄膜、酸化インジウムを主成分とし酸化スズを少量含有させた金属酸化物微粒子を分散させた樹脂膜等を有していてもよい。 The optical filter may also have an aluminum vapor deposition film, a thin film of a precious metal, or a resin film containing dispersed metal oxide microparticles primarily composed of indium oxide and containing a small amount of tin oxide.
光学フィルターの厚みは、例えば、1mm以下であることが好ましい。これにより、例えば、撮像素子の小型化への要請に十分に応えることができる。光学フィルターの厚みは、より好ましくは500μm以下、さらに好ましくは300μm以下、さらにより好ましくは150μm以下であり、また30μm以上が好ましく、50μm以上がさらに好ましい。 The thickness of the optical filter is preferably, for example, 1 mm or less. This allows for adequately meeting demands for miniaturization of imaging elements, for example. The thickness of the optical filter is more preferably 500 μm or less, even more preferably 300 μm or less, and even more preferably 150 μm or less. It is also preferably 30 μm or more, and even more preferably 50 μm or more.
光学フィルターは、イメージセンサー(撮像素子)、照度センサー、近接センサー等のセンサーの構成部材の一つとして用いることができる。例えばイメージセンサーは、被写体の光を電気信号等に変換して出力する電子部品として用いられ、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等が挙げられる。イメージセンサーは、携帯電話用カメラ、デジタルカメラ、車載用カメラ、監視カメラ、表示素子(LED等)等に用いることができる。センサーは、上記の光学フィルターを1または2以上含み、必要に応じて、さらに他のフィルター(例えば、可視光線カットフィルター、赤外線カットフィルター、紫外線カットフィルター等)やレンズを有していてもよい。 Optical filters can be used as one of the components of sensors such as image sensors (imaging elements), illuminance sensors, and proximity sensors. For example, image sensors are used as electronic components that convert light from a subject into electrical signals and output the signals, and examples of such sensors include CCDs (Charge Coupled Devices) and CMOSs (Complementary Metal-Oxide Semiconductors). Image sensors can be used in mobile phone cameras, digital cameras, in-vehicle cameras, surveillance cameras, display elements (LEDs, etc.), and more. Sensors contain one or more of the optical filters described above, and may also contain other filters (e.g., visible light-blocking filters, infrared-blocking filters, ultraviolet-blocking filters, etc.) and lenses as needed.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the examples below, and appropriate modifications can be made within the scope of the above and below-described aims, and all such modifications are within the technical scope of the present invention.
(1)化合物の合成
(1-1)合成例1:エチレン化合物1の合成
200mLの4口フラスコに、4-フルオロベンズアルデヒド4.98g(0.039mol)、3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジチオール3.65g(0.020mol)、炭酸カリウム10.86g(0.079mol)、アセトニトリル74gを仕込み、窒素流通下(10mL/min)、撹拌羽を用いて撹拌しながら60℃で12時間反応させた。反応終了後、減圧ろ過によって不溶分をろ別した後、エバポレーターを用いて溶媒を留去した。得られた濃縮物を200mLの4口フラスコに入れ、そこにシアノ酢酸イソプロピル10.04g(0.079mol)、ピペリジン3.32g(0.039mol)、メタノール68gを加え、還流条件下で4時間反応させた。反応終了後、エバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた濃縮物にメタノール300gを加え、内温が5℃となるよう冷却しながら再結晶により目的物を単離し、粉体状のエチレン化合物1を8.3g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は41.1mol%であった。得られた化合物は、約5mgを分取して所定量の重水素化溶媒(重クロロホルムまたは重ジメチルスルホキシド)に希釈し、1H-NMR測定することにより、構造を特定した。
(1) Synthesis of Compounds (1-1) Synthesis Example 1: Synthesis of Ethylene Compound 1 A 200 mL four-neck flask was charged with 4-fluorobenzaldehyde (4.98 g, 0.039 mol), 3.65 g (0.020 mol), 10.86 g (0.079 mol), and 74 g of acetonitrile. The mixture was reacted at 60°C for 12 hours under nitrogen flow (10 mL/min) while stirring with a stirring blade. After completion of the reaction, the insoluble matter was filtered off by vacuum filtration, and the solvent was removed by distillation using an evaporator. The resulting concentrate was placed in a 200 mL four-neck flask, and 10.04 g (0.079 mol) of isopropyl cyanoacetate, 3.32 g (0.039 mol), and 68 g of methanol were added thereto. The mixture was reacted under reflux conditions for 4 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off using an evaporator, 300 g of methanol was added to the resulting concentrate, and the target product was isolated by recrystallization while cooling to an internal temperature of 5°C, yielding 8.3 g of powdery ethylene compound 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 41.1 mol %. Approximately 5 mg of the resulting compound was taken and diluted with a predetermined amount of deuterated solvent (deuterated chloroform or deuterated dimethyl sulfoxide), and its structure was identified by 1 H-NMR measurement.
(1-2)合成例2:エチレン化合物2の合成
合成例1において、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸n-ブチルを用いたこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示すエチレン化合物2(粉体状)を7.5g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は60.4mol%であった。
(1-2) Synthesis Example 2: Synthesis of ethylene compound 2 [0049] 7.5 g of ethylene compound 2 (powder) shown in Table 1 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that n-butyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate in Synthesis Example 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 60.4 mol%.
(1-3)合成例3:エチレン化合物3の合成
合成例1において、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸tert-ブチルを用いたこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示すエチレン化合物3(粉体状)を5.1g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は41.1mol%であった。
(1-3) Synthesis Example 3: Synthesis of ethylene compound 3 [0073] 5.1 g of ethylene compound 3 (powder) shown in Table 1 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that tert-butyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate in Synthesis Example 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 41.1 mol%.
(1-4)合成例4:エチレン化合物4の合成
合成例1において、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸2-エチルヘキシルを用い、目的物の単離をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)により行ったこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示すエチレン化合物4(液状)を6.6g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は45.2mol%であった。
(1-4) Synthesis Example 4: Synthesis of ethylene compound 4 [0079] The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated, except that 2-ethylhexyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate, and the target compound was isolated by column chromatography (developing solvent: chloroform), to obtain 6.6 g of ethylene compound 4 (liquid) shown in Table 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 45.2 mol%.
(1-5)合成例5:比較エチレン化合物1の合成
合成例1において、3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジチオールの代わりにビス(2-メルカプトエチル)エーテルを用い、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸n-ブチルを用い、目的物の単離をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)により行ったこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示す比較エチレン化合物1を1.3g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は14.8mol%であった。
(1-5) Synthesis Example 5: Synthesis of comparative ethylene compound 1 [0073] The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated, except that bis(2-mercaptoethyl) ether was used instead of 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol, n-butyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate, and the target product was isolated by column chromatography (developing solvent: chloroform), to obtain 1.3 g of comparative ethylene compound 1 shown in Table 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 14.8 mol%.
(1-6)合成例6:比較エチレン化合物2の合成
合成例1において、3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジチオールの代わりにビス(2-メルカプトエチル)エーテルを用い、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸2-エチルヘキシルを用い、目的物の単離をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)により行ったこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示す比較エチレン化合物2を2.5g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は24.2mol%であった。
(1-6) Synthesis Example 6: Synthesis of comparative ethylene compound 2 [0049] The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated, except that bis(2-mercaptoethyl) ether was used instead of 3,6-dioxa-1,8-octanedithiol, 2-ethylhexyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate, and the target product was isolated by column chromatography (developing solvent: chloroform), to obtain 2.5 g of comparative ethylene compound 2 shown in Table 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 24.2 mol%.
(1-7)合成例7:比較エチレン化合物3の合成
合成例1において、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸メチルを用い、目的物の単離をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)により行ったこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示す比較エチレン化合物3を3.8g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は75.6mol%であった。
(1-7) Synthesis Example 7: Synthesis of comparative ethylene compound 3 [0079] The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated, except that methyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate, and the target compound was isolated by column chromatography (developing solvent: chloroform), to obtain 3.8 g of comparative ethylene compound 3 shown in Table 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 75.6 mol%.
(1-8)合成例8:比較エチレン化合物4の合成
合成例1において、シアノ酢酸イソプロピルの代わりにシアノ酢酸イソブチルを用い、目的物の単離をカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)により行ったこと以外は、合成例1と同様の手順により表1に示す比較エチレン化合物4を4.6g得た。4-フルオロベンズアルデヒドに対する収率は79.6mol%であった。
(1-8) Synthesis Example 8: Synthesis of comparative ethylene compound 4 [0079] The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated, except that isobutyl cyanoacetate was used instead of isopropyl cyanoacetate, and the target compound was isolated by column chromatography (developing solvent: chloroform), to obtain 4.6 g of comparative ethylene compound 4 shown in Table 1. The yield based on 4-fluorobenzaldehyde was 79.6 mol%.
(2)エチレン化合物溶液の吸収スペクトル測定
分光光度計(島津製作所社製、UV-1800)を用いて、各エチレン化合物のトルエン溶液の吸収スペクトル(透過スペクトル)を測定した。波長300nm~1100nmにおける光の透過率を測定ピッチ1nmごとに測定し、波長300nm~800nmの範囲における最大吸収ピークの極大波長λmaxを求め、その結果を表2にまとめた。また、エチレン化合物1のトルエン溶液の吸収スペクトルを図1に示す。
(2) Measurement of Absorption Spectra of Ethylene Compound Solutions The absorption spectra (transmission spectra) of toluene solutions of each ethylene compound were measured using a spectrophotometer (Shimadzu Corporation, UV-1800). The transmittance of light in the wavelength range of 300 nm to 1100 nm was measured at 1 nm intervals, and the maximum wavelength λmax of the maximum absorption peak in the wavelength range of 300 nm to 800 nm was determined. The results are summarized in Table 2. The absorption spectrum of a toluene solution of ethylene compound 1 is shown in Figure 1.
(3)エチレン化合物の溶媒溶解性の検討
エチレン化合物をメチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトンに所定量加えて撹拌し、得られた溶液の濁りの有無を確認した。エチレン化合物は、濃度が5質量%、10質量%、15質量%または20質量%となるように各溶媒に加えた。エチレン化合物1~4は、メチルエチルケトンに対しては、いずれも20質量%の濃度で濁りが認められなかった。メチルイソブチルケトンに対しては、エチレン化合物1は15質量%の濃度で濁りが認められず、20質量%の濃度で濁りが認められ、エチレン化合物2~4は20質量%の濃度でも濁りが認められなかった。一方、比較エチレン化合物1~4は、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンのいずれに対しても、5質量%の濃度で濁りが認められた。エチレン化合物1~4は、有機溶媒に対して高い溶解性を有することが分かった。
(3) Investigation of Solvent Solubility of Ethylene Compounds A predetermined amount of ethylene compound was added to methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone and stirred, and the resulting solution was examined for turbidity. The ethylene compound was added to each solvent to a concentration of 5 mass%, 10 mass%, 15 mass%, or 20 mass%. Ethylene Compounds 1 to 4 did not exhibit turbidity at a concentration of 20 mass% in methyl ethyl ketone. Ethylene Compound 1 did not exhibit turbidity at a concentration of 15 mass% but exhibited turbidity at a concentration of 20 mass% in methyl isobutyl ketone, and Ethylene Compounds 2 to 4 did not exhibit turbidity even at a concentration of 20 mass%. On the other hand, Comparative Ethylene Compounds 1 to 4 exhibited turbidity at a concentration of 5 mass% in both methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. It was found that Ethylene Compounds 1 to 4 have high solubility in organic solvents.
(4)エチレン化合物含有エポキシ樹脂組成物(EP樹脂)の調製
(4-1)カチオン硬化触媒の調製
国際公開第1997/031924号に記載された合成法に従って、TPB(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)含有量7%の安藤パラケミー社製アイソパー(登録商標)E溶液255gを調製した。この溶液に水を60℃で滴下して白色結晶を析出させ、これを室温まで冷却した後、吸引ろ過し、n-ヘプタンで洗浄した。得られたケーキを60℃で減圧乾燥し、白色結晶であるTPB・水錯体(TPB含有粉末)を18.7g得た。この錯体は水分量9.2%(カールフィッシャー水分計)であり、TPB含有率は90.8%であった。乾燥後の錯体に対して19F-NMR分析とGC分析を実施したが、TPB以外のピークは検出されなかった。得られたTPB・水錯体2.0gとトルエンを1.1gとを配合し、室温で10分間混合した。その後、2mol/Lアンモニア・エタノール溶液を2.6g添加し、室温で60分間混合し、TPB触媒の均一溶液とした。これをカチオン硬化触媒とした。
(4) Preparation of Ethylenic Compound-Containing Epoxy Resin Composition (EP Resin) (4-1) Preparation of Cationic Curing Catalyst 255 g of Isopar (registered trademark) E solution (manufactured by Ando Parachemie Co., Ltd.) containing 7% TPB (tris(pentafluorophenyl)borane) was prepared according to the synthesis method described in WO 1997/031924. Water was added dropwise to this solution at 60°C to precipitate white crystals. After cooling to room temperature, the crystals were suction filtered and washed with n-heptane. The resulting cake was dried under reduced pressure at 60°C to obtain 18.7 g of a white crystalline TPB-water complex (TPB-containing powder). This complex had a water content of 9.2% (Karl Fischer moisture meter) and a TPB content of 90.8%. 19F -NMR analysis and GC analysis of the dried complex were performed, but no peaks other than TPB were detected. 2.0 g of the resulting TPB-water complex was blended with 1.1 g of toluene and mixed at room temperature for 10 minutes. 2.6 g of a 2 mol/L ammonia-ethanol solution was then added, and the mixture was mixed at room temperature for 60 minutes to obtain a homogeneous solution of the TPB catalyst. This was used as a cationic curing catalyst.
(4-2)シラン加水分解物溶液の調製
3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製、ofs-6040)8.0gと2-プロパノール11.4gと蒸留水0.2gとを配合し、25℃で均一に混合した。そこに、ギ酸0.4gを加えて90分間混合し、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解反応を進行させて、シラン加水分解物溶液を得た。
(4-2) Preparation of Silane Hydrolyzate Solution 8.0 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (ofs-6040, manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.), 11.4 g of 2-propanol, and 0.2 g of distilled water were blended and mixed uniformly at 25° C. 0.4 g of formic acid was added thereto and mixed for 90 minutes to allow the hydrolysis reaction of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane to proceed, thereby obtaining a silane hydrolyzate solution.
(4-3)エポキシ樹脂組成物の調製
エポキシ樹脂として2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物(ダイセル社製、EHPE3150)を54.3g、溶媒としてトルエン58.6gと1,2,4-トリメチルベンゼン65.0g、近赤外線吸収色素としてスクアリリウム化合物A(特開2016-74649号公報の実施例1-18に記載)を4.8g、合成例2で得られたエチレン化合物2を4.9g、表面調整剤としてビックケミー社製BYK-306(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)を0.2g配合し、40℃で均一に混合した。得られた混合物を25℃に降温後、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(PEMP)5.4g、上記で得られたカチオン硬化触媒1.4gおよびシラン加水分解物溶液5.4gを加えて均一に混合した。これを孔径0.45μmのフィルター(GLサイエンス社製、非水系13N)でろ過して異物を取り除き、エポキシ樹脂組成物を得た。
(4-3) Preparation of Epoxy Resin Composition 54.3 g of 1,2-epoxy-4-(2-oxiranyl)cyclohexane adduct of 2,2-bis(hydroxymethyl)-1-butanol (EHPE3150, manufactured by Daicel Corporation) as an epoxy resin, 58.6 g of toluene and 65.0 g of 1,2,4-trimethylbenzene as solvents, 4.8 g of squarylium compound A (described in Example 1-18 of JP2016-74649A) as a near-infrared absorbing dye, 4.9 g of ethylene compound 2 obtained in Synthesis Example 2, and 0.2 g of BYK-306 (polyether-modified polydimethylsiloxane) manufactured by BYK-Chemie KK as a surface conditioner were blended and mixed uniformly at 40°C. After the temperature of the resulting mixture was lowered to 25°C, 5.4 g of pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PEMP), 1.4 g of the cationic curing catalyst obtained above, and 5.4 g of the silane hydrolysate solution were added and mixed uniformly. The mixture was filtered through a 0.45 μm pore size filter (GL Sciences, non-aqueous 13N) to remove foreign matter, yielding an epoxy resin composition.
(5)エチレン化合物含有ポリアリレート樹脂(PAR樹脂)組成物の調製
(5-1)ポリアリレート樹脂の合成
撹拌翼を備えた容量2リットルの反応容器に、2,2’-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン10.01g(0.044mol)、水酸化ナトリウム3.59g(0.090mol)、イオン交換水300gを仕込み、溶解させた後、そこにトリエチルアミン0.89g(0.009mol)を加えて溶解させた。テレフタル酸ジクロリド3.57g(0.021mol)とイソフタル酸ジクロリド3.57g(0.021mol)を500gの塩化メチレンに溶解させた溶液を滴下漏斗に入れ、これを前記反応容器に取り付けた。反応容器中の溶液を20℃に保ちながら撹拌し、滴下漏斗から塩化メチレン溶液を60分間かけて滴下した。さらにそこに、塩化ベンゾイル0.71g(0.005mol)を10gの塩化メチレンに溶解させた溶液を添加し、60分間撹拌した。得られた反応液に酢酸水溶液を加えて中和して、水相のpHを7にしてから分液漏斗を用いて油相と水相を分離した。得られた油相を、撹拌下、メタノールに滴下してポリマーを再沈させ、沈殿をろ過により回収し、80℃オーブンで乾燥して白色固体のポリアリレート樹脂を得た。収量は11.5gであった。得られたポリアリレート樹脂の重量平均分子量(Mw)は33,780、数平均分子量(Mn)は8,130であった。ポリアリレート樹脂の重量平均分子量と数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定により求めたポリスチレン換算の値である。
(5) Preparation of Ethylene Compound-Containing Polyarylate Resin (PAR Resin) Composition (5-1) Synthesis of Polyarylate Resin A 2-L reactor equipped with a stirring blade was charged with 10.01 g (0.044 mol) of 2,2'-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 3.59 g (0.090 mol) of sodium hydroxide, and 300 g of ion-exchanged water. After dissolving, 0.89 g (0.009 mol) of triethylamine was added and dissolved. A solution of 3.57 g (0.021 mol) of terephthalic acid dichloride and 3.57 g (0.021 mol) of isophthalic acid dichloride dissolved in 500 g of methylene chloride was placed in a dropping funnel, which was then attached to the reactor. The solution in the reactor was stirred while maintained at 20°C, and the methylene chloride solution was added dropwise from the dropping funnel over 60 minutes. Further, a solution of 0.71 g (0.005 mol) of benzoyl chloride dissolved in 10 g of methylene chloride was added thereto and stirred for 60 minutes. The resulting reaction solution was neutralized with an aqueous acetic acid solution, the pH of the aqueous phase was adjusted to 7, and the oil and aqueous phases were separated using a separatory funnel. The resulting oil phase was added dropwise to methanol under stirring to reprecipitate the polymer, and the precipitate was collected by filtration and dried in an oven at 80°C to obtain a white solid polyarylate resin. The yield was 11.5 g. The weight average molecular weight (Mw) of the resulting polyarylate resin was 33,780 and the number average molecular weight (Mn) was 8,130. The weight average molecular weight and number average molecular weight of the polyarylate resin were polystyrene-equivalent values determined by gel permeation chromatography.
(5-2)ポリアリレート樹脂組成物1の調製
上記で得られたポリアリレート樹脂19.7gをトルエン69.1gとo-キシレン104.6gの混合溶媒に加え、さらにそこに近赤外線吸収色素として上記のスクアリリウム化合物Aを1.2gと下記に示すスクアリリウム化合物Bを0.5g、合成例2で得られたエチレン化合物2を2.2g、表面調整剤としてビックケミー社製BYK-310(ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)0.1g、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(PEMP)0.6g、(4-2)項で得られたシラン加水分解物溶液2.0gを加えて均一に混合した。これを孔径0.1μmのフィルター(GLサイエンス社製、非水系13N)でろ過して異物を取り除き、ポリアリレート樹脂組成物1を得た。
(5-2) Preparation of Polyarylate Resin Composition 1 19.7 g of the polyarylate resin obtained above was added to a mixed solvent of 69.1 g of toluene and 104.6 g of o-xylene, and then 1.2 g of the squarylium compound A described above and 0.5 g of squarylium compound B shown below as near-infrared absorbing dyes, 2.2 g of the ethylene compound 2 obtained in Synthesis Example 2, 0.1 g of BYK-310 (polyether-modified polydimethylsiloxane) manufactured by BYK-Chemie and 0.6 g of pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (PEMP) as surface conditioners, and 2.0 g of the silane hydrolyzate solution obtained in (4-2) were added and mixed uniformly. This was then filtered through a 0.1 μm pore size filter (GL Sciences, non-aqueous 13N) to remove foreign matter, and polyarylate resin composition 1 was obtained.
(5-3)ポリアリレート樹脂組成物2の調製
ポリアリレート樹脂組成物1の調製において、トルエンを55.3gに変更し、o-キシレンの代わりに1,2,4-トリメチルベンゼン118.4gを用いた以外は、ポリアリレート樹脂組成物1と同様に調製してポリアリレート樹脂組成物2を得た。
(5-3) Preparation of Polyarylate Resin Composition 2 Polyarylate resin composition 2 was obtained in the same manner as in the preparation of polyarylate resin composition 1, except that in the preparation of polyarylate resin composition 1, the amount of toluene was changed to 55.3 g and 118.4 g of 1,2,4-trimethylbenzene was used instead of o-xylene.
(6)光学フィルターの作製
上記で得られた各樹脂組成物を、ガラス基板(Schott社製、D263Teco)上に2cc垂らした後、スピンコーター(ミカサ社製、1H-D7)を用い、0.2秒間かけて1900回転にし、20秒間その回転数で保持し、その後0.2秒間かけて0回転になるようにして、樹脂組成物をガラス基板上に成膜した。樹脂組成物を成膜したガラス基板を、精密恒温器(ヤマト科学社製、DH611)を用いて100℃で3分間初期乾燥した(キュア前)。その後、イナートオーブン(ヤマト科学社製、DN610I)を用いて50℃で30分間窒素置換した後、15分程度で190℃に昇温し、窒素雰囲気下で190℃で30分~1時間乾燥することにより、ガラス基板上に樹脂層(吸収層)を形成した(キュア後)。ガラス基板上に形成した樹脂層の厚みは2μmであった。なお、樹脂層の厚みは、樹脂層を形成したガラス基板の厚みとガラス基板単独の厚みをそれぞれマイクロメーターにより測定し、両者の差から求めた。
(6) Preparation of Optical Filters After 2 cc of each resin composition obtained above was dropped onto a glass substrate (Schott, D263Teco), a spin coater (Mikasa, 1H-D7) was used, and the rotation speed was increased to 1900 rpm over 0.2 seconds, held at that speed for 20 seconds, and then reduced to 0 rpm over 0.2 seconds to form a film of the resin composition on the glass substrate. The glass substrate on which the resin composition was formed was initially dried at 100 ° C. for 3 minutes using a precision incubator (Yamato Scientific, DH611) (before curing). Thereafter, the atmosphere was substituted with nitrogen at 50 ° C. for 30 minutes using an inert oven (Yamato Scientific, DN610I), and then heated to 190 ° C. in about 15 minutes. A resin layer (absorption layer) was formed on the glass substrate by drying at 190 ° C. for 30 minutes to 1 hour under a nitrogen atmosphere (after curing). The thickness of the resin layer formed on the glass substrate was 2 μm. The thickness of the resin layer was determined by measuring the thickness of the glass substrate on which the resin layer was formed and the thickness of the glass substrate alone with a micrometer, and then calculating the difference between the two.
(7)光学フィルターの透過(吸収)スペクトル測定
(7-1)光学フィルターの透過スペクトル測定
ガラス基板上に樹脂層を形成した各光学フィルターについて、分光光度計(島津製作所社製、UV-1800)を用いて透過スペクトルを測定ピッチ1nmで測定し、波長300nm~800nmにおける光の透過率を求めた。樹脂層のキュア前とキュア後の光学フィルターについて、透過スペクトルを測定した。結果を図2~図4に示す。
(7) Measurement of Transmission (Absorption) Spectrum of Optical Filter (7-1) Measurement of Transmission Spectrum of Optical Filter For each optical filter having a resin layer formed on a glass substrate, the transmission spectrum was measured at a measurement interval of 1 nm using a spectrophotometer (Shimadzu Corporation, UV-1800) to determine the transmittance of light in the wavelength range of 300 nm to 800 nm. The transmission spectrum was measured for the optical filter before and after curing of the resin layer. The results are shown in Figures 2 to 4.
(7-2)評価
図2、図3および図4に示すように、エチレン化合物を含有する樹脂組成物から形成した光学フィルターの透過スペクトルは、190℃のキュア前後で大きな変化は見られなかった。これらの結果から、本発明のエチレン化合物は耐熱性に優れるものであることが分かる。また、得られた光学フィルターは、樹脂硬化物の濁りやブリードアウトが確認されなかった。
(7-2) Evaluation As shown in Figures 2, 3, and 4, the transmission spectrum of the optical filter formed from the resin composition containing the ethylene compound did not change significantly before and after curing at 190°C. These results demonstrate that the ethylene compound of the present invention has excellent heat resistance. Furthermore, no turbidity or bleed-out was observed in the cured resin of the obtained optical filter.
本発明のエチレン化合物は、紫外線吸収剤として用いたり、樹脂に配合してフィルム等に成形することにより、光学デバイス、表示デバイス、機械部品、電気・電子部品等の用途に有用な光選択透過フィルターなどに用いることができる。 The ethylene compound of the present invention can be used as an ultraviolet absorber, or by blending it with a resin and forming it into a film or the like, it can be used as a light selective transmission filter that is useful for applications such as optical devices, display devices, mechanical parts, and electrical and electronic parts.
Claims (9)
[式(1)中、
Lは、アルキレン基、-O-、-S-、-SO-、アルキル基を有していてもよいメチン基(-C<)、>C<の4価の連結基、またはこれらを組み合わせた連結基を表し、
aは2以上の整数を表し、
Aはそれぞれ独立して下記式(2)で示される基を表し、
複数の基Aは、連結基Lによって7以上の原子を介して互いに連結している。]
[式(2)中、
R1は、炭素数4以上の直鎖状アルキル基、α位の炭素で分岐した炭素数3以上の分岐状アルキル基、またはα位以外の炭素で分岐した炭素数7以上の分岐状アルキル基を表し、
R2は水素原子またはアルキル基を表し、
R3は水素原子、有機基または極性官能基を表し、複数のR3は互いに同一または異なっていてもよく、
Xは硫黄原子または酸素原子を表し、
*は式(1)の連結基Lとの結合部位を表す。] An ethylene compound represented by the following formula (1):
[In formula (1),
L represents an alkylene group, —O—, —S—, —SO—, a methine group (—C<) which may have an alkyl group, a tetravalent linking group of >C<, or a linking group formed by combining these;
a represents an integer of 2 or more;
Each A independently represents a group represented by the following formula (2):
The multiple groups A are linked to each other via a linking group L via 7 or more atoms.
[In formula (2),
R1 represents a linear alkyl group having 4 or more carbon atoms, a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms branched at the α-position carbon, or a branched alkyl group having 7 or more carbon atoms branched at a carbon other than the α-position,
R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group;
R3 represents a hydrogen atom, an organic group, or a polar functional group, and multiple R3s may be the same or different from each other;
X represents a sulfur atom or an oxygen atom;
* represents the bonding site with the linking group L in formula (1).
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