ジイモニウム塩化合物、該化合物を含有する近赤外線吸収剤および近赤外線カットフィルター
【課題】 近赤外線カットフィルターに使用される有機溶媒や樹脂に対する溶解性が高く、透明性の高いフィルムを形成できるジイモニウム塩化合物及び該ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤および近赤外線カットフィルターを提供する。
【解決手段】 一般式（１）又は（２）で表されるジイモニウム塩化合物及び該ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤および近赤外線カットフィルター。
【解決手段】 一般式（１）又は（２）で表されるジイモニウム塩化合物及び該ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤および近赤外線カットフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外領域に吸収を有する新規なジイモニウム塩化合物、該化合物を含有する近赤外線吸収剤及び近赤外線カットフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の販売量が急上昇しているが、中でもプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、画面が明るく、映像の素早い動きにも対応できる特徴を有している。
ＰＤＰは希ガスのプラズマ発光を利用しているので、蛍光発光に必要な紫外光だけでなく、不必要な電磁波や近赤外線も発生する。電磁波は人体に対する健康面への影響が懸念され、また、近赤外線は家電製品のリモコン受光部に作用して誤動作を引き起こす問題が指摘されている。そのため、電磁波を金属メッシュでカットしたり、近赤外線を近赤外線カットフィルターによってカットするなどの対応が施されている。
【０００３】
近赤外線カットフィルターは、ＰＤＰ用途以外にも光学レンズ、建築用窓ガラス、自動車用窓ガラス等の用途に用いられ、近赤外領域における強い吸収と共に、可視領域の高い透過率が要求される。
【０００４】
これまで近赤外線カットフィルター用途に開示された近赤外吸収色素としては、例えば、特開平１０−１８０９２２号公報で開示されているＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス｛ｐ−ジ（ｎ−ブチル）アミノフェニル｝−ｐ−フェニレンジイモニウムのヘキサフルオロアンチモン酸塩があるが、これはアンチモンの有毒性が問題である。
また、特開平５−２４７４３７号公報にジイモニウムのヘキサフルオロリン酸塩が、ＷＯ２００４／０４８４８０に、ジイモニウムのパーフルオロアルキルスルホンイミド酸塩が開示されている。しかしながらこれらの化合物はいずれも有機溶媒や樹脂に対する溶解性が低く、均一な樹脂液を作製することが困難で、従って透明性の高いフィルター作製が困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開平１０−１８０９２２号
【特許文献２】特開平５−２４７４３７号
【特許文献３】ＷＯ２００４／０４８４８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記従来技術に鑑み、近赤外線カットフィルター等に使用される有機
溶媒や樹脂に対する溶解性が高く、可視光に対する吸収が小さく透明性の高いフィルムを形成できる新規なジイモニウム塩化合物及びこれを含有する近赤外線吸収剤、近赤外線カットフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、アニオン部に特定の化合物を有するジイモニウム塩化合物により、目的を達しうることを見い出し本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、第一に、一般式（１）又は（２）で表されるジイモニウム塩化合物である。
【化１】
［式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立にアルキル基を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、パーフルオロアルキル基、アリール基、又は一般式（Ａ）：
【化２】
（式（Ａ）において、環Ａは、それが結合している窒素原子及びカルボニル基と共に形成される複素環を表す）
で表される環構造の置換基を示す。但し、Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。］
また、本願の第２の発明は上記ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤である。更に、本願の第３の発明は上記ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線カットフィルターである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のジイモニウム塩化合物は、９００〜１２００ｎｍに強い吸収を示し、可視部に殆ど吸収を示さない優れた特性を有する上に、近赤外線吸収剤、近赤外線カットフィルターに使用される樹脂に対する相溶性も極めて高いので、ヘイズ（くもり）の問題がなく、透明性の高い近赤外線カットフィルターを得ることができる。
【発明の詳細な記述】
【０００８】
まず、本発明のジイモニウム塩化合物について以下に説明する。
本発明のジイモニウム塩化合物は、下記一般式（１）又は（２）で表される。
【０００９】
【化３】
［式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立にアルキル基を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、パーフルオロアルキル基、アリール基、又は一般式（Ａ）：
【化４】
（式（Ａ）において、環Ａは、それが結合している窒素原子及びカルボニル基と共に形成される複素環を表す）
で表される環構造の置換基を示す。但し、Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。］
【００１０】
Ｒ１、Ｒ２としては、それぞれ独立してアルキル基であるが、中でもメチル基、エチル基、ｎ−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、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基等の、炭素数１〜６のアルキル基が好ましい。とりわけ、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が特に好ましい。
【００１１】
Ｘ、Ｙ、Ｚがパーフルオロアルキル基であるものとしては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等の炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基が好ましい。Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。
【００１２】
Ｘ、Ｙ、Ｚがアリール基であるものとしては、置換基として、炭素数１〜４のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基を有していてもよいフェニル基が好ましい。例としては、フェニル基、４−メチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、４−クロロフェニル基、４−ブロモフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−ニトロフェニル基、３−ニトロフェニル基、２，４−ジニトロフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基、２−ニトロ−４−トリフルオロメチルフェニル基等が挙げられる。中でも、４−メチルフェニル基、４−クロロフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−ニトロフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基が特に好ましい。
【００１３】
Ｘ、Ｙ、Ｚが一般式（Ａ）：
【化５】
で表される環構造の置換基であるものとしては、式（Ａ）中の窒素原子及びカルボニル基と共に、環構成成分として更に窒素原子、カルボニル基、酸素原子又は炭素数１〜４のアルキレン基を有する、４〜６員環の複素環であるのが好ましい。
これらの例としては、
【化６】
が挙げられる。とりわけ、
【化７】
が特に好適に用いられる。
【００１４】
一般式（１）又は（２）のジイモニウム塩化合物の対アニオン部の代表例を次の表１に示す。
【表１−１】
【表１−２】
【００１５】
本発明の一般式（１）または（２）のジイモニウム塩化合物の好ましい具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
【化８】
【化９】
【化１０】
【００１６】
次に、本発明のジイモニウム塩化合物の製造方法について説明する。
［スルホンイミド酸の合成］
一般式：ＸＳＯ２ＮＨＳＯ２Ｙ
（Ｘ、Ｙは、一般式（１）におけるものと同じものを示す）
で表されるスルホンイミド酸を合成する。当該化合物は、次の方法で合成できる。スルホンアミド誘導体ＸＳＯ２ＮＨ２とスルホン酸クロライド誘導体ＹＳＯ２Ｃｌとを、溶媒中ほぼ等モルで、０〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃で、１０〜４８時間、好ましくは５〜２４時間反応させる。ついで、水に排出し、不純物を水層に移行させ目的のＸＳＯ２ＮＨＳＯ２Ｙを得る。溶媒としてはハロゲン化炭化水素、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）等を用いることができ、ハロゲン化炭化水素溶媒の場合には溶液として、またＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＩ等の溶媒を用いる場合には、沈殿物として目的物が得られる。
一般式：ＸＳＯ２ＮＨＣＯＺ
（Ｘ、Ｚは、一般式（２）におけるものと同じものを示す）
で表されるスルホンイミド酸は、次の方法で合成できる。スルホンアミド誘導体ＸＳＯ２ＮＨ２とカルボン酸クロライド誘導体ＺＣＯＣｌとを、ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＩのような極性溶媒中、０〜１００℃、好ましくは２０〜５０℃で、１〜２４時間、好ましくは１〜４時間反応させる。反応混合物を水に排出し、目的物を油状物あるいは沈殿物として得ることができる。
【００１７】
［スルホンイミド酸銀塩の合成］
つぎに前記スルホンイミド酸の銀塩を製造する。前記スルホンイミド酸をその５〜１００倍重量の水に溶かし、２０〜１００℃、好ましくは５０〜７０℃で、１〜１０時間、好ましくは２〜４時間反応させる。室温まで冷却し、不溶物を濾過により除去し、濾液から水分を蒸発させることで、下記一般式（３）又は（５）のスルホンイミド酸銀塩を得ることができる。
【化１１】
【００１８】
［ジイモニウム塩化合物の合成］
前記一般式（３）又は（５）で表されるスルホンイミド酸銀塩と、下記の一般式（４）で表されるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ジアルキルアミノフェニル）フェニレンジアミンとを、ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＩ等の極性溶媒中、２０〜１２０℃、好ましくは７０〜１００℃で１〜２０時間、好ましくは１〜４時間反応させる。ついで、析出した銀を濾別後、水を加え、生じた沈殿を濾過、乾燥することにより、一般式（１）又は（２）で表されるジイモニウム塩化合物を得ることができる。
【００１９】
【化１２】
［式（３）、（４）、（５）中、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ１、Ｒ２は、式（１）、（２）におけるＸ、Ｙ、Ｚ、Ｒ１、Ｒ２と同じ意味を表す。］
尚、一般式（４）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ジアルキルアミノフェニル）フェニレンジアミンは、公知の化合物である。
【００２０】
［近赤外線吸収剤］
本発明の近赤外線吸収剤は、前記本発明のジイモニウム塩化合物自体であってもよく、また該化合物にバインダー樹脂などを加えた組成物であってもよい。
バインダー樹脂としては、特に制限はないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等のアクリル酸系モノマーの単独重合体又は共重合体、メチルセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートのようなセルロース系ポリマー、ポリスチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールのようなビニル系ポリマー及びビニル化合物の共重合体、ポリエステル、ポリアミドのような縮合系ポリマー、ブタジエン−スチレン共重合体のようなゴム系熱可塑性ポリマー、エポキシ化合物等の光重合成化合物を重合・架橋させたポリマー等を挙げることができる。
【００２１】
（近赤外線カットフィルターの製造）
本発明のジイモニウム塩化合物を用いて、近赤外線カットフィルターを作製する方法としては、キャスト法や溶融押し出し方がある。
【００２２】
Ａ．キャスト法
有機溶剤に樹脂または樹脂モノマーと、本発明のジイモニウム塩化合物とを溶解させ、透明フィルム、パネルまたはガラス基板上に塗布、乾燥することにより得られる。
有機溶剤としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、エーテ系溶媒あるいはそれらの混合物が用いられる。
使用する樹脂又は樹脂モノマーとしては、脂肪酸エステル樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変性樹脂等の樹脂あるいはそれらのモノマーかもしくはその共重合樹脂が用いられる。
ジイモニウム塩化合物の使用量は、その吸光係数、作製するフィルターの基板またはフィルムの厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性、透過率等によって異なるが、樹脂又は樹脂モノマーの重量に対して、通常、１ｐｐｍ〜２０重量％である。
【００２３】
Ｂ．溶融押し出し法
本発明のジイモニウム塩化合物をベース樹脂の粉体あるいはペレットに添加し、１５０〜３５０℃で加熱、溶融させた後、成型して板を作製、あるいは押し出し機でフィルム化する。
溶融押し出し法で使用される樹脂は、板またはフィルム作製した際に、できるだけ透明性の高いものが好ましく、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６等のポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン化合物、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素化合物の共重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等を挙げることができる。
【００２４】
加工方法は、用いるジイモニウム塩化合物、ベース樹脂によって、加工温度、フィルム化条件等が多少異なるが、ジイモニウム塩化合物をベース樹脂の粉体あるいはペレットに添加し、１５０〜３５０℃で加熱、溶解、混練した後、成型して板を作製する方法、押し出し機でフィルム化をする方法、押し出し機で原版を作製し、３０〜１２０℃で２〜５倍に１軸ないし２軸に延伸して、１０〜２００μｍ厚のフィルムにする方法、等が挙げられる。
尚、混練する際に可塑剤等の通常の樹脂成型に用いる添加剤を加えてもよい。ジイモニウム塩化合物の添加量は、吸収係数、作製する樹脂成型体の厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性・透過率等によって異なるが、通常、ベース樹脂成型体の重量に対して１ｐｐｍ〜２０重量％であり、１ｐｐｍ〜１０重量％が好ましく、１ｐｐｍ〜５重量％が特に好ましい。
【００２５】
本発明の近赤外線カットフィルターをＰＤＰ用フィルターとして用いる場合には、電磁波シールド機能を付与することが好ましい。電磁波シールドには、銀薄膜を用いた積層体や銅を主として用いる金属メッシュを用いることができる。銀薄膜を用いた積層体としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン等の誘電体と銀を交互に５層になるように作製したものが好ましい。積層数は５層から９層が好ましいが、この総数に限定されるものではなく、密着性や耐久性を上げるために、誘電体と銀との間に光学特性を妨げない程度の超薄膜を挿入してもよい。金属のメッシュとしては、繊維に金属を蒸着した繊維メッシュ、フォトリソグラフィーの技術を用い、パターンを形成してエッチングによりメッシュを得るエッチングメッシュ等を使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００２７】
［製造例１］ Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸銀塩の合成
クロロスルホニルイソシアネート１９．８１ｇを塩化メチレン５０ｍｌに溶解し、５℃以下に冷却した。これに、塩化メチレン５０ｍｌに溶解させた２−ブロモエタノール１９．２４ｇを４０分間要して滴下した。滴下後、１０℃以下で６０分間反応させた。この反応混合物を、トリフルオロメタンスルホンアミド２０．８７ｇ、トリエチルアミン２９．７４ｇおよび塩化メチレン５０ｍｌの混合物中に、０℃以下で６５分間要して滴下した。冷却浴をはずし、室温（２８℃）下で２５時間反応させた。内容物を水２００ｍｌ中に排出し、分液により塩化メチレン層を分取、水洗後、濃縮し、橙色オイル２７．４７ｇを得た。質量分析（Ｍ／ｅ＝２９８）により、Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸であることを確認した。
得られた橙色オイル７．１ｇを水６０ｍｌに溶解させ、これに酸化銀４．５ｇを添加、６０℃で４時間反応させた。室温まで冷却し、不溶物を濾過により除去し、濾液をエバポレーターで水分除去することにより、白色粉末９．３５ｇを得た。赤外吸収スペクトル、蛍光Ｘ線分析により目的物のＮ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸銀塩であることを確認した。
【００２８】
［製造例２］ ビス(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩の合成
ジメチルホルムアミド１５０ｍｌ中に、パラトルエンスルホンアミドのナトリウム塩１１．６ｇを溶解し、これにパラトルエンスルホニルクロライド１１．４ｇをジメチルホルムアミド３０ｍｌに溶かした溶液を室温で滴下した。１００℃で３時間反応させ、室温まで放冷した。この反応混合物を３．５％塩酸６００ｍｌ中に排出した。生じた白色沈殿を濾取、乾燥し、白色粉末１０．８ｇを得た。融点は１３３〜１３５℃であった。質量分析（Ｍ／ｅ＝２２６）および赤外吸収スペクトルより、このものはビス(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸と同定した。
このものの銀塩を製造例１と同様の方法を用いて得た。
【００２９】
［製造例３］ Ｎ−トリフルオロメチルカルボニル−Ｎ−(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩の合成
パラトルエンスルホンアミド５．００ｇをジメチルイミダゾリジノン２５ｍｌに溶解し、これにトリフルオロ酢酸無水物９．２０ｇを室温で、３０分間要して滴下した。室温で１時間反応後、ｎ−ヘプタン２５ｍｌ中に排出した。生じた白色沈殿を濾取、ｎ−ヘプタン２５ｍｌで洗浄後、乾燥し、白色粉末６．９７ｇを得た。赤外吸収スペクトル、質量分析（Ｍ／ｅ＝２６７）によりＮ−トリフルオロメチルカルボニル−Ｎ−(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸であることを確認した。
このものの銀塩を製造例１と同様の方法を用いて得た。
【００３０】
［実施例１］ 前記具体例化合物１の合成
ＤＭＦ１０ｍｌに、Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸銀塩(製造例１)２．１０ｇとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジアミン０．４０ｇとを加え、６０℃で３時間反応させた後、生成した銀を濾別した。濾液を水２０ｍｌ中に排出し、デカンテーションにより水層を除去した。残った粘稠物にヘプタンを加え結晶化させることにより、暗褐色粉末０．５１ｇを得た。融点は、１１８〜１２２℃であった。
元素分析値、ＩＲスペクトル等より、目的化合物であることを確認した。
元素分析値（Ｃ７０Ｈ１００Ｎ１０Ｆ６Ｏ１２Ｓ４として）
Ｃ（％） Ｈ（％） Ｎ（％）
理論値 ５５．４７ ６．６５ ９．２４
実測値 ５５．５２ ６．６３ ９．１９
得られた化合物のメタノール溶液中における吸収極大波長は、１０６５ｎｍ、グラム吸光係数は５５３００ｍｌ／ｇ・ｃｍであった。この化合物のメタノール溶液中の吸収スペクトルチャートを図１に、赤外吸収スペクトル図を図７に示す。
【００３１】
［実施例２］ 前記具体例化合物２の合成
ＤＭＦ５０ｍｌに、ビス(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩(製造例２)５８８ｍｇとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジアミン３１７ｍｇとを加え、室温で３５分間反応させた後、生成した銀を濾別した。濾液を水１００ｍｌ中に排出し、デカンテーションにより水層を除去した。残渣にメタノール１０ｍｌを加え、攪拌すると析出物が生じた。この析出物を濾過、乾燥し、緑色粉末６４ｍｇを得た。融点は、１６０〜１７０℃（分解を伴う）であった。
元素分析値、ＩＲスペクトル等より、目的化合物であることを確認した。
元素分析値（Ｃ９０Ｈ１２０Ｎ８Ｏ８Ｓ４として）
Ｃ（％） Ｈ（％） Ｎ（％）
理論値 ５７．８９ ６．４８ ６．００
実測値 ５７・９５ ６．４３ ５．９２
得られた化合物のメタノール溶液中における吸収極大波長は、１０６５ｎｍ、グラム吸光係数は５４９００ｍｌ／ｇ・ｃｍであった。この化合物のメタノール溶液中における吸収スペクトルチャートを図２に、赤外吸収スペクトル図を図８に示す。
【００３２】
［実施例３］ 前記具体例化合物３の合成
ＤＭＦ５０ｍｌに、Ｎ−トリフルオロメチルカルボニル−Ｎ−(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩(製造例３)３３４ｍｇとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジアミン２３０ｍｇとを加え、室温で４時間反応させた後、生成した銀を濾別した。濾液を水１００ｍｌ中に排出した。析出物を濾取、乾燥し、灰色粉末５９ｍｇを得た。融点は、６１〜８４℃（分解を伴う）であった。
元素分析値、ＩＲスペクトル等より、目的化合物であることを確認した。
元素分析値（Ｃ８０Ｈ１０６Ｆ６Ｎ８Ｏ６Ｓ２として）
Ｃ（％） Ｈ（％） Ｎ（％）
理論値 ６６．０９ ７．３５ ７．７１
実測値 ６６．２３ ７．３９ ７．５８
得られた化合物のメタノール溶液中における吸収極大波長は、１０６５ｎｍ、グラム吸光係数は７０５００ｍｌ／ｇ・ｃｍであった。この化合物のメタノール溶液中における吸収スペクトルチャートを図３に示す。
【００３３】
［実施例４］ 近赤外線吸収剤の製造
バインダーとしてデルペット８０Ｎ（旭化成工業(株)製：アクリル系樹脂）１０ｇと、本発明の、実施例１で得た（具体例化合物１）０．２ｇとをトルエン／メチルエチルケトン／メタノール（１／１／０．１）混合溶媒９０ｇに溶解し、この溶液をワイヤーバーにて乾燥後の膜厚が約５μｍとなるように、厚さ５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布して、近赤外線吸収剤の試料を得た。
この試料表面に、単一モード半導体レーザー（波長：８３０ｎｍ）のレーザー光をレンズで集光し、上記試料の表面でビーム径１０μｍとなるように配置した。表面に到達するレーザーのパワーを５０〜２００ｍＷの範囲で変化させることができるように半導体レーザーを調整し、２０μｓのパルス幅で、単一のパルスを試料に照射した。照射後、試料を光学顕微鏡で観察したところ、表面に到達するレーザーパワーが５０ｍＷ時に、直径約１０μｍの貫通した孔の形成が認められ、この試料が近赤外線吸収能を有することを確認した。
【００３４】
［実施例５］ 近赤外線カットフィルターの作製
実施例１で得た化合物(具体例化合物１)をトルエンに濃度が１０００ｐｐｍになるように、溶解させた。この溶液とアクリル系粘着剤とを２０:８０重量％の割合で混合し、バッチ式ダイコーターでポリエチレンテレフタレートフィルム〔帝人社製、厚さ７５μｍ〕上に塗工し、乾燥させて、近赤外線カットフィルターを作製した。塗工層の乾燥膜厚は、２５μｍであった。
該フィルターについて、日立製自記分光光度計Ｕ−３５００にて透過率を測定した。このフィルターの透過スペクトルを図４に示す。
【００３５】
［実施例６］
実施例５において、具体例化合物１の代わりに具体例化合物２を用いた以外は、実施例５と同様の操作を行ない、近赤外線カットフィルターを作製した。
該フィルターについて、日立製自記分光光度計Ｕ−３５００にて透過率を測定した。このフィルターの透過スペクトルを図５に示す。
【００３６】
［実施例７］
実施例５において、具体例化合物１の代わりに具体例化合物３を用いた以外は、実施例５と同様の操作を行ない、近赤外線カットフィルターを作製した。
該フィルターについて、日立製自記分光光度計Ｕ−３５００にて透過率を測定した。このフィルターの透過スペクトルを図６に示す。
【００３７】
［比較例１］
実施例１で得た具体例化合物１の代わりにビス｛ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド酸｝−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス｛４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）｝−ｐ−フェニレンジイモニウム（ＷＯ２００４／０４８４８０の実施例１と同様の操作法により合成）をトルエン中に濃度が１０００ｐｐｍになるように、分散・溶解させようとしたが、完溶しなかった。また、このトルエン懸濁液にアクリル系粘着剤を加えたが、やはりこのイモニウム塩化合物は完溶せず、透明な近赤外線カットフィルターを作製できなかったため、操作を中止した。
【００３８】
［比較例２］
実施例１で得た具体例化合物１の代わりにヘキサフルオロアンチモン酸−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジイモニウムをトルエン中に濃度が１０００ｐｐｍになるように、分散・溶解させようとしたが、完溶しなかった。また、このトルエン懸濁液にアクリル系粘着剤を加えたが、やはりこのイモニウム塩化合物は完溶せず、透明な近赤外線カットフィルターを作製できなかったため、操作を中止した。
【００３９】
［産業上の利用可能性］
本発明のジイモニウム塩化合物は、可視部の吸収が少なく、有機溶剤および樹脂への溶解性が高い。また、重金属を含有しないので、環境に対する問題がない。
本発明のジイモニウム塩化合物を含有する本発明の近赤外線カットフィルターは、種々の用途に用いることができる。例えば、ＰＤＰ用近赤外線カットフィルター、建材ガラス、自動車窓ガラス用近赤外線カットフィルターとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】：実施例１で合成した化合物１の吸収スペクトル図である。
【図２】：実施例２で合成した化合物２の吸収スペクトル図である。
【図３】：実施例３で合成した化合物３の吸収スペクトル図である。
【図４】：実施例５で作製したフィルターの透過スペクトル図である。
【図５】：実施例６で作製したフィルターの透過スペクトル図である。
【図６】：実施例７で作製したフィルターの透過スペクトル図である。
【図７】：実施例１で合成した化合物１の赤外吸収スペクトル図である。
【図８】：実施例２で合成した化合物２の赤外吸収スペクトル図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外領域に吸収を有する新規なジイモニウム塩化合物、該化合物を含有する近赤外線吸収剤及び近赤外線カットフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の販売量が急上昇しているが、中でもプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、画面が明るく、映像の素早い動きにも対応できる特徴を有している。
ＰＤＰは希ガスのプラズマ発光を利用しているので、蛍光発光に必要な紫外光だけでなく、不必要な電磁波や近赤外線も発生する。電磁波は人体に対する健康面への影響が懸念され、また、近赤外線は家電製品のリモコン受光部に作用して誤動作を引き起こす問題が指摘されている。そのため、電磁波を金属メッシュでカットしたり、近赤外線を近赤外線カットフィルターによってカットするなどの対応が施されている。
【０００３】
近赤外線カットフィルターは、ＰＤＰ用途以外にも光学レンズ、建築用窓ガラス、自動車用窓ガラス等の用途に用いられ、近赤外領域における強い吸収と共に、可視領域の高い透過率が要求される。
【０００４】
これまで近赤外線カットフィルター用途に開示された近赤外吸収色素としては、例えば、特開平１０−１８０９２２号公報で開示されているＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス｛ｐ−ジ（ｎ−ブチル）アミノフェニル｝−ｐ−フェニレンジイモニウムのヘキサフルオロアンチモン酸塩があるが、これはアンチモンの有毒性が問題である。
また、特開平５−２４７４３７号公報にジイモニウムのヘキサフルオロリン酸塩が、ＷＯ２００４／０４８４８０に、ジイモニウムのパーフルオロアルキルスルホンイミド酸塩が開示されている。しかしながらこれらの化合物はいずれも有機溶媒や樹脂に対する溶解性が低く、均一な樹脂液を作製することが困難で、従って透明性の高いフィルター作製が困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開平１０−１８０９２２号
【特許文献２】特開平５−２４７４３７号
【特許文献３】ＷＯ２００４／０４８４８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記従来技術に鑑み、近赤外線カットフィルター等に使用される有機
溶媒や樹脂に対する溶解性が高く、可視光に対する吸収が小さく透明性の高いフィルムを形成できる新規なジイモニウム塩化合物及びこれを含有する近赤外線吸収剤、近赤外線カットフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、アニオン部に特定の化合物を有するジイモニウム塩化合物により、目的を達しうることを見い出し本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、第一に、一般式（１）又は（２）で表されるジイモニウム塩化合物である。
【化１】
［式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立にアルキル基を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、パーフルオロアルキル基、アリール基、又は一般式（Ａ）：
【化２】
（式（Ａ）において、環Ａは、それが結合している窒素原子及びカルボニル基と共に形成される複素環を表す）
で表される環構造の置換基を示す。但し、Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。］
また、本願の第２の発明は上記ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤である。更に、本願の第３の発明は上記ジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線カットフィルターである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のジイモニウム塩化合物は、９００〜１２００ｎｍに強い吸収を示し、可視部に殆ど吸収を示さない優れた特性を有する上に、近赤外線吸収剤、近赤外線カットフィルターに使用される樹脂に対する相溶性も極めて高いので、ヘイズ（くもり）の問題がなく、透明性の高い近赤外線カットフィルターを得ることができる。
【発明の詳細な記述】
【０００８】
まず、本発明のジイモニウム塩化合物について以下に説明する。
本発明のジイモニウム塩化合物は、下記一般式（１）又は（２）で表される。
【０００９】
【化３】
［式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立にアルキル基を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、パーフルオロアルキル基、アリール基、又は一般式（Ａ）：
【化４】
（式（Ａ）において、環Ａは、それが結合している窒素原子及びカルボニル基と共に形成される複素環を表す）
で表される環構造の置換基を示す。但し、Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。］
【００１０】
Ｒ１、Ｒ２としては、それぞれ独立してアルキル基であるが、中でもメチル基、エチル基、ｎ−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、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基等の、炭素数１〜６のアルキル基が好ましい。とりわけ、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基が特に好ましい。
【００１１】
Ｘ、Ｙ、Ｚがパーフルオロアルキル基であるものとしては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等の炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基が好ましい。Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。
【００１２】
Ｘ、Ｙ、Ｚがアリール基であるものとしては、置換基として、炭素数１〜４のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基を有していてもよいフェニル基が好ましい。例としては、フェニル基、４−メチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、４−クロロフェニル基、４−ブロモフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−ニトロフェニル基、３−ニトロフェニル基、２，４−ジニトロフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基、２−ニトロ−４−トリフルオロメチルフェニル基等が挙げられる。中でも、４−メチルフェニル基、４−クロロフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−ニトロフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基が特に好ましい。
【００１３】
Ｘ、Ｙ、Ｚが一般式（Ａ）：
【化５】
で表される環構造の置換基であるものとしては、式（Ａ）中の窒素原子及びカルボニル基と共に、環構成成分として更に窒素原子、カルボニル基、酸素原子又は炭素数１〜４のアルキレン基を有する、４〜６員環の複素環であるのが好ましい。
これらの例としては、
【化６】
が挙げられる。とりわけ、
【化７】
が特に好適に用いられる。
【００１４】
一般式（１）又は（２）のジイモニウム塩化合物の対アニオン部の代表例を次の表１に示す。
【表１−１】
【表１−２】
【００１５】
本発明の一般式（１）または（２）のジイモニウム塩化合物の好ましい具体例としては、以下の化合物を例示することができる。
【化８】
【化９】
【化１０】
【００１６】
次に、本発明のジイモニウム塩化合物の製造方法について説明する。
［スルホンイミド酸の合成］
一般式：ＸＳＯ２ＮＨＳＯ２Ｙ
（Ｘ、Ｙは、一般式（１）におけるものと同じものを示す）
で表されるスルホンイミド酸を合成する。当該化合物は、次の方法で合成できる。スルホンアミド誘導体ＸＳＯ２ＮＨ２とスルホン酸クロライド誘導体ＹＳＯ２Ｃｌとを、溶媒中ほぼ等モルで、０〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃で、１０〜４８時間、好ましくは５〜２４時間反応させる。ついで、水に排出し、不純物を水層に移行させ目的のＸＳＯ２ＮＨＳＯ２Ｙを得る。溶媒としてはハロゲン化炭化水素、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）等を用いることができ、ハロゲン化炭化水素溶媒の場合には溶液として、またＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＩ等の溶媒を用いる場合には、沈殿物として目的物が得られる。
一般式：ＸＳＯ２ＮＨＣＯＺ
（Ｘ、Ｚは、一般式（２）におけるものと同じものを示す）
で表されるスルホンイミド酸は、次の方法で合成できる。スルホンアミド誘導体ＸＳＯ２ＮＨ２とカルボン酸クロライド誘導体ＺＣＯＣｌとを、ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＩのような極性溶媒中、０〜１００℃、好ましくは２０〜５０℃で、１〜２４時間、好ましくは１〜４時間反応させる。反応混合物を水に排出し、目的物を油状物あるいは沈殿物として得ることができる。
【００１７】
［スルホンイミド酸銀塩の合成］
つぎに前記スルホンイミド酸の銀塩を製造する。前記スルホンイミド酸をその５〜１００倍重量の水に溶かし、２０〜１００℃、好ましくは５０〜７０℃で、１〜１０時間、好ましくは２〜４時間反応させる。室温まで冷却し、不溶物を濾過により除去し、濾液から水分を蒸発させることで、下記一般式（３）又は（５）のスルホンイミド酸銀塩を得ることができる。
【化１１】
【００１８】
［ジイモニウム塩化合物の合成］
前記一般式（３）又は（５）で表されるスルホンイミド酸銀塩と、下記の一般式（４）で表されるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ジアルキルアミノフェニル）フェニレンジアミンとを、ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＤＭＩ等の極性溶媒中、２０〜１２０℃、好ましくは７０〜１００℃で１〜２０時間、好ましくは１〜４時間反応させる。ついで、析出した銀を濾別後、水を加え、生じた沈殿を濾過、乾燥することにより、一般式（１）又は（２）で表されるジイモニウム塩化合物を得ることができる。
【００１９】
【化１２】
［式（３）、（４）、（５）中、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ１、Ｒ２は、式（１）、（２）におけるＸ、Ｙ、Ｚ、Ｒ１、Ｒ２と同じ意味を表す。］
尚、一般式（４）のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ジアルキルアミノフェニル）フェニレンジアミンは、公知の化合物である。
【００２０】
［近赤外線吸収剤］
本発明の近赤外線吸収剤は、前記本発明のジイモニウム塩化合物自体であってもよく、また該化合物にバインダー樹脂などを加えた組成物であってもよい。
バインダー樹脂としては、特に制限はないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等のアクリル酸系モノマーの単独重合体又は共重合体、メチルセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテートのようなセルロース系ポリマー、ポリスチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールのようなビニル系ポリマー及びビニル化合物の共重合体、ポリエステル、ポリアミドのような縮合系ポリマー、ブタジエン−スチレン共重合体のようなゴム系熱可塑性ポリマー、エポキシ化合物等の光重合成化合物を重合・架橋させたポリマー等を挙げることができる。
【００２１】
（近赤外線カットフィルターの製造）
本発明のジイモニウム塩化合物を用いて、近赤外線カットフィルターを作製する方法としては、キャスト法や溶融押し出し方がある。
【００２２】
Ａ．キャスト法
有機溶剤に樹脂または樹脂モノマーと、本発明のジイモニウム塩化合物とを溶解させ、透明フィルム、パネルまたはガラス基板上に塗布、乾燥することにより得られる。
有機溶剤としては、ハロゲン系、アルコール系、ケトン系、エステル系、脂肪族炭化水素系、エーテ系溶媒あるいはそれらの混合物が用いられる。
使用する樹脂又は樹脂モノマーとしては、脂肪酸エステル樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変性樹脂等の樹脂あるいはそれらのモノマーかもしくはその共重合樹脂が用いられる。
ジイモニウム塩化合物の使用量は、その吸光係数、作製するフィルターの基板またはフィルムの厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性、透過率等によって異なるが、樹脂又は樹脂モノマーの重量に対して、通常、１ｐｐｍ〜２０重量％である。
【００２３】
Ｂ．溶融押し出し法
本発明のジイモニウム塩化合物をベース樹脂の粉体あるいはペレットに添加し、１５０〜３５０℃で加熱、溶融させた後、成型して板を作製、あるいは押し出し機でフィルム化する。
溶融押し出し法で使用される樹脂は、板またはフィルム作製した際に、できるだけ透明性の高いものが好ましく、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン６等のポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン化合物、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物又はフッ素化合物の共重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等を挙げることができる。
【００２４】
加工方法は、用いるジイモニウム塩化合物、ベース樹脂によって、加工温度、フィルム化条件等が多少異なるが、ジイモニウム塩化合物をベース樹脂の粉体あるいはペレットに添加し、１５０〜３５０℃で加熱、溶解、混練した後、成型して板を作製する方法、押し出し機でフィルム化をする方法、押し出し機で原版を作製し、３０〜１２０℃で２〜５倍に１軸ないし２軸に延伸して、１０〜２００μｍ厚のフィルムにする方法、等が挙げられる。
尚、混練する際に可塑剤等の通常の樹脂成型に用いる添加剤を加えてもよい。ジイモニウム塩化合物の添加量は、吸収係数、作製する樹脂成型体の厚み、目的の吸収強度、目的の透過特性・透過率等によって異なるが、通常、ベース樹脂成型体の重量に対して１ｐｐｍ〜２０重量％であり、１ｐｐｍ〜１０重量％が好ましく、１ｐｐｍ〜５重量％が特に好ましい。
【００２５】
本発明の近赤外線カットフィルターをＰＤＰ用フィルターとして用いる場合には、電磁波シールド機能を付与することが好ましい。電磁波シールドには、銀薄膜を用いた積層体や銅を主として用いる金属メッシュを用いることができる。銀薄膜を用いた積層体としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化チタン等の誘電体と銀を交互に５層になるように作製したものが好ましい。積層数は５層から９層が好ましいが、この総数に限定されるものではなく、密着性や耐久性を上げるために、誘電体と銀との間に光学特性を妨げない程度の超薄膜を挿入してもよい。金属のメッシュとしては、繊維に金属を蒸着した繊維メッシュ、フォトリソグラフィーの技術を用い、パターンを形成してエッチングによりメッシュを得るエッチングメッシュ等を使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００２７】
［製造例１］ Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸銀塩の合成
クロロスルホニルイソシアネート１９．８１ｇを塩化メチレン５０ｍｌに溶解し、５℃以下に冷却した。これに、塩化メチレン５０ｍｌに溶解させた２−ブロモエタノール１９．２４ｇを４０分間要して滴下した。滴下後、１０℃以下で６０分間反応させた。この反応混合物を、トリフルオロメタンスルホンアミド２０．８７ｇ、トリエチルアミン２９．７４ｇおよび塩化メチレン５０ｍｌの混合物中に、０℃以下で６５分間要して滴下した。冷却浴をはずし、室温（２８℃）下で２５時間反応させた。内容物を水２００ｍｌ中に排出し、分液により塩化メチレン層を分取、水洗後、濃縮し、橙色オイル２７．４７ｇを得た。質量分析（Ｍ／ｅ＝２９８）により、Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸であることを確認した。
得られた橙色オイル７．１ｇを水６０ｍｌに溶解させ、これに酸化銀４．５ｇを添加、６０℃で４時間反応させた。室温まで冷却し、不溶物を濾過により除去し、濾液をエバポレーターで水分除去することにより、白色粉末９．３５ｇを得た。赤外吸収スペクトル、蛍光Ｘ線分析により目的物のＮ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸銀塩であることを確認した。
【００２８】
［製造例２］ ビス(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩の合成
ジメチルホルムアミド１５０ｍｌ中に、パラトルエンスルホンアミドのナトリウム塩１１．６ｇを溶解し、これにパラトルエンスルホニルクロライド１１．４ｇをジメチルホルムアミド３０ｍｌに溶かした溶液を室温で滴下した。１００℃で３時間反応させ、室温まで放冷した。この反応混合物を３．５％塩酸６００ｍｌ中に排出した。生じた白色沈殿を濾取、乾燥し、白色粉末１０．８ｇを得た。融点は１３３〜１３５℃であった。質量分析（Ｍ／ｅ＝２２６）および赤外吸収スペクトルより、このものはビス(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸と同定した。
このものの銀塩を製造例１と同様の方法を用いて得た。
【００２９】
［製造例３］ Ｎ−トリフルオロメチルカルボニル−Ｎ−(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩の合成
パラトルエンスルホンアミド５．００ｇをジメチルイミダゾリジノン２５ｍｌに溶解し、これにトリフルオロ酢酸無水物９．２０ｇを室温で、３０分間要して滴下した。室温で１時間反応後、ｎ−ヘプタン２５ｍｌ中に排出した。生じた白色沈殿を濾取、ｎ−ヘプタン２５ｍｌで洗浄後、乾燥し、白色粉末６．９７ｇを得た。赤外吸収スペクトル、質量分析（Ｍ／ｅ＝２６７）によりＮ−トリフルオロメチルカルボニル−Ｎ−(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸であることを確認した。
このものの銀塩を製造例１と同様の方法を用いて得た。
【００３０】
［実施例１］ 前記具体例化合物１の合成
ＤＭＦ１０ｍｌに、Ｎ−トリフルオロメチルスルホニル−Ｎ−（２−オキサゾリドン）スルホニルイミン酸銀塩(製造例１)２．１０ｇとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジアミン０．４０ｇとを加え、６０℃で３時間反応させた後、生成した銀を濾別した。濾液を水２０ｍｌ中に排出し、デカンテーションにより水層を除去した。残った粘稠物にヘプタンを加え結晶化させることにより、暗褐色粉末０．５１ｇを得た。融点は、１１８〜１２２℃であった。
元素分析値、ＩＲスペクトル等より、目的化合物であることを確認した。
元素分析値（Ｃ７０Ｈ１００Ｎ１０Ｆ６Ｏ１２Ｓ４として）
Ｃ（％） Ｈ（％） Ｎ（％）
理論値 ５５．４７ ６．６５ ９．２４
実測値 ５５．５２ ６．６３ ９．１９
得られた化合物のメタノール溶液中における吸収極大波長は、１０６５ｎｍ、グラム吸光係数は５５３００ｍｌ／ｇ・ｃｍであった。この化合物のメタノール溶液中の吸収スペクトルチャートを図１に、赤外吸収スペクトル図を図７に示す。
【００３１】
［実施例２］ 前記具体例化合物２の合成
ＤＭＦ５０ｍｌに、ビス(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩(製造例２)５８８ｍｇとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジアミン３１７ｍｇとを加え、室温で３５分間反応させた後、生成した銀を濾別した。濾液を水１００ｍｌ中に排出し、デカンテーションにより水層を除去した。残渣にメタノール１０ｍｌを加え、攪拌すると析出物が生じた。この析出物を濾過、乾燥し、緑色粉末６４ｍｇを得た。融点は、１６０〜１７０℃（分解を伴う）であった。
元素分析値、ＩＲスペクトル等より、目的化合物であることを確認した。
元素分析値（Ｃ９０Ｈ１２０Ｎ８Ｏ８Ｓ４として）
Ｃ（％） Ｈ（％） Ｎ（％）
理論値 ５７．８９ ６．４８ ６．００
実測値 ５７・９５ ６．４３ ５．９２
得られた化合物のメタノール溶液中における吸収極大波長は、１０６５ｎｍ、グラム吸光係数は５４９００ｍｌ／ｇ・ｃｍであった。この化合物のメタノール溶液中における吸収スペクトルチャートを図２に、赤外吸収スペクトル図を図８に示す。
【００３２】
［実施例３］ 前記具体例化合物３の合成
ＤＭＦ５０ｍｌに、Ｎ−トリフルオロメチルカルボニル−Ｎ−(ｐ−トルエンスルホニル)イミン酸銀塩(製造例３)３３４ｍｇとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジアミン２３０ｍｇとを加え、室温で４時間反応させた後、生成した銀を濾別した。濾液を水１００ｍｌ中に排出した。析出物を濾取、乾燥し、灰色粉末５９ｍｇを得た。融点は、６１〜８４℃（分解を伴う）であった。
元素分析値、ＩＲスペクトル等より、目的化合物であることを確認した。
元素分析値（Ｃ８０Ｈ１０６Ｆ６Ｎ８Ｏ６Ｓ２として）
Ｃ（％） Ｈ（％） Ｎ（％）
理論値 ６６．０９ ７．３５ ７．７１
実測値 ６６．２３ ７．３９ ７．５８
得られた化合物のメタノール溶液中における吸収極大波長は、１０６５ｎｍ、グラム吸光係数は７０５００ｍｌ／ｇ・ｃｍであった。この化合物のメタノール溶液中における吸収スペクトルチャートを図３に示す。
【００３３】
［実施例４］ 近赤外線吸収剤の製造
バインダーとしてデルペット８０Ｎ（旭化成工業(株)製：アクリル系樹脂）１０ｇと、本発明の、実施例１で得た（具体例化合物１）０．２ｇとをトルエン／メチルエチルケトン／メタノール（１／１／０．１）混合溶媒９０ｇに溶解し、この溶液をワイヤーバーにて乾燥後の膜厚が約５μｍとなるように、厚さ５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに塗布して、近赤外線吸収剤の試料を得た。
この試料表面に、単一モード半導体レーザー（波長：８３０ｎｍ）のレーザー光をレンズで集光し、上記試料の表面でビーム径１０μｍとなるように配置した。表面に到達するレーザーのパワーを５０〜２００ｍＷの範囲で変化させることができるように半導体レーザーを調整し、２０μｓのパルス幅で、単一のパルスを試料に照射した。照射後、試料を光学顕微鏡で観察したところ、表面に到達するレーザーパワーが５０ｍＷ時に、直径約１０μｍの貫通した孔の形成が認められ、この試料が近赤外線吸収能を有することを確認した。
【００３４】
［実施例５］ 近赤外線カットフィルターの作製
実施例１で得た化合物(具体例化合物１)をトルエンに濃度が１０００ｐｐｍになるように、溶解させた。この溶液とアクリル系粘着剤とを２０:８０重量％の割合で混合し、バッチ式ダイコーターでポリエチレンテレフタレートフィルム〔帝人社製、厚さ７５μｍ〕上に塗工し、乾燥させて、近赤外線カットフィルターを作製した。塗工層の乾燥膜厚は、２５μｍであった。
該フィルターについて、日立製自記分光光度計Ｕ−３５００にて透過率を測定した。このフィルターの透過スペクトルを図４に示す。
【００３５】
［実施例６］
実施例５において、具体例化合物１の代わりに具体例化合物２を用いた以外は、実施例５と同様の操作を行ない、近赤外線カットフィルターを作製した。
該フィルターについて、日立製自記分光光度計Ｕ−３５００にて透過率を測定した。このフィルターの透過スペクトルを図５に示す。
【００３６】
［実施例７］
実施例５において、具体例化合物１の代わりに具体例化合物３を用いた以外は、実施例５と同様の操作を行ない、近赤外線カットフィルターを作製した。
該フィルターについて、日立製自記分光光度計Ｕ−３５００にて透過率を測定した。このフィルターの透過スペクトルを図６に示す。
【００３７】
［比較例１］
実施例１で得た具体例化合物１の代わりにビス｛ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド酸｝−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス｛４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）｝−ｐ−フェニレンジイモニウム（ＷＯ２００４／０４８４８０の実施例１と同様の操作法により合成）をトルエン中に濃度が１０００ｐｐｍになるように、分散・溶解させようとしたが、完溶しなかった。また、このトルエン懸濁液にアクリル系粘着剤を加えたが、やはりこのイモニウム塩化合物は完溶せず、透明な近赤外線カットフィルターを作製できなかったため、操作を中止した。
【００３８】
［比較例２］
実施例１で得た具体例化合物１の代わりにヘキサフルオロアンチモン酸−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス{４−ジ（ｎ−ブチルアミノフェニル）}−ｐ−フェニレンジイモニウムをトルエン中に濃度が１０００ｐｐｍになるように、分散・溶解させようとしたが、完溶しなかった。また、このトルエン懸濁液にアクリル系粘着剤を加えたが、やはりこのイモニウム塩化合物は完溶せず、透明な近赤外線カットフィルターを作製できなかったため、操作を中止した。
【００３９】
［産業上の利用可能性］
本発明のジイモニウム塩化合物は、可視部の吸収が少なく、有機溶剤および樹脂への溶解性が高い。また、重金属を含有しないので、環境に対する問題がない。
本発明のジイモニウム塩化合物を含有する本発明の近赤外線カットフィルターは、種々の用途に用いることができる。例えば、ＰＤＰ用近赤外線カットフィルター、建材ガラス、自動車窓ガラス用近赤外線カットフィルターとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】：実施例１で合成した化合物１の吸収スペクトル図である。
【図２】：実施例２で合成した化合物２の吸収スペクトル図である。
【図３】：実施例３で合成した化合物３の吸収スペクトル図である。
【図４】：実施例５で作製したフィルターの透過スペクトル図である。
【図５】：実施例６で作製したフィルターの透過スペクトル図である。
【図６】：実施例７で作製したフィルターの透過スペクトル図である。
【図７】：実施例１で合成した化合物１の赤外吸収スペクトル図である。
【図８】：実施例２で合成した化合物２の赤外吸収スペクトル図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）または（２）で表されるジイモニウム塩化合物。
【化１】
［式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立にアルキル基を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、パーフルオロアルキル基、アリール基、又は一般式（Ａ）：
【化２】
（式（Ａ）において、環Ａは、それが結合している窒素原子及びカルボニル基と共に形成される複素環を表す）
で表される環構造の置換基を示す。但し、Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。］
【請求項２】
Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基である請求項１のジイモニウム塩化合物。
【請求項３】
Ｘ、Ｙ、Ｚがそれぞれ独立に、炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基；置換基として炭素数１〜４のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基を有していてもよいフェニル基；又は一般式（Ａ）：
【化３】
［式（Ａ）中、窒素原子及びカルボニル基と共に、環構成成分として更に窒素原子、カルボニル基、酸素原子又は炭素数１〜４のアルキレン基を有する、４〜６員環の複素環を表す］
で示される環構造の置換基である請求項１又は２のジイモニウム塩化合物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかのジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤。
【請求項５】
請求項１〜３いずれかのジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線カットフィルター。
【請求項１】
一般式（１）または（２）で表されるジイモニウム塩化合物。
【化１】
［式（１）、（２）中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立にアルキル基を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ独立に、パーフルオロアルキル基、アリール基、又は一般式（Ａ）：
【化２】
（式（Ａ）において、環Ａは、それが結合している窒素原子及びカルボニル基と共に形成される複素環を表す）
で表される環構造の置換基を示す。但し、Ｘ、Ｙが同時にパーフルオロアルキル基となることはない。］
【請求項２】
Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基である請求項１のジイモニウム塩化合物。
【請求項３】
Ｘ、Ｙ、Ｚがそれぞれ独立に、炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基；置換基として炭素数１〜４のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数１〜４のアルコキシ基、ニトロ基又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基を有していてもよいフェニル基；又は一般式（Ａ）：
【化３】
［式（Ａ）中、窒素原子及びカルボニル基と共に、環構成成分として更に窒素原子、カルボニル基、酸素原子又は炭素数１〜４のアルキレン基を有する、４〜６員環の複素環を表す］
で示される環構造の置換基である請求項１又は２のジイモニウム塩化合物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかのジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線吸収剤。
【請求項５】
請求項１〜３いずれかのジイモニウム塩化合物を含有する近赤外線カットフィルター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１４３６７４（Ｐ２００６−１４３６７４Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３７７１２（Ｐ２００４−３３７７１２）
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（０００１７９９０４）山本化成株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【出願人】（０００１７９９０４）山本化成株式会社 (70)
【Ｆターム（参考）】
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