(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表示される化合物由来の重合単位を含むフタロニトリル樹脂：
【化１】
0006630830.tif 000008
化学式１で、Ｐ１およびＰ２は、互いに同一であっても異なっていてもよいアリール基であり、Ａ１およびＡ２は、互いに同一であっても異なっていてもよいアリレン基であり、Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ独立して、アルキレン基、アルケニレン基またはアルキニレン基であり、前記Ｐ１、Ｐ２、Ａ１およびＡ２には、それぞれ下記化学式２で表示される置換基が少なくとも一つ置換されている：
【化２】
0006630830.tif 000009
化学式２で、Ｌ４は、アルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはシアノ基であり、且つ、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも二つは、シアノ基である。
【請求項２】
Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキレン基である、請求項１に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項３】
Ｐ１、Ｐ２、Ａ１およびＡ２には、それぞれ少なくとも一つのアルキル基が置換されている、請求項１に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項４】
Ａ１およびＡ２は、フェニレン基である、請求項１に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項５】
Ａ１においてＬ２と結合された位置を基準としてメタ位置にＬ１が結合されており、Ａ２においてＬ２と結合された位置を基準としてメタ位置にＬ３が結合されている、請求項４に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項６】
Ａ１においてＬ２と結合された位置を基準としてメタまたはパラ位置に化学式２の置換基が置換されており、Ａ２においてＬ２と結合された位置を基準としてメタまたはパラ位置に化学式２の置換基が置換されている、請求項４に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項７】
Ａ１においてＬ２と結合された位置を基準としてメタまたはパラ位置に炭素数１〜４のアルキル基が置換されており、Ａ２においてＬ２と結合された位置を基準としてメタまたはパラ位置に炭素数１〜４のアルキル基が置換されている、請求項４に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項８】
Ｐ１およびＰ２は、フェニル基である、請求項１に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項９】
Ｐ１においてＬ１と結合された位置を基準としてオルソまたはメタ位置に化学式２の置換基が置換されており、Ｐ２においてＬ３と結合された位置を基準としてオルソまたはメタ位置に化学式２の置換基が置換されている、請求項８に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項１０】
Ｐ１においてＬ１と結合された位置を基準としてオルソまたはメタ位置に炭素数１〜４のアルキル基が置換されており、Ｐ２においてＬ３と結合された位置を基準としてオルソまたはメタ位置に炭素数１〜４のアルキル基が置換されている、請求項８に記載のフタロニトリル樹脂。
【請求項１１】
請求項１に規定する化学式１で表示される化合物を含む重合性組成物。
【請求項１２】
硬化剤をさらに含む、請求項１１に記載の重合性組成物。
【請求項１３】
請求項１２に記載の重合性組成物の反応物であるプレポリマー。
【請求項１４】
請求項１に記載のフタロニトリル樹脂および充填剤を含む複合体。
【請求項１５】
請求項１に規定する化学式１で表示される化合物を含む写真増感剤の前駆体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互引用
本出願は、２０１５年１２月２日付韓国特許出願第１０−２０１５−０１７０８７３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本出願は、フタロニトリル化合物、フタロニトリル樹脂、重合性組成物、プレポリマー、複合体、その前駆体と製造方法および用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
フタロニトリル化合物は、多様な用途に適用され得る。例えば、フタロニトリル化合物は、いわゆるフタロニトリル樹脂の原料として使用され得る。例えば、フタロニトリル樹脂をガラス繊維や炭素繊維などのような充填剤に含浸させて形成される複合体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）は、自動車、飛行機または船舶などの素材に使用され得る。前記複合体の製造過程は、例えば、フタロニトリルと硬化剤の混合物または該混合物の反応により形成されるプレポリマーと充填剤を混合した後に硬化させる過程を含むことができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
フタロニトリル化合物の他の用途には、フタロシアニン染料（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｐｉｇｍｅｎｔ）の前駆体としての用途が挙げられる。例えば、フタロニトリル化合物を金属と複合させて、顔料として適用できる。
【０００５】
また、フタロニトリル化合物は、蛍光増白剤（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｂｒｉｇｈｔｅｎｅｒ）または写真増感剤（ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）の前駆体または酸無水物の前駆体等に適用され得る。例えば、適切な酸化工程と脱水工程を経て前記フタロニトリル化合物を酸無水物に転換させることができ、このような酸無水物は、ポリアミン酸またはポリイミドなどの前駆体として使用されることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国登録特許第０５５８１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本出願は、新規なフタロニトリル化合物およびその用途を提供できる。前記用途には、フタロニトリル樹脂、その製造のための重合性組成物またはプレポリマー、複合体、前記複合体の前駆体などや、顔料、蛍光増白剤、写真増感剤または酸無水物の前駆体ないしは原料が例示され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願は、フタロニトリル化合物に関する。前記化合物は、下記化学式１で表示され得る。
【０００９】
【化１】
0006630830.tif 000002
【００１０】
化学式１で、Ｐ１およびＰ２は、互いに同一であっても異なっていてもよいアリール基であり、Ａ１およびＡ２は、互いに同一であっても異なっていてもよいアリレン基であり、Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれ独立して、アルキレン基、アルキリデン基、アルケニレン基またはアルキニレン基であり、前記Ｐ１、Ｐ２、Ａ１およびＡ２には、それぞれ、下記化学式２で表示される置換基が少なくとも一つ置換されている。
【００１１】
【化２】
0006630830.tif 000003
【００１２】
化学式２で、Ｌ４は、アルキレン基、アルキリデン基、酸素原子または硫黄原子であり、Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはシアノ基であり、且つ、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも二つは、シアノ基である。
【００１３】
本出願で用語「アルキル基」は、特に別途規定しない限り、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルキル基であり得る。前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であってもよく、必要な場合に、一つ以上の置換基により置換されていてもよい。
【００１４】
本出願で用語「アルコキシ基」は、特に別途規定しない限り、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルコキシ基であり得る。前記アルコキシ基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であってもよく、必要な場合に、一つ以上の置換基により置換されていてもよい。
【００１５】
本出願で用語「アルキレン基またはアルキリデン基」は、特に別途規定しない限り、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルキレン基またはアルキリデン基を意味する。前記アルキレン基またはアルキリデン基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であり得る。また、前記アルキレン基またはアルキリデン基は、任意に一つ以上の置換基で置換されていてもよい。
【００１６】
本出願で用語「アルケニレン基またはアルキニレン基」は、特に別途規定しない限り、炭素数２〜２０、炭素数２〜１６、炭素数２〜１２、炭素数２〜８または炭素数２〜４のアルケニレン基またはアルキニレン基を意味する。前記アルケニレン基またはアルキニレン基は、直鎖状、分岐鎖状または環状であり得る。また、前記アルケニレン基またはアルキニレン基は、任意に一つ以上の置換基で置換されていてもよい。
【００１７】
本出願で用語「アリール基」は、特に別途規定しない限り、芳香族化合物に由来する１価残基であり、アリレン基は、芳香族化合物に由来する２価残基である。前記で１価残基は、例えば、フェニル基の場合のように、芳香族化合物の一つの水素原子が離脱して発生したラジカルが共有結合を形成している場合を意味し、２価残基は、例えば、フェニレンの場合のように、芳香族化合物の二つの水素原子が離脱して発生したラジカルが、二つの共有結合を形成している場合を意味する。
【００１８】
前記で芳香族化合物は、ベンゼン、ベンゼン構造を含む化合物または前記のうちいずれか一つの誘導体を意味する。前記でベンゼンを含む化合物としては、２個以上のベンゼン環が一つまたは二つの炭素原子を共有しつつ縮合されているか、直接連結された構造または適切なリンカーにより連結されている構造の化合物を意味する。このような化合物としては、ビフェニルやナフタレンなどが例示され得る。
【００１９】
前記アリール基またはアリレン基は、例えば、６個〜２５個、６個〜２０個、６個〜１５個または６個〜１２個の炭素原子を含むことができる。アリール基の具体的な種類としては、フェニル基、ベンジル基、ビフェニル基またはナフタレニル基などが例示され得、アリレン基の例としては、フェニレン基などが例示され得るが、これに限定されない。
【００２０】
前記アルキル基、アルコキシ基、アリール基、芳香族２価ラジカル、アルキレン基またはアルキリデン基に任意に置換されていてもよい置換基としては、塩素またはフッ素などのハロゲン、グリシジル基、エポキシアルキル基、グリシドキシアルキル基または脂環式エポキシ基などのエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、チオール基、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基などが例示されるが、これに限定されない。
【００２１】
化学式１の化合物でＬ１〜Ｌ３は、それぞれ独立して、炭素数１〜４のアルキレン基またはアルキリデン基であってもよく、例えば、メチレン基またはエチレン基であってもよい。Ｌ１〜Ｌ３が、それぞれ独立して、メチレン基またはエチレン基である場合、化学式１の化合物が、加工性に優れたプレポリマーおよび耐熱性に優れたフタロニトリル樹脂を提供できる。
【００２２】
化学式１の化合物においてＰ１、Ｐ２、Ａ１およびＡ２は、前述したように、アリール基またはアリレン基であり、これらそれぞれには、少なくとも一つ以上の前記化学式２の置換基が置換されていてもよい。
【００２３】
前記Ｐ１、Ｐ２、Ａ１およびＡ２には、化学式２の置換基にさらに他の置換基が存在し得るが、その例には、前述したハロゲン、グリシジル基、エポキシアルキル基、グリシドキシアルキル基または脂環式エポキシ基などのエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、チオール基、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基などがあり、適切な例示では、アルキル基が置換されておりもよく、好ましくは、メチル基が置換されていてもよい。メチル基が置換される場合、化学式１の化合物が、加工性に優れたプレポリマーおよび耐熱性に優れたフタロニトリル樹脂を提供できる。
【００２４】
すなわち、前記Ｐ１、Ｐ２、Ａ１およびＡ２のそれぞれには、前記化学式２の置換基およびアルキル基が少なくとも１つずつ置換されていてもよい。
【００２５】
化学式１でＡ１およびＡ２は、炭素数６〜２５、６〜２０、６〜１５または６〜１２のアリレン基であってもよく、例えば、フェニレン基であってもよい。
【００２６】
Ａ１およびＡ２がフェニレン基である場合、その両者に連結されているＬ１〜Ｌ３の位置は、特に限定されない。例えば、Ａ１の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置にＬ１が結合されていてもよい。また、Ａ２の場合も、Ｌ２と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置にＬ３が結合されていてもよい。
【００２７】
一例示で、Ａ１の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてメタ（ｍｅｔａ）位置にＬ１が結合されていてもよい。また、Ａ２の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてメタ（ｍｅｔａ）位置にＬ３が結合されていてもよい。このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００２８】
Ａ１およびＡ２がフェニレン基である場合、それぞれに置換されている前記化学式２の置換基の位置が調節され得る。例えば、Ａ１の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に化学式２の置換基が置換されていてもよい。また、Ａ２の場合も、Ｌ２と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に化学式２の置換基が置換されていてもよい。
【００２９】
一例示で、Ａ１の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてパラ（ｐａｒａ）位置に化学式２の置換基が結合されていてもよい。また、Ａ２の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてパラ（ｐａｒａ）位置に化学式２の置換基が結合されていてもよい。このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００３０】
フェニレン基であるＡ１およびＡ２には、他の置換基が存在してもよく、その例としては、アルキル基、具体的には、炭素数１〜４のアルキル基やメチル基またはエチル基が例示され得る。例えば、Ａ１の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。また、Ａ２の場合も、Ｌ２と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。
【００３１】
一例示で、Ａ１の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてメタ（ｍｅｔａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。また、Ａ２の場合、Ｌ２と結合された位置を基準としてメタ（ｍｅｔａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００３２】
一例示で、Ａ１がフェニレンである場合、Ｌ２に結合されている炭素原子を１番とし、時計方向に炭素原子をナンバリングする場合、３番の炭素原子に前記アルキル基が置換されており、４番の炭素原子に前記化学式２の置換基が置換されており、５番の炭素原子が前記Ｌ１と結合されている構造であり得る。
【００３３】
一例示で、Ａ２がフェニレンである場合、Ｌ２に結合されている炭素原子を１番とし、時計方向に炭素原子をナンバリングする場合、５番の炭素原子に前記アルキル基が置換されており、４番の炭素原子に前記化学式２の置換基が置換されており、３番の炭素原子が前記Ｌ３と結合されている構造であり得る。このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００３４】
化学式１でＰ１およびＰ２は、炭素数６〜２５、６〜２０、６〜１５または６〜１２のアリール基であってもよく、例えば、フェニル基であってもよい。
【００３５】
Ｐ１およびＰ２がフェニル基である場合、それぞれに置換されている前記化学式２の置換基の位置が調節され得る。例えば、Ｐ１の場合、Ｌ１と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に化学式２の置換基が置換されていてもよい。また、Ｐ２の場合も、Ｌ３と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に化学式２の置換基が置換されていてもよい。
【００３６】
一例示で、Ｐ１の場合、Ｌ１と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）位置に化学式２の置換基が結合されていてもよい。また、Ｐ２の場合、Ｌ３と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）位置に化学式２の置換基が結合されていてもよい。このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００３７】
フェニレン基であるＰ１およびＰ２には、他の置換基が存在し得、その例としては、アルキル基、具体的には、炭素数１〜４のアルキル基やメチル基またはエチル基が例示され得る。例えば、Ｐ１の場合、Ｌ１と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。また、Ｐ２の場合も、Ｌ３と結合された位置を基準としてオルソ（ｏｒｔｈｏ）、メタ（ｍｅｔａ）またはパラ（ｐａｒａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。
【００３８】
一例示で、Ｐ１の場合、Ｌ１と結合された位置を基準としてメタ（ｍｅｔａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。また、Ｐ２の場合、Ｌ３と結合された位置を基準としてメタ（ｍｅｔａ）位置に前記アルキル基が置換されていてもよい。このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００３９】
一例示で、Ｐ１がフェニル基である場合、Ｌ１に結合されている炭素原子を１番とし、時計方向に炭素原子をナンバリングする場合、３番炭素原子に前記アルキル基が置換されており、６番炭素原子に前記化学式２の置換基が置換されている構造であり得る。
【００４０】
一例示で、Ｐ２がフェニレンである場合、Ｌ３に結合されている炭素原子を１番とし、時計方向に炭素原子をナンバリングする場合、５番の炭素原子に前記アルキル基が置換されており、２番の炭素原子に前記化学式２の置換基が置換されている構造であり得る。
【００４１】
このような構造は、フタロニトリル樹脂を製造する過程で、適切な加工温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を維持することが有利である。
【００４２】
化学式２で、Ｌ４は、アルキレン基、アルキリデン基、酸素原子または硫黄原子であり、例えば、酸素原子であり得る。
【００４３】
Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはシアノ基であり、且つ、Ｒ１〜Ｒ５のうち少なくとも二つは、シアノ基である。例えば、Ｒ２〜Ｒ４のうち二つがシアノ基であってもよく、他の例示で、Ｒ３がシアノ基であり、Ｒ２またはＲ４がシアノ基である構造であってもよい。Ｒ１〜Ｒ５のうちシアノ基でない置換基は、水素原子またはアルキル基であってもよい。
【００４４】
化学式１の化合物は、公知の有機化合物の合成法により合成できる。例えば、化学式１の化合物は、いわゆるニトロ置換（ｎｉｔｒｏ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）反応と公知されている反応、例えば、ヒドロキシ基を含む化合物およびニトリル基を含む化合物を塩基性触媒などの存在の下で反応させる方式で合成できる。
【００４５】
また、本出願は、前記化合物の用途に関する。前記化合物の用途には、前述したように、フタロニトリル樹脂、フタロシアニン染料、蛍光増白剤、写真増感剤または酸無水物の原料ないしは前駆体が例示され得る。前記用途の一例示として、例えば、本出願は、フタロニトリル樹脂に関する。前記フタロニトリル樹脂は、前記化学式１の化合物由来の重合単位を含むことができる。本出願で用語「所定化合物由来の重合単位」は、その化合物の重合ないしは硬化により形成されたポリマーの骨格を意味する。
【００４６】
前記フタロニトリル樹脂は、化学式１の化合物の重合単位にさらに他のフタロニトリル化合物の重合単位を含むこともできる。このような場合に選択および使用され得るフタロニトリル化合物の種類は、特に限定されず、フタロニトリル樹脂の形成およびその物性の調節に有用なものと知られた公知の化合物が適用され得る。このような化合物の例としては、米国特許第４，４０８，０３５号、米国特許第５，００３，０３９号、米国特許第５，００３，０７８号、米国特許第５，００４，８０１号、米国特許第５，１３２，３９６号、米国特許第５，１３９，０５４号、米国特許第５，２０８，３１８号、米国特許第５，２３７，０４５号、米国特許第５，２９２，８５４号または米国特許第５，３５０，８２８号などで公知されている化合物が例示されるが、これに限定されない。
【００４７】
フタロニトリル樹脂において前記化学式１の化合物の重合単位は、前記化合物と硬化剤の反応により形成される重合単位であり得る。このような場合に使用され得る硬化剤の種類は、化学式１の化合物と反応して高分子を形成できるものであれば、特に限定されず、例えば、いわゆるフタロニトリル樹脂の形成に有用なものと知られた化合物であれば、いずれの化合物をも使用できる。このような硬化剤は、前記記述した米国特許を含む多様な文献に知られている。
【００４８】
一例示では、硬化剤として芳香族アミン化合物のようなアミン化合物またはヒドロキシ化合物が使用できる。本出願でヒドロキシ化合物は、分子内に少なくとも一つまたは二つのヒドロキシ基を含む化合物を意味する。
【００４９】
また、本出願は、重合性組成物に関する。重合性組成物は、少なくとも前記記述した化学式１の化合物を含むことができる。前記化学式１の化合物は、別の添加剤、例えば、硬化剤の添加なしに自体硬化が可能である。したがって、前記重合性組成物は、前記化学式１の化合物と共に硬化剤をさらに含むことができるが、このような硬化剤が必ず要求されるものではない。
【００５０】
重合性組成物に含まれる硬化剤としては、例えば、既に記述したもののような硬化剤が使用できる。フタロニトリル樹脂の形成に適合したものと公知された硬化剤としては、芳香族アミン化合物、フェノール化合物、無機酸、有機酸、金属または金属塩などが例示され得るが、これに限定されない。
【００５１】
重合性組成物において硬化剤の比率は、特に限定されない。前記比率は、例えば、組成物に含まれている化学式１の化合物などの硬化性成分の比率や種類などを考慮して目的する硬化性が確保され得るように調節され得る。例えば、硬化剤は、重合性組成物に含まれている化学式１の化合物１モル当たり約０．０２モル〜１．５モル程度で含まれていてもよい。しかしながら、前記比率は、本出願の例示に過ぎない。通常、重合性組成物において硬化剤の比率が高くなると、プロセスウインドウが狭くなる傾向にあり、硬化剤の比率が低くなると、硬化性が不充分になる傾向にあるので、このような点などを考慮して適切な硬化剤の比率が選択され得る。
【００５２】
本出願の重合性組成物は、硬化性に優れ、且つ、低い溶融温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を示すことができる。
【００５３】
一例示で、前記重合性組成物の加工温度、すなわち溶融温度またはガラス転移温度は、１００℃〜３００℃の範囲内にあり得る。このような場合、前記重合性組成物のプロセスウインドウ、すなわち前記加工温度Ｔｐと前記化学式１の化合物などの硬化反応開始温度Ｔｏとの差Ｔｏ−Ｔｐの絶対値は、５０℃以上、７０℃以上または１００℃以上であり得る。本出願で用語「硬化反応開始温度」は、重合性組成物や後述するプレポリマーの重合ないしは硬化が始まる時点の温度を意味する。一例示で、前記硬化反応開始温度Ｔｏが前記加工温度に比べて高い。このような範囲は、重合性組成物を使用して、例えば後述する複合体を製造する過程で適切な加工性を確保することに有利である。前記でプロセスウインドウの上限は、特に限定されないが、例えば、前記加工温度Ｔｐと硬化反応開始温度Ｔｏとの差Ｔｏ−Ｔｐの絶対値は、３００℃以下または２００℃以下であり得る。
【００５４】
重合性組成物は、前記化学式１の化合物以外に、他のフタロニトリル化合物などを含む多様な添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤の例としては、多様な充填剤が例示され得る。充填剤として使用され得る物質の種類は、特に限定されず、目的する用途によって適合な公知の充填剤がすべて使用され得る。例示的な充填剤としては、金属物質、セラミック物質、ガラス、金属酸化物、金属窒化物または炭素系物質などがあるが、これに限定されない。また、前記充填剤の形状も、特に限定されず、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維またはセラミック繊維などのような繊維状物質、またはその物質により形成された織布、不織布、紐又はロープ、ナノ粒子を含む粒子状、多角形又はその他無定形等多様な形状であることができる。前記で炭素系物質としては、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）又は炭素ナノチューブ等やそれらの酸化物等のような誘導体ないしは異性体等が例示され得る。
【００５５】
また、本出願は、前記重合性組成物、すなわち前記化学式１の化合物を含む重合性組成物の反応により形成されるプレポリマー（ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）に関する。
【００５６】
本出願で用語「プレポリマー状態」は、前記重合性組成物内で化学式１の化合物と硬化剤の反応がある程度起こった状態（例えば、いわゆるＡまたはＢステージ段階の重合が起こった状態）や、完全に重合された状態には至らず、適切な流動性を示し、例えば、後述するような複合体の加工が可能な状態を意味する。
【００５７】
前記プレポリマーも、優れた硬化性、適切な加工温度および広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）を示すことができる。また、前記プレポリマーは、常温で長期間保管される場合にも、経時的に安定性を示すことができる。
【００５８】
一例示で、前記プレポリマーの加工温度、すなわち溶融温度またはガラス転移温度は、１００℃〜３００℃の範囲内にあり得る。この場合、前記プレポリマーのプロセスウインドウ、すなわち前記加工温度Ｔｐと前記プレポリマーの硬化反応開始温度Ｔｏとの差Ｔｏ−Ｔｐの絶対値は、５０℃以上、７０℃以上または１００℃以上であり得る。一例示で、前記硬化反応開始温度Ｔｏが前記加工温度に比べて高い。このような範囲は、プレポリマーを使用して、例えば後述する複合体を製造する過程で適切な加工性を確保することに有利である。前記でプロセスウインドウの上限は、特に限定されないが、例えば、前記加工温度Ｔｐと硬化反応開始温度Ｔｏとの差Ｔｏ−Ｔｐの絶対値は、３００℃以下または２００℃以下であり得る。
【００５９】
プレポリマーは、前記成分以外に、公知の任意の添加剤をさらに含むことができる。このような添加剤の例としては、前述した充填剤などが例示されるが、これに限定されない。
【００６０】
また、本出願は、複合体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）に関する。前記複合体は、前記記述したフタロニトリル樹脂および充填剤を含むことができる。前記記述したように、本出願の化学式１の化合物を通じて優れた硬化性、低い溶融温度と広いプロセスウインドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）の達成が可能であり、これにより、多様な充填剤を含む優れた物性のいわゆる強化樹脂複合体（ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を容易に形成できる。このように形成された複合体は、前記フタロニトリル樹脂と充填剤を含むことができ、例えば、自動車、飛行機または船舶などの耐久材などを含む多様な用途に適用され得る。
【００６１】
充填剤の種類は、特に限定されず、目的する用途を考慮して適宜選択され得る。使用され得る充填剤としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維またはセラミック繊維などのような繊維状物質、またはその物質により形成された織布、不織布、紐又はロープや炭素ナノチューブまたはグラフェン（ｇｒａｐｈｅｍｅ）のような炭素ナノ物質などが例示されるが、これに限定されない。
【００６２】
充填剤の比率も、特に限定されず、目的する用途によって適正範囲に設定され得る。
【００６３】
また、本出願は、前記複合体を製造するための前駆体に関し、前記前駆体は、例えば、前記記述した重合性組成物と前記充填剤を含むか、あるいは前記記述したプレポリマーと前記充填剤を含むことができる。
【００６４】
複合体は、前記前駆体を使用した公知の方式で製造できる。例えば、前記複合体は、前記前駆体を硬化させて形成し得る。
【００６５】
一例示で、前記前駆体は、前記記述した化学式１の化合物を溶融状態で硬化剤と配合して製造された重合性組成物ないしは前記プレポリマーを加熱などにより溶融させた状態で前記充填剤と配合して製造し得る。例えば、前記のように製造された前駆体を目的する形状に成形した後に硬化させて、前述した複合体の製造が可能である。前記重合性組成物またはプレポリマーは、低い溶融温度と広いプロセス温度を有し、硬化性に優れ、前記過程で成形および硬化が効率的に行われることができる。
【００６６】
前記過程でプレポリマーなどを形成する方法、このようなプレポリマーなどと充填剤を配合し、加工および硬化させて複合体を製造する方法などは、公知された方式によって進行され得る。
【００６７】
また、本出願は、前記化合物を含むフタロシアニン染料の前駆体、蛍光増白剤の前駆体または写真増感剤の前駆体に関し、または、前記化合物に由来する酸無水物に関する。前記化合物を使用して前記前駆体を造成する方法または前記酸無水物を製造する方法は、特に限定されず、フタロニトリル化合物を使用して前記前駆体ないしは酸無水物を製造できると知られた公知の方式がすべて適用され得る。
【発明の効果】
【００６８】
本出願では、フタロニトリル化合物およびその用途を提供できる。前記フタロニトリル化合物は、新規な構造を有し、フタロニトリル化合物が適用され得るものと公知された用途で優れた効果を示すことができる。このようなフタロニトリル化合物の用途には、いわゆるフタロニトリル樹脂、フタロシアニン染料、蛍光増白剤、写真増感剤または酸無水物などの原料ないしは前駆体が例示され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、製造例１で製造した化合物のＮＭＲ分析結果である。
【図２】図２は、製造例２で製造した化合物のＮＭＲ分析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、実施例および比較例を通じて本出願のフタロニトリル樹脂などを具体的に説明するが、前記樹脂などの範囲が下記の実施例に限定されない。
【実施例】
【００７１】
１．ＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）分析
ＮＭＲ分析は、Ａｇｉｌｅｎｔ社の５００ＭＨｚのＮＭＲ装備を使用して製造社のマニュアルに基づいて行った。ＮＭＲの測定のためのサンプルは、化合物をＤＭＳＯ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）−ｄ６に溶解させて製造した。
【００７２】
２．ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）分析
ＤＳＣ分析は、ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社のＱ２０システムを使用して３５℃から４５０℃まで１０℃／分の昇温速度で昇温し、Ｎ２ｆｌｏｗ雰囲気で行った。
【００７３】
３．ＴＧＡ（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）分析
ＴＧＡ分析は、Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ社のＴＧＡｅ８５０装備を使用して行った。製造例で製造された化合物の場合、２５℃から８００℃まで１０℃／分の昇温速度で昇温し、Ｎ２ｆｌｏｗ雰囲気で分析した。
【００７４】
製造例１．化合物（ＰＮ１）の合成
下記化学式Ａの化合物は、次の方式で合成した。
【００７５】
４、４’−ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｉｓ［２−［（２−ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｍｅｔｈｙｌ］−６−ｍｅｔｈｙｌ−ｐｈｅｎｏｌを１０３．０９ｇおよび４−ｎｉｔｒｏｐｈｔｈａｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  １５２．３９ｇを、炭酸カリウム１４５．９５ｇおよびＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）６０５．９ｇと一緒に３口反応用フラスコに投入した。前記反応用フラスコとしては、機械式攪拌器、蒸留機構および窒素注入口を具備した１０００ｍＬ容量のものを使用した。次いで、窒素気流を前記反応用フラスコに通過させ、８５℃程度の温度で約５時間程度加熱攪拌した。次いで、フラスコ内の混合物を常温（約２０℃〜２５℃）に冷却させ、塩酸水溶液（濃度：０．２Ｎ）４Ｌに前記混合物を沈殿した後、濾過させて、残存する無機塩とＤＭＦを除去した。濾過後、得られた粉末をさらにメタノール（１Ｌ）に分散させ、さらに濾過し、有機物を除去し、反応物を５０℃のオーブンで真空乾燥させて、目的物を収得した。目的物に対して行ったＮＭＲ分析結果は、図１に示した。
【００７６】
【化３】
0006630830.tif 000004
【００７７】
製造例２．化合物（ＰＮ２）の合成
下記化学式Ｂの化合物は、次の方式で合成した。４、４’−ｂｉｐｈｅｎｏｌ  ２７．９ｇおよび１００ｍＬのＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｎｙｌ  ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）を、３ネックＲＢＦ（Ｒｏｕｎｄ  ｂｏｔｔｏｍ  ｆｌａｓｋ）に投入し、常温で攪拌し、溶解させた。４−ｎｉｔｒｏｐｈｔｈａｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ５１．９ｇを追加し、ＤＭＦ５０ｇを追加した後、攪拌し、溶解させた。次いで、炭酸カリウム６２．２ｇおよびＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）５０ｇを一緒に投入した後、攪拌し、温度を８５℃まで昇温した。５時間程度反応させた後、常温（約２０℃〜２５℃）に冷却させ、塩酸水溶液（濃度：０．２Ｎ）に中和沈殿した。フィルタリングした後、水で洗浄した。その後、フィルタリングされた反応物を１００℃のオーブンで真空乾燥させ、水と残留溶媒を除去した後、下記化学式Ｂの化合物を収得した。目的物に対して行ったＮＭＲ分析結果は、図２に示した。
【００７８】
【化４】
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【００７９】
実施例１
製造例１の化学式Ａの化合物に前記化学式Ａの化合物の使用量に対して１８モル％の硬化剤を添加し、よく混合し、重合性組成物を製造した。前記で硬化剤としては、フタロニトリル樹脂の製造に使用され得るものと公知された化合物として、下記化学式Ｃの化合物を使用した。前記組成物に対してＤＳＣとＴＧＡ分析を行った結果を、下記の表１に示した。前記重合性組成物を２４０℃で数分間加熱し、プレポリマーを製造できる。製造されたプレポリマーをさらに２４０℃から温度を昇温し、約３７５℃まで約１０時間加熱し、熱硬化を完了すると、フタロニトリル樹脂を製造できる。
【００８０】
【化５】
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【００８１】
実施例２
製造例１の化学式Ａの化合物を使用し、添加剤を追加することなく、重合性組成物を製造した。前記組成物に対してＤＳＣとＴＧＡ分析を行った結果を下記表１に示した。前記重合性組成物を２４０℃で数分間加熱し、プレポリマーを製造できる。製造されたプレポリマーをさらに２４０℃から温度を昇温し、約３７５℃まで約１０時間加熱し、熱硬化を完了すると、フタロニトリル樹脂を製造できる。
【００８２】
比較例１
製造例１の化学式Ａの化合物の代わりに、製造例２の化学式Ｂの化合物を使用したことを除いて、実施例１と同一に重合性組成物を製造した。前記組成物に対してＤＳＣとＴＧＡ分析を行った結果を下記の表１に示した。実施例および比較例の組成物に対してＤＳＣとＴＧＡ分析を行った結果は、下記の表１に示されている。
【００８３】
【表１】
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【００８４】
表１の結果から、本出願の化合物を使用した場合には、低い加工温度を有し、低温で加工またはプレポリマーの製造が可能であり、１００℃以上の広いプロセスウインドウが確保され、優れた耐熱特性を示すことが確認できる。また、実施例２の場合から確認できるように、硬化剤を使用しなくても、化学式１の化合物の自体硬化が可能であることが確認できる。
【図１】
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【図２】
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