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KR102173413B1 - Dye for sensing ammonia gas and sensing sensor using the same - Google Patents

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KR102173413B1
KR102173413B1 KR1020180146157A KR20180146157A KR102173413B1 KR 102173413 B1 KR102173413 B1 KR 102173413B1 KR 1020180146157 A KR1020180146157 A KR 1020180146157A KR 20180146157 A KR20180146157 A KR 20180146157A KR 102173413 B1 KR102173413 B1 KR 102173413B1
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박영기
이우성
고재훈
남창우
임승주
배종혁
임지영
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 산 가스 감지용 염료 및 그를 포함하는 산 가스 감지 센서에 관한 것으로, 크산텐계 화합물을 포함하여 우수한 광안정성과 내열특성을 갖는 산 가스 감지용 염료 및 그를 포함하는 산 가스 감지 센서에 관한 것이다. 본 발명의 산 가스 감지용 염료는 크산텐계 화합물을 포함하여, 우수한 광안정성과 내열특성을 갖는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물은 상기 염료를 섬유, 필름, 종이 등 다양한 소재에 적용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 산 가스 감지용 센서는 상기 염료를 포함하여 유해가스 환경에서 민감도가 우수한 효과가 있다. The present invention relates to an acid gas detection dye and an acid gas detection sensor comprising the same, and relates to an acid gas detection dye having excellent photostability and heat resistance, including a xanthene compound, and an acid gas detection sensor comprising the same. . The dye for detecting an acid gas of the present invention includes a xanthene-based compound, and has excellent photostability and heat resistance. In addition, the dye ink composition for detecting acid gas of the present invention has the effect of being able to apply the dye to various materials such as fiber, film, and paper. In addition, the sensor for detecting an acid gas of the present invention has excellent sensitivity in a hazardous gas environment including the dye.

Description

산 가스 감지용 염료 및 그를 포함하는 산 가스 감지 센서{DYE FOR SENSING AMMONIA GAS AND SENSING SENSOR USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0002] Dye for acid gas detection and an acid gas detection sensor including the same

본 발명은 산 가스 감지용 염료 및 그를 포함하는 산 가스 감지 센서에 관한 것으로, 크산텐계 화합물을 포함하여 우수한 광안정성과 내열특성을 갖는 산 가스 감지용 염료 및 그를 포함하는 산 가스 감지 센서에 관한 것이다. The present invention relates to an acid gas detection dye and an acid gas detection sensor comprising the same, and relates to an acid gas detection dye having excellent photostability and heat resistance, including a xanthene compound, and an acid gas detection sensor comprising the same. .

최근 인간의 생활환경에 존재하는 유해가스 및 대기환경에 대한 관심이 고조되면서 환경유해가스를 손쉽게 감지할 수 있는 방법의 필요성이 중요하게 인식되고 있다.Recently, as interest in harmful gas and atmospheric environment existing in human life environment has increased, the need for a method that can easily detect environmentally harmful gas is recognized as important.

2012년 9월 27일 발생한 구미 불산 사고는 압력을 가하는 밸브와 불산(HF)이 이송되는 밸브가 열린 상태에서 작업자 한 명이 미끄러지면서 밸브를 건드려 불산(HF)이 유출되면서 23명의 사상자와 500억여 원의 재산 피해를 낸 초유의 화학물질 오염 사고였다.In the case of the Foshan accident in Gumi on September 27, 2012, a worker slipped while the valve to which the pressure was applied and the valve to which the HF was transferred was opened and the HF leaked, resulting in 23 casualties and 50 billion won. It was a colostrum chemical contamination accident that caused damage to the property of the country.

이렇듯, 불산(HF)과 같은 산 가스는 무색, 무미, 무취의 특징이 있어 누출 시, 사람들이 누출 여부를 즉각적으로 인지하지 못할 경우, 인체 및 주변 환경에 큰 피해를 입을 수 있다는 문제점이 있다.As such, acid gas such as hydrofluoric acid (HF) has the characteristics of colorless, tasteless, and odorless, so when leaking, if people do not immediately recognize whether the leak has occurred, there is a problem that it can cause great damage to the human body and the surrounding environment.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 10-0231611호 가스 누출 감지용 안료를 함유하는 페인트 조성물은 안료의 색상 변화에 의해 화학반응 장치로부터의 가스누출을 감지하는 안료에 관한 것이고, 특히 백금족 금속 산화물, 수산화물 및 수화된 산화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 표면상에 가지는 미립자 기질을 함유하는 가스누출 감지용 안료 및 그의 제조방법을 제안한 바 있다.In order to solve such a problem, a paint composition containing a pigment for detecting gas leakage in Korean Patent No. 10-0231611 relates to a pigment that detects gas leakage from a chemical reaction device by a color change of the pigment, and in particular, a platinum group metal oxide. , A gas leak detection pigment containing a particulate substrate having at least one selected from the group consisting of a hydroxide and a hydrated oxide on a surface, and a method for producing the same.

또한, 등록특허 10-0231611호는 적어도 하나의 백금족 화합물이 기질의 표면에 존재하며, 적어도 하나의 백금족 화합물이 기질의 표면에 존재하며, 적어도 하나의 표면 코팅제가 또한 기질의 표면에 존재함으로써, 안료는 누출된 가스와 반응하여 거무스름한 색으로 변색되는 것을 특징으로 한다.In addition, Patent Registration No. 10-0231611 discloses that at least one platinum group compound is present on the surface of the substrate, at least one platinum group compound is present on the surface of the substrate, and at least one surface coating agent is also present on the surface of the substrate. Is characterized in that it reacts with the leaked gas and discolors to a blackish color.

그러나, 공지된 산 가스 감지용 염료는 아직 상용화 되기에 충분한 광안정성과 내열특성을 갖지 못하는 문제점이 있었다. However, known dyes for detecting acid gas have a problem that they do not have sufficient photostability and heat resistance to be commercialized.

본 발명의 목적은 크산텐계 화합물을 포함하여 우수한 광안정성과 내열특성을 갖는 산 가스 감지용 염료를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a dye for detecting acid gas having excellent photostability and heat resistance, including a xanthene-based compound.

또한 상기 염료를 포함하고, 상기 염료가 섬유, 필름, 종이 등 다양한 소재에 적용될 수 있도록 하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물을 제공하는 데 있다.In addition, it is to provide a dye ink composition for detecting acid gas, which includes the dye and allows the dye to be applied to various materials such as fiber, film, and paper.

또한, 상기 염료를 포함하는 유해가스 환경에서 민감도가 우수한 산 가스 감지용 센서를 제공하는 데 있다.In addition, it is to provide a sensor for detecting an acid gas having excellent sensitivity in a hazardous gas environment including the dye.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료를 제공한다.The present invention provides a dye for sensing an acid gas comprising a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00001
Figure 112018117105907-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, 수소원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기 또는 2-부틸 클로라이드(2-butyl chloride)일 수 있다. R 1 to R 3 may be the same as or different from each other, and may be a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a phenyl group, or a 2-butyl chloride.

X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 또는 요오드원자일 수 있다. X may be a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부; 용매 1,000 내지 1,000,000 중량부; 바인더 100 내지 10,000; 및 가소제 100 내지 10,000;를 포함하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물을 제공한다.The present invention comprises 100 parts by weight of an acid gas detection dye comprising a compound represented by the following formula (1); 1,000 to 1,000,000 parts by weight of a solvent; Binder 100 to 10,000; And a plasticizer 100 to 10,000; provides a dye ink composition for detecting an acid gas comprising.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00002
Figure 112018117105907-pat00002

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 용매가 메탄올, 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 및 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The solvent is methanol, dimethyl formamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), tetrahydrofuran (THF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO) and dimethoxyethane (dimethoxyethane, DME) may include one or more selected from.

상기 바인더가 에틸셀룰로오스, 에틸아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate) 및 폴리옥시메틸렌(Polyoxymethylene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The binder is ethyl cellulose, ethyl acetate, ethylene vinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene glycol, polymethyl methacrylate And polyoxymethylene (Polyoxymethylene) may include at least one selected from.

상기 가소제가 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate), 아세틸트리에틸시트레이트(Acetyl triethyl citrate), 트리부틸시트레이트(tributyl citrate), 아세틸트리부틸시트레이트(Acetyl tributyl citrate), 디메틸프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디에틸프탈레이트(Diethyl phthalate), 다이알릴프탈레이트(Diallyl phthalate), 부틸사이클로헥실프탈레이트(Butyl cyclohexyl phthalate), 디이소헵틸프탈레이트(Diisoheptyl phthalate), 1,2-사이클로헥산 디카르복실산 다이이소노닐 에스터(1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester), 사이클로헥산-1,2-디카르복실산-모노(하이드록실-이소노닐) 에스터[Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono(hydroxyl-isononyl) ester], 비스(2-에틸헥실) 아디페이트[Bis(2-ethylhexyl) adipate], 다이이소노닐 아디페이트(Diisononyl adipate), 트리옥틸 트리메틸리테이트(Trioctyl trimellitate), 트리스(2-에틸헥실) 트리메틸레이트[Tris(2-ethylhexyl) trimellitate], 글리세롤(Glycerol) 및 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The plasticizer is triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, tributyl citrate, acetyl tributyl citrate, dimethyl phthalate, Diethyl phthalate, diallyl phthalate, butyl cyclohexyl phthalate, diisoheptyl phthalate, 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester ( 1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester), cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono (hydroxyl-isononyl) ester [Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono (hydroxyl-isononyl) ester] , Bis(2-ethylhexyl) adipate [Bis(2-ethylhexyl) adipate], diisononyl adipate, trioctyl trimellitate, tris(2-ethylhexyl) trimethylate[ Tris (2-ethylhexyl) trimellitate], glycerol (Glycerol) and propylene glycol (Propylene glycol) may include at least one selected from.

상기 산 감지용 염료 잉크 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부; 메탄올 1,000 내지 1,00,000 중량부; 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF) 1,000 내지 1,00,000 중량부; 에틸 셀룰로오스 1,000 내지 5,000 중량부; 및 트리에틸시트레이트 1,000 내지 5,000 중량부;를 포함할 수 있다. The acid-sensing dye ink composition may include 100 parts by weight of an acid gas-sensing dye containing the compound represented by Formula 1; 1,000 to 1,00,000 parts by weight of methanol; 1,000 to 1,00,000 parts by weight of dimethyl formamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF); 1,000 to 5,000 parts by weight of ethyl cellulose; And 1,000 to 5,000 parts by weight of triethyl citrate; may include.

본 발명은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지 센서를 제공한다.The present invention provides an acid gas detection sensor including the compound represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018117105907-pat00003
Figure 112018117105907-pat00003

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 산 가스 감지 센서가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 침염 또는 코팅된 직물을 포함할 수 있다. The acid gas detection sensor may include a fabric in which the compound represented by Formula 2 is impregnated or coated.

상기 직물이 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystylene), 폴리비닐알코올(polyvinylalchol), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리카보네이트, 폴리이더이미드(polyetherimide), 폴리이더술폰(polyesthersulphone), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazol), 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The fabric is polyester, polyurethane, polystylene, polyvinylalchol, polymethyl methacrylate, polylactic acid, polyethylene oxide, Polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polycaprolactone, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylchloride, polycarbonate, polyee It may include at least one selected from polyetherimide, polyesthersulphone, polybenzimidazol, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.

본 발명은 (a) 2-하이드록시카바졸(2-hydroxycarbazole)을 용매에 용해한 후, 탈양성자화제와 반응시켜 탈양성자화(deprotonated)된 2-하이드록시카바졸을 제조 하는 단계; (b) 상기 탈양성자화된 2-하이드록시카바졸을 포함하는 용액에 알킬화제를 첨가한 후 반응시켜 알킬화된 2-하이드록시카바졸을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 알킬화된 2-하이드록시카바졸을 할로겐화된 무수프탈산(halogenated phthalic anhydride) 및 촉매와 반응시켜 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계;를 포함하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of: (a) dissolving 2-hydroxycarbazole in a solvent and reacting with a deprotonating agent to prepare a deprotonated 2-hydroxycarbazole; (b) preparing an alkylated 2-hydroxycarbazole by adding an alkylating agent to the solution containing the deprotonated 2-hydroxycarbazole and reacting; And (c) reacting the alkylated 2-hydroxycarbazole with a halogenated phthalic anhydride and a catalyst to prepare a compound represented by the following Formula 1; Provides a way.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00004
Figure 112018117105907-pat00004

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

단계 (a)의 용매가 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 및 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The solvent in step (a) is tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), and dimethoxyethane ( dimethoxyethane, DME) may contain at least one selected from.

단계 (a)의 탈양성자화제가 NaH, KH, NaOH, KOH 및 n-부틸리튬(n-BuLi) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The deprotonating agent of step (a) may include at least one selected from NaH, KH, NaOH, KOH, and n-butyllithium (n-BuLi).

단계 (b)의 알킬화제가 염화부틸, 요오드화부틸, 브롬화부틸, 염화프로필, 요오드화프로필, 브롬화프로필, 염화에틸, 요오드화에틸, 브롬화에틸, 염화메틸, 요오드화메틸, 브롬화메틸 및 염화벤질 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The alkylating agent in step (b) is at least one selected from butyl chloride, butyl iodide, butyl bromide, propyl chloride, propyl iodide, propyl bromide, ethyl chloride, ethyl iodide, ethyl bromide, methyl chloride, methyl iodide, methyl bromide, and benzyl chloride. It may include.

단계 (c)의 할로겐화된 무수프탈산이 테트라클로로프탈릭 언하이드라이드(Tetrachlorophthalic anhydride), 테트라브로모프탈릭 언하이드라이드(Tetrabromophthalic anhydride), 3,6-디플로로프탈릭 언하이드라이드(3,6-Difluorophthalic anhydride), 3-플로로프탈릭 언하이드라이드(3-Fluorophthalic anhydride) 및 4-플로로프탈릭 언하이드라이드(4-Fluorophthalic anhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The halogenated phthalic anhydride in step (c) is tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, 3,6-difluorophthalic anhydride (3,6- Difluorophthalic anhydride), 3-Fluorophthalic anhydride, and 4-Fluorophthalic anhydride.

단계 (c)의 촉매가 염화아연(Zinc Chloride), 메테인술폰산(Methanesulfonic acid), 산화아연(Zinc oxide), 염화 알루미늄(Aluminium chloride), 염화 철(Iron chloride), 염화 주석(Tin(IV) chloride), 사염화 티타늄(Titanium tetrachloride) 및 플루오린화 수소산(Hydrofluoric acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The catalyst of step (c) is zinc chloride, methanesulfonic acid, zinc oxide, aluminum chloride, iron chloride, tin(IV) chloride), titanium tetrachloride, and hydrofluoric acid.

본 발명은 상기 산 가스 감지용 염료의 제조방법을 포함하는 산 가스 감지 센서의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing an acid gas detection sensor including the manufacturing method of the acid gas detection dye.

상기 산 가스 감지 센서의 제조방법이, 하기 화학식 1로 표시되는 산 가스 감지용 염료를 용매에 용해한 후, 직물에 침염하는 단계를 포함할 수 있다. The manufacturing method of the acid gas detection sensor may include dissolving an acid gas detection dye represented by the following Formula 1 in a solvent, and then impregnating the fabric.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00005
Figure 112018117105907-pat00005

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 산 가스 감지 센서의 제조방법이, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부; 용매 1,000 내지 1,000,000 중량부; 바인더 100 내지 10,000; 및 가소제 100 내지 10,000;를 포함하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물을 직물에 스크린 프린팅(screen printing)하여 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. The manufacturing method of the acid gas detection sensor includes: 100 parts by weight of an acid gas detection dye comprising a compound represented by the following formula (1); 1,000 to 1,000,000 parts by weight of a solvent; Binder 100 to 10,000; And a plasticizer 100 to 10,000; may include the step of coating the dye ink composition for detecting an acid gas comprising the screen printing (screen printing) on the fabric.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00006
Figure 112018117105907-pat00006

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

본 발명의 산 가스 감지용 염료는 크산텐계 화합물을 포함하여, 우수한 광안정성과 내열특성을 갖는 효과가 있다.The dye for detecting an acid gas of the present invention includes a xanthene-based compound, and has excellent photostability and heat resistance.

또한, 본 발명의 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물은 상기 염료를 섬유, 필름, 종이 등 다양한 소재에 적용할 수 있는 효과가 있다. In addition, the dye ink composition for detecting acid gas of the present invention has the effect of being able to apply the dye to various materials such as fiber, film, and paper.

또한, 본 발명의 산 가스 감지용 센서는 상기 염료를 포함하여 유해가스 환경에서 민감도가 우수한 효과가 있다. In addition, the sensor for detecting an acid gas of the present invention has excellent sensitivity in a hazardous gas environment including the dye.

도 1은 소자 실시예 1 및 2의 제조과정 중 생성되는 산 가스 감지용 염료가 코팅된 직물의 사진이다. (a: 소자 실시예 1, b: 소자 실시예 2)
도 1의 (b)는 소자 실시예 2의 제조과정 중 생성되는 산 가스 감지용 염료가 코팅된 직물의 사진이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 화합물의 UV-vis 분석결과이다.
도 3은 소자 실시예 1 및 2의 제조과정 중 생성되는 산 가스 감지용 염료가 코팅된 직물에 HCl 가스를 주입한 결과이다. (a: 소자 실시예 1, b: 소자 실시예 2)
도 4는 소자 실시예 1에 따라 제조된 산 가스 감지 센서의 특성을 측정한 결과이다.
도 5는 소자 실시예 2에 따라 제조된 산 가스 감지 센서의 특성을 측정한 결과이다.
1 is a photograph of a fabric coated with a dye for detecting an acid gas generated during the manufacturing process of Device Examples 1 and 2. (a: Device Example 1, b: Device Example 2)
1B is a photograph of a fabric coated with a dye for detecting an acid gas generated during the manufacturing process of Device Example 2.
2 is a UV-vis analysis result of a compound prepared according to Example 1.
3 is a result of injecting HCl gas into a fabric coated with a dye for detecting an acid gas generated during the manufacturing process of Device Examples 1 and 2; (a: Device Example 1, b: Device Example 2)
4 is a result of measuring characteristics of an acid gas detection sensor manufactured according to Device Example 1.
5 is a result of measuring the characteristics of an acid gas detection sensor manufactured according to Device Example 2.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention.

그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, the following description is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, and in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. .

본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features or It is to be understood that the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, elements, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as first and second to be used hereinafter may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is referred to as being "formed" or "stacked" on another component, it may be formed or stacked by being directly attached to the front surface or one surface on the surface of the other component. It should be understood that there may be more other components in the.

상기 "치환된"이란 적어도 하나의 수소원자가 중수소, C1 내지 C30 알킬기, C3 내지 C30 시클로알킬기, C2 내지 C30 헤테로시클로알킬기, C1 내지 C30 할로겐화알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C30 헤테로아릴기, C1 내지 C30 알콕시기, C2 내지 C30 알케닐기, C2 내지 C30 알키닐기, C6 내지 C30 아릴옥시기, 실릴옥시기(-OSiH3), -OSiR1H2(R1은 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), -OSiR1R2H(R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), -OSiR1R2R3, (R1, R2, 및 R3는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), C1 내지 C30 아실기, C2 내지 C30 아실옥시기, C2 내지 C30 헤테로아릴옥시기, C1 내지 C30 술포닐기, C1 내지 C30 알킬티올기, C6 내지 C30 아릴티올기, C1 내지 C30 헤테로시클로티올기, C1 내지 C30 인산아마이드기, 실릴기(-SiH3), -SiR1H2(R1은 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), -SiR1R2H(R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), -SiR1R2R3, (R1, R2, 및 R3는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬기 또는 C6 내지 C30 아릴기), 아민기-NRR'(여기에서, R 및 R'은 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C30 알킬기, 및 C6 내지 C30 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기임), 카르복실기, 할로겐기, 시아노기, 니트로기, 아조기, 및 하이드록시기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.The "substituted" means that at least one hydrogen atom is deuterium, a C1 to C30 alkyl group, a C3 to C30 cycloalkyl group, a C2 to C30 heterocycloalkyl group, a C1 to C30 halogenated alkyl group, a C6 to C30 aryl group, a C1 to C30 heteroaryl group, C1 to C30 alkoxy group, C2 to C30 alkenyl group, C2 to C30 alkynyl group, C6 to C30 aryloxy group, silyloxy group (-OSiH 3 ), -OSiR 1 H 2 (R 1 is a C1 to C30 alkyl group or C6 to C30 aryl group), -OSiR 1 R 2 H (R 1 and R 2 are each independently a C1 to C30 alkyl group or a C6 to C30 aryl group), -OSiR 1 R 2 R 3 , (R 1 , R 2 , and R 3 is each independently a C1 to C30 alkyl group or a C6 to C30 aryl group), a C1 to C30 acyl group, a C2 to C30 acyloxy group, a C2 to C30 heteroaryloxy group, a C1 to C30 sulfonyl group, a C1 to C30 alkylthiol group , C6 to C30 arylthiol group, C1 to C30 heterocyclothiol group, C1 to C30 phosphate amide group, silyl group (-SiH 3 ), -SiR 1 H 2 (R 1 is a C1 to C30 alkyl group or C6 to C30 aryl group ), -SiR 1 R 2 H (R 1 and R 2 are each independently a C1 to C30 alkyl group or a C6 to C30 aryl group), -SiR 1 R 2 R 3 , (R 1 , R 2 , and R 3 are each Independently, a C1 to C30 alkyl group or a C6 to C30 aryl group), an amine group-NRR' (wherein R and R'are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a C1 to C30 alkyl group, and a C6 to C30 aryl group Is a substituent), a carboxyl group, a halogen group, a cyano group, a nitro group, an azo group, and a substituent selected from the group consisting of a hydroxy group.

또한 상기 치환기 중 인접한 두 개의 치환기가 융합되어 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수도 있다.In addition, two adjacent substituents among the substituents may be fused to form a saturated or unsaturated ring.

또한, 상기 "치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기" 또는 "치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 탄소수 범위는 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라 위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 탄소수 4의 부틸기로 치환된 탄소수 6의 아릴기에 해당하는 것을 의미한다.In addition, the range of carbon number of the alkyl group or aryl group in the "substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group" or "substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group" etc. is unsubstituted without considering the portion where the substituent is substituted It refers to the total number of carbon atoms constituting the alkyl moiety or the aryl moiety when viewed as being formed. For example, a phenyl group in which a butyl group is substituted in the para position corresponds to an aryl group having 6 carbon atoms substituted with a butyl group having 4 carbon atoms.

본 명세서에서 "수소"란 별도의 정의가 없는 한, 일중수소, 이중수소, 또는 삼중수소를 의미한다. In the present specification, "hydrogen" refers to singlet hydrogen, dihydrogen, or tritium unless otherwise defined.

본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 지방족 탄화수소기를 의미한다. In the present specification, "alkyl (alkyl) group" refers to an aliphatic hydrocarbon group unless otherwise defined.

알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기" 일 수 있다. The alkyl group may be a "saturated alkyl group" that does not contain any double bonds or triple bonds.

알킬기는 적어도 하나의 이중결합 또는 삼중결합을 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. The alkyl group may be an "unsaturated alkyl group" including at least one double bond or triple bond.

알킬기는 C1 내지 C50 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로 알킬기는 C1 내지 C20 알킬기, C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수도 있다.The alkyl group may be a C1 to C50 alkyl group. More specifically, the alkyl group may be a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C10 alkyl group, or a C1 to C6 alkyl group.

예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자, 즉, 알킬쇄는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.For example, a C1 to C4 alkyl group has 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, i.e., the alkyl chain is methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl and t-butyl. It indicates selected from the group consisting of.

구체적인 예를 들어 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.For specific examples, the alkyl group is a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, ethenyl group, propenyl group, butenyl group, cyclopropyl group, cyclo It means a butyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, etc.

"시클로알킬(cycloalkyl)기"는 모노시클릭 또는 융합고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.“Cycloalkyl groups” include monocyclic or fused ring polycyclic (ie, rings that share adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.

"알콕시기"는 그 사슬내의 알킬기 부분이 상기 알킬기의 내용과 동일하다.In the "alkoxy group", the alkyl group portion in the chain is the same as that of the alkyl group.

"아릴(aryl)기"는 모노시클릭 또는 융합 고리 폴리시클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다. “Aryl groups” include monocyclic or fused ring polycyclic (ie, rings that share adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.

"헤테로아릴(heteroaryl)기"는 아릴기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로원자를 1 내지 4개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 상기 헤테로아릴기가 융합된 고리(fused ring)인 경우, 융합된 고리 중 적어도 하나의 고리가 상기 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함할 수 있다. "Heteroaryl group" means that the aryl group contains 1 to 4 heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P, and the remainder is carbon. When the heteroaryl group is a fused ring, at least one ring among the fused rings may contain 1 to 4 hetero atoms.

아릴기 및 헤테로아릴기에서 고리의 원자수는 탄소수 및 비탄소원자수의 합이다.In the aryl group and the heteroaryl group, the number of ring atoms is the sum of the number of carbon atoms and the number of non-carbon atoms.

"알킬아릴기" 또는 "아릴알킬기"와 같이 조합하여 사용할 때, 상기에 든 각각의 알킬 및 아릴의 용어는 상기 나타낸 의미와 내용을 가진다.When used in combination such as "alkylaryl group" or "arylalkyl group", the terms of each of the alkyl and aryl mentioned above have the meanings and contents indicated above.

"아릴알킬기"이란 용어는 벤질과 같은 아릴 치환된 알킬 라디칼을 의미하며 알킬기에 포함된다.The term "arylalkyl group" refers to an aryl substituted alkyl radical such as benzyl and is included in the alkyl group.

"알킬아릴기"이란 용어는 알킬 치환된 아릴 라디칼을 의미하며 아릴기에 포함된다.The term "alkylaryl group" refers to an alkyl substituted aryl radical and is included in an aryl group.

이하, 본 발명의 산 가스 감지용 염료에 대해 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the dye for detecting an acid gas of the present invention will be described in detail.

본 발명의 산 가스 감지용 염료는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.The dye for detecting an acid gas of the present invention includes a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00007
Figure 112018117105907-pat00007

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1, R2, R3는 서로 같거나 다르고, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 , R 2 , R 3 are the same as or different from each other, and R 1 , R 2 , R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group. ,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, 수소원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기 또는 2-부틸 클로라이드(2-butyl chloride)일 수 있고, 바람직하게는 메틸기 또는 2-부틸 클로라이드일 수 있다.R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and may be a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a phenyl group, or a 2-butyl chloride, preferably a methyl group or a 2-butyl chloride. I can.

X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 또는 요오드원자일 수 있고, 바람직하게는 브롬원자일 수 있다.X may be a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, preferably a bromine atom.

이하, 본 발명의 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the dye ink composition for detecting an acid gas of the present invention will be described.

본 발명의 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부; 용매 1,000 내지 1,000,000 중량부; 바인더 100 내지 10,000; 및 가소제 100 내지 10,000;를 포함한다.The dye ink composition for detecting an acid gas of the present invention comprises 100 parts by weight of a dye for detecting an acid gas comprising a compound represented by the following formula (1); 1,000 to 1,000,000 parts by weight of a solvent; Binder 100 to 10,000; And plasticizers 100 to 10,000;

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00008
Figure 112018117105907-pat00008

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 용매는 메탄올, 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 등일 수 있고, 바람직하게는 메탄올 및/또는 디메틸포름아미드일 수 있다. The solvent is methanol, dimethylformamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), tetrahydrofuran (THF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethoxyethane, DME) or the like, and preferably methanol and/or dimethylformamide.

상기 바인더는 에틸셀룰로오스, 에틸아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate), 폴리옥시메틸렌(Polyoxymethylene) 등일 수 있고, 바람직하게는 에틸셀룰로오스 및/또는 에틸아세테이트일 수 있다. The binder is ethyl cellulose, ethyl acetate, ethylene vinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene glycol, polymethyl methacrylate , Polyoxymethylene, and the like, and preferably ethyl cellulose and/or ethyl acetate.

상기 가소제는 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate), 아세틸트리에틸시트레이트(Acetyl triethyl citrate), 트리부틸시트레이트(tributyl citrate), 아세틸트리부틸시트레이트(Acetyl tributyl citrate), 디메틸프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디에틸프탈레이트(Diethyl phthalate), 다이알릴프탈레이트(Diallyl phthalate), 부틸사이클로헥실프탈레이트(Butyl cyclohexyl phthalate), 디이소헵틸프탈레이트(Diisoheptyl phthalate), 1,2-사이클로헥산 디카르복실산 다이이소노닐 에스터(1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester), 사이클로헥산-1,2-디카르복실산-모노(하이드록실-이소노닐) 에스터[Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono(hydroxyl-isononyl) ester], 비스(2-에틸헥실) 아디페이트[Bis(2-ethylhexyl) adipate], 다이이소노닐 아디페이트(Diisononyl adipate), 트리옥틸 트리메틸리테이트(Trioctyl trimellitate), 트리스(2-에틸헥실) 트리메틸레이트[Tris(2-ethylhexyl) trimellitate], 글리세롤(Glycerol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 등일 수 있고, 바람직하게는 트리에틸시트레이트일 수 있다.The plasticizers are triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, tributyl citrate, acetyl tributyl citrate, dimethyl phthalate, Diethyl phthalate, diallyl phthalate, butyl cyclohexyl phthalate, diisoheptyl phthalate, 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester ( 1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester), cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono (hydroxyl-isononyl) ester [Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono (hydroxyl-isononyl) ester] , Bis(2-ethylhexyl) adipate [Bis(2-ethylhexyl) adipate], diisononyl adipate, trioctyl trimellitate, tris(2-ethylhexyl) trimethylate[ Tris (2-ethylhexyl) trimellitate], glycerol (Glycerol), propylene glycol (Propylene glycol), and the like, and preferably triethyl citrate.

상기 산 감지용 염료 잉크 조성물은 바람직하게는 The dye ink composition for acid detection is preferably

상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부; 100 parts by weight of a dye for detecting an acid gas containing the compound represented by Formula 1;

메탄올 1,000 내지 1,00,000 중량부; 1,000 to 1,00,000 parts by weight of methanol;

디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF) 1,000 내지 1,00,000 중량부;1,000 to 1,00,000 parts by weight of dimethyl formamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF);

에틸 셀룰로오스 1,000 내지 5,000 중량부; 및 1,000 to 5,000 parts by weight of ethyl cellulose; And

트리에틸시트레이트 1,000 내지 5,000 중량부;를1,000 to 5,000 parts by weight of triethyl citrate;

포함할 수 있다. Can include.

이하, 본 발명의 산 가스 감지 센서에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, an acid gas detection sensor of the present invention will be described.

하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지 센서.An acid gas detection sensor comprising a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018117105907-pat00009
Figure 112018117105907-pat00009

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 산 가스 감지 센서가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 침염 또는 코팅된 직물을 포함할 수 있다. The acid gas detection sensor may include a fabric in which the compound represented by Formula 2 is impregnated or coated.

상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 직물에 침염 또는 코팅되는 과정에서 열에 의해 화학식 2로 구조가 변할 수 있다. 침염 또는 코팅하는 과정에서 열을 가하여 염료를 직물에 고정하게 되는데, 가열을 하기 전에는 직물이 보라색을 나타내어 염료가 화학식 1의 구조를 가지는 것으로 판단되며, 가열 후에는 직물의 색상이 거의 무색으로 변하는 것으로 보아 염료가 화학식 2의 구조를 가지는 것으로 판단된다.The structure of the compound represented by Chemical Formula 1 may be changed to Chemical Formula 2 by heat during the process of dipping or coating the fabric. In the process of dipping or coating, heat is applied to fix the dye on the fabric.Before heating, the fabric turns purple, so it is judged that the dye has the structure of Formula 1, and the color of the fabric turns almost colorless after heating. It is determined that the dye has the structure of Formula 2.

상기 직물은 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystylene), 폴리비닐알코올(polyvinylalchol), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리카보네이트, 폴리이더이미드(polyetherimide), 폴리이더술폰(polyesthersulphone), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazol), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 직물은 폴리에스테르를 포함할 수 있다.The fabric is polyester, polyurethane, polystylene, polyvinylalchol, polymethyl methacrylate, polylactic acid, polyethylene oxide, Polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polycaprolactone, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylchloride, polycarbonate, polyee It may include polyetherimide, polyesthersulphone, polybenzimidazol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and the like. Preferably, the fabric may comprise polyester.

화학식 2로 표시되는 화합물은 산 가스에 노출된 후 아래 반응식 1과 같이 반응하여 화합물이 구조가 변하게 되면서 상기 산 가스 감지 센서의 색이 변하게 된다. The compound represented by Formula 2 reacts as shown in Scheme 1 below after being exposed to an acid gas, thereby changing the structure of the compound and changing the color of the acid gas detection sensor.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112018117105907-pat00010
Figure 112018117105907-pat00010

종래의 산 가스 감지 센서는 염료로 Phenolphthalein, Ethyl Orange, Cresol Red, p-Rosolic Acid, Bromothymol Blue 등의 halochromic 염료를 사용하였다. 그러나 이러한 염료들을 직물에 침염시 가스에 대한 반응성이 매우 떨어져 강산의 액체 혹은 고농도의 가스만을 감지 할 수 있었다. 스크린 프린팅 시에는 침염 시료보다 산 가스에 대한 반응성은 좋으나 이 염료들이 수용성이므로 땀, 비, 세탁 등으로 인한 물빠짐 문제가 있었다. 또한 색 변화도 크지 않아 시인성이 좋지 않은 문제점이 있었다.In the conventional acid gas detection sensor, halochromic dyes such as Phenolphthalein, Ethyl Orange, Cresol Red, p-Rosolic Acid, and Bromothymol Blue were used as dyes. However, when these dyes are impregnated into fabrics, their reactivity to gases is very low, so that only strong acid liquids or high concentration gases can be detected. In screen printing, the reactivity to acid gas is better than that of the salt sample, but since these dyes are water-soluble, there is a problem of water loss due to sweat, rain, washing, etc. In addition, there was a problem with poor visibility because the color change was not large.

그러나, 본 발명의 산 가스 감지 센서는 침염 및 스크린 프린팅 시에도 산 가스에 대한 반응성이 우수하며 불용성 염료이므로 물빠짐이 없어 우수한 견뢰도를 가질 수 있다. 또한, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 판상 구조이며, 벤젠 고리로 인한 π-π stacking으로 회합성이 좋고, 타 염료에 비해 보다 많은 conjugation을 가지고 있으므로, halochromic 염료의 문제점인 내광성 및 내열성이 우수한 성질을 가진다. 반응식 1과 같이 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 연한 분홍색을 나타내며, 산 가스에 노출된 후에는 구조가 변화하며, 진한 보라색을 나타내어 우수한 시인성을 갖는다.However, the acid gas detection sensor of the present invention is excellent in reactivity to acid gas even during immersion and screen printing, and since it is an insoluble dye, it can have excellent fastness due to no fading. In addition, the compound represented by Formula 2 has a plate-like structure, has good association due to π-π stacking due to a benzene ring, and has more conjugation than other dyes, so it has excellent light resistance and heat resistance, which are problems of halochromic dyes. Have. As shown in Scheme 1, the compound represented by Chemical Formula 2 exhibits a light pink color, changes its structure after exposure to an acid gas, and exhibits a dark purple color to have excellent visibility.

이하, 본 발명의 산 가스 감지용 염료의 제조방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing an acid gas detection dye according to the present invention will be described.

먼저, 2-First, 2- 하이드록시카바졸Hydroxycarbazole (2-(2- hydroxycarbazolehydroxycarbazole )을 용매에 용해한 후, ) In a solvent, 탈양성자화제와With deprotonating agents 반응시켜 React 탈양성자화(deprotonated)된Deprotonated 2- 2- 하이드록시카바졸을Hydroxycarbazole 제조한다(단계 a). To prepare (step a).

상기 용매는 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 테트라하이드로퓨란 또는/및 디메틸포름아미드를 포함할 수 있다.The solvent is tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethoxyethane (DME). And the like, and preferably tetrahydrofuran or/and dimethylformamide.

상기 탈양성자화제는 NaH, KH, NaOH, KOH, n-부틸리튬(n-BuLi) 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 NaH를 포함할 수 있다.The deprotonating agent may include NaH, KH, NaOH, KOH, n-butyllithium (n-BuLi), and the like, preferably NaH.

다음으로, 상기 Next, above 탈양성자화된Deprotonated 2- 2- 하이드록시카바졸을Hydroxycarbazole 포함하는 용액에 알킬화제를 첨가한 후 반응시켜 알킬화된 2- After adding an alkylating agent to the containing solution, the alkylated 2- 하이드록시카바졸을Hydroxycarbazole 제조한다(단계 b). To prepare (step b).

상기 알킬화제는 염화부틸, 요오드화부틸, 브롬화부틸, 염화프로필, 요오드화프로필, 브롬화프로필, 염화에틸, 요오드화에틸, 브롬화에틸, 염화메틸, 요오드화메틸, 브롬화메틸, 염화벤질 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 2-부틸 클로라이드를 포함할 수 있다. The alkylating agent may include butyl chloride, butyl iodide, butyl bromide, propyl chloride, propyl iodide, propyl bromide, ethyl chloride, ethyl iodide, ethyl bromide, methyl chloride, methyl iodide, methyl bromide, benzyl chloride, etc., preferably May include 2-butyl chloride.

마지막으로, 상기 알킬화된 2-Finally, the alkylated 2- 하이드록시카바졸을Hydroxycarbazole 할로겐화된 무수프탈산(halogenated Halogenated phthalic anhydride (halogenated phthalicphthalic anhydride) 및 촉매와 반응시켜 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조한다(단계 c). anhydride) and a catalyst to prepare a compound represented by the following formula (1) (step c).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00011
Figure 112018117105907-pat00011

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 할로겐화된 무수프탈산은 테트라클로로프탈릭 언하이드라이드(Tetrachlorophthalic anhydride), 테트라브로모프탈릭 언하이드라이드(Tetrabromophthalic anhydride), 3,6-디플로로프탈릭 언하이드라이드(3,6-Difluorophthalic anhydride), 3-플로로프탈릭 언하이드라이드(3-Fluorophthalic anhydride), 4-플로로프탈릭 언하이드라이드(4-Fluorophthalic anhydride) 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 테트라클로로프탈릭 언하이드라이드를 포함할 수 있다. The halogenated phthalic anhydride is tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, 3,6-difluorophthalic anhydride, 3-Fluorophthalic anhydride, 4-Fluorophthalic anhydride, etc. may be included, and preferably tetrachlorophthalic anhydride may be included. have.

상기 촉매는 염화아연(Zinc Chloride), 메테인술폰산(Methanesulfonic acid), 산화아연(Zinc oxide), 염화 알루미늄(Aluminium chloride), 염화 철(Iron chloride), 염화 주석(Tin(IV) chloride), 사염화 티타늄(Titanium tetrachloride), 플루오린화 수소산(Hydrofluoric acid) 등을 포함할 수 있으며, 바D직하게는 염화아연을 포함할 수 있다.The catalyst is zinc chloride, methanesulfonic acid, zinc oxide, aluminum chloride, iron chloride, tin (IV) chloride, tetrachloride Titanium (Titanium tetrachloride), hydrofluoric acid (Hydrofluoric acid), and the like may be included, and preferably, zinc chloride may be included.

이하, 본 발명의 산 가스 감지 센서의 제조방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the acid gas detection sensor of the present invention will be described.

본 발명의 산 가스 감지 센서의 제조방법은 하기 화학식 1로 표시되는 염료를 용매에 용해한 후, 직물에 침염하는 단계를 포함할 수 있다. The manufacturing method of the acid gas detection sensor of the present invention may include the step of dissolving a dye represented by the following Formula 1 in a solvent and then impregnating the fabric.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018117105907-pat00012
Figure 112018117105907-pat00012

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

상기 용매는 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 메탄올, 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 등일 수 있고, 바람직하게는 디메틸포름아미드일 수 있다. The solvent is dimethylformamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), methanol, tetrahydrofuran (THF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethoxyethane, DME) or the like, and preferably dimethylformamide.

본 발명의 산 가스 감지 센서의 제조방법은 상기 산 감지용 염료 잉크 조성물을 직물에 스크린 프린팅(screen printing)하여 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. The manufacturing method of the acid gas detection sensor of the present invention may include the step of coating the dye ink composition for acid detection on fabric by screen printing.

상기 침염 또는 스크린 프린팅 과정에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 구조가 변할 수 있다. In the process of dipping or screen printing, the structure of the compound represented by Formula 1 may be changed to a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018117105907-pat00013
Figure 112018117105907-pat00013

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,

X는 할로겐 원자이다.X is a halogen atom.

[실시예][Example]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. However, this is for illustrative purposes, and the scope of the present invention is not limited thereby.

제조예Manufacturing example 1: 중간체 ( 1: intermediate ( 1)의1) of 합성 synthesis

2-hydroxycarbazole 10 mmol을 THF 20 ml 및 DMF 20 mmol를 포함하는 혼합 용매에 용해하고, NaH 25 mmol을 첨가하여, 상온, 무수, 무산소 조건 하에서 10분 동안 반응시킨다. 다음으로, 염화부틸 11 mmol을 첨가한 후 50 ℃에서 2시간 반응시킨다. 다음으로, 온도를 0 ℃로 냉각시키고 증류수 5 ml를 첨가한 후 건조시킨다. 다음으로, Silica gel column chromatography로 정제하여 중간체 (1)을 얻었다. 상기 정제시 전개액의 비율은 에틸에테르(Et2O):석유에테르(Petroleum ether)=1:4 이었다. 10 mmol of 2-hydroxycarbazole was dissolved in a mixed solvent containing 20 ml of THF and 20 mmol of DMF, and 25 mmol of NaH was added, followed by reacting for 10 minutes under room temperature, anhydrous, and oxygen-free conditions. Next, after adding 11 mmol of butyl chloride, it was reacted at 50°C for 2 hours. Next, the temperature was cooled to 0° C., and 5 ml of distilled water was added, followed by drying. Next, it was purified through Silica gel column chromatography to obtain an intermediate (1). During the purification, the ratio of the developing solution was ethyl ether (Et2O):petroleum ether=1:4.

제조예Manufacturing example 2: 중간체 ( 2: intermediate ( 2)의2) of 합성 synthesis

중간체 (1) 0.01 mol, 테트라클로로프탈릭 언하이드라이드 0.015 mol 및 염화아연 0.01 mol을 혼합하고, 160 ℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 다음으로, 상온으로 냉각시키고 고형화된 반응물을 DMF 5ml에 완전히 용해시켜 반응물 용액을 얻었다. 증류수 200 ml에 NaCl 20 g 및 HCl 2 g을 첨가하고, 교반시키면서 상기 반응물 용액을 한 방울씩 떨어뜨려 침전물을 석출하였다. 상기 침전물을 여과하고, 진공에서 24시간 동안 건조하였다.Intermediate (1) 0.01 mol, tetrachlorophthalic anhydride 0.015 mol, and zinc chloride 0.01 mol were mixed, and reacted at 160° C. for 24 hours. Next, it was cooled to room temperature and the solidified reactant was completely dissolved in 5ml of DMF to obtain a reactant solution. 20 g of NaCl and 2 g of HCl were added to 200 ml of distilled water, and a precipitate was deposited by dropping the reactant solution dropwise while stirring. The precipitate was filtered and dried in vacuum for 24 hours.

상기 건조 후, Reverse phased silica gel column chromatography로 정제하여 중간체 (2)를 얻었다. 상기 정제시 전개액의 비율은 메탄올:물: 트리플루오로아세트산=95:5:0.1 이었다. After the drying, the intermediate (2) was obtained by purification through reverse phased silica gel column chromatography. In the above purification, the ratio of the developing solution was methanol:water:trifluoroacetic acid=95:5:0.1.

실시예Example 1: 산 가스 감지용 염료의 제조 1: Preparation of dye for detecting acid gas

메탄올 50 ml에 중간체 (2) 2 mmol와 H2SO4 1.5 ml를 넣고, 100 ℃, 아르곤 대기 하에서 48시간 동안 환류시켰다. 다음으로, 상온으로 냉각한 후 건조하여 반응물을 얻었다. 상기 반응물을 Reverse phased silica gel column chromatography로 정제하여 최종물질을 얻었다. 상기 정제시 전개액의 비율은 메탄올:물:트리플루오로아세트산=95:5:0.1 이었다.Into 50 ml of methanol, 2 mmol of the intermediate (2) and 1.5 ml of H2SO4 were added and refluxed for 48 hours at 100° C. under an argon atmosphere. Next, it was cooled to room temperature and dried to obtain a reaction product. The reaction product was purified through reverse phased silica gel column chromatography to obtain a final material. During the purification, the ratio of the developing solution was methanol:water:trifluoroacetic acid=95:5:0.1.

소자 device 실시예Example 1: 염색을 이용한 산 가스 감지용 센서의 제조 1: Fabrication of sensor for detecting acid gas using dyeing

실시예 1에 따라 제조된 산 가스 감지용 염료 0.1g을 DMF 100ml에 용해하고, Nylon6 직물 2g을 투입한 후, 100℃에서 1시간 동안 가열하였다. 다음으로, 상온으로 냉각한 후, 증류수로 5회 수세하고, 상온에서 24시간 건조시켜 상기 산 가스 감지용 염료가 염색된 직물을 얻었다.0.1 g of a dye for acid gas detection prepared according to Example 1 was dissolved in 100 ml of DMF, 2 g of Nylon6 fabric was added, and then heated at 100° C. for 1 hour. Next, after cooling to room temperature, washed with distilled water 5 times, and dried at room temperature for 24 hours to obtain a fabric dyed with the dye for detecting acid gas.

얻어진 직물의 사진을 도 1의 (a)에 나타내었다.A photograph of the obtained fabric is shown in Fig. 1(a).

소자 device 실시예Example 2: 스크린 프린팅을 이용한 산 가스 감지용 센서의 제조 2: Fabrication of sensor for detecting acid gas using screen printing

메탄올 10g 및 DMF 10g을 혼합한 용매에 에틸 셀룰로오스 2g을 용해한 후, 실시예 1에 따라 제조된 산 가스 감지용 염료 0.1g 및 트리에틸시트레이트 3g을 첨가하고, 용해하여 프린팅 페이스트를 제조하였다.After dissolving 2 g of ethyl cellulose in a solvent mixed with 10 g of methanol and 10 g of DMF, 0.1 g of a dye for detecting an acid gas and 3 g of triethyl citrate prepared according to Example 1 were added and dissolved to prepare a printing paste.

상기 프린팅 페이스트를 폴리에스테르 직물에 스크린 프린팅하고, 80℃에서 10분 동안 예비건조(pre drying)한 후, 증류수로 5회 수세하고, 상온에서 건조하였다. 얻어진 직물의 사진을 도 1의 (b)에 나타내었다.The printing paste was screen-printed on a polyester fabric, pre-drying at 80° C. for 10 minutes, washed 5 times with distilled water, and dried at room temperature. A photograph of the obtained fabric is shown in Fig. 1(b).

[시험예][Test Example]

시험예Test example 1: UV- 1: UV- visvis 분석 analysis

실시예 1에 따라 제조된 화합물을 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 용해시킨 후 UV-vis 분석한 결과를 도 2에 나타내었다. After dissolving the compound prepared according to Example 1 in dimethyl sulfoxide (DMSO), the result of UV-vis analysis is shown in FIG. 2.

도 2를 참조하면, 가시광선 영역 중 450-600nm 범위의 부분을 흡수하고 있는 것을 볼 수 있으며, 특히 540nm 정도에서 강한 흡수를 하여 붉은 색상을 나타내었다. 이를 통해 원하는 염료가 합성된 것을 확인할 수 있었고, 로다민 계열 염료가 일반적으로 가지는 흡수 피크를 보이는 것으로 보아 실시예 1에 따라 제조된 화합물의 구조를 확인 할 수 있다. 참고로, 2-hydroxycarbazole은 갈색, 무수프탈산인 테트라클로로프탈릭 언하이드라이드는 무색을 나타낸다. Referring to FIG. 2, it can be seen that a portion of the visible light region in the range of 450-600 nm is absorbed, and in particular, strong absorption is performed at about 540 nm, resulting in red color. Through this, it was possible to confirm that the desired dye was synthesized, and it was possible to confirm the structure of the compound prepared according to Example 1 as it showed an absorption peak that a rhodamine-based dye generally has. For reference, 2-hydroxycarbazole is brown, and tetrachlorophthalic anhydride, which is phthalic anhydride, is colorless.

시험예Test example 2: 산 가스 감지 반응 확인 2: Confirmation of acid gas detection reaction

소자 실시예 1 및 2에 따라 제조된 센서에 HCl 가스를 주입한 결과를 도3에 나타내었다. 도 3의 (a)는 소자 실시예 1에 따라 제조된 센서의 결과이고, (b)는 소자 실시예 2에 따라 제조된 센서의 결과이다.The results of injecting HCl gas into the sensors manufactured according to Device Examples 1 and 2 are shown in FIG. 3. 3A is a result of a sensor manufactured according to Device Example 1, and (b) is a result of a sensor manufactured according to Device Example 2.

도 3을 참조하면, HCl 가스에 노출된 산 가스 감지용 센서는 보라색으로 색이 변하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the color of the sensor for detecting the acid gas exposed to the HCl gas changes to purple.

시험예Test example 3: 센서 특성 확인 3: Check sensor characteristics

소자 실시예 1 및 2에 따라 제조된 산 가스 감지 센서의 특성을 측정하여 도 도 4 및 도 5에 나타내었다. 도 4 및 도 5는 소자 실시예 1 및 2에 따라 제조된 산 가스 감지 센서에 10ppm의 HCl 산 가스에 노출 시, 색이 변하는 속도와 색 강도를 측색기를 이용하여 측정한 결과이다. 10ppm의 HCl 산 가스에 지속적으로 노출 시키면서 10초 간격으로 색이 변하는 것을 측색기로 측정하여 색차를 측정하였다.The characteristics of the acid gas detection sensor manufactured according to Device Examples 1 and 2 were measured and shown in FIGS. 4 and 5. 4 and 5 are results obtained by measuring the color change rate and color intensity when exposed to 10 ppm of HCl acid gas to the acid gas detection sensor manufactured according to Device Examples 1 and 2 using a colorimeter. Color difference was measured by measuring the color change at 10 second intervals while continuously exposed to 10 ppm of HCl acid gas.

도 4 및 도 5를 참조하면, 소자 실시예 1 및 2에 따라 제조된 산 가스 감지 센서는 산 가스에 노출되는 즉시 색상의 변화가 일어나며, 적은 양의 산 가스에도 빠르게 색상이 변하는 것을 관찰 할 수 있었다.Referring to FIGS. 4 and 5, it can be observed that the acid gas detection sensor manufactured according to device examples 1 and 2 changes color immediately upon exposure to acid gas, and rapidly changes color even with a small amount of acid gas. there was.

따라서, 본 발명의 산 가스 감지 센서가 종래 산 가스 감지 센서에 비해 우수한 민감성을 갖는 것을 알 수 있었다. Accordingly, it was found that the acid gas detection sensor of the present invention has superior sensitivity compared to the conventional acid gas detection sensor.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (20)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료.
[화학식 1]
Figure 112018117105907-pat00014

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
X는 할로겐 원자이다.
An acid gas detection dye comprising a compound represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure 112018117105907-pat00014

In Formula 1,
R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
X is a halogen atom.
제1항에 있어서,
R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, 수소원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 페닐기 또는 2-부틸 클로라이드(2-butyl chloride)인 것을 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료.
The method of claim 1,
R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a phenyl group, or a 2-butyl chloride.
제1항에 있어서,
X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 또는 요오드원자인 것을 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료.
The method of claim 1,
X is a dye for detecting acid gas, characterized in that a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부;
용매 1,000 내지 1,000,000 중량부;
바인더 100 내지 10,000 중량부; 및
가소제 100 내지 10,000 중량부;를
포함하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물.
[화학식 1]
Figure 112020036798818-pat00015

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
X는 할로겐 원자이다.
100 parts by weight of an acid gas detection dye comprising a compound represented by the following formula (1);
1,000 to 1,000,000 parts by weight of a solvent;
100 to 10,000 parts by weight of a binder; And
100 to 10,000 parts by weight of a plasticizer;
A dye ink composition for detecting acid gas comprising.
[Formula 1]
Figure 112020036798818-pat00015

In Formula 1,
R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
X is a halogen atom.
제4항에 있어서,
상기 용매가 메탄올, 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 및 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물.
The method of claim 4,
The solvent is methanol, dimethyl formamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), tetrahydrofuran (THF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO) and dimethoxyethane (dimethoxyethane, DME) dye ink composition for detecting an acid gas, characterized in that it comprises at least one selected from.
제4항에 있어서,
상기 바인더가 에틸셀룰로오스, 에틸아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate) 및 폴리옥시메틸렌(Polyoxymethylene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물.
The method of claim 4,
The binder is ethyl cellulose, ethyl acetate, ethylene vinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene glycol, polymethyl methacrylate And polyoxymethylene (Polyoxymethylene) dye ink composition for detecting an acid gas comprising at least one selected from.
제4항에 있어서,
상기 가소제가 트리에틸시트레이트(Triethyl citrate), 아세틸트리에틸시트레이트(Acetyl triethyl citrate), 트리부틸시트레이트(tributyl citrate), 아세틸트리부틸시트레이트(Acetyl tributyl citrate), 디메틸프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디에틸프탈레이트(Diethyl phthalate), 다이알릴프탈레이트(Diallyl phthalate), 부틸사이클로헥실프탈레이트(Butyl cyclohexyl phthalate), 디이소헵틸프탈레이트(Diisoheptyl phthalate), 1,2-사이클로헥산 디카르복실산 다이이소노닐 에스터(1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester), 사이클로헥산-1,2-디카르복실산-모노(하이드록실-이소노닐) 에스터[Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono(hydroxyl-isononyl) ester], 비스(2-에틸헥실) 아디페이트[Bis(2-ethylhexyl) adipate], 다이이소노닐 아디페이트(Diisononyl adipate), 트리옥틸 트리메틸리테이트(Trioctyl trimellitate), 트리스(2-에틸헥실) 트리메틸레이트[Tris(2-ethylhexyl) trimellitate], 글리세롤(Glycerol) 및 프로필렌 글리콜(Propylene glycol) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물.
The method of claim 4,
The plasticizer is triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, tributyl citrate, acetyl tributyl citrate, dimethyl phthalate, Diethyl phthalate, diallyl phthalate, butyl cyclohexyl phthalate, diisoheptyl phthalate, 1,2-cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester ( 1,2-Cyclohexane dicarboxylic acid diisononyl ester), cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono (hydroxyl-isononyl) ester [Cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono (hydroxyl-isononyl) ester] , Bis(2-ethylhexyl) adipate [Bis(2-ethylhexyl) adipate], diisononyl adipate, trioctyl trimellitate, tris(2-ethylhexyl) trimethylate[ Tris (2-ethylhexyl) trimellitate], glycerol (Glycerol) and propylene glycol (Propylene glycol), characterized in that it comprises at least one selected from the dye ink composition for detecting an acid gas.
제4항에 있어서, 상기 산 감지용 염료 잉크 조성물은,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부;
메탄올 1,000 내지 1,00,000 중량부;
디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF) 1,000 내지 1,00,000 중량부;
에틸 셀룰로오스 1,000 내지 5,000 중량부; 및
트리에틸시트레이트 1,000 내지 5,000 중량부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물.
The method of claim 4, wherein the dye ink composition for acid detection,
100 parts by weight of a dye for detecting an acid gas containing the compound represented by Formula 1;
1,000 to 1,00,000 parts by weight of methanol;
1,000 to 1,00,000 parts by weight of dimethyl formamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF);
1,000 to 5,000 parts by weight of ethyl cellulose; And
1,000 to 5,000 parts by weight of triethyl citrate;
Dye ink composition for detecting an acid gas, characterized in that it comprises.
하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지 센서.
[화학식 2]
Figure 112018117105907-pat00016

상기 화학식 2에서,
R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
X는 할로겐 원자이다.
An acid gas detection sensor comprising a compound represented by the following formula (2).
[Formula 2]
Figure 112018117105907-pat00016

In Chemical Formula 2,
R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
X is a halogen atom.
제9항에 있어서,
상기 산 가스 감지 센서가 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이 침염 또는 코팅된 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지 센서.
The method of claim 9,
The acid gas detection sensor, wherein the acid gas detection sensor comprises a fabric in which the compound represented by Formula 2 is impregnated or coated.
제10항에 있어서,
상기 직물이 폴리에스테르(Polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystylene), 폴리비닐알코올(polyvinylalchol), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(polylactic acid), 폴리에틸렌옥사이드(polyethyleneoxide), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리염화비닐(polyvinylchloride), 폴리카보네이트, 폴리이더이미드(polyetherimide), 폴리이더술폰(polyesthersulphone), 폴리벤지미다졸(polybenzimidazol), 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지 센서.
The method of claim 10,
The fabric is polyester, polyurethane, polystylene, polyvinylalchol, polymethyl methacrylate, polylactic acid, polyethylene oxide, Polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polycaprolactone, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylchloride, polycarbonate, polyee An acid gas detection sensor comprising at least one selected from polyetherimide, polyesthersulphone, polybenzimidazol, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.
(a) 2-하이드록시카바졸(2-hydroxycarbazole)을 용매에 용해한 후, 탈양성자화제와 반응시켜 탈양성자화(deprotonated)된 2-하이드록시카바졸을 제조 하는 단계;
(b) 상기 탈양성자화된 2-하이드록시카바졸을 포함하는 용액에 알킬화제를 첨가한 후 반응시켜 알킬화된 2-하이드록시카바졸을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 알킬화된 2-하이드록시카바졸을 할로겐화된 무수프탈산(halogenated phthalic anhydride) 및 촉매와 반응시켜 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하는 단계;를
포함하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112018117105907-pat00017

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
X는 할로겐 원자이다.
(a) dissolving 2-hydroxycarbazole in a solvent and reacting with a deprotonating agent to prepare deprotonated 2-hydroxycarbazole;
(b) preparing an alkylated 2-hydroxycarbazole by adding an alkylating agent to the solution containing the deprotonated 2-hydroxycarbazole and reacting; And
(c) reacting the alkylated 2-hydroxycarbazole with halogenated phthalic anhydride and a catalyst to prepare a compound represented by the following formula (1);
Method for producing a dye for detecting acid gas containing.
[Formula 1]
Figure 112018117105907-pat00017

In Formula 1,
R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
X is a halogen atom.
제12항에 있어서,
단계 (a)의 용매가 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디메틸포름아미드(N,N-Dimethyl Formamide, DMF), 디그림(Diglyme), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 및 디메톡시에탄(dimethoxyethane, DME) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법.
The method of claim 12,
The solvent in step (a) is tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (N,N-Dimethyl Formamide, DMF), Diglyme, dimethyl sulfoxide (DMSO), and dimethoxyethane ( Dimethoxyethane, DME), a method for producing an acid gas detection dye comprising at least one selected from.
제12항에 있어서,
단계 (a)의 탈양성자화제가 NaH, KH, NaOH, KOH 및 n-부틸리튬(n-BuLi) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법.
The method of claim 12,
The method for producing a dye for detecting an acid gas, wherein the deprotonating agent of step (a) comprises at least one selected from NaH, KH, NaOH, KOH, and n-butyllithium (n-BuLi).
제12항에 있어서,
단계 (b)의 알킬화제가 염화부틸, 요오드화부틸, 브롬화부틸, 염화프로필, 요오드화프로필, 브롬화프로필, 염화에틸, 요오드화에틸, 브롬화에틸, 염화메틸, 요오드화메틸, 브롬화메틸 및 염화벤질 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법.
The method of claim 12,
The alkylating agent in step (b) is at least one selected from butyl chloride, butyl iodide, butyl bromide, propyl chloride, propyl iodide, propyl bromide, ethyl chloride, ethyl iodide, ethyl bromide, methyl chloride, methyl iodide, methyl bromide, and benzyl chloride. A method for producing a dye for detecting acid gas, comprising a.
제12항에 있어서,
단계 (c)의 할로겐화된 무수프탈산이 테트라클로로프탈릭 언하이드라이드(Tetrachlorophthalic anhydride), 테트라브로모프탈릭 언하이드라이드(Tetrabromophthalic anhydride), 3,6-디플로로프탈릭 언하이드라이드(3,6-Difluorophthalic anhydride), 3-플로로프탈릭 언하이드라이드(3-Fluorophthalic anhydride) 및 4-플로로프탈릭 언하이드라이드(4-Fluorophthalic anhydride) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법.
The method of claim 12,
The halogenated phthalic anhydride in step (c) is tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, 3,6-difluorophthalic anhydride (3,6- Difluorophthalic anhydride), 3-fluorophthalic anhydride (3-fluorophthalic anhydride), and 4-fluorophthalic anhydride (4-Fluorophthalic anhydride) of a dye for detecting acid gas, characterized by containing at least one selected from Manufacturing method.
제12항에 있어서,
단계 (c)의 촉매가 염화아연(Zinc Chloride), 메테인술폰산(Methanesulfonic acid), 산화아연(Zinc oxide), 염화 알루미늄(Aluminium chloride), 염화 철(Iron chloride), 염화 주석(Tin(IV) chloride), 사염화 티타늄(Titanium tetrachloride) 및 플루오린화 수소산(Hydrofluoric acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 특징으로 하는 산 가스 감지용 염료의 제조방법.
The method of claim 12,
The catalyst of step (c) is zinc chloride, methanesulfonic acid, zinc oxide, aluminum chloride, iron chloride, tin(IV) chloride), titanium tetrachloride (Titanium tetrachloride), and hydrofluoric acid (Hydrofluoric acid).
제12항의 산 가스 감지용 염료의 제조방법을 포함하는 산 가스 감지 센서의 제조방법.A method of manufacturing an acid gas detection sensor comprising the manufacturing method of the dye for detecting acid gas of claim 12. 제18항에 있어서, 상기 산 가스 감지 센서의 제조방법이,
하기 화학식 1로 표시되는 산 가스 감지용 염료를 용매에 용해한 후, 직물에 침염하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지 센서의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112018117105907-pat00018

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
X는 할로겐 원자이다.
The method of claim 18, wherein the manufacturing method of the acid gas detection sensor,
A method of manufacturing an acid gas detection sensor comprising the step of dissolving an acid gas detection dye represented by the following formula (1) in a solvent and then impregnating the fabric.
[Formula 1]
Figure 112018117105907-pat00018

In Formula 1,
R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
X is a halogen atom.
제18항에 있어서, 상기 산 가스 감지 센서의 제조방법이,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 산 가스 감지용 염료 100 중량부; 용매 1,000 내지 1,000,000 중량부; 바인더 100 내지 10,000 중량부; 및 가소제 100 내지 10,000 중량부;를 포함하는 산 가스 감지용 염료 잉크 조성물을 직물에 스크린 프린팅(screen printing)하여 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산 가스 감지 센서의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112020036798818-pat00019

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 서로 같거나 다르고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
X는 할로겐 원자이다.
The method of claim 18, wherein the manufacturing method of the acid gas detection sensor,
100 parts by weight of an acid gas detection dye comprising a compound represented by the following formula (1); 1,000 to 1,000,000 parts by weight of a solvent; 100 to 10,000 parts by weight of a binder; And 100 to 10,000 parts by weight of a plasticizer; The method of manufacturing an acid gas detection sensor comprising the step of coating the dye ink composition for detecting an acid gas containing the fabric by screen printing (screen printing).
[Formula 1]
Figure 112020036798818-pat00019

In Formula 1,
R 1 to R 3 are the same as or different from each other, and R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
X is a halogen atom.
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