JP5652961B2 - スルホン酸基含有ブロックコポリマーおよびその製造方法、顔料分散剤、顔料着色剤組成物、樹脂処理顔料組成物およびその製造方法ならびにカラーフィルター用顔料着色剤組成物 - Google Patents
スルホン酸基含有ブロックコポリマーおよびその製造方法、顔料分散剤、顔料着色剤組成物、樹脂処理顔料組成物およびその製造方法ならびにカラーフィルター用顔料着色剤組成物 Download PDFInfo
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Description
さらには、本発明の課題とするところは、塗布特性及び長期保存安定性に優れるとともに、画素の色濃度、精細性、コントラスト性、及び透明性などの光学的特性に優れた、液晶カラーテレビジョンなどの情報表示機器に装備されるカラーフィルターを製造することが可能な、カラーフィルター用顔料着色剤組成物を提供することにある。
[1]90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Bブロックコポリマーであり、且つ、A−Bどちらか一方のポリマーブロックのみが、メタクリレートを構成成分として形成されてなる、ベンゼンスルホン酸基がエステル結合を介して結合している下記式1で表される構造部分を持つことを特徴とするスルホン酸基含有ブロックコポリマーである。中でも、下記式1で表される構造部分を持つスルホン酸基を有するポリマーブロックをB、他方の、その構造中に下記式1で表される構造部分を有さないポリマーブロックをAとした場合に、Aのポリマーブロックの数平均分子量が3,000〜20,000であり、Bのポリマーブロックが、少なくとも水酸基を有するメタクリレートを構成成分としてなる数平均分子量が300〜3,000であるCのポリマーブロックの水酸基にスルホ安息香酸無水物を反応させたものであることを要する。
[3]下記式1で表される構造部分を有さず、且つ、数平均分子量が3,000〜20,000である水酸基を有さないAのポリマーブロックと、少なくとも水酸基を有するメタクリレートを構成成分としてなる数平均分子量が300〜3,000のCのポリマーブロックとから、90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Cブロックコポリマーを合成する工程と、合成したA−Cブロックコポリマーに、下記式2で表される2−スルホ安息香酸無水物を上記水酸基と反応させて、[1]に記載のA−Bブロックコポリマーを合成する工程を有することを特徴とするスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法である。
[4]少なくともメタクリル酸又はカルボキシル基を有するメタクリレートを構成成分としてなり、下記式1で表される構造部分を有さず、且つ、数平均分子量が3,000〜20,000である水酸基を有さないAのポリマーブロックと、少なくとも水酸基を有するメタクリレートを構成成分としてなる数平均分子量が300〜3,000Cのポリマーブロックとから、90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Cブロックコポリマーを合成する工程と、
合成したA−Cブロックコポリマーに、下記式2で表される2−スルホ安息香酸無水物を上記水酸基と反応させて、その酸価が30〜200mgKOH/gである[2]に記載のA−Bブロックコポリマーを合成する工程を有することを特徴とするスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
[5]さらに、前記Aのポリマーブロックの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が1.6以下であり、前記A−Cブロックコポリマーの数平均分子量が4,000〜23,000であり、且つ、その分子量分布が1.6以下である[3]又は[4]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
[6]前記Aのポリマーブロックは、少なくともメタクリル酸を構成成分としてなる[4]又は[5]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
[8]ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物及びフォスフィネート化合物からなる群から選ばれるリン系化合物;イミド系化合物である窒素系化合物;フェノール系化合物である酸素系化合物;ジフェニルメタン系化合物、シクロペンタジエン系化合物である炭化水素からなる群から選ばれる1種以上を触媒として使用する[7]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
[9]合成温度が30〜70℃である[7]又は[8]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
[10]その成分が、[1]又は[2]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーであることを特徴とする顔料分散剤である。
[11][10]に記載の顔料分散剤と、平均粒子径が10〜150nmの顔料を含有してなることを特徴とする顔料着色剤組成物である。
[12]塩基性官能基を有する色素誘導体をさらに含有する[11]に記載の顔料着色剤組成物である。
[13]顔料100部に対して、[1]又は[2]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーを10〜100部および塩基性官能基を有する色素誘導体を5〜100部を用いてなることを特徴とする樹脂処理顔料組成物である。
[14]顔料を、[1]又は[2]に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマー、塩基性基を有する色素誘導体、水及び/又は多価アルコールとを必須成分とする処理溶液中で処理することを特徴とする樹脂処理顔料組成物の製造方法である。
[15][13]に記載の樹脂処理顔料組成物を含有することを特徴とする顔料着色剤組成物。
[16]さらに、アルカリ現像性ポリマーを含有してなり、該アルカリ現像性ポリマーが、下記式1で表される構造部分を有さず、且つ、水酸基を有さないAのポリマーブロックと、少なくとも水酸基を有するメタクリレートを構成成分としてなるCのポリマーブロックとから合成された、90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Cブロックコポリマーか、或いは、該A−Cブロックコポリマーに、グリシジル基を有する(メタ)アクリレート及び/又はイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートを反応させてなる不飽和結合含有ブロックコポリマーである[11]、[12]、[15]のいずれかの顔料着色剤組成物。
(1)スルホン酸基含有ブロックコポリマーの構造と作用
本発明のスルホン酸基含有ブロックコポリマーは、90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Bブロックコポリマーであり、且つ、Bのポリマーブロックのみが、メタクリレートを構成成分として形成されてなる、ベンゼンスルホン酸基がエステル結合を介して結合している下記式1で表される構造部分を持つことを特徴とする。さらに、その構造中に下記式1で表される構造部分を有さないAのポリマーブロックが、カルボキシル基を有するメタクリレートを少なくとも構成成分としてなり、且つ、その酸価が30〜200mgKOH/gであるスルホン酸基含有ブロックコポリマーであることがより好ましい。
そのBのポリマーブロックを構成する、上記式1で表されるスルホン酸基を有する構造部分の導入は、例えば、次のようにすれば容易になされる。すなわち、下記式2で表される2−スルホ安息香酸無水物は、水酸基と反応して、カルボン酸エステルとスルホン酸になることが知られている。これを利用して、まず、水酸基含有のメタクリレートを構成成分とするCのポリマーブロックを有するA−Cブロックコポリマーを合成し、該コポリマーに、下記式の2−スルホ安息香酸無水物を反応させることによって、本発明のA−Bブロックコポリマーを容易に得ることができる。
本発明のスルホン酸基含有A−Bブロックコポリマーは、その構成成分の90%以上、好ましくはすべての構成成分がメタクリル酸系のモノマーである。これは、本発明の製造方法に使用する重合方法は、特にメタクリル酸系モノマーが好適であるからであり、他のスチレン等のビニル系モノマーやアクリレート系モノマー、ビニルエーテル系モノマーなどでは、その末端ヨウ素が安定化しすぎてしまい、解離するのに温度が必要であったり又は解離しなかったりなどの可能性がある。このため、これらのモノマーを用いた場合は、本発明で目的とする、特有の構造を有するブロックコポリマーであり且つ分子量分布が揃ったものにならない可能性があるからである。また、スルホン酸基という強酸を有するので、ビニルエステル系やアクリル系では、分解してしまう可能性がある。これに対し、メタクリレートは3級のエステルなので、分解性には比較的強い。また、前記した本発明の課題は、メタクリル酸系モノマーで十分達成できるものである。ただし、前記したビニル系モノマーなどのモノマーを必要に応じて、所期の目的に反しない範囲内で使用してもよい。以下に、本発明のスルホン酸基含有A−Bブロックコポリマーの各構成成分について説明する。
(メタ)アクリロイロキシエチルイソシアネート、2−(2−イソシアナトエトキシ)エチルメタクリレート、およびそれらイソシアネートのε−カプロラクトンやMEKオキシム、ピラゾールなどでイソシアネートをブロックしてあるモノマーなどのイソシアネート基含有メタクリレート;
テトラヒドロフルフリルメタクリレート、オキセタニルメチルメタクリレートなどの環状メタクリレート;
オクタフルオロオクチルメタクリレート、テトラフルオロエチルメタクリレートなどのハロゲン元素含有メタクリレート;
2−(4−ベンゾキシ−3−ヒドロキシフェノキシ)エチルメタクリレート、2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロイロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールの如き紫外線を吸収するメタクリレート;
トリメトキシシリル基やジメチルシリコーン鎖を持ったケイ素原子含有メタクリレートなどのモノマーが挙げられる。また、これらのモノマーを重合して得られるオリゴマーの片末端に(メタ)アクリル基を導入して得られるマクロモノマーなども使用することができる。
次に、上記したような構成成分で、本発明に使用されるA−Cブロックコポリマーを得る方法について説明する。この方法は前記した従来のリビングラジカル重合方法でも得ることができるが、好ましくは、前記した問題がない新規なリビングラジカル重合で得る。
窒素化合物では、スクシンイミド、2,2−ジメチルスクシンイミド、マレイミド、フタルイミド、N−アイオドスクシンイミド、ヒダントインなどが挙げられる。
酸素系化合物としては、フェノール、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、t−ブチルフェノール、カテコール、ジ−t−ブチルヒドロキシトルエンなどが挙げられる。
活性な炭素を有する炭化水素としては、シクロヘキサジエン、シクロペンタジエン、ジフェニルメタンなどが挙げられる。
ヘキサン、オクタン、デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの炭化水素系溶剤;
メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤;
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジグライム、トリグライム、ジプロピリングリコールジメチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコール、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコール系溶剤;
メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤;
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤;
クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化溶剤;
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、カプロラクタムなどのアミド系溶剤;
ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチルなどが挙げられ、これらの1種の単独系又は2種以上の混合溶剤として使用される。
以上のようにして本発明に使用されるA−Cブロックコポリマーを得ることができ、次いで、2−スルホ安息香酸無水物と反応させることで、本発明のA−Bブロックコポリマーを容易に得ることができる。
本発明のスルホン酸基含有ブロックコポリマーは、スルホン酸基を有することから、様々な用途が考えられるが、本発明では、顔料分散剤、または樹脂処理顔料用の樹脂成分として用いることが好ましい。
まず、顔料分散剤の主成分として本発明のスルホン酸基含有ブロックコポリマーを用いた場合は、塩基性顔料又は塩基性基含有色素誘導体で処理された顔料の塩基性基と、該ブロックコポリマーの構造中のスルホン酸基が強固に吸着することで、分散性を高める働きをする。この作用によって顔料を分散するものであるので、使用される顔料は特に限定はなく、有機顔料、無機顔料、金属粉末又は微粒子などの金属系顔料、無機フィラーなどが使用できる。顔料の具体例としては、キナクリドン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジケトピロロピロール顔料、ペリレン系顔料、フタロシアニンブルー系顔料、フタロシアニングリーン系顔料、イソインドリノン系顔料、インジゴ・チオインジゴ顔料、ジオキサジン系顔料、キノフタロン顔料、ニッケルアゾ顔料、不溶性アゾ系顔料、溶性アゾ系顔料、高分子量アゾ系顔料、カーボンブラック顔料、複合酸化物系黒色顔料、酸化鉄ブラック顔料、酸化チタン系黒色顔料、及びアゾメチンアゾ系黒色顔料、酸化チタン系顔料などからなる群より選択される、赤色、緑色、青色、黄色、橙色、紫色、黒色、及び白色顔料を挙げることができる。
金属系顔料としては、銅粉末、アルミフレークなどが挙げられ、またフィラーとしては、マイカ系顔料、天然鉱物、シリカなどが挙げられる。
また、上記の顔料に対する補色顔料又は多色型の画素用顔料として、以下のものを挙げることができる。黄色顔料として、例えばC.I.ピグメントイエロー(PY)12、13、14、17、24、55、60、74、83、90、93、126、128、138、139、150、154、155、180、185、216、219、C.I.ピグメントバイオレット(PV)19、23を使用することができる。また、ブラックマトリックス用の黒色顔料として、例えばC.I.ピグメントブラック(PBK)6、7、11、26、銅・マンガン・鉄系複合酸化物を使用することができる。
以上によって、本発明のブロックコポリマーを顔料分散剤として、顔料分散体とすることができる。
本発明のスルホン酸基含有ブロックコポリマーは、そのスルホン酸基によって、水や多価アルコールに溶解、分散、乳化する作用を有することが大きな特徴である。この溶解性を利用して、顔料、塩基性顔料、塩基性基含有色素誘導体を水及び/又は多価アルコール中で混合、攪拌している状態で、本発明のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの水溶液又は分散液又は乳化液を添加すると、顔料表面の塩基性基とスルホン酸がイオン結合を形成し、樹脂が不溶化して析出してくる。これは、顔料分散における吸着が、顔料と樹脂とのイオン結合という吸着作用であり、確実に、顔料に本発明のブロックコポリマーが作用しているということになり、分散性の確実性を大きく高める働きである。前記した樹脂処理のように、複数の工程をとる必要がなく、混合するだけで樹脂処理顔料ができる非常に簡便な方法である。
上記のようにして、本発明のブロックコポリマーを顔料分散剤として得られる顔料分散体、又は樹脂処理顔料を分散して得られる顔料分散体である顔料着色組成物について説明する。
このグリシジル基を有するモノマーとしては、特に限定はされないが、グリシジルメタクリレート、(メタ)アクリル酸エポキシシクロヘキシル、アクリル酸グリシジルエトキシエチルなどが挙げられる。イソシアネートを有するモノマーとしては、(メタ)アクリロイロキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイロキシエトキシエチルイソシアネート、及びそのイソシアネートブロック体などが挙げられる。
還流管、ガス導入装置、温度計、攪拌装置を取り付けた2リッターセパラブルフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下PGMAcと略)260部、ヨウ素4.5部、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(以下V−70と略)22.1部、メタクリル酸メチル(以下MMAと略)64.8部、メタクリル酸ブチル(以下BMAと略)64.8部、メタクリル酸2−エチルヘキシル(以下EHMAと略)32.4部、メタクリル酸メトキシポリエチレングリコール(n=3〜5)(以下PME200と略)32.4部、メタクリル酸ベンジル(以下BzMAと略)16.2部、メタクリル酸(以下MAAと略)22.5部、ジフェニルメタン(以下DPMと略)0.75部を仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロック溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は87.2%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは5,300、PDIは1.31、ピークトップ分子量は7,100であった。また、酸価を測定したところ、62.7mgKOH/gであった。このAのポリマーブロックはメタクリル酸を由来とするカルボキシル基を有するポリマーブロックである。
合成例1と同様の反応装置に、PGMAcを377部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを97.2部、BMAを97.2部、EHMAを48.6部、PME200を48.6部、BzMAを24.3部、MAAを33.8部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロックの溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は90.1%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは7,700、PDIは1.34、ピークトップ分子量は10,100であった。また、酸価は63.2mgKOH/gであった。
合成例1と同様の反応装置に、PGMAcを253部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを59.2部、BMAを59.2部、EHMAを29.6部、PME200を29.6部、BzMAを14.8部、MAAを33.7部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロックの溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は91.1%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは5,000、PDIは1.28、ピークトップ分子量は6,500であった。また、酸価は96.2mgKOH/gであった。
合成例1と同様の反応装置に、PGMAcを260部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを64.8部、BMAを64.8部、EHMAを32.4部、PME200を32.4部、BzMAを16.2部、MAAを22.5部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロック溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は87.1%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは5,300、PDIは1.27、ピークトップ分子量は6,700であった。また、酸価を測定したところ、62.9mgKOH/gであった。
合成例1と同様の反応装置に、PGMAcを242部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを74.8部、BMAを74.8部、EHMAを42.4部、MAAを22.5部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロックの溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は92.0%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは4,900、PDIは1.25、ピークトップ分子量は6,400であった。酸価を測定したところ、67.7mgKOH/gであった。
還流管、ガス導入装置、温度計、攪拌装置を取り付けた1リッターセパラブルフラスコに、PGMAcを125部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを32.4部、BMAを32.4部、EHMAを16.2部、PME200を16.2部、BzMAを8.1部、MAAを11.3部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロックの溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は92.5%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは2,400、PDIは1.21、ピークトップ分子量は3,000であった。酸価を測定したところ、63.0mgKOH/gであった。
合成例1と同様の反応装置に、PGMAcを260部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを64.8部、BMAを64.8部、EHMAを32.4部、PME200を32.4部、BzMAを16.2部、MAAを22.5部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で7時間重合し、Aのポリマーブロックの溶液を得た。得られたポリマーブロック溶液の固形分から算出した重合率は88.4%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは5,000、PDIは1.30、ピークトップ分子量は6,800であった。酸価を測定したところ、62.6mgKOH/gであった。
合成例1と同様の反応装置に、PGMAcを253部、ヨウ素を4.5部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(以下V−65と略)を13.4部、MMAを72.0部、BMAを72.0部、EHMAを36.0部、PME200を36.0部、BzMAを18.0部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら60℃で7時間重合し、Aのポリマーブロックの溶液を得た。上記で得たポリマー溶液の固形分から算出した重合率は95.3%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは5,200、PDIは1.25、ピークトップ分子量は6,500であった。
還流管、ガス導入装置、温度計、攪拌装置を取り付けた1リッターセパラブルフラスコに、PGMAcを253部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを59.2部、BMAを59.2部、EHMAを29.6部、PME200を29.6部、BzMAを14.8部、MAAを33.7部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で9時間重合し、ポリマー溶液を得た。上記で得たポリマー溶液の固形分から算出した重合率は98.2%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは5,100、PDIは1.27、ピークトップ分子量は6,400であった。酸価を測定したところ、96.6mgKOH/gであった。ついで空気を流しながら80℃に加温し、末端であるヨウ素を脱離させた。その後、PGMAcを275部添加し、ポリマー溶液を得た。
合成例6と同様の反応装置に、PGMAcを265部、ヨウ素を4.5部、V−70を22.1部、MMAを59.2部、BMAを59.2部、EHMAを29.6部、PME200を29.6部、BzMAを14.8部、MAAを45.0部、DPMを0.75部仕込んで、窒素を流しながら40℃で9時間重合し、ポリマー溶液を得た。上記で得たポリマー溶液の固形分から算出した重合率は98.5%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnは4,800、PDIは1.26、ピークトップ分子量は6,200であった。酸価を測定したところ、123.3mgKOH/gであった。ついで空気を流しながら80℃に加温し、末端であるヨウ素を脱離させた。その後PGMAcを289部添加し、ポリマー溶液を得た。
(a)顔料の微細化処理
カラーフィルター用顔料として、PR254、PG58、PY138、PY150、PB15−6、及びPV23を準備し、以下に示す方法で微細化処理を行なった。
それぞれの顔料100部、塩化ナトリウム400部、及びジエチレングリコール130部を、加圧蓋を装着したニーダーに仕込んだ。ニーダー内に均一に湿潤された塊ができるまで予備混合を行った。加圧蓋を閉じて、圧力6kg/cm2で内容物を押さえ込みながら、7時間混練及び摩砕処理を行った。得られた摩砕物を、3,000部の2%硫酸中に投入して、1時間攪拌処理を行った。ろ過して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除去した後、十分水洗し、乾燥及び粉砕してそれぞれの顔料粉末を得た。得られた顔料粉末の平均粒子径は約30nmであった。
表5に示した「使用材料」を表5に示す量(部)で配合し、ディゾルバーで2時間攪拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用し、顔料を分散処理して顔料着色剤組成物を調製した。なお、表5中の「シナジスト1」、「シナジスト2」、及び「シナジスト3」は、それぞれ下記構造で表される、アミノ基を有する色素誘導体である。得られた顔料着色剤組成物を、使用した顔料それぞれの色の「顔料分散液」とした。
一方、参考例1、2で得られた赤色顔料分散液は、実施例1と比較した場合、平均粒子径が大きく、十分に微分散化されておらず、また、保存後の粘度が大きく増加していることから分散安定性も不十分であることが判明した。以上のことから、使用するA−Bブロックポリマーが、参考例1のようにAのポリマーブロックの分子量が小さすぎたり、参考例2のようにCのポリマーブロックの分子量(Bのポリマーブロックの分子量)が大きすぎると、経時変化のない安定した顔料分散を達成するのが難しいことが確認された。
(c)カラーフィルター用顔料着色剤組成物の調製
表7に示す「使用材料」を表7に示す量(部)で配合し、混合機で十分混合して、各色のカラーフィルター用顔料着色剤組成物(カラーレジスト)を得た。得られたカラーレジストを各色の「顔料インク」とした。
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例7で得た赤色顔料インク−1を300rpmで5秒間の条件で、ガラス基板上にスピンコートした。80℃で10分間プリベークを行った後、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、赤色ガラス基板を製造した。同様に、実施例8で得た緑色顔料インク−1、及び実施例9で得た青色顔料インク−1をそれぞれ使用して、緑色ガラス基板及び青色ガラス基板を製造した。
実施例7で用いた感光性アクリル樹脂ワニスの代わりに、合成例7、8で得られたBP−1、−2をそれぞれ使用した以外は実施例7と同様にして、各色のカラーフィルター用顔料着色剤組成物(カラーレジスト)を得た。表8に配合結果を示す。
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例10、13で得た赤色顔料インク−2、3を300rpmで5秒間の条件でガラス基板上にスピンコートした。80℃で10分間プリベークを行った後、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、赤色ガラス基板を製造した。同様に、実施例11、14で得た緑色顔料インク−2、3、及び実施例12、15で得た青色顔料インク−2、3をそれぞれ使用して、緑色ガラス基板及び青色ガラス基板を製造した。
実施例7〜15で得た顔料インクを用いて製造したカラーガラス基板に、0.1Nのテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液を5秒ごとにスポットし、「何秒後に塗膜の露光部が溶解するか」といった現像試験を行った。
(1)「PSB−5」に代えて、スルホン酸基を有しないポリエステル系分散剤(12−ヒドロキシステアリン酸を開始化合物とする、ポリε−カプロラクトンとポリエチレンイミンとの縮合物、Mn:12,000、アミン価:12mgKOH/g)を用いたこと、及び(2)「シナジスト1」に代えて、モノスルホン化ジケトピロロピロールを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして比較用赤色顔料分散液を調製した。また、(1)「PSB−3」に代えて、上記のポリエステル系分散剤を用いたこと、(2)「シナジスト2」に代えて、モノスルホン化PY−138を用いたこと以外は、前述の実施例3と同様にして比較用黄色顔料分散液を調製した。
さらに、実施例19〜24では、本発明の分散樹脂を用いており、顔料分散剤と同様な組成を有しており相溶性が良く、また、PDIが狭く分子量が揃ったポリマーなので溶解ムラがないことから、溶解時間が若干速くなったと考えられる。
2,000mLガラスビーカーに実施例1で使用したPR254を45部、シナジスト−1を5部、イオン交換水450部を入れディゾルバーにて2,000rpm、30分間解膠し、赤顔料スラリーを得た。
別の1,000mLガラスビーカーに合成例8で得られたPSB−6を43.5部、イオン交換水456.5部を入れ樹脂を溶解させた。Bブロック中のスルホン酸基が水へ強く親和しており、アルカリで中和しなくても溶解した。この樹脂溶液を上記の赤顔料スラリー中にディゾルバーで攪拌しながら添加し、2,000rpm、30分間攪拌し水性赤色分散液−1を得た。
得られた水性赤色分散液−1を70℃まで加温し、顔料粒子を凝集させた後、熱時吸引ろ過し、次いでイオン交換水1Lで洗浄を3回繰り返し、ペーストを得た。これを70℃の乾燥機で24時間乾燥させた。得られた粉体の重さを量ったところ、仕込み量から算出される理論量とほぼ同量であった。このことから顔料へほぼ全てPSB−6は吸着していて、イオン交換水で洗浄しても洗い流されていないことが確認できた。次いで得られた粉体を粉砕機にて粉砕し、200メッシュ通しをして樹脂処理赤色顔料−1を得た。
実施例25のPR254を実施例2で使用したPG−58、シナジスト−1をシナジスト−2に代えた以外は実施例25と同様にして、樹脂処理緑色顔料−1を得た。
実施例25のPR254を実施例5で使用したPB15−6に、シナジスト−1をシナジスト−3に代えた以外は実施例25と同様にして、樹脂処理青色顔料−1を得た。
実施例25〜27で得られた樹脂処理顔料を表10に示す量(部)で配合し、ディゾルバーで2時間攪拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用し、顔料を分散処理して顔料着色剤組成物を調製した。なお、表10中の「アクリル樹脂」は、実施例1〜6及び比較例1、2で使用したものと同じものを用いた。
カラーフィルター用顔料着色剤組成物の調製
表12に示す「使用材料」を表12に示す量(部)で配合し、混合機で十分混合して、各色のカラーフィルター用顔料着色剤組成物(カラーレジスト)を得た。得られたカラーレジストを各色の「顔料インク」とした。
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。実施例31で得た赤色顔料インク−4を300rpmで5秒間の条件でガラス基板上にスピンコートした。80℃で10分間プリベークを行った後、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、赤色ガラス基板を製造した。同様に、実施例32で得た緑色顔料インク−4、及び実施例33で得た青色顔料インク−4をそれぞれ使用して、緑色ガラス基板及び青色ガラス基板を製造した。
Claims (16)
- 90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Bブロックコポリマーであり、且つ、A−Bどちらか一方のポリマーブロックのみが、メタクリレートを構成成分として形成されてなる、ベンゼンスルホン酸基がエステル結合を介して結合している下記式1で表される構造部分を持ち、
下記式1で表される構造部分を持つスルホン酸基を有するポリマーブロックをB、他方の、その構造中に下記式1で表される構造部分を有さないポリマーブロックをAとした場合に、
Aのポリマーブロックの数平均分子量が3,000〜20,000であり、
Bのポリマーブロックが、少なくとも水酸基を有するメタクリレートを構成成分としてなる数平均分子量が300〜3,000であるCのポリマーブロックの水酸基にスルホ安息香酸無水物を反応させたものであることを特徴とするスルホン酸基含有ブロックコポリマー。
- 前記Aのポリマーブロックが、メタクリル酸又はカルボキシル基を有するメタクリレートを少なくとも構成成分としてなり、且つ、その酸価が30〜200mgKOH/gである請求項1に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマー。
- 少なくともメタクリル酸又はカルボキシル基を有するメタクリレートを構成成分としてなり、
下記式1で表される構造部分を有さず、且つ、数平均分子量が3,000〜20,000である水酸基を有さないAのポリマーブロックと、
少なくとも水酸基を有するメタクリレートを構成成分としてなる数平均分子量が300〜3,000Cのポリマーブロックとから、90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成されてなるA−Cブロックコポリマーを合成する工程と、
合成したA−Cブロックコポリマーに、下記式2で表される2−スルホ安息香酸無水物を上記水酸基と反応させて、その酸価が30〜200mgKOH/gである請求項2に記載のA−Bブロックコポリマーを合成する工程を有することを特徴とするスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
- さらに、前記Aのポリマーブロックの分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が1.6以下であり、
前記A−Cブロックコポリマーの数平均分子量が4,000〜23,000であり、且つ、その分子量分布が1.6以下である請求項3又は4に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。 - 前記Aのポリマーブロックは、少なくともメタクリル酸を構成成分としてなる請求項4又は5に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
- A−Cブロックコポリマーを合成する工程において、少なくともヨウ素化合物を重合開始化合物として用い、メタクリレート系モノマーをリビングラジカル重合する請求項3〜6のいずれか1項に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
- 合成温度が30〜70℃である請求項7に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーの製造方法。
- その成分が、請求項1又は2に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーであることを特徴とする顔料分散剤。
- 請求項9に記載の顔料分散剤と、平均粒子径が10〜150nmの顔料を含有してなることを特徴とする顔料着色剤組成物。
- 塩基性官能基を有する色素誘導体をさらに含有する請求項10に記載の顔料着色剤組成物。
- 顔料100部に対して、請求項1又は2に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマーを10〜100部および塩基性官能基を有する色素誘導体を5〜100部を用いてなることを特徴とする樹脂処理顔料組成物。
- 顔料を、請求項1又は2に記載のスルホン酸基含有ブロックコポリマー、塩基性基を有する色素誘導体、水及び/又は多価アルコールとを必須成分とする処理溶液中で処理することを特徴とする樹脂処理顔料組成物の製造方法。
- 請求項12に記載の樹脂処理顔料組成物を含有することを特徴とする顔料着色剤組成物。
- 請求項10、11、14、15のいずれか1項に記載の顔料着色剤組成物を使用して得られることを特徴とするカラーフィルター用顔料着色剤組成物。
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