JP7126169B2 - pigment dispersion - Google Patents
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Description
本発明は、特定構造を有するポリマーを顔料の分散剤として用いた顔料分散液に関する。 The present invention relates to a pigment dispersion using a polymer having a specific structure as a pigment dispersant.
情報機器として、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、量子ドットディスプレイなどの次世代のディスプレイが近年開発されている。また、技術の急速な発展に伴い、より高画質であるとともにコストパフォーマンスに優れた液晶ディスプレイパネルを構成する部材であるカラーフィルター、及びそのようなカラーフィルターを製造するための着色剤が要求されている。さらに、有機ELディスプレイや量子ドットディスプレイに対しては、発光層の画素を分割するバンク材を構成しうる、顔料の分散性に優れた着色剤が要求されている。 As information equipment, next-generation displays such as liquid crystal displays, organic EL displays, and quantum dot displays have been developed in recent years. In addition, with the rapid development of technology, there is a demand for a color filter, which is a component of a liquid crystal display panel with high image quality and excellent cost performance, and a coloring agent for manufacturing such a color filter. there is Furthermore, for organic EL displays and quantum dot displays, there is a demand for a colorant with excellent pigment dispersibility that can constitute a bank material that divides the pixels of the light-emitting layer.
カラーフィルター等を製造する材料となる着色剤として用いられる顔料分散液は、極めて微細な顔料(顔料微粒子)が微分散した状態で含まれている。そして、このような顔料分散液は、顔料が微細化されているために表面張力が高く、顔料が凝集しやすい傾向にある。したがって、顔料分散液に対しては、微粒子の状態で分散させた顔料の分散安定性を保持するための工夫が必要とされている。例えば、耐熱性の良好な顔料分散剤を用いた、アルカリ現像しやすいカラーフィルター用の着色剤が種々提案されている(特許文献1~3)。 A pigment dispersion liquid used as a coloring agent, which is a material for manufacturing a color filter or the like, contains extremely fine pigments (pigment fine particles) in a finely dispersed state. Such a pigment dispersion liquid has a high surface tension because the pigment is finely divided, and the pigment tends to aggregate easily. Therefore, it is necessary to devise a pigment dispersion liquid to maintain the dispersion stability of the pigment dispersed in the state of fine particles. For example, there have been proposed various colorants for color filters that use a pigment dispersant with good heat resistance and are easily developed with an alkali (Patent Documents 1 to 3).
次世代ディスプレイ用の着色剤については、顔料の微粒子化がさらに進行している。そして、微粒子化された顔料を含みながらも高い着色性能を安定して発揮するには、高温条件下で長期保存した場合であっても、顔料が凝集することなく、微分散状態が維持されていることが要求される。しかし、従来の着色剤はこれらの要求を必ずしも満足できるものであるとは言えなかった。 As for colorants for next-generation displays, finer particles of pigments are progressing further. In order to stably exhibit high coloring performance while containing finely divided pigments, the finely dispersed state must be maintained without the pigments aggregating even when stored for a long period of time under high temperature conditions. required to be present. However, it cannot be said that conventional colorants can always satisfy these requirements.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、低粘度であるとともに、良好な着色性能を示し、かつ、顔料の分散安定性及び長期保存性に優れた、各種の着色剤として有用な顔料分散液を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and its object is to achieve low viscosity, exhibit good coloring performance, and improve the dispersion stability and To provide a pigment dispersion which is excellent in long-term storage stability and is useful as various colorants.
すなわち、本発明によれば、以下に示す顔料分散液が提供される。
[1]顔料、有機溶媒、及び高分子分散剤を含有し、前記高分子分散剤が、下記(1)~(4)の要件を満たすポリマーである顔料分散液。
(1)メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA-Bブロックコポリマーである。
(2)前記ポリマー鎖Aが、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000~15,000のポリマーブロックである。
(3)前記ポリマー鎖Bが、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0~150mgKOH/gのポリマーブロックである。
(4)前記メタクリレート系モノマー単位(b)の含有量が、ポリマー全体を基準として、30~80質量%である。
That is, according to the present invention, the following pigment dispersion is provided.
[1] A pigment dispersion containing a pigment, an organic solvent, and a polymeric dispersant, wherein the polymeric dispersant is a polymer satisfying the following requirements (1) to (4).
(1) AB block copolymer having polymer chain A and polymer chain B containing 90% by mass or more of methacrylate monomer units.
(2) The polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mgKOH/g or less and a polystyrene equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography of 3,000 to 15,000.
(3) The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH/g and containing a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1).
(4) The content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer.
(前記一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、相互に独立に、炭素数1~18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X1及びX2は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1~8のフッ化アルキル基を示す) (In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group, alkenyl group or allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 are each independently represents a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms)
[2]前記有機溶媒が、その比誘電率が20以下の非プロトン性溶媒である前記[1]に記載の顔料分散液。
[3]前記顔料が、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する顔料である前記[1]又は[2]に記載の顔料分散液。
[4]前記顔料が、ナノカーボン物質である前記[1]~[3]のいずれかに記載の顔料分散液。
[5]前記ナノカーボン物質が、カーボンナノチューブ類及びナノグラフェン類の少なくともいずれかである前記[4]に記載の顔料分散液。
[6]前記顔料100質量部に対する、前記高分子分散剤の含有量が、10~200質量部であり、前記顔料の含有量が、分散液全体を基準として、0.5~30質量%である前記[1]~[5]のいずれかに記載の顔料分散液。
[2] The pigment dispersion according to [1] above, wherein the organic solvent is an aprotic solvent having a dielectric constant of 20 or less.
[3] The pigment dispersion according to [1] or [2] above, wherein the pigment has an acidic group of at least one of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group on its surface.
[4] The pigment dispersion according to any one of [1] to [3], wherein the pigment is a nanocarbon substance.
[5] The pigment dispersion according to [4], wherein the nanocarbon substance is at least one of carbon nanotubes and nanographenes.
[6] The content of the polymer dispersant is 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment, and the content of the pigment is 0.5 to 30% by mass based on the entire dispersion. A pigment dispersion liquid according to any one of [1] to [5] above.
本発明によれば、低粘度であるとともに、良好な着色性能を示し、かつ、顔料の分散安定性及び長期保存性に優れた、各種の着色剤として有用な顔料分散液を提供することができる。本発明の顔料分散液は、カラーフィルター、油性インクジェットインク、紫外線硬化型インクジェットインク、その他塗料、グラビアインキ、コーティング剤などの着色剤として有用である。また、本発明の顔料分散液に用いる高分子分散剤は、難分散性の黒色顔料であるカーボンナノチューブ類やナノグラフェン類等のナノカーボン物質を有機溶媒中に安定して分散させることが可能である。このため、本発明によれば、顔料である上記のナノカーボン物質が高濃度に安定して分散された、黒色度及び漆黒性の高い顔料分散液を提供することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a pigment dispersion that has a low viscosity, exhibits good coloring performance, is excellent in pigment dispersion stability and long-term storage stability, and is useful as various colorants. . The pigment dispersion of the present invention is useful as a colorant for color filters, oil-based inkjet inks, ultraviolet-curable inkjet inks, paints, gravure inks, coating agents, and the like. In addition, the polymer dispersant used in the pigment dispersion of the present invention can stably disperse nanocarbon substances such as carbon nanotubes and nanographenes, which are difficult-to-disperse black pigments, in an organic solvent. . Therefore, according to the present invention, it is also possible to provide a pigment dispersion having a high degree of blackness and jet-blackness, in which the above-described nanocarbon substance, which is a pigment, is stably dispersed at a high concentration.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。なお、本明細書中の各種物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, unless otherwise specified, various physical property values in this specification are values at room temperature (25° C.).
<顔料分散液>
本発明の顔料分散液は、顔料、有機溶媒、及び高分子分散剤を含有する、いわゆる「油性」の顔料分散液である。そして、有機溶媒中に顔料を分散させるための高分子分散剤が、以下の(1)~(4)の要件を満たすポリマーである。以下、本発明の顔料分散液の詳細について説明する。
(1)メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA-Bブロックコポリマーである。
(2)前記ポリマー鎖Aが、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000~15,000のポリマーブロックである。
(3)前記ポリマー鎖Bが、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0~150mgKOH/gのポリマーブロックである。
(4)前記メタクリレート系モノマー単位(b)の含有量が、ポリマー全体を基準として、30~80質量%である。
<Pigment dispersion>
The pigment dispersion of the present invention is a so-called "oil-based" pigment dispersion containing a pigment, an organic solvent, and a polymeric dispersant. The polymeric dispersant for dispersing the pigment in the organic solvent is a polymer that satisfies the following requirements (1) to (4). Details of the pigment dispersion of the present invention are described below.
(1) AB block copolymer having polymer chain A and polymer chain B containing 90% by mass or more of methacrylate monomer units.
(2) The polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mgKOH/g or less and a polystyrene equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography of 3,000 to 15,000.
(3) The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH/g and containing a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1).
(4) The content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer.
(一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、相互に独立に、炭素数1~18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X1及びX2は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1~8のフッ化アルキル基を示す) (In general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group, alkenyl group or allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 are each independently represents a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms)
(高分子分散剤)
微粒子状、繊維状、鱗片状、又は棒状等の各種形状を有する顔料を有機溶媒(顔料分散液)中に分散させるための分散剤として機能する成分である高分子分散剤(顔料分散剤)は、特定の対アニオンを持った第4級アンモニウム塩基をその分子構造中に有するブロックコポリマーである。第4級アンモニウム塩基は、顔料の粒子表面との電気的作用等によって顔料と吸着する。これにより、顔料分散液中における微粒子状の顔料の分散安定性を高めることができるとともに、顔料分散液の粘度が経時的に変化しにくくなり、長期保存性が発揮される。また、高分子分散剤の分子構造中にアミノ基がさらに存在する場合、顔料の粒子表面のカルボキシ基、スルホン酸基、又はリン酸基等の酸性基とイオン結合するので、顔料と高分子分散剤との吸着性が向上し、顔料の分散安定性がさらに向上する。
(Polymer dispersant)
A polymer dispersant (pigment dispersant) is a component that functions as a dispersant for dispersing pigments having various shapes such as fine particles, fibers, scales, or rods in an organic solvent (pigment dispersion). , are block copolymers having in their molecular structure a quaternary ammonium base with a specific counter anion. A quaternary ammonium base is adsorbed to a pigment by an electrical action or the like with the particle surface of the pigment. As a result, the dispersion stability of the particulate pigment in the pigment dispersion can be enhanced, and the viscosity of the pigment dispersion is less likely to change over time, thereby exhibiting long-term storage stability. In addition, when an amino group is further present in the molecular structure of the polymer dispersant, it ionically bonds with an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group on the surface of the pigment particles, so that the pigment and the polymer dispersant are dispersed. Adsorptivity with the agent is improved, and the dispersion stability of the pigment is further improved.
高分子分散剤として用いるポリマーは、メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA-Bブロックコポリマーである(要件(1))。A-Bブロックコポリマーは、その構造が的確に制御されたポリマーであり、リビング重合、なかでもリビングラジカル重合によって製造することができる。特に、開始化合物として有機ヨウ化物を用いるリビングラジカル重合の場合、末端成長基であるヨウ素原子が第3級の炭素原子に結合していることが好ましい。このため、A-Bブロックコポリマーは、メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む。 The polymer used as the polymeric dispersant is an AB block copolymer having polymer chains A and polymer chains B containing 90% by mass or more of methacrylate monomer units (requirement (1)). AB block copolymers are polymers with precisely controlled structures and can be prepared by living polymerization, especially living radical polymerization. In particular, in the case of living radical polymerization using an organic iodide as the initiator compound, it is preferred that the iodine atom, which is a terminal propagating group, is bonded to a tertiary carbon atom. Therefore, the AB block copolymer contains 90% by mass or more of methacrylate monomer units.
メタクリレート系モノマー単位は、例えば、メタクリレート系モノマーを重合することで形成される。メタクリレート系モノマー単位の含有量が多いと、A-Bブロックコポリマーのガラス転移温度が高くなり、耐熱性等の熱的性質が向上する。なかでも、A-Bブロックコポリマーは、メタクリレート系モノマー単位の含有量が100質量%であることが好ましい。 A methacrylate-based monomer unit is formed, for example, by polymerizing a methacrylate-based monomer. When the content of methacrylate-based monomer units is large, the AB block copolymer has a high glass transition temperature and thermal properties such as heat resistance are improved. Among them, the AB block copolymer preferably has a methacrylate-based monomer unit content of 100% by mass.
メタクリレート系モノマーとしては、従来公知のメタクリレート系モノマーを用いることができる。メタクリレート系モノマーとしては、例えば、メタクリル酸;メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、2-エチルヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、トリデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、イソステアリル、ベヘニル、シクロヘキシル、トリメチルシクロヘキシル、t-ブチルシクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニロキシエチル、グリシジル、2-ヒドロキシエチル、2-ヒドロキシプロピル、4-ヒドロキシブチル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングコリールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリイプシロンカプロラクトン、ポリジメチルシロキサン等の置換基を有する単官能メタクリレートを挙げることができる。 Conventionally known methacrylate-based monomers can be used as the methacrylate-based monomer. Examples of methacrylate-based monomers include methacrylic acid; methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, 2-ethylhexyl, octyl, decyl, dodecyl, tridecyl, hexadecyl, octadecyl, isostearyl, behenyl, cyclohexyl, trimethylcyclohexyl, t-butyl Cyclohexyl, benzyl, methoxyethyl, butoxyethyl, phenoxyethyl, nonylphenoxyethyl, isobornyl, dicyclopentanyl, dicyclopentenyl, dicyclopentenyloxyethyl, glycidyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 4-hydroxy Monofunctional methacrylates having substituents such as butyl, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monomethyl ether, polyepsiloncaprolactone, and polydimethylsiloxane can be mentioned.
ポリマー鎖A(以下、単に「A鎖」とも記す)は、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000~15,000のポリマーブロックである(要件(2))。ポリマー鎖Aは有機溶媒に溶解しうるポリマーブロックであり、顔料を有機溶媒へ親和させるとともに、その立体反発や電気的反発によって有機溶媒中に分散した顔料の再凝集を抑制する機能を有する。 Polymer chain A (hereinafter also simply referred to as "A chain") has an amine value of 0.5 mgKOH/g or less and a polystyrene-equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) of 3,000 to 15. ,000 polymer blocks (requirement (2)). The polymer chain A is a polymer block that is soluble in an organic solvent, and has the function of making the pigment compatible with the organic solvent and suppressing the reaggregation of the pigment dispersed in the organic solvent by its steric repulsion and electrical repulsion.
ポリマー鎖Aのアミン価は0.5mgKOH/g以下であり、好ましくは0.1mgKOH/g以下、さらに好ましくは0mgKOH/gである。アミン価が0mgKOH/gである場合には、ポリマー鎖Aはアミノ基を実質的に有しないことを意味する。一方、ポリマー鎖B(以下、単に「B鎖」とも記す)は、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有する。これらのアミノ基や第4級アンモニウム塩基が、イオン結合、電気的作用、水素結合、π-πスタッキング、又は疎水性相互作用等によって顔料に親和又は結合することで、ポリマー鎖Bは顔料に吸着すると考えられる。しかし、ポリマー鎖Aが一定量を超えるアミノ基を有していると、ポリマー鎖Aも顔料に積極的に吸着しやすくなるので、分散性や保存安定性が低下する傾向にある。 The amine value of polymer chain A is 0.5 mgKOH/g or less, preferably 0.1 mgKOH/g or less, more preferably 0 mgKOH/g. When the amine value is 0 mgKOH/g, it means that the polymer chain A has substantially no amino groups. On the other hand, polymer chain B (hereinafter also simply referred to as “B chain”) has an amino group and a quaternary ammonium base. These amino groups and quaternary ammonium bases are affinitive or bound to the pigment through ionic bonding, electrical action, hydrogen bonding, π-π stacking, or hydrophobic interaction, so that the polymer chain B adsorbs to the pigment. It is thought that However, when the polymer chain A has more than a certain amount of amino groups, the polymer chain A also tends to be positively adsorbed on the pigment, which tends to lower the dispersibility and storage stability.
GPCにより測定されるポリマー鎖Aのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、3,000~15,000であり、好ましくは4,000~10,000である。A-Bブロックコポリマーを構成するポリマーブロックのうち、ポリマー鎖Bが顔料に吸着し、ポリマー鎖Aが有機溶媒に親和及び溶解する。これにより、顔料を有機溶媒中に分散させることができる。ポリマー鎖Aは、その立体反発等によって顔料同士の再凝集を抑制する機能を発揮しうる分子量のポリマーブロックであることを必要する。このため、ポリマー鎖Aの数平均分子量が3,000未満であると、立体反発等が不足し、分散安定性が不十分になる。一方、ポリマー鎖Aの数平均分子量が15,000超であると、分散液の粘度が過度に高くなる又は有機溶媒に溶解しにくくなる場合がある。 The polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of the polymer chain A measured by GPC is 3,000 to 15,000, preferably 4,000 to 10,000. Among the polymer blocks constituting the AB block copolymer, the polymer chain B is adsorbed on the pigment, and the polymer chain A is compatible with and dissolved in the organic solvent. This allows the pigment to be dispersed in the organic solvent. The polymer chain A is required to be a polymer block having a molecular weight capable of exhibiting a function of suppressing reaggregation of pigments by steric repulsion or the like. Therefore, if the number average molecular weight of the polymer chain A is less than 3,000, steric repulsion and the like will be insufficient, resulting in insufficient dispersion stability. On the other hand, when the number average molecular weight of the polymer chain A exceeds 15,000, the viscosity of the dispersion may become excessively high or the dispersion may become difficult to dissolve in the organic solvent.
ポリマー鎖Bは、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0~150mgKOH/gのポリマーブロックである(要件(3))。高分子分散剤(A-Bブロックコポリマー)中のポリマー鎖Bの含有量は、50~80質量%であることが好ましい。 The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH/g and containing a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1) (requirement (3)). The content of the polymer chain B in the polymeric dispersant (AB block copolymer) is preferably 50-80% by mass.
(一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、相互に独立に、炭素数1~18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X1及びX2は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1~8のフッ化アルキル基を示す) (In general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group, alkenyl group or allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 are each independently represents a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms)
一般式(1)で表される官能基は、特定の対アニオンを含む第4級アンモニウム塩基である。この官能基はイオン性であって、電子的作用によって、顔料表面へ吸着する作用をする。この第4級アンモニウム塩基は水溶解性が低いとともに、有機溶媒、なかでも低~中極性の有機溶媒に溶解しやすい。一般式(1)中、X1及びX2で表されるフッ化アルキル基の炭素数が8超であると、フッ化アルキル基(パーフルオロアルキル基)の撥水性が高くなりすぎるため、用いる有機溶媒の種類が制限される可能性がある。一般式(1)中のX1及びX2で表されるフッ化アルキル基の炭素数は、1~4であることが好ましい。フッ化アルキル基の炭素数が1~4であると、イオン性の第4級アンモニウム塩でありながら、低極性の有機溶媒、さらには非プロトン性の有機溶媒に溶解しやすくなる。また、このようなイオン性の第4級アンモニウム塩とすることで、電気的作用又はイオン的作用で顔料に吸着しやすくなり、顔料の分散性を向上させることができる。 The functional group represented by general formula (1) is a quaternary ammonium base containing a specific counter anion. This functional group is ionic and acts to adsorb to the pigment surface by electronic action. This quaternary ammonium base has low water solubility and is easily soluble in organic solvents, especially low to medium polar organic solvents. In the general formula (1), if the fluorinated alkyl group represented by X 1 and X 2 has more than 8 carbon atoms, the water repellency of the fluorinated alkyl group (perfluoroalkyl group) becomes too high. The types of organic solvents may be restricted. The fluorinated alkyl group represented by X 1 and X 2 in the general formula (1) preferably has 1 to 4 carbon atoms. When the carbon number of the fluorinated alkyl group is 1 to 4, even though it is an ionic quaternary ammonium salt, it becomes easily soluble in low-polar organic solvents, furthermore, in aprotic organic solvents. Moreover, by using such an ionic quaternary ammonium salt, it becomes easier to adsorb to the pigment by an electrical action or an ionic action, and the dispersibility of the pigment can be improved.
第4級アンモニウムカチオンの対アニオンとしては、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホン)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホン)イミドアニオン、ビス(2,2,2-トリフルオロエチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロエチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロプロピルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロブチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロオクチルスルホン)イミドアニオン、1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロプロパン-1,3-ジスルホンイミドアニオン等を挙げることができる。なかでも、有機溶媒への溶解性や入手のしやすさ等の観点から、炭素数がさほど多くないパーフルオロアルキル基を有するアニオンが好ましく、ビス(トリフルオロメチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロブチルスルホン)イミドアニオンがさらに好ましい。 Counter anions for the quaternary ammonium cation include bis(fluorosulfonyl)imide anion, (fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfone)imide anion, bis(trifluoromethylsulfone)imide anion, bis(2,2,2- trifluoroethylsulfone)imide anion, bis(perfluoroethylsulfone)imide anion, bis(perfluoropropylsulfone)imide anion, bis(perfluorobutylsulfone)imide anion, bis(perfluorooctylsulfone)imide anion, 1, 1,2,2,3,3-Hexafluoropropane-1,3-disulfonimide anion and the like can be mentioned. Among them, from the viewpoint of solubility in organic solvents, availability, etc., anions having a perfluoroalkyl group that does not have a large number of carbon atoms are preferable. More preferred is the butylsulfone)imide anion.
ポリマー鎖Bは、一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマーを構成成分とするポリマーブロックである。一般式(1)で表される官能基は、任意の有機基に結合している。上記のメタクリレート系モノマーは、例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレートやジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基含有メタクリレートのアミノ基に4級化剤を反応させ、アミノ基を第4級アンモニウム塩基とすることで形成される。例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレートに塩化ベンジルを反応させることで、ベンジルジメチル-2-メタクロイルオキシエチルアンモニウムの塩化物塩とすることができる。 Polymer chain B is a polymer block composed of a methacrylate-based monomer having a functional group represented by general formula (1). The functional group represented by general formula (1) is bonded to any organic group. The above methacrylate-based monomers are formed by, for example, reacting an amino group of an amino group-containing methacrylate such as dimethylaminoethyl methacrylate or diethylaminoethyl methacrylate with a quaternizing agent to convert the amino group into a quaternary ammonium base. . For example, a chloride salt of benzyldimethyl-2-methacryloyloxyethylammonium can be obtained by reacting dimethylaminoethyl methacrylate with benzyl chloride.
第4級アンモニウム塩基は、上記以外の方法によっても形成することができる。具体的には、以下に示す(i)~(iii)の方法等を挙げることができる。
(i)グリシジル基を有するメタクリレートやイソシアナトエチルメタクリレート等に、1級又は2級アミノ基と、第3級アミノ基とを有する化合物を反応させて第3級アミノ基を導入した後、この第3級アミノ基を第4級アンモニウム塩基とする。
(ii)グリシジル基を有するメタクリレートに第3級アミンを反応させて第4級アンモニウム塩基とする。
(iii)3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等のハロゲン化アルキル基を有するメタクリレートに第3級アミンを反応させて第4級アンモニウム塩基とする。
Quaternary ammonium bases can also be formed by methods other than those described above. Specifically, the following methods (i) to (iii) can be used.
(i) methacrylate, isocyanatoethyl methacrylate, etc. having a glycidyl group are reacted with a compound having a primary or secondary amino group and a tertiary amino group to introduce a tertiary amino group; Let the tertiary amino group be a quaternary ammonium base.
(ii) reacting a methacrylate having a glycidyl group with a tertiary amine to form a quaternary ammonium base;
(iii) reacting a methacrylate having a halogenated alkyl group such as 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate with a tertiary amine to form a quaternary ammonium base;
一般式(1)中、「-N+(-R1)(-R2)(-R3)」で表される第4級アンモニウムカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、ブチルジメチルアンモニウムカチオン、ジエチルメチルアンモニウムカチオン、ブチルジエチルアンモニウムカチオン、ジプロピルメチルアンモニウムカチオン、ジブチルメチルアンモニウムカチオン、ベンジルジメチルアンモニウムカチオン、ベンジルジエチルアンモニウムカチオン、ベンジルジプロピルアンモニウムカチオン、ベンジルジブチルアンモニウムカチオン、ジメチル(ナフチルメチル)アンモニウムカチオン、ジメチル(アントラセニルメチル)アンモニウムカチオン、ジメチル(ピレンメチル)アンモニウムカチオン等を挙げることができる。 In general formula (1), the quaternary ammonium cation represented by "-N + (-R 1 ) (-R 2 ) (-R 3 )" includes trimethylammonium cation, butyldimethylammonium cation, diethylmethyl ammonium cation, butyldiethylammonium cation, dipropylmethylammonium cation, dibutylmethylammonium cation, benzyldimethylammonium cation, benzyldiethylammonium cation, benzyldipropylammonium cation, benzyldibutylammonium cation, dimethyl(naphthylmethyl)ammonium cation, dimethyl ( anthracenylmethyl)ammonium cation, dimethyl(pyrenemethyl)ammonium cation, and the like.
一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)の含有量は、ポリマー全体を基準として、30~80質量%である(要件(4))。一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)の含有量(以下、単に「単位(b)の含有量」とも記す)を上記の範囲とすることで、低極性の有機溶媒及び非プロトン性の有機溶媒に溶解しやすくなるとともに、顔料に吸着しやすくなり、顔料の分散性を向上させることができる。なお、単位(b)の含有量は、ポリマー全体を基準として、50~70質量%であることがさらに好ましい。 The content of the methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by general formula (1) is 30 to 80% by mass based on the total polymer (requirement (4)). By setting the content of the methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the general formula (1) (hereinafter also simply referred to as “the content of the unit (b)”) to the above range, low polarity It becomes easy to dissolve in the organic solvent and the aprotic organic solvent, and it becomes easy to be adsorbed to the pigment, so that the dispersibility of the pigment can be improved. The content of units (b) is more preferably 50 to 70% by mass based on the total polymer.
ポリマー鎖Bは、メタクリレート系モノマー単位(b)のみで実質的に構成されていてもよく、メタクリレート系モノマー単位(b)以外の構成単位(その他の構成単位)をさらに有していてもよい。その他の構成単位としては、前述のメタクリレート系モノマーに由来する構成単位等を挙げることができる。なかでも、ポリマー鎖Bは、アミノ基を有するメタクリレート系モノマーに由来する構成単位をさらに含むことが好ましい。ポリマー鎖Bにアミノ基が導入されていると、顔料との吸着性をさらに高めることができ、顔料の分散安定性をより向上させることができる。特に、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、又はリン酸基等の酸性基を有する顔料と併用する場合、これらの酸性基とイオン結合するので、顔料と高分子分散剤との吸着性が向上するとともに、顔料からのポリマー(高分子分散剤)の脱離が抑制されるので、顔料の分散安定性をさらに向上させることができる。 The polymer chain B may be substantially composed only of the methacrylate-based monomer unit (b), or may further have structural units (other structural units) other than the methacrylate-based monomer unit (b). Examples of other structural units include structural units derived from the aforementioned methacrylate-based monomers. Among them, it is preferable that the polymer chain B further includes a structural unit derived from a methacrylate-based monomer having an amino group. When an amino group is introduced into the polymer chain B, the adsorptivity to the pigment can be further improved, and the dispersion stability of the pigment can be further improved. In particular, when used in combination with a pigment having an acidic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group on its surface, it forms an ionic bond with these acidic groups, thereby improving the adsorptivity between the pigment and the polymer dispersant. At the same time, detachment of the polymer (polymeric dispersant) from the pigment is suppressed, so that the dispersion stability of the pigment can be further improved.
ポリマー鎖Bのアミン価は、0~150mgKOH/gであり、好ましくは100mgKOH/g以下、さらに好ましくは50mgKOH/g以下である。ポリマー鎖Bのアミン価が150mgKOH/g超であると、アミノ基の量が多すぎるので、ポリマー鎖Bが親水性になりやすい。また、ポリマーが隣接する顔料の粒子にまたがって吸着しやすくなるので、凝集剤として機能してしまうことがあるとともに、着色等の問題が生ずる場合がある。 The amine value of polymer chain B is 0 to 150 mgKOH/g, preferably 100 mgKOH/g or less, more preferably 50 mgKOH/g or less. When the amine value of the polymer chain B exceeds 150 mgKOH/g, the amount of amino groups is too large, so the polymer chain B tends to become hydrophilic. In addition, since the polymer is likely to be adsorbed across adjacent pigment particles, it may function as a flocculant and may cause problems such as coloring.
ポリマー鎖Bの分子量は、ポリマー鎖B中の第4級アンモニウム塩基の含有量や、ポリマー鎖Aの分子量等を勘案して設計すればよい。具体的には、GPCにより測定されるポリスチレン換算のポリマー鎖Bの数平均分子量Mnは、500~15,000であることが好ましく、1,000~10,000であることがさらに好ましい。 The molecular weight of the polymer chain B may be designed in consideration of the content of the quaternary ammonium base in the polymer chain B, the molecular weight of the polymer chain A, and the like. Specifically, the polystyrene-equivalent number average molecular weight Mn of the polymer chain B measured by GPC is preferably 500 to 15,000, more preferably 1,000 to 10,000.
高分子分散剤として用いるA-Bブロックコポリマーは、従来公知の方法にしたがって製造することができる。なかでも、リビングアニオン重合、リビングカチオン重合、リビングラジカル重合によって製造することができ、条件、材料、及び装置等の観点から、リビングラジカル重合によって製造することが好ましい。リビングラジカル重合には、例えば、原子移動ラジカル重合(ATRP法)、ニトロキサイドを介したラジカル重合(NMP法)、可逆的付加解裂連鎖移動重合(RAFT法)、有機テルル系リビングラジカル重合(TERP法)、可逆的移動触媒重合(RTCP法)、可逆的触媒媒介重合(RCMP法)等がある。なかでも、有機化合物を触媒として用いるとともに、有機ヨウ化物を開始化合物として用いるRTCP法やRCMP法が好ましい。これらの方法は、比較的安全な市販の化合物を使用するが、重金属や特殊な化合物を使用しない方法であることから、コスト面で有利であるとともに、精製や処理の簡便さの面でも有利である。さらに、末端成長基であるヨウ素原子が第3級の炭素原子に結合しているため、特定のブロック構造を有するA-Bブロックコポリマーを一般的な設備で精度よく容易に製造することができるために好ましい。 AB block copolymers used as polymeric dispersants can be produced according to conventionally known methods. Among them, it can be produced by living anionic polymerization, living cationic polymerization, or living radical polymerization, and is preferably produced by living radical polymerization from the viewpoint of conditions, materials, equipment, and the like. Examples of living radical polymerization include atom transfer radical polymerization (ATRP method), nitroxide-mediated radical polymerization (NMP method), reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT method), and organotellurium-based living radical polymerization (TERP method). ), reversible transfer catalyst polymerization (RTCP method), reversible catalyst-mediated polymerization (RCMP method), and the like. Among them, the RTCP method and the RCMP method using an organic compound as a catalyst and an organic iodide as a starting compound are preferable. These methods use commercially available compounds that are relatively safe, but do not use heavy metals or special compounds. be. Furthermore, since the iodine atom, which is a terminal propagating group, is bonded to a tertiary carbon atom, an AB block copolymer having a specific block structure can be easily produced with high accuracy using general equipment. preferred.
無溶剤、溶液重合、及び乳化重合等のいずれの重合形式によってA-Bブロックコポリマーを製造してもよい。なかでも、溶液重合が好ましい。溶液重合で用いる溶剤は、顔料分散液に用いる有機溶媒と同一であることが好ましい。重合後のA-Bブロックコポリマー溶液の状態で、A-Bブロックコポリマーを取り出すことなく、そのまま顔料分散液に用いることができるためである。上記のRTCP法やRCMP法は、顔料分散液に用いる有機溶媒中で実施することができる。 AB block copolymers may be produced by any type of polymerization, including solventless, solution polymerization, and emulsion polymerization. Among them, solution polymerization is preferred. The solvent used in solution polymerization is preferably the same as the organic solvent used in the pigment dispersion. This is because the state of the AB block copolymer solution after polymerization can be used as it is for the pigment dispersion without taking out the AB block copolymer. The above RTCP method and RCMP method can be carried out in the organic solvent used for the pigment dispersion.
ポリマー鎖Aとポリマー鎖Bのいずれのポリマーブロックを先に重合してもよいが、先にポリマー鎖Aを重合した後、後でポリマー鎖Bを重合することが好ましい。先にポリマー鎖Bを重合すると、重合率が100%未満であった場合に、残存したモノマーに由来する構成単位が、後で重合するポリマー鎖Aに導入されてしまう可能性があるためである。第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを重合することで、ポリマー鎖Bに第4級アンモニウム塩基を導入することができる。また、アミノ基を有するメタクリレートを重合した後、4級化剤を反応させることでも、ポリマー鎖Bに第4級アンモニウム塩基を導入することができる。さらに、対アニオンがハロゲン化物イオンである第4級アンモニウム塩を形成しておき、特定の対アニオンを持った金属塩を添加してイオン交換することでも、ポリマー鎖Bに第4級アンモニウム塩基を導入することができる。 Either polymer block of polymer chain A or polymer chain B may be polymerized first, but it is preferable to polymerize polymer chain A first and then polymerize polymer chain B afterwards. This is because if the polymer chain B is polymerized first and the polymerization rate is less than 100%, there is a possibility that the constituent units derived from the remaining monomers will be introduced into the polymer chain A that will be polymerized later. . A quaternary ammonium base can be introduced into the polymer chain B by polymerizing a methacrylate having a quaternary ammonium base. A quaternary ammonium base can also be introduced into the polymer chain B by reacting a quaternizing agent after polymerizing a methacrylate having an amino group. Furthermore, by forming a quaternary ammonium salt whose counter anion is a halide ion, and adding a metal salt having a specific counter anion to carry out ion exchange, a quaternary ammonium salt can be added to the polymer chain B. can be introduced.
(顔料)
顔料としては、従来公知の無機顔料や有機顔料を用いることができる。無機顔料としては、サーマルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラックの他、酸化チタン、酸化亜鉛、弁柄、オーカー、複合酸化物顔料等を挙げることができる。なかでも、塩基性基を有する高分子分散剤を用いることから、酸性の表面を有する顔料を用いることが好ましい。例えば、カーボンブラックとしては、いわゆる酸性カーボンブラックを用いることが好ましい。酸化チタンは、シリカや酸性のシランカップリング剤で処理し、表面を酸性にしておくことが好ましい。有機顔料としては、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、有機黒色顔料等を挙げることができる。また、カーボンナノチューブ類、グラファイト、ナノグラフェン類などの黒色の着色剤として使用可能なナノカーボン物質等を挙げることができる。
(pigment)
As the pigment, conventionally known inorganic pigments and organic pigments can be used. Examples of inorganic pigments include carbon black such as thermal black, ketjen black, and acetylene black, as well as titanium oxide, zinc oxide, red iron oxide, ocher, and composite oxide pigments. Among them, it is preferable to use a pigment having an acidic surface because a polymer dispersant having a basic group is used. For example, as carbon black, it is preferable to use so-called acidic carbon black. Titanium oxide is preferably treated with silica or an acidic silane coupling agent to acidify the surface. Examples of organic pigments include quinacridone pigments, anthraquinone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, perylene pigments, phthalocyanine blue pigments, phthalocyanine green pigments, isoindolinone pigments, indigo/thioindigo pigments, dioxazine pigments, and quinophthalone. Pigments, nickel azo pigments, insoluble azo pigments, soluble azo pigments, high molecular weight azo pigments, organic black pigments and the like can be mentioned. In addition, nanocarbon materials such as carbon nanotubes, graphite, and nanographenes that can be used as black coloring agents can be used.
インクジェットインク等の画像記録用の顔料としては、カラーインデックスナンバー(C.I.)ピグメントブルー-15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド-122、269、C.I.ピグメントバイオレット-19、C.I.ピグメントイエロー-74、155、180、183、C.I.ピグメントグリーン-7、36、58、C.I.ピグメントオレンジ-43、C.I.ピグメントブラック-7、C.I.ピグメントホワイト-6等を挙げることができる。これらの顔料の平均一次粒子径は、350nm未満であることが好ましい。 Pigments for image recording such as inkjet inks include Color Index Number (C.I.) Pigment Blue-15:3, 15:4, C.I. I. Pigment Red-122, 269, C.I. I. Pigment Violet-19, C.I. I. Pigment Yellow-74, 155, 180, 183, C.I. I. Pigment Green-7, 36, 58, C.I. I. Pigment Orange-43, C.I. I. Pigment Black-7, C.I. I. Pigment White-6 and the like can be mentioned. The average primary particle size of these pigments is preferably less than 350 nm.
C.I.ピグメントブルー-15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド-122、269、C.I.ピグメントバイオレット-19、C.I.ピグメントイエロー-74、155、180、183、C.I.ピグメントグリーン-7、36、58、C.I.ピグメントオレンジ-43、及びC.I.ピグメントブラック-7の平均一次粒子径は、150nm未満であることが好ましい。また、C.I.ピグメントホワイト-6の平均一次粒子径は、300nm未満であることが好ましい。インクジェット記録装置の記録ヘッドのつまりや、記録される画像の鮮鋭性等を考慮すると、顔料の粒子径は小さい方が好ましい。カップリング剤や界面活性剤等の表面処理剤、シナジスト、樹脂等で表面処理又はカプセル化された、いわゆる処理顔料を用いることもできる。 C. I. Pigment Blue-15:3, 15:4, C.I. I. Pigment Red-122, 269, C.I. I. Pigment Violet-19, C.I. I. Pigment Yellow-74, 155, 180, 183, C.I. I. Pigment Green-7, 36, 58, C.I. I. Pigment Orange-43, and C.I. I. Pigment Black-7 preferably has an average primary particle size of less than 150 nm. Also, C.I. I. Pigment White-6 preferably has an average primary particle size of less than 300 nm. Considering the clogging of the recording head of the inkjet recording apparatus, the sharpness of the recorded image, etc., the smaller the particle diameter of the pigment, the better. A so-called treated pigment, which is surface-treated or encapsulated with a surface-treating agent such as a coupling agent or a surfactant, a synergist, a resin, or the like, can also be used.
カラーフィルターなどの画像表示用の顔料としては、有機顔料やブラックマトリックス用の無機顔料を用いることが好ましい。赤色顔料としては、カラーインデックス(以下、C.I.)ピグメントレッド(PR)56、58、122、166、168、176、177、178、224、242、254、255等を挙げることができる。緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン(PG)7、36、58、ポリ(14~16)ブロム銅フタロシアニン、ポリ(12~15)ブロム化-ポリ(4~1)クロル化銅フタロシアニン等を挙げることができる。青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:1、15:3、15:6、60、80等を挙げることができる。 As a pigment for image display such as a color filter, it is preferable to use an organic pigment or an inorganic pigment for a black matrix. Examples of red pigments include Color Index (C.I.) Pigment Red (PR) 56, 58, 122, 166, 168, 176, 177, 178, 224, 242, 254, and 255. As a green pigment, C.I. I. Pigment Green (PG) 7, 36, 58, poly(14-16) bromocopper phthalocyanine, poly(12-15) brominated-poly(4-1) chlorinated copper phthalocyanine and the like. As a blue pigment, C.I. I. Pigment Blue 15:1, 15:3, 15:6, 60, 80 and the like.
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は、以下のものを挙げることができる。黄色顔料としては、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等を挙げることができる。また、ブラックマトリックス用の黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック(PBK)6、7、11、26、銅・マンガン・鉄系複合酸化物等を挙げることができる。これらの顔料の表面は、シナジストと呼ばれる色素誘導体(表面改質剤)や界面活性剤等で処理されていてもよい。 Examples of complementary color pigments or multicolor pixel pigments for the above pigments include the following. As a yellow pigment, C.I. I. Pigment Yellow (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. pigment violet (PV) 19, 23 and the like. As a black pigment for the black matrix, C.I. I. Pigment black (PBK) 6, 7, 11, 26, copper-manganese-iron composite oxides and the like can be mentioned. The surface of these pigments may be treated with a dye derivative (surface modifier) called a synergist, a surfactant, or the like.
カーボンブラック及び有機顔料の顔料分散液中における数平均粒子径は、10~200nmであることが好ましく、20~150nmであることがさらに好ましい。酸化チタン等の無機顔料の顔料分散液中における数平均粒子径は、50~300nmであることが好ましく、100~250nmであることがさらに好ましい。顔料の数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を使用して観察し、測定及び算出することができる。このように微粒子化された顔料を含有する顔料分散液は、高発色性、高画質、高グロス、高印画性などを与える着色剤として有用である。 The number average particle size of the carbon black and the organic pigment in the pigment dispersion is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 150 nm. The number average particle size of the inorganic pigment such as titanium oxide in the pigment dispersion is preferably 50 to 300 nm, more preferably 100 to 250 nm. The number average particle size of the pigment can be observed, measured and calculated using a transmission electron microscope (TEM). A pigment dispersion containing such a finely divided pigment is useful as a coloring agent that provides high color development, high image quality, high gloss, high printability, and the like.
また、前述の高分子分散剤を用いれば、難分散性の黒色顔料であるナノカーボン物質を有機溶媒中に安定して分散させることができる。ナノカーボン物質としては、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンナノリボン、カーボンフラーレン、炭素系量子ドット、ナノダイヤモンド等を挙げることができる。なかでも、カーボンナノチューブ類及びナノグラフェン類の少なくともいずれかが、黒色性に優れているために好ましい。 Further, by using the above-mentioned polymer dispersant, it is possible to stably disperse the nanocarbon material, which is a difficult-to-disperse black pigment, in an organic solvent. Examples of nanocarbon materials include carbon nanotubes, graphite, graphene, carbon nanohorns, carbon nanoribbons, carbon fullerenes, carbon-based quantum dots, and nanodiamonds. Among them, at least one of carbon nanotubes and nanographenes is preferable because of its excellent blackness.
カーボンナノチューブ類は、円筒形状に丸まったグラフェンシートで構成されるナノカーボン物質である。カーボンナノチューブ類としては、1層の円筒形状のグラフェンシートからなる単層カーボンナノチューブ(SWNT)や、複数の円筒形状のグラフェンシートが同心円状に積層した多層カーボンナノチューブ(MWNT)等がある。また、ナノグラフェン類は、ナノサイズのグラフェンシートそのものであり、1枚のグラフェンシートや、複数枚のグラフェンシートが積層した積層シート等がある。ナノカーボン物質の形状、大きさ、及び製造方法等については特に限定されない。ナノカーボン物質には、白金やパラジウム等の金属又は金属塩がドープされていてもよい。 Carbon nanotubes are nanocarbon materials composed of graphene sheets rolled into a cylindrical shape. Examples of carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes (SWNT) consisting of a single cylindrical graphene sheet and multi-walled carbon nanotubes (MWNT) consisting of a plurality of concentrically laminated cylindrical graphene sheets. Further, nano-graphenes are nano-sized graphene sheets themselves, and include a single graphene sheet, a laminated sheet in which a plurality of graphene sheets are laminated, and the like. The shape, size, manufacturing method, and the like of the nanocarbon substance are not particularly limited. The nanocarbon material may be doped with a metal such as platinum or palladium or a metal salt.
顔料は、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する顔料であることが好ましい。高分子分散剤が、その分子構造中にアミノ基を有するA-Bブロックコポリマーである場合、顔料の粒子表面の酸性基がアミノ基とイオン結合することで、高分子分散剤が顔料に吸着しやすくなる。これにより、高分子分散剤と顔料との親和性が向上するので、顔料からの高分子分散剤の脱離が抑制され、顔料の分散安定性がさらに向上するとともに、顔料の再凝集をより抑制することができる。 The pigment is preferably a pigment having at least one acidic group of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group on its surface. When the polymeric dispersant is an AB block copolymer having an amino group in its molecular structure, the acidic group on the surface of the pigment particles ionically bonds with the amino group, thereby adsorbing the polymeric dispersant to the pigment. easier. This improves the affinity between the polymer dispersant and the pigment, suppressing detachment of the polymer dispersant from the pigment, further improving the dispersion stability of the pigment and further suppressing reaggregation of the pigment. can do.
酸性基は、従来公知の方法により顔料の表面に導入することができる。具体的には、顔料の表面を(i)酸化処理する;(ii)酸性基を有するシランカップリング剤などの処理剤で表面処理する;(iii)酸性基を有する芳香族ジアゾニウム塩等で表面カップリング処理する;(iv)酸性基を有するシナジスト(色素誘導体)で表面処理する;等の方法によって顔料の表面に酸性基を導入することができる。 The acidic group can be introduced onto the surface of the pigment by a conventionally known method. Specifically, the surface of the pigment is (i) oxidized; (ii) treated with a treating agent such as a silane coupling agent having an acidic group; (iii) treated with an aromatic diazonium salt having an acidic group. Coupling treatment; (iv) surface treatment with a synergist (dye derivative) having an acidic group; or the like can introduce acidic groups onto the surface of the pigment.
顔料を表面処理する(顔料と併用する)シナジストとしては、カルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する、色素骨格を持った化合物を用いることができる。なかでも、スルホン酸基を有するシナジストは、前述の高分子分散剤とイオン結合して吸着しやすいために好ましい。 As a synergist for surface-treating a pigment (to be used in combination with a pigment), a compound having a pigment skeleton and having at least one acidic group of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group can be used. Among them, a synergist having a sulfonic acid group is preferable because it is easily adsorbed by forming an ionic bond with the polymer dispersant described above.
(有機溶媒)
有機溶媒としては、従来公知の有機溶媒を用いることができる。なお、有機溶媒には少量の水が含まれていてもよい。有機溶媒としては、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ドデカノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、イソブチルメチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸ジメチル等のエステル系溶媒;ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N-メチルピロリドン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等のアミド系溶媒;テトラメチルウレア、ジメチルイミダゾリジノン等のウレア系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル系溶媒;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコールジエーテル系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルモノエーテルエステル系溶媒;等を挙げることができる。
(organic solvent)
Conventionally known organic solvents can be used as the organic solvent. Incidentally, the organic solvent may contain a small amount of water. Examples of organic solvents include hydrocarbon solvents such as hexane, toluene and xylene; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and dodecanol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone and isobutyl methyl ketone; ethyl acetate. , butyl acetate, amyl acetate, dimethyl succinate, dimethyl adipate, methyl lactate, dimethyl lactate and other ester solvents; dipropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and other ether solvents; dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and other carbonates System solvent; amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide urea solvents such as tetramethylurea and dimethylimidazolidinone; sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tri Glycol monoether solvents such as ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, etc. and glycol ether ester solvents such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether acetate; and the like.
また、(メタ)アクリル系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、エポキシ化合物、オキセタン化合物等の反応性モノマーを有機溶媒として用いることができる。反応性モノマーを有機溶媒として用いることで、紫外線硬化性又は電子線硬化性のインクやコーティング剤に適用可能な分散液とすることができる。 Reactive monomers such as (meth)acrylic monomers, vinyl ether monomers, epoxy compounds, and oxetane compounds can also be used as organic solvents. By using a reactive monomer as an organic solvent, it is possible to obtain a dispersion liquid that can be applied to ultraviolet-curable or electron-beam-curable inks and coating agents.
有機溶媒としては、非プロトン性溶媒を用いることが好ましい。さらには、有機溶媒は、非プロトン性の低極性溶媒及び非プロトン性の非極性溶媒を含有するが、プロトン性溶媒を実質的に含有しないことが好ましい。非プロトン性溶媒は、プロトン(H+)化する水素原子を有しない溶媒である。また、非プロトン性溶媒の極性は、20~25℃の温度条件下における比誘電率で定義することができる。非プロトン性溶媒の比誘電率は20以下であることが好ましく、10以下であることがさらに好ましい。その比誘電率が20以下の非プロトン性溶媒としては、酢酸エチル(6.0)、酢酸ブチル(5.0)、シクロヘキサノン(18.3)、メチルエチルケトン(18.5)、テトラヒドロフラン(7.5)、トルエン(2.4)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(8.0)、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール(13)、アクリル酸ブチル(5.1)等を挙げることができる(括弧内の数値は25℃における比誘電率を示す)。非プロトン性溶媒の比誘電率は、実測値であってもよいし、メーカーのカタログやインフォメーション、溶剤ポケットブックなどの文献、化学便覧、化学大辞典等に記載されている値であってもよい。 As the organic solvent, it is preferable to use an aprotic solvent. Furthermore, the organic solvent contains an aprotic low-polarity solvent and an aprotic non-polar solvent, but preferably does not substantially contain a protic solvent. Aprotic solvents are solvents that do not have hydrogen atoms to protonate (H + ). Also, the polarity of an aprotic solvent can be defined by the dielectric constant under temperature conditions of 20 to 25°C. The dielectric constant of the aprotic solvent is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. Aprotic solvents having a dielectric constant of 20 or less include ethyl acetate (6.0), butyl acetate (5.0), cyclohexanone (18.3), methyl ethyl ketone (18.5), and tetrahydrofuran (7.5). ), toluene (2.4), propylene glycol monomethyl ether acetate (8.0), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (13), butyl acrylate (5.1) and the like ( Numerical values in parentheses indicate dielectric constants at 25°C). The dielectric constant of the aprotic solvent may be an actually measured value, or may be a value described in manufacturer's catalogs and information, literature such as solvent pocketbooks, chemical handbooks, chemical encyclopedias, etc. .
非プロトン性溶媒、なかでも非プロトン性の低極性溶媒及び非プロトン性の非極性溶媒には、イオン性基である第4級アンモニウム塩基を有する一般的なポリマーは溶解しにくい。このため、第4級アンモニウム塩基を有する一般的なポリマーを溶解させるには、通常、プロトン性の極性溶媒を用いる。これに対して、本発明の顔料分散液に高分子分散剤として用いるポリマーは、特定の対アニオンを持った第4級アンモニウム塩基を有するため、非プロトン性溶媒にも溶解しやすく、顔料を安定した状態で分散させることができる。さらに、非プロトン性溶媒を用いることで、インクや塗料などの乾燥性、吸湿性、作業性等を向上させることができるとともに、他の反応性物質との混合が容易になる等の利点がある。 General polymers having a quaternary ammonium base, which is an ionic group, are difficult to dissolve in aprotic solvents, especially aprotic low-polar solvents and aprotic non-polar solvents. For this reason, protic polar solvents are usually used to dissolve common polymers with quaternary ammonium bases. In contrast, the polymer used as the polymer dispersant in the pigment dispersion of the present invention has a quaternary ammonium base with a specific counter anion, so it is easily dissolved in an aprotic solvent and stabilizes the pigment. It can be dispersed in a state of Furthermore, by using an aprotic solvent, it is possible to improve the drying property, hygroscopicity, workability, etc. of inks and paints, and there are advantages such as facilitating mixing with other reactive substances. .
(その他の成分)
顔料分散液には、従来公知の添加剤や樹脂等の成分(その他の成分)をさらに含有させることができる。添加剤としては、染料、樹脂、光安定剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、消泡剤、光重合開始剤等を挙げることができる。
(other ingredients)
The pigment dispersion may further contain conventionally known components such as additives and resins (other components). Examples of additives include dyes, resins, light stabilizers, ultraviolet absorbers, leveling agents, antifoaming agents, photopolymerization initiators, and the like.
樹脂としては、感光性又は非感光性の樹脂ワニス等を用いることができる。感光性の樹脂ワニスとしては、感光性環化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性ポリアクリレート系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感光性ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリエポキシアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂等のワニスを挙げることができる。さらに、これらのワニスに反応性希釈剤としてのモノマーが添加されたワニスを用いることもできる。 As the resin, a photosensitive or non-photosensitive resin varnish or the like can be used. Examples of photosensitive resin varnishes include photosensitive cyclized rubber resins, photosensitive phenolic resins, photosensitive polyacrylate resins, photosensitive polyamide resins, photosensitive polyimide resins, unsaturated polyester resins, and polyester acrylate resins. Varnishes such as resins, polyepoxyacrylate-based resins, polyurethane acrylate-based resins, polyether acrylate-based resins, and polyol acrylate-based resins can be used. Furthermore, varnishes obtained by adding a monomer as a reactive diluent to these varnishes can also be used.
非感光性の樹脂ワニスとしては、セルロースアセテート系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレン系(共)重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレタン系樹脂、可溶性ポリアミド系樹脂、可溶性ポリイミド系樹脂、可溶性ポリアミドイミド系樹脂、可溶性ポリエステルイミド系樹脂、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン-マレイン酸エステル系共重合体の水溶性塩、(メタ)アクリル酸エステル系(共)重合体の水溶性塩、水溶性アミノアルキッド系樹脂、水溶性アミノポリエステル系樹脂、水溶性ポリアミド系樹脂等のワニスを挙げることができる。 Non-photosensitive resin varnishes include cellulose acetate resins, nitrocellulose resins, styrene (co)polymers, polyvinyl butyral resins, amino alkyd resins, polyester resins, amino resin-modified polyester resins, and polyurethane resins. Resin, acrylic polyol urethane resin, soluble polyamide resin, soluble polyimide resin, soluble polyamideimide resin, soluble polyesterimide resin, hydroxyethyl cellulose, water-soluble salt of styrene-maleic acid ester copolymer, (meth) Varnishes such as water-soluble salts of acrylic ester (co)polymers, water-soluble aminoalkyd resins, water-soluble aminopolyester resins, and water-soluble polyamide resins can be mentioned.
顔料分散液は、例えば、上述の各成分を配合し、高分子分散剤によって有機溶媒中に顔料を分散させることで調製することができる。なお、顔料原体を顔料化する際に高分子分散剤を添加して、又は顔料を微細化(微粒子化)する際に高分子分散剤を添加して、樹脂処理顔料を調製してもよい。顔料分散液中の顔料の含有量は、分散液全体を基準として、0.1~70質量%であることが好ましく、0.5~30質量%であることがさらに好ましく、5~20質量%であることが特に好ましい。顔料の含有量が0.5質量%未満であると、着色性が不十分になることがある。一方、顔料の含有量が30質量%超であると、顔料分散液の粘度が過度に高くなる場合がある。また、顔料分散液中の高分子分散剤の含有量は、顔料100質量部に対して、5~100質量部であることが好ましく、10~200質量部であることがさらに好ましい。 The pigment dispersion can be prepared, for example, by blending the components described above and dispersing the pigment in an organic solvent using a polymer dispersant. The resin-treated pigment may be prepared by adding a polymer dispersant when converting the raw pigment into a pigment, or adding a polymer dispersant when making the pigment finer (fine particles). . The content of the pigment in the pigment dispersion is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, based on the total dispersion. is particularly preferred. If the pigment content is less than 0.5% by mass, the coloring may be insufficient. On the other hand, if the pigment content exceeds 30% by mass, the viscosity of the pigment dispersion may become excessively high. The content of the polymer dispersant in the pigment dispersion is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 200 parts by mass, based on 100 parts by mass of the pigment.
高分子分散剤、顔料、及び有機溶媒を混合し、必要に応じて各種の添加剤等をさらに混合した後、顔料が所望とする粒子径の微粒子となるまで分散機等を使用して分散処理することで、顔料分散液を得ることができる。また、高分子分散剤、顔料、及び有機溶媒を混合し、必要に応じて予備混合した後、さらに分散機等を使用して分散処理することでも、顔料分散液を得ることができる。分散機としては、従来公知の各種分散機を使用することができる。分散機としては、ニーダー、アトライター、ボールミル、ガラスやジルコン等を使用したサンドミル、横型メディア分散機、コロイドミル等を挙げることができる。得られる顔料分散液の信頼性を高めるために、分散処理後に、遠心分離機、超遠心分離機、又はろ過機を使用してさらに処理して、僅かに存在する粗大粒子を除去することが好ましい。 Polymer dispersant, pigment, and organic solvent are mixed, and if necessary, various additives are further mixed, and then dispersed using a disperser or the like until the pigment becomes fine particles with the desired particle size. By doing so, a pigment dispersion can be obtained. A pigment dispersion can also be obtained by mixing a polymer dispersant, a pigment, and an organic solvent, premixing the mixture if necessary, and then performing a dispersion treatment using a disperser or the like. As the dispersing machine, conventionally known various dispersing machines can be used. Examples of dispersing machines include kneaders, attritors, ball mills, sand mills using glass or zircon, horizontal media dispersing machines, colloid mills, and the like. In order to improve the reliability of the resulting pigment dispersion, it is preferred that after the dispersion treatment, it is further treated using a centrifugal separator, an ultracentrifuge, or a filter to remove coarse particles slightly present. .
本発明の顔料分散液は、有機溶媒中に顔料を分散させた、いわゆる「油性」の分散液であることから、従来のインクや塗料等に配合される着色剤として用いることができる。さらに、油性インクジェットインク用の着色剤、紫外線硬化型インク用の着色剤、紫外線硬化型インクジェットインク用の着色剤、カラーフィルター用ディスプレイ向け部材用の着色剤、懸濁又は乳化重合法トナー用の着色剤等に用いることもできる。また、ナノカーボン物質を顔料として用いた顔料分散液は、例えば、車、楽器、意匠性ディスプレイ等の漆黒性が要求される用途の着色剤として有用である。 Since the pigment dispersion liquid of the present invention is a so-called "oil-based" dispersion liquid in which a pigment is dispersed in an organic solvent, it can be used as a coloring agent blended in conventional inks, paints, and the like. In addition, coloring agents for oil-based inkjet inks, coloring agents for UV-curable inks, coloring agents for UV-curable inkjet inks, coloring agents for display members for color filters, and coloring agents for suspension or emulsion polymerization toners. It can also be used as an agent. Further, a pigment dispersion using a nanocarbon material as a pigment is useful as a coloring agent for applications requiring jet-blackness, such as automobiles, musical instruments, and decorative displays.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited by the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. "Parts" and "%" regarding component amounts are based on mass unless otherwise specified.
<第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(高分子分散剤)の合成>
(合成例1)
撹拌機、逆流コンデンサー、温度計、及び窒素導入管をセパラブルフラスコに取り付けた反応装置を用意した。この反応装置に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)438部、ヨウ素4.1部、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(商品名「V-65」、富士フィルム和光純薬社製)(V-65)11.9部、ジフェニルメタン(DPM)0.7部、メタクリル酸メチル(MMA)80部、メタクリル酸ブチル(BMA)80部、及びメタクリル酸2-エチルへキシル(EHMA)80部を入れ、窒素をバブリングしながら撹拌し、60℃に加温して4.5時間重合し、ポリマー(A鎖)を合成した。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分は36.8%であり、それに基づいて算出した重合率は約100%であった。テトラヒドロフラン(THF)を展開溶媒とするGPCにより測定した、A鎖のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は4,500、分散度(PDI)は1.22であった。Mnは、GPCの示差屈折率検出器により測定した。
<Synthesis of quaternary ammonium base-containing polymer (polymeric dispersant)>
(Synthesis example 1)
A reactor equipped with a stirrer, a backflow condenser, a thermometer, and a nitrogen inlet tube attached to a separable flask was prepared. In this reactor, 438 parts of diethylene glycol monobutyl ether (BDG), 4.1 parts of iodine, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (trade name "V-65", manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) (V-65) 11.9 parts, diphenylmethane (DPM) 0.7 parts, methyl methacrylate (MMA) 80 parts, butyl methacrylate (BMA) 80 parts, and 2-ethylhexyl methacrylate (EHMA) 80 The mixture was stirred while bubbling nitrogen, heated to 60° C., and polymerized for 4.5 hours to synthesize a polymer (A chain). A part of the reaction solution was sampled and measured to have a solid content of 36.8%, and the polymerization rate calculated based thereon was about 100%. The polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of the A chain measured by GPC using tetrahydrofuran (THF) as a developing solvent was 4,500, and the polydispersity (PDI) was 1.22. Mn was measured by a differential refractive index detector of GPC.
次いで、V-65 5.4部、メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル(DMAEMA)180部を添加し、60℃に加温して4時間重合した。これによりポリマー(B鎖)を形成し、ブロックコポリマーであるポリマーBP-1を含有するポリマー溶液を得た。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分は49.9%であり、それに基づいて算出した重合率は約100%であった。ポリマーBP-1のMnは7,700、PDIは1.26、アミン価(実測)は153.2mgKOH/gであった。ポリマーのアミン価(実測)は、試料をトルエン及び2-プロパノールで希釈した後、0.1mol/L 塩酸2-プロパノール溶液を滴定溶液とし、電位差自動滴定装置を使用して測定した。 Then, 5.4 parts of V-65 and 180 parts of 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA) were added, heated to 60° C. and polymerized for 4 hours. As a result, a polymer (B chain) was formed to obtain a polymer solution containing a block copolymer, polymer BP-1. A part of the reaction solution was sampled and measured to have a solid content of 49.9%, and the polymerization rate calculated based thereon was about 100%. Polymer BP-1 had an Mn of 7,700, a PDI of 1.26, and an amine value (measured) of 153.2 mgKOH/g. The amine value (actual measurement) of the polymer was measured by diluting the sample with toluene and 2-propanol, using a 0.1 mol/L hydrochloric acid 2-propanol solution as a titration solution, and using an automatic potentiometric titrator.
ポリマーBP-1を室温まで冷却した後、塩化ベンジル(BzCl)144.9部及びBDG144.9部の混合溶液を30分間かけて滴下した。80℃に昇温して5時間反応させ、DMAEMAに由来するアミノ基を第4級アンモニウム塩化して、固形分49.8%であるポリマーPP-1(プレポリマー)の溶液を得た。ポリマーPP-1のアミン価(実測)は約0mgKOH/gであり、ポリマーBP-1中のすべてのアミノ基が第4級アンモニウム塩基となったことを確認した。ポリマーPP-1中の第4級アンモニウムカチオンの対アニオンは、塩化物イオン(Cl-)である。 After cooling the polymer BP-1 to room temperature, a mixed solution of 144.9 parts of benzyl chloride (BzCl) and 144.9 parts of BDG was added dropwise over 30 minutes. The temperature was raised to 80° C. and the mixture was reacted for 5 hours to quaternary ammonium salt the amino group derived from DMAEMA to obtain a solution of polymer PP-1 (prepolymer) having a solid content of 49.8%. The amine value (actually measured) of polymer PP-1 was about 0 mgKOH/g, confirming that all amino groups in polymer BP-1 became quaternary ammonium bases. The counter anion for the quaternary ammonium cation in polymer PP-1 is the chloride ion (Cl − ).
撹拌機を取り付けたバットにポリマーPP-1 276.4部及び水2487.6部を入れて撹拌し、透明な溶液を得た。ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(TFSILi)82.2部及び水739.8部の混合液を滴下したところ、系が白濁して析出物が生成した。塩交換によって生じた、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン(TFSI)を対イオンとする第4級アンモニウム塩の疎水性が高いため、析出物が生成したと推測される。析出物を吸引ろ過した後、水で洗浄及び乾燥して、白色固体である第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーSIB-1)を得た。ポリマーSIB-1のアミン価は0mgKOH/gであるので、B鎖のアミン価も0mgKOH/gである。 276.4 parts of polymer PP-1 and 2487.6 parts of water were placed in a vat fitted with a stirrer and stirred to give a clear solution. When a mixture of 82.2 parts of bis(trifluoromethanesulfonyl)imide lithium (TFSILi) and 739.8 parts of water was added dropwise, the system became cloudy and a precipitate was formed. It is presumed that the precipitate was formed due to the high hydrophobicity of the quaternary ammonium salt with bis(trifluoromethanesulfonyl)imide anion (TFSI) as a counterion generated by the salt exchange. After the precipitate was filtered by suction, it was washed with water and dried to obtain a quaternary ammonium base-containing polymer (polymer SIB-1) as a white solid. Since the amine value of polymer SIB-1 is 0 mgKOH/g, the amine value of the B chain is also 0 mgKOH/g.
(合成例2及び3)
表1に示す種類及び量(単位:部)のモノマー等の原料を用いたこと以外は、前述の合成例1と同様にして、第4級アンモニウム塩基含有ポリマーであるポリマーSIB-2及びSIB-3を得た。表1中の略号の意味は以下に示す通りである。
・BzMA:ベンジルメタクリレート
・PME200:ポリ(n≒4)エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート
・DMQ:DMAEMAにBzClを反応させて生成した第4級アンモニウム塩
・DMTFSI:DMQの塩化物イオンがTFSIに交換された第4級アンモニウム塩
(Synthesis Examples 2 and 3)
Polymers SIB-2 and SIB-, which are quaternary ammonium base-containing polymers, were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 described above, except that raw materials such as monomers of the types and amounts (unit: parts) shown in Table 1 were used. got 3. Abbreviations in Table 1 have the following meanings.
・BzMA: benzyl methacrylate ・PME200: poly(n≈4) ethylene glycol monomethyl ether methacrylate ・DMQ: quaternary ammonium salt produced by reacting BzCl with DMAEMA ・DMTFSI: the chloride ion of DMQ was exchanged with TFSI quaternary ammonium salt
合成例3で得たポリマーSIB-3のB鎖のアミン価(計算)は、DMAEMAの分子量を157.1、KOHの分子量を56.1とし、以下の要領で算出した。すなわち、B鎖はDMAEMA及びDMTFSIで構成されるため、B鎖のDMAEMA含有量は「23.9/(23.9+40.1)×100=0.3734」であり、B鎖のアミン価(計算)は、「(0.3734/157.1)×56.1=133.3mgKOH/g」となる。 The amine value (calculation) of the B chain of the polymer SIB-3 obtained in Synthesis Example 3 was calculated as follows, with the molecular weight of DMAEMA set to 157.1 and the molecular weight of KOH set to 56.1. That is, since the B chain is composed of DMAEMA and DMTFSI, the DMAEMA content of the B chain is "23.9 / (23.9 + 40.1) × 100 = 0.3734", and the amine value of the B chain (calculated ) becomes “(0.3734/157.1)×56.1=133.3 mgKOH/g”.
(合成例4)
撹拌機を取り付けたバットにポリマーPP-3 225部及び水2137.5部を入れて撹拌し、透明な溶液(樹脂:約5%)を得た。ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドリチウム(NFSILi)74.7部及び水672.3部の混合液を滴下したところ、系が白濁して析出物が生成した。塩交換によって生じた、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドアニオン(NFSI)を対イオンとする第4級アンモニウム塩の疎水性が高いため、析出物が生成したと推測される。析出物を吸引ろ過した後、水で洗浄及び乾燥して、白色固体である第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーSIB-4)を得た。
(Synthesis Example 4)
225 parts of polymer PP-3 and 2137.5 parts of water were placed in a vat equipped with a stirrer and stirred to obtain a clear solution (resin: about 5%). When a mixture of 74.7 parts of bis(nonafluorobutanesulfonyl)imide lithium (NFSILi) and 672.3 parts of water was added dropwise, the system became cloudy and a precipitate was formed. It is presumed that the precipitate was formed due to the high hydrophobicity of the quaternary ammonium salt with bis(nonafluorobutanesulfonyl)imide anion (NFSI) as a counterion, which was produced by the salt exchange. After the precipitate was filtered by suction, it was washed with water and dried to obtain a white solid quaternary ammonium base-containing polymer (polymer SIB-4).
(合成例5)
表2に示す種類及び量(単位:部)の原料等を用いたこと以外は、前述の合成例4と同様にして、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン(FSI)を対イオンとする第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーSIB-5)を得た。表2中の略号の意味は以下に示す通りである。
・FSILi:ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウム
・DMNFSI:DMQの塩化物イオンがNFSIに交換された第4級アンモニウム塩
・DMFSI:DMQの塩化物イオンがFSIに交換された第4級アンモニウム塩
(Synthesis Example 5)
A quaternary compound with bis(fluorosulfonyl)imide anion (FSI) as a counterion in the same manner as in Synthesis Example 4 described above, except that the raw materials of the types and amounts (unit: parts) shown in Table 2 were used. An ammonium base-containing polymer (polymer SIB-5) was obtained. Abbreviations in Table 2 have the following meanings.
- FSILi: bis(fluorosulfonyl)imide lithium - DMNFSI: quaternary ammonium salt in which the chloride ion of DMQ has been exchanged for NFSI - DMFSI: quaternary ammonium salt in which the chloride ion of DMQ has been exchanged for FSI
(比較合成例1及び2)
表3に示す種類及び量(単位:部)の原料等を用いたこと以外は、前述の合成例4と同様にして、テトラフルオロホウ酸アニオン(BF4
-)及びヘキサフルオロリン酸アニオン(PF6
-)をそれぞれ対イオンとする第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーHB-1及びHB-2)を得た。表3中の略号の意味は以下に示す通りである。
・NaBF4:テトラフルオロホウ酸ナトリウム
・NaPF6:ヘキサフルオロリン酸ナトリウム
・DMBF4:DMQの塩化物イオンがテトラフルオロホウ酸に交換された第4級アンモニウム塩
・DMPF6:DMQの塩化物イオンがヘキサフルオロリン酸に交換された第4級アンモニウム塩
(Comparative Synthesis Examples 1 and 2)
Tetrafluoroborate anion (BF 4 − ) and hexafluorophosphate anion (PF 6 − ) were obtained as quaternary ammonium base-containing polymers (polymers HB-1 and HB-2), respectively. Abbreviations in Table 3 have the following meanings.
NaBF 4 : Sodium tetrafluoroborate NaPF 6 : Sodium hexafluorophosphate DMBF 4 : Quaternary ammonium salt in which chloride ions of DMQ are exchanged with tetrafluoroboric acid DMPF 6 : Chloride ions of DMQ quaternary ammonium salt exchanged for hexafluorophosphate
合成例1~5、比較合成例1及び2で得た第4級アンモニウム塩基含有ポリマーの物性及び各種溶剤・アクリルモノマーに対する溶解性を表4に示す。表4中の略号の意味は以下に示す通りである。
・MEK:メチルエチルケトン
・THF:テトラヒドロフラン
・PGMAc:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・PEA:フェニルエチルアクリレート
・BzA:ベンジルアクリレート
Table 4 shows the physical properties of the quaternary ammonium group-containing polymers obtained in Synthesis Examples 1 to 5 and Comparative Synthesis Examples 1 and 2, and the solubility in various solvents and acrylic monomers. Abbreviations in Table 4 have the following meanings.
・MEK: methyl ethyl ketone ・THF: tetrahydrofuran ・PGMAc: propylene glycol monomethyl ether acetate ・PEA: phenylethyl acrylate ・BzA: benzyl acrylate
また、表4中の「溶解性」の評価基準は以下に示す通りである。
○:可溶(透明溶液)
△:半透明溶液
×:不溶(沈殿)
In addition, evaluation criteria for "solubility" in Table 4 are as shown below.
○: Soluble (transparent solution)
△: Translucent solution ×: Insoluble (precipitate)
表4に示すように、第4級アンモニウムカチオンの対アニオンがBF4 -やPF6 -であるポリマーHB-1及びHB-2は、各種の有機溶媒等に溶解しにくい。このため、ポリマーHB-1及びHB-2を用いても、これらの有機溶媒中で顔料やナノカーボン類を分散させるのは実質的に不可能であることが分かる。 As shown in Table 4, polymers HB-1 and HB-2 in which the counter anion of the quaternary ammonium cation is BF 4 - or PF 6 - are difficult to dissolve in various organic solvents. Therefore, even if polymers HB-1 and HB-2 are used, it is practically impossible to disperse pigments and nanocarbons in these organic solvents.
<顔料分散液の調製(1)>
(実施例1~3)
(a)顔料の微細化処理
カラーフィルター用の顔料として、PR254、PG58、及びPB15-6を用意した。加圧蓋を装着したニーダー(モリヤマ社製加圧ニーダー)に、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部を入れた。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した後、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して摩砕物を得た。得られた摩砕物を2%硫酸3,000部に投入し、1時間撹拌した。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、次いで、乾燥及び粉砕して各顔料粉末を得た。透過型電子顕微鏡(TEM)で観察して測定及び算出した顔料粉末の数平均粒子径は、いずれも約30nmであった。
<Preparation of pigment dispersion (1)>
(Examples 1-3)
(a) Refinement Treatment of Pigments PR254, PG58, and PB15-6 were prepared as pigments for color filters. 100 parts of a pigment, 400 parts of sodium chloride, and 130 parts of diethylene glycol were placed in a kneader equipped with a pressurized lid (pressurized kneader manufactured by Moriyama Co., Ltd.). After pre-mixing in the kneader until a uniformly moist mass was formed, the pressurized lid was closed, and the contents were kneaded and ground for 7 hours while pressing the contents at a pressure of 6 kg/cm 2 to obtain a ground product. The resulting ground product was added to 3,000 parts of 2% sulfuric acid and stirred for 1 hour. After removing sodium chloride and diethylene glycol by filtration, the product was thoroughly washed with water, dried and pulverized to obtain each pigment powder. The number average particle diameter of the pigment powder measured and calculated by observation with a transmission electron microscope (TEM) was all about 30 nm.
(b)高分子分散剤溶液の調製
ポリマーSIB-1~3をそれぞれ50部及びPGMAc116.7部をビーカーに入れた。さらに撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを使用してポリマーが完全に溶解するまで撹拌して、高分子分散剤溶液SIB-1S、SIB-2S、及びSIB-3Sを得た。得られた高分子分散剤溶液の固形分は、それぞれ、30.0%(SIB-1S)、29.9%(SIB-2S)、及び29.9%(SIB-3S)であった。
(b) Preparation of polymer dispersant solution 50 parts each of polymers SIB-1 to 3 and 116.7 parts of PGMAc were placed in a beaker. A stirrer was added and a magnetic stirrer was used to stir until the polymer was completely dissolved to obtain polymeric dispersant solutions SIB-1S, SIB-2S and SIB-3S. The solids content of the resulting polymeric dispersant solutions was 30.0% (SIB-1S), 29.9% (SIB-2S), and 29.9% (SIB-3S), respectively.
(c)顔料分散液の調製
表5の上段に示す種類及び量(単位:部)の各成分を混合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。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て分散処理し、顔料分散液を調製した。表5中、「シナジスト1」は下記式(I)で表される化合物(色素誘導体)であり、「シナジスト2」は下記式(II)で表される化合物であり、「シナジスト3」は下記式(III)で表される化合物である。表5中の「アクリル樹脂」としては、モノマー組成がBzMA/MAA=80/20(質量比)、Mn5,500、PDI2.02のポリマーを用いた。なお、ポリマーのMnは、固形分30%のPGMAc溶液を用いて測定した。
(c) Preparation of Pigment Dispersion The components shown in the upper part of Table 5 in kind and amount (unit: part) were mixed and stirred for 2 hours using a dissolver. After confirming that there were no lumps of the pigment, a dispersion treatment was performed using a horizontal media dispersing machine to prepare a pigment dispersion. In Table 5, "Synergist 1" is a compound (dye derivative) represented by the following formula (I), "Synergist 2" is a compound represented by the following formula (II), and "Synergist 3" is the following It is a compound represented by formula (III). As the "acrylic resin" in Table 5, a polymer having a monomer composition of BzMA/MAA = 80/20 (mass ratio), Mn 5,500, and PDI 2.02 was used. The Mn of the polymer was measured using a PGMAc solution with a solid content of 30%.
(d)顔料分散液の評価
顔料分散液中の顔料の数平均粒子径(nm)、顔料分散液の初期の粘度(mPa・s)、及び45℃で3日間保存した後の顔料分散液の粘度(保存後の粘度;mPa・s)の測定結果を表5の下段に示す。顔料の数平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径分布測定装置を使用して測定した。顔料分散液の粘度は、E型粘度計を使用し、60rpm、25℃の条件で測定した。
(d) Evaluation of pigment dispersion The number average particle diameter (nm) of the pigment in the pigment dispersion, the initial viscosity (mPa s) of the pigment dispersion, and the pigment dispersion after storage at 45 ° C. for 3 days The measurement results of viscosity (viscosity after storage; mPa·s) are shown in the lower part of Table 5. The number average particle size of the pigment was measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer. The viscosity of the pigment dispersion was measured using an E-type viscometer under the conditions of 60 rpm and 25°C.
<カラーフィルター用レジストへの応用>
(応用例1~3)
(a)カラーフィルター用レジストインクの調製
表6に示す種類及び量(単位:部)の各成分を配合し、混合機を使用して十分に混合して、各色のカラーフィルター用レジストインクを得た。表6中の「感光性アクリル樹脂ワニス」は、BzMA/MAA共重合物にメタクリル酸グリシジルを反応させて得られたアクリル樹脂(Mn6,100、PT14,400、PDI2.39、酸価111mgKOH/g)を含有するワニスである。表6中の略号の意味は以下に示す通りである。
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート
・HEMPA:2-ヒドロキシエチル2-メチルプロピオン酸
・DEAP:2,2-ジエトキシアセトフェノン
<Application to color filter resist>
(Application examples 1 to 3)
(a) Preparation of color filter resist inks The types and amounts (units: parts) of each component shown in Table 6 were blended and thoroughly mixed using a mixer to obtain color filter resist inks of each color. rice field. "Photosensitive acrylic resin varnish" in Table 6 is an acrylic resin obtained by reacting a BzMA/MAA copolymer with glycidyl methacrylate (Mn 6,100, PT 14,400, PDI 2.39, acid value 111 mgKOH/g ) is a varnish containing Abbreviations in Table 6 have the following meanings.
・TMPTA: trimethylolpropane triacrylate ・HEMPA: 2-hydroxyethyl 2-methylpropionic acid ・DEAP: 2,2-diethoxyacetophenone
(b)カラーフィルター用レジストインクの評価
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。各色のレジストインクを300rpm、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分間プリベークした後、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、各色のガラス基板(赤色ガラス基板-1、緑色ガラス基板-1、及び青色ガラス基板-1)を製造した。
(b) Evaluation of Color Filter Resist Ink A glass substrate treated with a silane coupling agent was set on a spin coater. Each color resist ink was spin-coated on the glass substrate at 300 rpm for 5 seconds. After pre-baking at 80° C. for 10 minutes, the glass substrates of each color (red glass substrate-1, green glass substrate-1, and blue glass substrate-1) were exposed with a light amount of 100 mJ/cm 2 using an ultra-high pressure mercury lamp. manufactured.
得られた各色のガラス基板は、いずれも優れた分光カーブ特性を有するとともに、耐光性や耐熱性等の堅牢性に優れていた。また、いずれのガラス基板も、光透過性やコントラスト比等の光学特性に優れていた。 Each of the obtained glass substrates of each color had excellent spectral curve characteristics and excellent fastness such as light resistance and heat resistance. Moreover, all glass substrates were excellent in optical properties such as light transmittance and contrast ratio.
<顔料分散液の調製(2)>
(実施例4~8)
(a)高分子分散剤溶液の調製
ポリマーSIB-4及びSIB-5をそれぞれ50部、並びにPEA116.7部をビーカーに入れた。さらに撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを使用してポリマーが完全に溶解するまで撹拌して、高分子分散剤溶液SIB-4S及びSIB-5Sを得た。得られた高分子分散剤溶液の固形分は、それぞれ、29.9%(SIB-4S)及び30.0%(SIB-5S)であった。
<Preparation of pigment dispersion (2)>
(Examples 4-8)
(a) Preparation of Polymeric Dispersant Solution 50 parts each of polymers SIB-4 and SIB-5 and 116.7 parts PEA were placed in a beaker. A stirrer was added and a magnetic stirrer was used to stir until the polymer was completely dissolved to obtain polymeric dispersant solutions SIB-4S and SIB-5S. The solids content of the resulting polymeric dispersant solutions was 29.9% (SIB-4S) and 30.0% (SIB-5S), respectively.
(b)顔料分散液の調製
表7の上段に示す種類及び量(単位:部)の各成分を混合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。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て分散処理し、顔料分散液を調製した。表7中、「シナジスト4」は下記式(IV)で表される化合物(色素誘導体)である。表7中、「PY-150」としては、商品名「レバスクリンエロー」(ランクセス社製)を用いた。また、「PR-122」及び「PB-15:4」としては、大日精化工業社製の顔料を用いた。さらに、「カーボンブラック」としては、商品名「MB-1000」(三菱化学社製)を用い、「酸化チタン」としては、商品名「JR-405」(テイカ社製)を用いた。
(b) Preparation of Pigment Dispersion The types and amounts (unit: part) of each component shown in the upper part of Table 7 were mixed and stirred for 2 hours using a dissolver. After confirming that there were no lumps of the pigment, a dispersion treatment was performed using a horizontal media dispersing machine to prepare a pigment dispersion. In Table 7, "Synergist 4" is a compound (dye derivative) represented by the following formula (IV). In Table 7, as "PY-150", the trade name "Revasclin Yellow" (manufactured by LANXESS) was used. Also, as “PR-122” and “PB-15:4”, pigments manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. were used. Further, as the “carbon black”, the trade name “MB-1000” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used, and as the “titanium oxide”, the trade name “JR-405” (manufactured by Tayca Corporation) was used.
(c)顔料分散液の評価
初期の顔料分散液中の顔料の数平均粒子径(nm)、70℃で1週間保存した後の顔料分散液中の顔料の数平均粒子径(nm)、顔料分散液の初期の粘度(mPa・s)、及び70℃で1週間保存した後の顔料分散液の粘度(mPa・s)の測定結果を表7の下段に示す。
(c) Evaluation of pigment dispersion liquid Number average particle diameter (nm) of pigment in initial pigment dispersion liquid, number average particle diameter (nm) of pigment in pigment dispersion after storage at 70 ° C. for 1 week, pigment The measurement results of the initial viscosity (mPa·s) of the dispersion and the viscosity (mPa·s) of the pigment dispersion after storage at 70° C. for 1 week are shown in the lower part of Table 7.
表7に示すように、実施例4~8の各色の顔料分散液は、顔料が高度に分散されているとともに、保存安定性も高いことから、紫外線硬化型インク用の着色剤として好適である。なかでも、顔料がほとんど凝集せずに微粒子の状態で安定して長期間分散していることから、吐出安定性や高速印字性が要求される紫外線硬化型インクジェットインク用の着色剤として特に好適である。 As shown in Table 7, the pigment dispersions of each color of Examples 4 to 8 are suitable as colorants for UV curable inks because the pigments are highly dispersed and have high storage stability. . In particular, since the pigment hardly agglomerates and is stably dispersed in the form of fine particles for a long period of time, it is particularly suitable as a colorant for UV-curable inkjet inks that require ejection stability and high-speed printability. be.
<顔料分散液の調製(3)>
(実施例9~11)
(a)高分子分散剤溶液の調製
ポリマーSIB-2~4をそれぞれ50部及び3-メトキシ-3-メチル-1-ブチルアセテート(商品名「ソルフィットAC」、クラレ社製)116.7部をビーカーに入れた。さらに撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを使用してポリマーが完全に溶解するまで撹拌して、高分子分散剤溶液SIB-2A、SIB-3A、及びSIB-4Aを得た。得られた高分子分散剤溶液の固形分は、それぞれ、29.8%(SIB-2A)、29.8%(SIB-3A)、及び30.1%(SIB-4A)であった。
<Preparation of pigment dispersion (3)>
(Examples 9-11)
(a) Preparation of polymer dispersant solution Polymers SIB-2 to 50 parts each and 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate (trade name “Solfit AC”, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 116.7 parts was placed in a beaker. A stirrer was added and a magnetic stirrer was used to stir until the polymer was completely dissolved to obtain polymeric dispersant solutions SIB-2A, SIB-3A and SIB-4A. The solids content of the resulting polymeric dispersant solutions was 29.8% (SIB-2A), 29.8% (SIB-3A), and 30.1% (SIB-4A), respectively.
(b)顔料分散液(ナノカーボン分散液)の調製
表8の上段に示す種類及び量(単位:部)の各成分を混合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。ナノカーボン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て分散処理し、ナノカーボン分散液を調製した。表8中、「グラフェン」としては、商品名「N006-P」(石原ケミカル社製)を用いた。また、「グラファイト」としては、商品名「xGnP-M-5」(XGサイエンス社製)を用いた。さらに、「CNT」としては、商品名「AMC」(宇部興産社製)を用いた。
(b) Preparation of Pigment Dispersion (Nanocarbon Dispersion) The types and amounts (unit: part) of each component shown in the upper part of Table 8 were mixed and stirred for 2 hours using a dissolver. After confirming that the lumps of nanocarbon disappeared, a dispersion treatment was performed using a horizontal media dispersing machine to prepare a nanocarbon dispersion. In Table 8, as "graphene", the product name "N006-P" (manufactured by Ishihara Chemical Co., Ltd.) was used. Also, as the “graphite”, the trade name “xGnP-M-5” (manufactured by XG Science) was used. Furthermore, as "CNT", the product name "AMC" (manufactured by Ube Industries, Ltd.) was used.
(c)顔料分散液(ナノカーボン分散液)の評価
顔料分散液の初期の粘度(mPa・s)、及び70℃で1週間保存した後の顔料分散液の粘度(mPa・s)の測定結果を表8の下段に示す。
(c) Evaluation of pigment dispersion (nanocarbon dispersion) Measurement results of initial viscosity (mPa s) of pigment dispersion and viscosity (mPa s) of pigment dispersion after storage at 70 ° C. for 1 week is shown in the lower part of Table 8.
本発明の顔料分散液は、カラーフィルターなどの画像表示材料用の着色剤や、インクジェットインク等の画像記録材料用の着色剤として好適である。 The pigment dispersion of the present invention is suitable as a colorant for image display materials such as color filters and a colorant for image recording materials such as inkjet inks.
Claims (6)
前記高分子分散剤が、下記(1)~(4)の要件を満たすポリマーである顔料分散液。
(1)メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA-Bブロックコポリマーである。
(2)前記ポリマー鎖Aが、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000~15,000のポリマーブロックである。
(3)前記ポリマー鎖Bが、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0~150mgKOH/gのポリマーブロックである。
(4)前記メタクリレート系モノマー単位(b)の含有量が、ポリマー全体を基準として、30~80質量%である。
(前記一般式(1)中、R1、R2、及びR3は、相互に独立に、炭素数1~18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X1及びX2は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1~8のフッ化アルキル基を示す) containing a pigment, an organic solvent, and a polymeric dispersant,
A pigment dispersion in which the polymeric dispersant is a polymer satisfying the following requirements (1) to (4).
(1) AB block copolymer having polymer chain A and polymer chain B containing 90% by mass or more of methacrylate monomer units.
(2) The polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mgKOH/g or less and a polystyrene equivalent number average molecular weight measured by gel permeation chromatography of 3,000 to 15,000.
(3) The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH/g and containing a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1).
(4) The content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer.
(In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group, alkenyl group or allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 are each independently represents a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms)
前記顔料の含有量が、分散液全体を基準として、0.5~30質量%である請求項1~5のいずれか一項に記載の顔料分散液。 The content of the polymer dispersant is 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment,
The pigment dispersion according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the pigment is 0.5 to 30% by mass based on the total dispersion.
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