WO2003076527A1 - Pigment traite, utilisation associee et compose de traitement de pigments - Google Patents

Pigment traite, utilisation associee et compose de traitement de pigments Download PDF

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Masanori Kano
Kazunori Itoh
Naoyuki Kitaoka
Takaaki Yodo
Hideo Shibata
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Definitions

  • the applicant of the present application firstly disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-210381 a technique for improving dispersibility by grafting carbon black, particularly a carposimid having high reactivity with a carboxy group.
  • a treated carbon black that can maintain a finely dispersed state extremely stably by grafting a dispersant having the group in the molecule to the surface of the carbon black.
  • the present invention also relates to (8) a pigment dispersion resist composition containing the treated pigment according to any one of the above (1) to (6).
  • a sulfur dioxide gas adduct of a ring-opening polymer of a cyclic ester compound using a monoalcohol as an initiator for example, a sulfonic acid-containing polyester diol obtained by adding a sulfur dioxide gas to the above polyester monol compound
  • a monoalcohol for example, a sulfonic acid-containing polyester diol obtained by adding a sulfur dioxide gas to the above polyester monol compound
  • a phosphoric ester compound of a ring-opening polymer of a cyclic ether compound in which a monoalcohol is used as an initiator for example, a phosphoric acid group containing a phosphoric acid group obtained by subjecting the above polyether monool compound to an esterification reaction with phosphoric acid; Polyether compounds) I can do it.
  • oxycarboxylic acid is first reacted with a carpoimide group, and a hydroxyl group is introduced into the molecule of the carpoimide compound.
  • a method of graft-linking a polyester chain or a polyether chain by ring-opening polymerization of a cyclic polyester compound or a cyclic polyether compound may be used.
  • a diol compound is reacted with the isocyanate groups at both ends, and To obtain a compound having a hydroxyl group.
  • a compound obtained by reacting 1 mol of the compound represented by the general formula (1) with 2 mol of the diol compound is represented by the following general formula (13).
  • the compound obtained by reacting 1 mol of the compound represented by 2 mol of the diol compound is represented by the following general formula (14).
  • a chain extender a compound obtained by subjecting a cyclic polyester compound to ring-opening polymerization with a polyol compound having three or more hydroxyl groups such as trimethylolpropane or pentaerythritol as a compound having a polyester chain, Reaction of an epoxy compound having a polyester chain in the molecule with a compound obtained by polycondensation with the above-mentioned low molecular weight dicarbonic acid and a diol monocarboxylic acid such as dimethylolpropionic acid by partially using a triol compound in combination with a molecular diol compound And the like.
  • Monomers having one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule include methyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylenoxyhexynolemethacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and the like.
  • organic solvents include ethylene dalicol monomethyl ether, ethylene glycol monoethylene ether, ethylene glycolone monoisopropyl ether, ethylene glycol / lemonobutynoleatenole, diethylene glycolone methyl ether, Diethylene glycolone monoethynoleate, propylene glycol monoethylene monomethineoleate, propylene glycolone monoethineoleatene, propylene glycolonele monobutynoateate, diethylene glycoloneleetinolate, diethylene Ether organic solvents such as glycolone resin methylene ether and methylene glycol methylinoether ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate; ethylene glycolone ether Ethenoreester organics such as etinoleate enolacetate, ethylene glycolone renobutinoleate teracetate, propylene daricole monomethinoleate teracetate, propylene daricole mono
  • Example Preparation Example (a-1) Except that the poly (3-methylpentylradiato) diol having a molecular weight of 1000 in (a-1) was changed to polypropylene glycol having a molecular weight of 100. In the same manner as in the above, a carbodiimide compound (a-2) having a number average molecular weight of about 420 and a carbodimid equivalent of 2053 was obtained.
  • Example Preparation Example (b-1) was prepared in the same manner as in Example (b-1) except that the poly (3-methylpentyl adipate) diol having a molecular weight of 1000 was changed to a polybutyl methacrylate diol having a molecular weight of 1000.
  • a carpoimide compound (b-3) having a number average molecular weight of about 420 and a carbodiimide equivalent of 2053 was obtained.
  • Example Preparation Example (b-1) The amount of the ring-opening polymer of propylene oxide having a carboxyl group at the terminal of 2,000 and having a molecular weight of 2,000 was set to 33.8.6 parts, and the amount of propylene glycol monomethyl ether acetate was set to 75 6. In 5 parts, a carbodiimide group-free compound (b-9) having a number average molecular weight of about 850 was obtained in the same manner as in Example Preparation Example (b_1), except that each was changed.
  • Example Preparation Example (c-11) Except that the poly (3-methylpentyldiate) diol having a molecular weight of 1000 in (c-11) was changed to a polybutyl methacrylate diol having a molecular weight of 1,000. In the same manner as in), a carbodiimide compound (c-13) having a number average molecular weight of about 4200 and a carbodimid equivalent of 2053 was obtained.

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Description

処理顔料、 その用途及び顔料処理用化合物 技術分野
本発明は、 処理顔料及びその用途に関し、 より詳しくは、 通常の印刷インキや 塗料はもとより、 さらに高濃度かつ微細に分散した状態で、 良好な流動性と分散 安定性とが求められる着色剤組成物での利用を目的とした処理顔料、 及び、 その 用途として、 良好なコントラストと高い透過率とを有するカラーフィルター、 優 れた遮蔽性と高い絶縁性とを有するブラックマトリッタスの製造を可能にする顔 料分散レジスト組成物に関する。 また、 本発明は、 カルポジイミド基と反応する 官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの処理に適した顔料処理用化合物 に関する。 冃 .
各種印刷インキや塗料はもとより、 最近ではカラーフィルターやインクジエツ ト用インクといったより鮮明な色相が求められる分野においても、 着色剤として 顔料が利用されはじめている。
これら顔料の分散技術は、 近年著しい進歩を遂げており、 さらに製造の合理化 の為に顔料濃度を出来るだけ高くして分散する方法が行われているが、 顔料の濃 度を高くすると、 流動性、 分散安定性が低下するという基本的な問題を有してい る。
加えて、 カラーフィルターやインクジェット記録の分野では、 高堅牢度が要求さ れるために高級顔料を使用し、 鮮明な色相を得る為に粒子径をより微細化するこ とが必要となる。 しかしながら、 もともと高級顔料は他の顔料と比較して分散安 定性が乏しい上に、 微細化すればするほど、 凝集を起こし易くなり、 安定な分散 体を得ることが困難となる。
他方、 カーボンブラックは、 黒色度の高い顔料として広く利用されているが、 一次粒子径が微細な上に多孔質で比表面積が大きいという性状のために、 やはり 高濃度化が困難で分散安定性に欠けるという問題がある。 また、 最近では、 カー ボンブラックをブラックマトリックスの遮光材料として利用する試みも行われて おり、 導電性の高いカーボンブラックから、 高絶縁性のブラックマトリックスを 得る事は困難であるという問題がある。
そこで、 この様な問題を解決するために、 従来より顔料自体の処理 (表面処理 ·改質) や、 顔料に良好な濡れ性 (吸着性) を有する顔料分散剤、 顔料誘導体、 界面活性剤の開発等により、 顔料の分散安定性や高濃度化の方法が検討され、 現 在でも多くの研究が行われている。
例えば、 特開昭 5 4 - 0 3 7 0 8 2号公報では、 酸性顔料の分散に塩基性基を 有する顔料分散剤を利用して、 酸一塩基の親和力によって顔料表面に顔料分散剤 を吸着させ、 良好な分散安定性を得る方法が開示されている。 しかしながら、 こ のような酸一塩基の親和力程度では、 顔料表面に顔料分散剤を吸着させる効果が 充分とはいえず、 前記のカラーフィルターやインクジエツト用ィンクの材料とし て、 到底、 適用できるものではない。
また、 微細な顔料粒子を安定に分散させるために、 より多量の顔料分散剤を使 用する方法もあるが、 この方法を用いて得られる顔料分散体を、 カラーフィルタ 一用やブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物に使用した場合には、 現像性が悪化するという問題がある。
更に、 カルボキシル基等の官能基を有するカーボンブラックでは、 アジリジン 基、 イソシァネート基、 エポキシ基等の官能基を有する分散剤を、 カルボキシル 基と反応させてグラフト化する方法が特開平 0 9— 1 6 6 8 6 9号公報で開示さ れているが、 この方法でも高濃度時の流動性や分散安定性を改善するまでには至 つていない。
そこで、 本願出願人は、 まず、 特開 2 0 0 2— 2 0 1 3 8 1号公報において、 カーボンブラックのグラフト化による分散性向上の技術として、 特にカルボキシ ル基との反応性が高いカルポジイミ ド基に着目し、 分子内にその基を有する分散 剤をカーボンブラックの表面にグラフト化させることにより、 極めて安定的に微 細な分散状態を維持できる処理カーボンブラックを開発し提案している。
本出願人が提案するこのような処理カーボンブラックは、 ィンキゃ塗料等で有 効に利用される他、 形成される皮膜が高い絶縁性と遮光性を有するため、 前記の 高絶縁性ブラックマトリックス用のレジスト組成物にも利用できるものである。 しかしながら、 より高い遮光性と絶縁性の皮膜を形成することを可能とするた めには、 カーポンプラックの高濃度化、 分散安定化の基本性能がより向上される ものとなるように工夫する余地があり、 また、 有機顔料の分散に適用範囲を広げ ようとした場合にも、 限界があった。 発明の要約
本発明が解決しようとする課題は、 カラーフィルターやインクジエツト記録等 といった、 顔料をより微細に分散させる必要のある分野に好適に適用でき、 良好 な分散安定性と流動性とを維持できる処理顔料を提供することである。 また、 高 透過率でコントラスト等に優れたカラーフィルターや高遮光性で高絶縁性のブラ ックマトリックスを得る事ができる顔料分散レジスト組成物を提供することであ る。 また、 カルポジイミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーポンプ ラックの処理に適した顔料処理用化合物を提供することである。
本発明者らは、 上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、 カルポジイミ ド基と反応する官能基を有する顔料を、 ポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及 びポリアタリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有する力 ルポジィミ ド化合物で処理した処理顔料を使用することにより、 上記課題を全て 解決し得ること見出し、 本発明を完成するに到った。
すなわち、 本発明は、 (1 ) カルポジイミ ド基と反応する官能基を有する有機 顔料及び力一ボンブラックからなる群より選択される少なくとも 1種の顔料を、 カルボジイミ ド基を有するカルボジイミド化合物で処理してなる処理顔料であつ て、 該カルポジイミ ド化合物は、 分子内にポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖 及ぴポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有し、 かつカルボジィミ ド当量が 1 0 0〜5 0 0 0 0のものである処理顔料に関する。 また、 本発明は、 (2 ) 上記カルポジイミド化合物は、 カルポジイミ ド基と反 応する官能基を有するポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖から なる群より選択される少なくとも 1種の鎖と、 カルポジイミ ド基との反応により 上記側鎖が分子内に導入されてなるものである上記 (1 ) 記載の処理顔料に関す る。
また、 本発明は、 (3) 上記カルポジイミド化合物は、 カルポジイミド基と反 応ずる官能基を有する化合物とカルポジイミド基とを反応させた後、 ポリエステ ル鎖、 ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも 1種を形成する化合物が分子内に導入されてなるものである上記 (1) 記載の処 理顔料に関する。
また、 本発明は、 (4) 上記カルポジイミ ド化合物は、 上記カルポジイミ ド基 と反応する官能基をカルボキシル基、 スルホン酸基、 燐酸基、 水酸基又はアミノ 基として上記側鎖が分子内に導入されてなるものである上記 (2) 又は (3) 記 载の処理顔料に関する。
また、 本発明は、 (5) 上記側鎖は、 式量 200〜10000の鎖である上記 (1) 〜 (4) のいずれかに記載の処理顔料に関する。
また、 本発明は、 (6) 上記カルポジイミ ド基と反応する官能基を有する有機 顔料及びカーボンブラックは、 カルボキシル基、 スルホン酸基、 水酸基及ぴアミ ノ基からなる群より選択される少なくとも 1種の官能基を有するものである上記 (1) 〜 (5) のいずれかに記載の処理顔料に関する。
また、 本発明は、 (7) 上記 (1) 〜 (6) のいずれかに記載の処理顏科を含 有する顔料分散組成物に関する。
また、 本発明は、 (8) 上記 (1) 〜 (6) のいずれかに記載の処理顔料を含 有する顔料分散レジス ト組成物に関する。
また、 本発明は、 (9) 分子内にポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及びポ リアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有し、 かつ力 ルボジィミ ド当量が 100〜 50000のカルボジィミド化合物である、 カルボ ジィミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの顔料処理 用化合物に関する。 発明の詳細な開示
以下、 本発明の処理顔料、 その用途及び顔料処理用化合物について詳細に説明 する。 本発明の処理顔料は、 カルポジイミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料や力 一ボンブラックを、 ポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及びポリアタリル側鎖 からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有するカルボジィミ ド化合物 で処理してなるものである。 尚、 本発明の処理顔料とは、 分散媒体等を用いて得 られる顔料分散体の形態であってもよく、 分散媒体を用いずに得られる乾燥状態 の形態のものであってもよい。
このような処理顔料では、 カルポジイミ ド化合物の分子内に存在するカルポジ イミ ド基を、 顔料表面に存在するカルボキシル基、 スルホン酸基や水酸基等の力 ルボジイミ ド基と反応する官能基と反応させることにより、 共有結合による強い 吸着力を持たせることができる。 さらにこの処理顔料を分散媒体中に分散したと きに、 カルポジイミ ド化合物が後述するポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及 ぴポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有するも のであると、 該側鎖が、 分散媒体中でドメインを形成して立体障害等の作用をす ることから、 顔料を分散媒体中に安定的に分散させることができるものと考えら れる。
また、 顔料がカーボンブラックの場合では、 上記カルポジイミ ド化合物等の絶 縁性材料でカーボンブラック表面が被覆された状態となり、 このような処理力一 ボンブラックを含有するブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物は、 非常に優れた高絶縁性が得られるものと考えられる。
まず、 本発明で使用するカルポジイミ ド基と反応する官能基を有する顔料につ いて説明する。
本発明で使用する顔料は、 カルポジイミ ド基と反応する官能基を有する有機顔 料及ぴカーボンブラックからなる群より選択されるものである。 このような顔料 は、 1種又は 2種以上を用いることができる。
上記カルボジィミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラッ クとしては、 カルボキシル基、 スルホン酸基、 水酸基及ぴァミノ基からなる群よ り選択される少なくとも 1種の官能基を有するものであることが好ましい。
上記有機顔料としては、 例えば、 染料レーキ顔料、 ァゾ系、 ベンズイミダゾロ ン系、 フタロシアニン系、 キナクリ ドン系、 アントラキノン系、 ジォキサジン系、 インジゴ系、 チォインジコ系、 ペリレン系、 ペリノン系、 ジケトピロ口ピロ一ノレ 系、 イソインドリノン系、 ニトロ系、 ニトロソ系、 アンスラキノン系、 フラバン スロン系、 キノフタロン系、 ピランスロン系、 インダンス口ン系等の有機顔料等 が挙げられる。
また、 有機顔料表面にカルポジイミ ド基と反応する官能基がない場合は、 表面 処理して導入することができ、 例えば、 顔料分散安定化と表面処理技術 ·評価 ( 2001年 1 2月 25日第 1刷発行) 頁 76〜頁 85記載のプラズマ処理、 酸素 /紫外線処理、 特開昭 58- 21 7559号公報の低温プラズマ法によって導入 できる。
上記カーボンブラックとしては、 通常の印刷インキやブラックマトリックス用 レジスト組成物等に一般的に用いられ、 好ましくは pH7. 0以下でカルポキシ ル基を有するカーボンブラックが使用できる。 具体的には、 以下に例示するよう なカーボンブラックの 1種又は 2種以上を使用することができる。
まず、 三菱化学社製のカーボンブラックとして、 カーボンブラック # 2700、 #2650、 # 2600、 #2400、 # 2350, #2200、 # 1 000、 # 990、 # 970、 MA 600、 MA 77、 MA 7、 MA 8、 MA 1 1、 MA 100、 MA220等を挙げることができる。
また、 キヤボット社製のカーボンブラックとして、 MONARCH 1400、 MONARCH 1 300、 MONARCH 1 100、 MONARCH 1 000、 MOGUL— L、 REGAL 400 R, R E G A L 350 R等を挙げることがで さる。
また、 デグサ社製のカーボンブラックとして、 C o l o r B l a c k F w 2 00、 C o l o r B l a c k Fw2、 Co l o r B l a c k Fw2V、 C o 1 o r B 1 a c k Fwl、 C o l o r B l a c k Fwl 8, Co l o r B l a c k S 1 70、 Co l o r B l a c k S 160, S p e c i a l B l a c k 6、 S p e c i a l B l a c k 5、 S p e c i a l B l a c k 4、 S p e c i a l B l a c k 4A、 S p e c i a l B l a c k 550、 S p e c i a l B l a c k 350、 S p e c i a l B l a c k 250、 S p e c i a l B l a c k l O 0、 P r i n t e x l 50T、 P r i n t e xU、 P r i n t e xV、 P r i n t e x l 4 0 U、 P r i n t e x l 4 0 V等を挙げることができる。 なお、 これ らはレ、ずれも商品名である。
次に、 本発明でカルポジイミ ド基と反応する官能基を有する顔料を処理するた めに使用する顔料処理用化合物であるカルポジイミ ド基を有するカルポジイミ ド 化合物について説明する。
本発明で使用できるカルボジィミ ド化合物は、 ポリエステル側鎖、 ポリエーテ ル側鎖及びポリアタリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を 有し、 かつカルボジィミ ド当量が 1 0 0〜 5 0 0 0 0のものである。
なお、 本明細書において、 「側鎖」 とは、 カルポジイミ ド化合物を主鎖とした ときに、 主鎖から枝分れの状態にある鎖をいう。 また、 一つの側鎖の中にポリェ ステル鎖とポリエーテル鎖とをそれぞれ 1種以上で組み合わせて形成されるもの は、 「ポリエステル側鎖」 と 「ポリエーテル側鎖」 との両方に属し、 一つの側鎖 の中にポリエステル鎖とポリアタリル鎖とをそれぞれ 1種以上で組み合わせて形 成されるものは、 「ポリエステル側鎖」 と 「ポリアクリル側鎖」 との両方に属し、 一つの側鎖の中にポリエーテル鎖とポリアクリル鎖とをそれぞれ 1種以上で組み 合わせて形成されるものは、 「ポリエーテル側鎖」 と 「ポリアタリル側鎖」 との 両方に属する。 さらに、 一つの側鎖の中にポリエステル鎖、 ポリエーテル側鎖及 ぴポリアクリル鎖をそれぞれ 1種以上で組み合わせて形成されるものは、 「ポリ エステル側鎖」 、 「ポリエーテル側鎖」 、 「ポリアクリル側鎖」 のいずれにも属 する。 そして、 この様に一つの側鎖の中に、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖、 ポリアクリル鎖が混在するものも、 もちろん 「ポリエステル側鎖、 ポリエーテル 側鎖及びポリアタリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖」 の 条件を満足する側鎖である。
上記カルボジィミ ド化合物としては、 特に好ましくは、 カルボジィミ ド基と、 それと反応可能な官能基との反応を利用して、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖 及ぴポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも 1種を分子内に導入し た化合物が利用できる。 なお、 本発明において、 このようなカルポジイミ ド基と 官能基との反応をグラフト化反応と呼ぶことがあり、 その方法で導入された側鎖 をグラフト化側鎖、 導入されたポリエステル側鎖をダラフト化ポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖をグラフト化ポリエーテル側鎖、 ポリアタリル側鎖をグラフト 化ポリアクリノレ側鎖と呼ぶこともある。
また、 本明細書において、 カルポジイミ ド当量とは、 (カルポジイミ ド化合物 の分子量) / (カルポジイミ ド化合物分子中のカルボジイミ ド基の数) で表され る数を意味するものである。
本発明において、 カルポジイミ ド化合物は、 1種又は 2種以上を用いることが できる。
そして、 上記グラフト化側鎖を有するカルポジイミ ド化合物としては、 まず、 分子内にカルポジイミ ド基を 2つ以上有する化合物をもとに、 グラフト化反応に よりポリェステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より 選択される少なくとも 1種の側鎖を 1つ以上付加する (残余のカルボジィミ ド基 も 1つ以上とする) 方法で得られる化合物を挙げることできる。
ここで、 上記分子内にカルポジイミ ド基を 2つ以上有する化合物としては、 例 えば、 有機溶媒中で、 カルポジイミ ド化触媒の存在下、 ジイソシァネート化合物 を脱炭酸反応によりカルボジィミ ド化して得られる化合物が利用でき、 具体的に 脱炭酸反応させるジイソシァネート化合物としては、 へキサメチレンジイソシァ ネート、 イソホロンジイソシァネート、 トリレンジイソシァネート、 ジフエニル メタンジイソシァネート、 シク口へキサンジィソシァネート、 ジシクロへキシノレ メタンジイソシァネート、 キシリレンジイソシァネート、 テトラメチレンジィソ シァネート、 テトラメチルキシリレンジイソシァネート等、 脂肪族、 脂環族、 芳 香族、 芳香脂肪族ジィソシァネート化合物を挙げることができる。
なお、 得られる化合物の分子内にカルポジイミ ド基を 2つ以上有するのに充分 な条件下においては、 モノイソシァネート化合物を併用してもよく、 その場合に 利用可能なモノイソシァネート化合物としては、 メチルイソシァネート、 ェチル イソシァネート、 プロピルイソシァネート、 ブチルイソシァネート、 ォクタデシ ルイソシァネート、 フヱニルイソシァネート等、 脂肪族、 脂環族、 芳香族、 芳香 脂肪族モノイソシァネート化合物を挙げることができる。
また、 利用可能な有機溶媒としては、 沸点が高く、 かつ、 イソシァネート化合 物や生成するカルボジィミ ド基を有する化合物と反応するような活性水素を持た ないものであり、 具体的には、 トルエン、 キシレン、 ジェチルベンゼン等の芳香 族炭化水素; ジエチレングリコールジァセテート、 ジプロピレンダリコールジブ チレート、 へキシレングリコー/レジアセテート、 グリコー/レジアセテート、 メチ ノレグリコールアセテート、 ェチルダリコールアセテート、 ブチルダリコールァセ テート、 ェチルジグリコールァセテ一ト、 プチルジグリコーノレアセテート等のグ リコーノレエーテルエステル類;ェチルブチルケトン、 ァセトフエノン、 プロピオ フエノン、 ジイソプチルケトン、 シクロへキサノン等のケトン類;酢酸ァミル、 プロピオン酸プロピル、 酪酸ェチル等の脂肪族エステル等を挙げることができる。 また、 利用可能なカルポジイミ ド化触媒としては、 ホスホレン類やホスホレン オキサイ ド類等が挙げられ、 具体的には、 1—ェチルー 3—メチル _ 3 _ホスホ レンオキサイ ド、 1一フエ二ルー 3—メチル一 3—ホスホレンオキサイ ド、 1一 フェニ^ ^一 3ーメチル一 2—ホスホレンォキサイド等が例示できる。
これらの材料を用いて、 イソシァネート基の脱炭酸反応を行う方法としては、 既知の方法が利用でき、 例えば、 窒素雰囲気下で、 1 0 0〜2 0 0 °Cの反応温度 で行うことができる。 なお、 上記カルポジイミ ド基を有する化合物を得る他の方 法としては、 例えば、 米国特許第 2 9 4 1 9 5 6号、 特公昭 4 7— 3 3 2 7 9号 公報、 特開平 5— 1 7 8 9 5 4号公報、 特開平 6— 5 6 9 5 0号公報等の方法が 挙げられる。
このような方法を用いて、 例えば、 K (≥ 3 ) モルのジイソシァネート化合物 を脱炭酸して得られる化合物は以下の一般式 (1 ) で、 また、 (K一 1 ) モルの ジイソシァネート化合物と 2モルのモノイソシァネート化合物を脱炭酸して得ら れる化合物は、 以下の一般式 (2 ) で表すことができる。 これらは、 ポリカルボ ジィミ ド化合物ともいう。
OCN— (A-N=C=N )κ-ι-Α— NCO ( 1 )
B— N=C=N— (A— N=C=N)K-1— Β ( 2 ) なお、 上記一般式中、 Αは、 ポリカルポジイミ ド化合物の合成に用いたジイソ シァネート化合物のイソシァネート基を除く残基、 Bは、 ポリカルポジイミ ド化 合物の合成に用いたモノイソシァネート化合物のイソシァネート基を除く残基で ある。
上記一般式 (1 ) で表されるカルポジイミ ド基を有する化合物の市販品として は、 テトラメチルキシリレンジイソシァネートを原料とした力ノレボジィミ ドとし てカルポジライ ト V— 0 3、 V—0 5等 (いずれも商品名、 日清紡社製) 等が挙 げられる。
このような一般式 (1 ) で表される化合物は、 分子内にイソシァネート基を有 するが、 ィソシァネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応させること も可能であり、 本発明のカルポジイミ ド化合物を形成することになる分子内に 2 つ以上のカルポジィミ ド基を有する化合物として利用することができる。
このようなイソシァネート基と反応可能な官能基を有する化合物としては、 残 余のカルポジイミ ド基と反応性が低くて、 先にイソシァネート基と選択的に反応 する化合物が好ましく、 例えば、 メタノール、 エタノール等の低分子モノアルコ ール化合物、 上記水酸基を含有するポリエステル化合物、 ポリアルキレングリコ ールとそのモノアルキルエステル化合物、 ポリメチルメタクリレートジオール、 ポリプチルメタクリレートジオール、 ポリ 2ーェチルへキシルメタクリレートジ オール等の水酸基含有ポリアクリル化合物といったような水酸基含有化合物を挙 げることができる。
その中でも、 好ましくは式量が 5 0 0〜5 0 0 0のポリエステル鎖、 ポリエー テル鎖、 ポリアクリル鎖である。
上記のような方法等を用いて得た、 分子内に 2つ以上のカルボジィミ ド基を有 する化合物に、 さらにグラフト化反応によりポリエステル側鎖、 ポリエーテル側 鎖又はポリアクリル側鎖を導入して、 分子内にカルポジイミ ド基と、 グラフト化 ポリエステル側鎖、 グラフト化ポリエーテル側鎖、 グラフト化ポリアクリル側鎖 からなる群より選択される少なくとも 1種のグラフト化側鎖とを、 それぞれ少な くとも 1つ含有するカルポジイミ ド化合物とする。
そして、 グラフト化反応によりこれらの側鎖を分子内に導入する代表的な方法 としては、 カルポジイミ ド基と反応可能な官能基、 例えば、 カルボキシル基、 ス ルホン酸基、 燐酸基、 水酸基、 アミノ基等を有するポリエステル化合物、 ポリエ 一テル化合物又はポリアクリル化合物を、 カルボジィミ ド基を有する化合物の力 ルボジイミ ド基と反応させる方法が利用できる。
上記官能基を有するポリエステル化合物としては、 まず、
( 1 ) ォキシカルボン酸、 モノアルコール、 低分子ジオール化合物等を開始剤と した環状エステル化合物の開環重合化合物 (例えば、 乳酸、 カプロン酸、 1 2— ヒ ドロキシステアリン酸、 ジメチローノレプロピオン酸、 ジメチロールブタン酸等 のモノ又はポリオキシカルボン酸を開始剤として用い、 ε—力プロラタ トン、 γ ーブチロラク トン、 2—メチノレ力プロラク トン、 4ーメチルカプロラタ トン、 β 一プロピオラタ トン、 6一バレロラク トン、 β —メチルー δ—バレロラタ トン等 の環状エステル化合物を開環重合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有す るポリエステル化合物;メタノール、 エタノール等の低分子モノオール化合物を 開始剤として用い、 上記環状エステル化合物を開環重合して得られる水酸基を含 有するポリエステルモノオール化合物;エチレングリコール、 プロピレンダリコ ール等の低分子ジオール化合物を開始剤として用い、 上記環状エステル化合物を 開環重合して得られる水酸基を含有するポリエステルジオール化合物等) を挙げ ることができる。
また、 (2 ) ォキシカルボン酸の自己重縮合化合物 (例えば、 乳酸、 カブロン 酸、 1 2—ヒ ドロキシステアリン酸等のモノォキシカルボン酸を重縮合して得ら れるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエステル化合物等) を挙げることが できる。
また、 (3 ) 低分子ジオール化合物と低分子ジカルボン酸化合物とを重縮合さ せて得られる化合物 (例えば、 エチレングリコーノレ、 1, 3一プロパンジオール、 1, 4ーブタンジオール、 1, 6—へキサンジオール等の直鎖状グリコーノレ類、 1, 2—プロパンジオール、 ネオペンチルグリコール、 3ーメチルー 1 , 5—ぺ ンタンジオール、 ェチルプチルプロパンジオール等の分岐ダリコール類等の低分 子ジオール化合物成分と、 コハク酸、 アジピン酸、 ァゼライン酸、 セバシン酸、 マレイン酸等の飽和及ぴ不飽和脂肪族ジカルボン酸、 フタル酸等の芳香族ジカル ボン酸等の低分子ジカルボン酸化合物成分とを、 低分子ジオール化合物の過剰存 在下で反応させて得られる水酸基を含有するポリエステルジオール化合物等) を 挙げることができる。 また、 (4 ) モノアルコールを開始剤とした環状エステル化合物の開環重合物 のリン酸エステル化合物 (例えば、 上記のポリエステルモノオール化合物をリン 酸とエステル化反応させて得られるリン酸基を含有するポリエステルジオール化 合物等) 、 (5 ) アミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤とした環状エステル化 合物の開環重合化合物 (例えば、 タウリン等のアミノ基含有スルホン酸化合物を 開始剤として、 上記環状エステル化合物を開環重合して得られるスルホン酸を含 有するポリエステルジオール化合物等) を挙げることができる。
また、 (6 ) モノアルコールを開始剤とした環状エステル化合物の開環重合物の 亜硫酸ガス付加物 (例えば、 上記のポリエステルモノオール化合物に亜硫酸ガス を付加して得られるスルホン酸を含有するポリエステルジオール化合物等) を挙 げることができる。
この様なポリエステル化合物としては、 ポリ力プロラク トンの開環重合によつ て得られるポリエステル化合物であることが好ましい。
上記官能基を有するポリエーテル化合物としては、 まず、
( 1 ) ォキシカルボン酸、 モノアルコール、 低分子ジオール化合物等を開始剤と した環状エーテル化合物の開環重合化合物 (例えば、 乳酸、 カブロン酸、 1 2— ヒ ドロキシステアリン酸、 ジメチロールプロピオン酸、 ジメチロールブタン酸等 のモノ又はポリオキシカルボン酸を開始剤として用い、 エチレンオキサイド、 プ 口ピレンォキサイ ド、 トリメチレンォキサイ ド、 テトラヒ ドロフラン、 テトラヒ ドロピラン等の環状エーテル化合物を開環重合して得られるカルボキシル基と水 酸基を含有するポリエーテル化合物;メタノール、 エタノール等の低分子モノォ ール化合物を開始剤として用い、 上記環状エーテル化合物を開環重合して得られ る水酸基を含有するポリエーテルモノオール化合物;エチレンダリコール、 プロ ピレンダリコール等の低分子ジオール化合物を開始剤として用い、 上記環状エー テル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエーテルジオール化合 物等) を挙げることができる。
また、 (2 ) モノアルコールを開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合物 のリン酸エステル化合物 (例えば、 上記ポリエーテルモノオール化合物をリン酸 とエステル化反応させて得られるリン酸基を含有するポリエーテル化合物) を挙 げることができる。
また、 (3 ) アミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤とした環状エーテル化合 物の開環重合化合物 (例えば、 タウリン等のアミノ基含有スルホン酸化合物を開 始剤として、 上記環状エーテル化合物を開環重合して得られるスルホン酸基を含 有するポリエーテル化合物) を挙げることができる。
また、 (4 ) モノアルコールを開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合物 の亜硫酸ガス付加物 (例えば、 上記ポリエーテルモノオール化合物に亜硫酸ガス を付カ卩して得られるスルホン酸基を含有するポリエーテル化合物) を挙げること ができる。
上記官能基を有するポリアクリル化合物としては、 カルボキシル基、 スルホン 酸基、 燐酸基、 水酸基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも 1種を 有する (メタ) アクリルモノマーから選択される少なくとも 1種を含有する単量 体成分を重合してなる (メタ) アクリル系重合体 (例えば、 カルボキシル基を有 する (メタ) ァクリル系モノマー : (メタ) アクリル酸、 クロ トン酸、 マレイン 酸、 フマル酸、 シトコラン酸 (メチルマレイン酸) 、 ィタコン酸等;スルホン酸 基を有する (メタ) ァクリル系モノマー : (メタ) アクリル酸スルホェチル、 ( メタ) アクリル酸スルホプロピル等;燐酸基を有する (メタ) アクリル系モノマ 一: 2—メタタリロイロキシェチルァシッ ドホスフェイト、 トリスァクリロイル ォキシェチルホスフェート等;水酸基を有する (メタ) アクリル系モノマー : 2 —ヒ ドロキシェチル (メタ) アタリ レート、 ヒ ドロキシプロピル (メタ) アタリ レート、 ヒ ドロキシペンチル (メタ) ァクリ レート等の (メタ) ァク リル酸ヒ ド ロキシアルキルエステル; アミノ基を有する (メタ) アクリルモノマー : (メタ ) ァクリルアミ ド、 N—メチル (メタ) ァクリルアミ ド、 N—ェチル (メタ) 了 クリルアミ ド、 N—プロピル (メタ) アクリルアミ ド、 N—プチル (メタ) ァク リルアミ ド、 N キシル (メタ) ァクリルアミ ド、 N—ォクチル (メタ) ァク リルアミ ド等の単量体から選択される少なくとも 1種のモノマー成分と ¾用に応 じて上記以外の一般にアクリル系樹脂の反応成分として使用されるアルキルエス テルやスチレン系モノマー等、 既知のモノマーを重合して得られる (メタ) ァク リル重合体等) を挙げることができる。 なお、 さらに、 上記官能基を有し、 ポリエステル鎖とポリエーテル鎖の両方を 含んでいる化合物、 ポリエステル鎖を有するポリアクリル化合物、 ポリエーテル 鎖を有するポリアクリル化合物を用いてもよく、 例えばポリアルキレンダリコー ルやそのモノアルキルエーテルィヒ合物を開始剤として、 環状エステル化合物を反 応させて得られる化合物、 水酸基含有ポリエステル化合物に環状エーテル化合物 を反応させて得られる化合物、 ポリエステル鎖を分子内に含む (メタ) アクリル 系モノマーやポリエーテル鎖を分子内に含む (メタ) ァクリル系モノマーを用い て得られるポリアタリル鎖化合物を挙げる事ができる。
これらのポリエステル化合物、 ポリエーテル化合物、 ポリアクリル化合物の中 でも、 カルボジイミ ド基との反応性の面からはカルボキシル基、 スルホン酸基、 燐酸基を有する方が有利である。
また、 水酸基を有する化合物は、 もととなるポリカルポジイミ ド化合物がさら にイソシァネート基を有する場合、 カルボジィミ ド基より先にィソシァネート基 との反応が起こり、 反応の制御が困難となり、 さらに、 水酸基を 2つ以上有する 化合物は、 グラフト化反応の間に架橋してゲル化を起こす可能性がある。
そこで、 官能基が水酸基のみの化合物については、 さらに、 無水フタル酸、 無水 マレイン酸、 無水コハク酸等の酸無水物を反応させて、 カルボキシル基を一つ含 有するポリエステル化合物を得てから、 グラフト化反応させることが望ましい。 上記で例示したポリエステル化合物、 ポリエーテル化合物又はポリアタリル化 合物をグラフト化により分子内に少なくとも 1つ導入した化合物は、 さらに、 力 ルポジィミ ド基を少なくとも 1つ有する必要があり、 例えば、 上記一般式 ( 1 ) で表されるポリカルポジイミ ド化合物にグラフト化反応により側鎖を導入した時 には、 下記一般式 (3 ) で表されるカルポジイミ ド化合物を得るものである (伹 し、 K一 l = m+ n個とする) 。
Figure imgf000015_0001
ここで、 Αは、 ポリカルポジイミ ド化合物の合成に用いたジイソシァネート化 合物のイソシァネート基を除く残基である。 Xは、 同一又は異なって、 カルボジ イミ ド基とそれに反応可能な官能基を反応させて得られる 3価の連結基、 Yは、 同一又は異なって、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖であり、 m及び nは 1以上の整数を表す。
なお、 上記 Xで表される 3価の連結基として、 例えば、 カルポジイミ ド基と力 ルポキシル基との反応から形成される連結基は、 以下の一般式 (4) 、 (5) 、 カルポジイミ ド基と水酸基との反応から形成される連結基は、 以下の一般式 (6 ) 、 (7) 、 カルポジイミ ド基とアミノ基との反応から形成される連結基は、 以 下の一般式 (8) 、 カルポジイミ ド基とスルホン酸基との反応から形成される連 結基は、 以下の一般式 (9) 、 カルポジイミ ド基と燐酸基との反応から形成され る連結基は、 以下の一般式 (1 0) で表される。
- NH ~ C=N-
(4)
O
CO—
Figure imgf000017_0001
-NH ~ CO— N ~ (6)
-NH ~ C=N—
(7)
I
o
-NR—— C— NR—— (8)
N
Figure imgf000017_0002
上記一般式中、 Rは、 水素原子又は炭素数 1以上の炭化水素基を表す。
更に一般式 (3) で表されるカルポジイミ ド化合物は、 分子内にイソシァネ' ト基を有するが、 ィソシァネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応さ せることも可能であり、 下記一般式 (1 1 ) で表される化合物も本発明における 力ルポジィミ ド化合物として利用することができる。
Z1— OCNH— (A— N=C=N)m— (A— X)n— A— NHCO― Z2 ( 1 1 )
Y 上記一般式中、 ∑1及ぴ2 2は、 それぞれ独立に、 異なる構造を有しても良い、 イソシァネート基と反応可能な官能基を有する化合物の、 当該官能基の活性水素 の 1つを除く残基を表す。 Aは、 ポリカルポジイミド化合物の合成に用いたジィ ソシァネート化合物のイソシァネート基を除く残基である。 Xは、 同一又は異な つて、 カルポジイミ ド基とそれに反応可能な官能基を反応させて得られる 3価の 連結基、 Yは、 同一又は異なって、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖又はポリア クリル鎖であり、 m及ぴ nは 1以上の整数を表す。
このようなイソシァネート基と反応可能な官能基を有する化合物としては、 残 余のカルボジィミ ド基と反応性が低くて、 先にイソシァネート基と選択的に反応 する化合物が好ましく、 例えば、 メタノール、 ェタノール等の低分子モノアルコ ール化合物、 上記水酸基を含有するポリエステル化合物、 ポリアルキレングリコ ールとそのモノアルキルエステル化合物、 ポリメチルメタクリ レートジオール、 ポリブチルメタクリ レートジオール、 ポリ 2ーェチルへキシルメタクリ レートジ オール等の水酸基含有ポリアクリル化合物といったような水酸基含有化合物を挙 げることができる。
その中でも、 好ましくは式量が 5 0 0〜 5 0 0 0のポリエステル鎖、 ポリエー テル鎖又はポリアクリル鎖を形成するものである。
なお、 以上に挙げた反応、 すなわち、 上記の水酸基含有化合物を開始剤とした 環状エステル化合物の開環反応、 ォキシカルボン酸の重縮合反応、 低分子ジォー ル化合物と低分子ジカルボン酸化合物との縮重合反応、 水酸基含有エステル化合 物と酸無水物の開環反応、 環状エーテル化合物の開環反応、 水酸基含有エーテル 化合物と酸無水物との開環反応、 カルポジイミド基と、 カルボキシル基や水酸基 等との反応、 更にはイソシァネート基と水酸基等との反応は常法が利用できる。 上記カルポジイミ ド化合物は、 カルポジイミ ド基と、 グラフト化ポリエステル 鎖、 グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖とを、 それぞれ少 なくとも 1つ含有する化合物であれば良く、 各反応材料を反応させる順序が異な つても、 最終的に得られる化合物が同一の分子構造を有すれば、 得られる性能も 異なるものではない。
従って、 上記一般式 (1 1 ) の化合物において、 カルポジイミ ド基と反応する 官能基を有するポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群 より選択される少なくとも 1種の鎖 (を有する化合物) と、 カルポジイミ ド基 ( を有する化合物) との反応により上記側鎖を分子内に導入させる方法、 即ち、 グ ラフト化ポリエステル鎖、 グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリ ル鎖を導入するために、 先にカルポジイミ ド基と反応する官能基含有ポリエステ ル化合物、 カルポジイミ ド基と反応する官能基含有ポリエーテル化合物又はカル ボジィミ ド基と反応する官能基含有ポリアクリル化合物を合成後、 カルボジィミ ド基に反応させて上記側鎖とする方法を説明したが、 グラフト化反応により側鎖 をカルポジイミ ド化合物の分子内に導入する別の方法としては、 カルポジイミ ド 基と反応する官能基を有する化合物とカルポジイミ ド基 (を有する化合物) とを 反応させた後、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群 より選択される少なくとも 1種を形成する化合物を分子內に導入させることによ つても行うことができる。
例えば、 グラフト化ポリエステル側鎖又はダラフト化ポリエーテル側鎖を導入 する場合であれば、 先にォキシカルボン酸をカルポジイミ ド基に反応させて、 水 酸基をカルポジイミ ド化合物の分子内に導入した後、 環状ポリエステル化合物又 は環状ポリエーテル化合物を開環重合させて、 ポリエステル鎖又はポリエーテル 鎖をグラフト結合する方法であっても良い。 また、 グラフト化ポリアクリル鎖を 導入する場合であれば、 先にォキシカルボン酸をカルポジイミ ド基に反応させて、 水酸基をカルボジィミ ド基を有する化合物の分子内に導入した後、 ポリアクリル 鎖をグラフト結合する方法であっても良い。
更に、 先にカルポジイミ ド基を有する化合物の分子内に残存するイソシァネー ト基と、 それに上述したような反応可能な官能基とを反応させた後、 グラフト化 を行っても良く、 そして、 これらの反応の順序については、 好ましくない副反応 生成物の最も少なくなるような条件で合成することが望ましい。
上記分子内にグラフト化ポリエステル鎖、 グラフト化ポリエーテル鎖又はダラ フト化ポリアクリル鎖を有するカルボジィミ ド化合物のその他の例の一つとして は、 上記一般式 (1) で表される化合物と、 カルポジイミ ド基の全てをグラフト 化ポリエステル鎖、 グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖と した下記一般式 (1 2) で表される化合物をもとに、 次の方法から得られる化合 物を挙げることができる。
OCN— (A— X)K_— A ~ NCO (12)
Y 上記一般式中、 X、 Y、 Α及び Κは全て上記と同じ定義である。
まず、 一般式 (1) で表される化合物、 又は、 一般式 (1 2) で表される化合 物のどちらか一方を用い、 両末端のィソシァネート基にジオール化合物を反応さ せて、 両末端が水酸基の化合物を得る。 例えば、 一般式 (1) で表される化合物 1モルとジオール化合物 2モルとを反応させて得られる化合物は、 下記一般式 ( 1 3) で表され、 —方、 一般式 (1 2) で表される化合物 1モルとジオール化合 物 2モルとを反応させて得られる化合物は、 下記一般式 (14) で表される。
HO-G-OCONH-(A-N=C=N)K-i-A-NHCOO-G-OH (1 3)
Figure imgf000020_0001
上記一般式中、 Gはジオール化合物の、 イソシァネート基と反応した水酸基を 除く残基を表す。
そして、 上記のカルボジィミ ド基を有するジオール化合物 (一般式 (1 3) で 表される化合物) に対して、 グラフト化ポリエステル鎖、 グラフト化ポリエーテ ル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖を有するジイソシァネート化合物 (一般式 ( 1 2) で表される化合物) 、 その逆として、 このようなグラフト側鎖を有するジ オール化合物 (一般式 (14) で表される化合物) に対して、 カルポジイミ ド基 を有するジイソシァネート化合物 (一般式 ( 1 ) で表される化合物) を反応させ て得られる化合物は、 本発明で利用可能である。
更に、 ポリカルポジイミ ド化合物の代わりや併用成分として、 モノカルボジィ ミ ド化合物や、 モノカルボジィミ ド化合物にグラフト化ポリエステル鎖、 グラフ ト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖を導入した化合物等を利用す る等の他の組み合わせからでも、 このような側鎖を有するカルポジイミ ド化合物 を得ることも可能である。
また、 グラフト化反応以外の方法で、 カルポジイミ ド化合物の側鎖を導入する 方法としては、 例えば、 上記一般式 (1 ) で表されるポリカルポジイミ ド化合物 を、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖又はポリアタリル鎖を有する鎖伸長剤を用 いて鎖伸長させる方法等が利用できる。
このような鎖伸長剤としては、 ポリエステル鎖を有するものとして、 トリメチ ロールプロパン、 ペンタエリスリ トール等の水酸基を 3つ以上有するポリオール 化合物に、 上記環状ポリエステル化合物を開環重合させて得られる化合物、 上記 低分子ジオール化合物に一部トリオール化合物を併用して、 上記低分子ジカルボ ン酸と重縮合させて得られる化合物、 ジメチロールプロピオン酸等のジオールモ ノカルボン酸に、 ポリエステル鎖を分子内に有するエポキシ化合物を反応させて 得られる化合物等を挙げることができる。 また、 ポリエーテル鎖を有するものと して、 上記ポリオール化合物に、 上記環状ポリエーテル化合物を開環重合させて 得られる化合物等を挙げることができる。 また、 ポリアクリル鎖を有するものと して、 上記ポリオール化合物に、 カルボキシル基を有する (メタ) ァクリル系重 合体を反応させて得られる化合物等を挙げることができる。
以上に例示したカルポジイミ ド化合物は、 カルポジイミ ド基と反応する有機顔 料及びカーボンブラックの顔料分散処理に適している化合物である。
このように、 分子内にポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及びポリアクリル 側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有し、 かつカルボジィミ ド当量が 1 0 0〜5 0 0 0 0のカルポジィミ ド化合物であることを特徴とする、 カルボジィミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの顔 料処理用化合物もまた、 本発明の一つである。 また、 上記カルポジイミド化合物において、 側鎖として導入するポリ
鎖、 ポリエーテル鎖又はポリアタリル鎖は、 分散媒体中での顔料の分散安定性を 向上させる作用を有するものであれば特に制限はないが、 好ましくは式量が 2 0 0以上であり、 また、 1 0 0 0 0以下である。 より好ましくは 3 0 0以上であり、 また、 5 0 0 0以下である。
また、 上記カルボジィミド化合物は、 カルポジィミ ド当量が 1 0 0〜 5 0 0 0 0のものである。 好ましくは、 2 0 0以上であり、 また、 1 0 0 0 0以下である。 ここで、 カルポジイミド当量が高すぎると、 分散媒体中でのカルポジイミド基と 反応する官能基を有する顔料の分散安定性が低下するおそれがある。 また、 顔料 として、 カーボンブラックを使用した場合は、 最終的にブラックマトリックスの 皮膜となったときの絶縁性が低下して好ましくない。 一方、 カルポジイミ ド当量 が低すぎると、 カルポジィミ ド基が過剰に存在することになり、 やはり分散媒体 中でのカルボジィミド基と反応する官能基を有する顔料の分散安定性が低下する おそれがある。 また、 顔料として、 カーボンブラックを使用した場合は、 顔料分 散レジスト組成物としたときに、 使用される皮膜形成樹脂と反応して増粘 ·ゲル 化するという問題が生じる。
また、 本発明で用いるカルボジィミ ド化合物の数平均分子量としては、 1 0 0 0以上であり、 また、 1 0 0 0 0 0以下のものが好ましく、 更に好ましくは、 1 0 0 0以上であり、 また、 5 0 0 0 0以下である。 カルポジィミド化合物の数平 均分子量が高くなりすぎると、 分散媒体中にカルボジィミ ド基と反応する官能基 を有する顔料を分散させた際、 及び、 顔料分散レジスト組成物とした際に、 適切 な粘度のものが得られにくくなり、 特に高濃度の顔料分散組成物が必要なときは 好ましくない。 一方、 数平均分子量が低くなりすぎると、 分散媒体中での上記顔 料の分散安定性や、 特に顔料としてカーボンブラックを使用した場合、 最終的に ブラックマトリックスの皮膜となったときの絶縁性が低下して好ましくない。 そこで、 主に顔料表面に存在するカルポジイミド基と反応する官能基の量や、 利用する分野のそれぞれの要求性能に応じて、 カルポジイミド化合物の分子内に 存在するカルポジィミド基の数ゃポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖、 ポリア クリル側鎖等の側鎖との比率は、 適宜調整することが好ましい。 なお、 一般式 (3 ) や (1 1 ) で表される化合物は、 比較的、 簡単な合成条件 で得られるという利点がある。 しかしながら、 少ないカルポジイミド基を有する 化合物、 例えば、 1分子中に 2つのカルボジィミ ド基を有するカルボジィミ ド化 合物に、 1つのポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖をグラフト 化反応させようとすると、 分子内にグラフト化側鎖のないもの (カルポジイミ ド 基を 2つ含有) 、 分子内にグラフト化側鎖を 2つ有するもの (カルポジイミ ド基 非含有) の、 両方の副生成物がそれぞれの反応確率に応じて生成する。
このような場合、 分子内にグラフト化側鎖を 2つ有する化合物が多く生成する と、 本発明の効果が得られにくくなるため、 例えば、 分子内に平均 0 . 7個程度 のグラフト化側鎖が得られる条件で、 上記顔料の処理に用いるカルポジイミド化 合物を合成し、 分子内にこのようなグラフト化側鎖を 1つ含有するものと含有し ないものとの混合物を多く生成させることが望ましい。
一方、 一般式 ( 1 4 ) で表される化合物と一般式 ( 1 3 ) で表される化合物を 反応させて得られる化合物、 一般式 (1 ) で表される化合物と側鎖としてポリェ ステル鎖、 ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖を有する鎖伸長剤とを反応させて 得られる化合物等は、 分子内にこのような側鎖とカルポジイミド基とをそれぞれ 少なくとも 1つ有するカルポジィミ ド化合物が得られるという利点がある反面、 イソシァネート基一水酸基の反応温度等、 充分な合成条件を詰めてから行うこと が必要となる。
次に、 本発明で特定するカルポジイミド化合物を用いて、 上記顔料を処理する 方法について説明する。
本発明でいう処理とは、 上記顔料の分散粒子表面の全面又は一部を、 カルポジ イミ ド化合物で処理するものである。 具体的には、 上記顔料、 側鎖を有するカル ポジイミ ド化合物、 及ぴ、 必要に応じて分散媒体、 その他の添加剤等の混合物を、 ロールミル、 ニーダー、 高速攪拌装置、 ビーズミル、 ポールミル、 サンドミル、 超音波分散機、 高圧分散装置等を用いて混練し、 分散 ·処理する方法を挙げるこ とができる。
本発明においては、 カルポジイミ ド化合物の分子内に存在するカルポジイミ ド 基を、 顔料表面に存在するカルボキシル基、 スルホン酸基、 水酸基等の官能基と 反応させて、 強い吸着力を持つように処理することが好ましい。
なお、 分散媒体を用いずに、 側鎖を有するカルポジイミド化合物のみで上記顔 料の処理を行うには、 カルポジイミ ド化合物の融点以上であって、 また、 カルボ ジイミド基と、 上記顔料表面に存在する官能基との反応を促進できる温度まで加 温することが好ましい。 上記の反応を促進する温度としては、 概ね 1 0 0 °C以下 であって、 好ましくは 4 0〜8 0 °C程度である。 このような方法から得られる処 理顔料は、 粗粉砕又はチップ状としておき、 後から任意の用途で好適な分散媒体 中に分散して利用することができる。
一方、 本発明で用いるカルポジイミド化合物を溶解可能で、 上記顔料を安定的 に分散できる有機系分散媒体又は水性媒体中に、 上記顔料を分散させながら処理 を行う方法では、 比較的低温でも処理が可能であるが、 更に上記反応を促進する 温度まで加温することがより好ましい。 そして、 ィンキゃ塗料の分野で好適に利 用される分散媒体中に、 上記顔料を微細に分散して処理が行われたものについて は、 そのまま顔料分散体としてインキ化や塗料化が可能である。
ここで、 インキや塗料の分野で好適に利用される分散媒体を例示すると、 有機 系分散媒体として、 エチレングリコールモノメチルエーテル、 エチレンダリコー ノレモノェチノレエ一テノレ、 ジエチレングリコーノレモノメチ/レエーテノレ、 ジエチレン グリコーノレモノエチノレエーテノレ、 プロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレ、 プ ロピレングリコーノレモノェチ /レエーテノレ等の (ポリ) ァノレキレングリコーノレモノ アルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、 ェチ レングリコ一/レモノエチノレエーテノレアセテート、 プロピレングリコーノレモノメチ ルエーテルアセテート等の (ポリ) アルキレングリコールモノアルキルエーテル ァセテ一ト類;ジエチレングリコーノレジェチノレエーテノレ、 ジエチレングリコーノレ メチルェチルエーテル、 テトラヒ ドロフラン等のエーテル類; メチルェチルケト ン、 メチルイソブチルケトン、 シク口へキサノン、 2—ヘプタノン、 3一へプタ ノン等のケトン類; 2—ヒ ドロキシプロピオン酸メチル、 2—ヒ ドロキシプロピ オン酸ェチル等の乳酸アルキルエステル類; 2—ヒ ドロキシー 2—メチルプロピ オン酸ェチル、 3—メチルー 3—メ トキシブチルプロピオネート、 3—メ トキシ プロピオン酸メチル、 3—ェトキシプロピオン酸ェチル、 ェトキシ酢酸ェチル、 ヒ ドロキシ酢酸ェチル、 酢酸ェチル、 酢酸 n—プチル、 酢酸イソブチル、 プロピ オン酸 n—ブチル、 ァセト酢酸メチル、 蟻酸 n—ァミル、 ピルビン酸ェチル等の エステル類; トルエン、 キシレン等の芳香族炭化水素類; n—メチルピロリ ドン、 N, N—ジメチルホルムアミ ド、 N, N—ジメチルァセトアミ ド等のアミ ド類; イソプロピルアルコール、 ノルマルプロピルアルコール等のァノレコール類'を挙げ ることができる。 なお、 これらの分散媒体は、 単独で又は 2種以上を混合して使 用することができる。
また、 水性媒体としては、 水のみであってもよく、 水混和性の有機系分散媒体 との併用であってもよレ、。
更に、 上記顔料の処理を行うために用いるカルポジイミ ド化合物の使用比率は、 好ましくは上記顔料 (使用顔料の合計) 1 0 0質量部に対して 3質量部以上であ り、 また、 1 0 0質量部以下、 好ましくは、 5質量部以上、 また、 5 0質量部以 下であるが、 顔料表面に存在するカルポジイミ ド基と反応する官能基の多少や、 分散性能、 流動性、 絶縁性等の要求性能等によって調整することが好ましい。 このようにして得られた処理顔料は、 必要に応じて各種バインダー樹脂、 溶剤、 界面活性剤、 その他の各種添加剤を含有させて、 印刷インキ、 塗料、 ブラックマ トリ ックス用顔料分散レジス ト組成物、 カラーフィルター用顔料分散レジスト組 成物、 ィンクジヱット用ィンキ、 筆記具用ィンキ、 リボンィンキ、 液体現像剤等 の用途で好適に利用されることになる。
本発明では、 本発明の処理顔料の好ましい用途の一例としてブラックマトリツ タス用及びカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物についてさらに詳細に 説明する。
上記顔料分散レジスト組成物は、 活性エネルギー線硬化性を有し、 アルカリ現 像可能なレジスト組成物であり、 本発明の処理顔料 (処理カーボンブラック又は 処理有機顔料) に加えて、 皮膜形成樹脂、 光重合性化合物、 光重合開始剤、 溶剤 から主として構成され、 必要に応じて重合禁止剤等の各種添加剤を適宜含有させ て得られるものである。
本発明のブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物を構成する処理力 一ボンブラックとしては、 高絶縁性の皮膜を形成するために、 一旦分散すると凝 集体を形成し難いものを利用することが好ましい。
また、 ブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物を構成する処理カー ボンブラックでは、 平均一次粒径が 0 . 1 5 / m以下の小さいカーボンブラック が好ましいが、 このようなカーボンブラックを分散させた場合ほ、 必要に応じて 補色用顔料を混合させ、 色相をニュートラルブラックにすることが好ましい。 本発明のカラーフィルター用の顔料分散レジス ト組成物を構成する処理有機顏 料を得るためのカルボジィミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料としては、 鮮明な色相を有する皮膜を形成するために、 カルポジイミ ド基と反応する官能基 を有する高級有機顔料を利用することが好ましい。
本発明の顔料分散レジス ト組成物を構成する皮膜形成樹脂としては、 アタリノレ 酸、 メタクリル酸、 ィタコン酸、 マレイン酸、 無水マレイン酸、 マレイン酸モノ アルキルエステル、 シトコラン酸、 無水シトコラン酸、 シトコラン酸モノアルキ ルエステル等のカルボキシル基含有不飽和単量体と、 スチレン、 2—ヒ ドロキシ ェチノレアクリ レート、 2—ヒ ドロキシェチノレメタクリ レート、 ァリルアタリ レー ト、 ァリノレメタクリ レート、 ベンジルァクリ レート、 ベンジルメタクリ レート、 グリセローノレモノアタリ レート、 グリセローノレメタタリ レート、 N—フエニルマ レイミド、 ポリスチレンマク口モノマー及びポリメチルメタクリ レートマクロモ ノマーからなる群より選択される少なくとも 1種とを反応させて得られる共重合 体であるカルボキシル基を有するアル力リ可溶性樹脂が例示でき、 これらは単独 又は併用して使用できる。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する光重合性化合物としては、 光重合 性不飽和結合を有するモノマー、 オリゴマー等である。
光重合性不飽和結合を分子内に 1個有するモノマーとしては、 メチルメタァク リ レー ト、 ブチルメタアタリ レー ト、 2—ェチノレへキシノレメタクリ レー ト、 メチ ルァクリ レート、 プチルァクリ レート、 2—ェチルへキシルァクリ レート等のァ ルキルメタクリ レート又はァクリ レート ;ベンジノレメタクリ レート、 ベンジルァ クリ レート等のァラルキルメタクリ レート又はァクリ レート ; ブトキシェチルメ タクリレート、 ブトキシェチルァクリレート等のアルコキシアルキルメタクリ レ ート又はアタリ レート ; N, N—ジメチルアミノエチルメタタリ レート、 N, N —ジメチルアミノエチルァクリ レート等のアミノアルキルメタクリレート又はァ ク リ レート ; ジエチレングリコーノレモノエチノレエーテノレ、 トリエチレングリコー ルモノプチ/レエーテノレ、 ジプロピレンダリコーノレモノメチノレエーテノレ等のポリァ ルキレングリコールモノアルキルエーテルのメタクリル酸エステル又はァクリル 酸エステル;へキサエチレングリコールモノフエニルエーテル等のポリアルキレ ングリコールモノアリールエーテルのメタクリル酸エステル又はァクリル酸エス テル;ィソボニルメタクリ レート又はァクリ レート ; グリセロールメタクリ レー ト又はァクリ レート ; 2 _ヒ ドロキシェチルメタクリ レート又はァクリ レート等 が例示できる。
光重合性不飽和結合を分子内に 2個以上有するモノマーとしては、 ビスフエノ ール Aジメタク リ レー ト、 1 , 4—ブタンジオールジメタタリ レート、 1 , 3― ブチレングリコーノレジメタクリレート、 ジエチレングリコ一/レジメタクリ レート、 グリセロールジメタタリ レート、 ネオペンチルグリコー.ルジメタクリレート、 ポ リエチレングリコーノレジメタクリ レート、 ポリプロピレンダリコールジメタクリ レート、 テトラエチレングリコーノレジメタタリレート、 トリメチローノレプロパン トリメタタリ レート、 ペンタエリスルトールトリメタタリ レート、 ペンタエリス リ トールテトラメタクリ レート、 ジペンタエリスリ トールテトラメタタリ レート、 ジペンタエリスリ トーノレへキサメタクリ レート、 ジペンタエリスリ トーノレペンタ メタクリ レート、 ビスフエノール Aジアタリ レート、 1 , 4一ブタンジオールジ アタリ レート、 1 , 3—ブチレングリコールジアタリ レート、 ジエチレングリコ ーノレジアタリ レート、 グリセロールジアタリ レート、 ネオペンチルグリコールジ アタリ レート、 ポリエチレングリコールジアタリ レート、 ポリプロピレングリコ ーノレジアタリ レート、 テトラエチレングリコーノレジアタリ レート、 トリメチロー ルプ口パント リアクリ レート、 ペンタエリスルトールトリアタリ レート、 ペンタ エリスリ トールテトラァクリ レート、 ジペンタエリスリ トールテトラァクリ レー ト、 ジペンタエリスリ トールへキサァクリ レート、 ジペンタエリスリ トーノレペン タアタリレート等が例示できる。 これらの光重合性化合物は、 単独で又は 2種以 上を組み合わせて用いることができる。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する光重合開始剤としては、 特に制限 なく、 例えば、 ベンゾフエノン、 N' N' —テトラエチル一 4, 4 , —ジァミ ノ ベンゾフエノン、 4—メ トキシ一 4 ' ージメチルァミノベンゾフエノン、 ベンジ ノレ、 2, 2—ジェトキシァセトフエノン、 ベンゾイン、 ベンゾインメチノレエーテ ノレ、 ベンゾインイソブチノレエーテル、 ペンジノレジメチノレケターノレ、 α—ヒ ドロキ シイソブチルフエノン、 チォキサントン、 2—クロ口チォキサントン、 1—ヒ ド 口キシシクロへキシ/レフェニノレケトン、 t -ブチノレアントラキノン、 1一クロ口 アントラキノン、 2 , 3—ジクロロアントラキノン、 3—クロノレ一 2—メチルァ ントラキノン、 2—ェチルアントラキノン、 1, 4—ナフトキノン、 1, 2—べ ンゾアントラキノン、 1, 4—ジメチルアントラキノン、 2—フエ二ルアントラ キノン、 トリアジン系光重合開始剤等が挙げられる。 これらの光重合開始剤は単 独で又は 2種以上を組み合わせて用いられる。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する溶剤としては、 上記に挙げた分散 媒体と同様のもので、 好ましくは、 常圧 (1 . 0 1 3 X 1 0 2 k P a ) における 沸点が 1 0 0〜2 2 0 °Cのエステル系有機溶剤、 エーテル系有機溶剤、 エーテル エステル系有機溶剤、 ケトン系有機溶剤、 芳香族炭化水素溶剤及び含窒素系有機 溶剤等である。
これら有機溶剤として、 具体的には、 エチレンダリコールモノメチルエーテル、 エチレングリコールモノェチノレエーテル、 エチレングリコーノレモノィソプロピル エーテル、 エチレングリコー/レモノブチノレエーテノレ、 ジエチレングリコーノレモノ メチルエーテル、 ジエチレングリコーノレモノエチノレエーテノレ、 プロピレングリコ 一ノレモノメチノレエーテノレ、 プロピレングリコーノレモノェチノレエーテノレ、 プロピレ ングリコーノレモノブチノレエーテノレ、 ジエチレングリコーノレジェチノレエーテノレ、 ジ エチレングリコーノレジメチノレエ一テル、 ジェチレングリコールメチノレエチノレエ一 テル等のエーテル系有機溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルァセテ一 ト、 エチレングリコーノレモノェチノレエーテノレアセテー ト、 エチレングリコーノレモ ノブチノレエ一テルアセテー ト、 プロピレンダリコールモノメチノレエ一テルァセテ 一ト、 プロピレンダリコ一/レモノエチノレエーテノレアセテート等のエーテノレエステ ル系有機溶剤 ; メチルイソプチルケトン、 シク口へキサノン、 2一へプタノン、 δ—プチ口ラタ トン等のケトン系有機溶剤; 2—ヒ ドロキシプロピオン酸メチル、 2—ヒ ドロキシプロピオン酸ェチル、 2—ヒ ドロキシー 2 _メチルプロピオン酸 ェチル、 3—メチル一 3—メ トキシプチルプロピオネート、 3—メ トキシプロピ オン酸メチル、 3—メ トキシプロピオン酸ェチル、 3—エトキシプロピオン酸メ チル、 3—エトキシプロピオン酸ェチル、 ェトキシ酢酸ェチル、 ヒ ドロキシ酢酸 ェチル、 蟻酸 n—ァミル等のエステル系有機溶剤; ; N—メチルピロリ ドン、 N , N—ジメチルホルムアミ ド、 N , N—ジメチルァセトアミド等の含窒素系有機溶 剤等を例示でき、 単独で又は 2種以上を混合して使用することができる。
これらの有機溶剤の中でも、 溶解性、 分散性、 塗布性等より、 ジエチレンダリ コ一ノレジメチノレエーテノレ、 ジエチレングリコー/レメチノレエチノレエーテノレ、 ェチレ ングリコーノレモノメチノレエ一テノレアセテート、 プロピレングリコーノレモノメチノレ エーテノレアセテート、 プロピレングリコーノレモノエチノレエーテノレアセテート、 シ ク口へキサノン、 2 —へプタノン、 2—ヒ ドロキシプロピオン酸ェチノレ、 3ーメ チルー 3—メ トキシブチルプロピオネート、 3—メ トキシプロピオン酸ェチル、 3—エトキシプロピオン酸メチル、 蟻酸 n—アミル等が好ましく、 更に好ましく は、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
さらに、 これらの有機溶剤は、 上記アルカリ可溶性樹脂の溶解性、 顔料分散性、 塗布性等より、 本発明の顔料分散レジスト組成物に使用される全有機溶媒中 5 0 質量%以上、 さらには、 7 0質量%以上含有させることが好ましい。
なお、 沸点が 2 2 0 °C以上の有機溶剤を多量に含有していると、 塗布形成され た塗膜をプレベータする際に有機溶剤が充分に蒸発せずに乾燥塗膜内に残存し、 乾燥塗膜の耐熱性が低下するおそれがある。 また、 沸点 1 0 o °c未満の有機溶剤 を多量に含有していると、 ムラなく均一に塗布することが困難になり、 表面平滑 性に優れた塗膜が得られなくなるおそれがある。
更に、 本発明の顔料分散レジスト組成物には、 必要に応じて、 他の光重合性化 合物、 熱重合禁止剤、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤等の各種添加剤を適宜使用する ことができる。
次に、 以上の材料を用いて本発明の顔料分散レジスト組成物を製造する方法を 説明する。
本発明の顔料分散レジスト組成物を製造する方法は、 本発明の好ましい実施形 態の一例であり、 本発明ではこれに限定されるものではない。
先に記載した構成材料から、 本発明の顔料分散レジスト組成物を製造するため には、 上記の方法により、 処理顔料を分散させた顔料分散組成物に、 上記光重合 性化合物、 光重合開始剤、 皮膜形成用樹脂、 必要に応じて有機溶剤、 その他添加 剤を加え、 高速攪拌装置、 高圧乳化機、 ビーズミル、 3本ロール、 サンドミル、 ニーダ一等を用いて混合する方法が利用できる。
本発明の顔料分散組成物は、 顔料含有量が高くなつても良好な分散安定性と流 動性とを有し、 それにより形成される皮膜は、 顔料としてカーボンブラックを用 いる場合は、 薄膜で隠ぺぃ力が大きく、 絶縁性に優れるもの、 顔料としてカルボ ジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料を使用した場合は、 高い透過率を 有し、 高いコントラストを有するものである。 従って、 例えば、 本発明の顔料分 散組成物は、 高い絶縁性が要求されるブラックマトリックスの材料、 高い透過率 及び高コントラストが要求されるカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物 として好適に使用できるものである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれら実施例に 限定されるものではない。 なお特に断りのない限り、 本実施例において 「部」 は 質量部をあらわす。
[顔料処理用化合物であるカルボジィミ ド化合物の調製]
< a . ポリエステル側鎖を有するカルボジィミ ド化合物等の調製〉
(実施調製例 a— 1 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジィミド当量 3 1 6のポリカルボジィミド化合物 5 0 . 0部、 分子量 1 0 0 0のポリ (3—メチルペンチルアジペート) ジオール 1 1 5 . 7部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸 基とを反応させ、 次いで、 末端にカルボキシル基を有する分子量 2 0 0 0のポリ 力プロラタトンの開環重合物 8 4 . 6部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2時間保持して、 力ルポジィミ ド基と力ルポキシル基とを反応させた後、 プロピレングリコールモ ノメチルエーテルァセテ一ト 3 7 5 · 5部を仕込んで数平均分子量約 4 2 0 0、 カルポジィミ ド当量 2 0 5 3のカルボジィミ ド化合物 ( a— 1 ) を得た。
(実施調製例 a— 2 )
実施調製例 (a— 1 ) の分子量 1 0 0 0のポリ ( 3—メチルペンチルァジぺー ト) ジオールを、 分子量 1 0 0 0のポリプロピレングリコールに変更した以外は 実施調製例 ( a— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 4 2 0 0、 カルボジィミ ド 当量 2 0 5 3のカルボジィミ ド化合物 ( a— 2 ) を得た。
(実施調製例 a— 3 )
実施調製例 (a— 1 ) の分子量 1 0 0 0のポリ (3—メチルペンチルアジぺー ト) ジオールを、 分子量 1 0 0 0のポリプチルメタクリレートジオールに変更し た以外は実施調製例 (a— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 4 2 0 0、 カルボ ジイミ ド当量 2 0 5 3のカルポジィミ ド化合物 ( a— 3 ) を得た。
(実施調製例 a— 4 )
実施調製例 (a— 1 ) の末端にカルボキシル基を有する分子量 2 0 0 0のポリ 力プロラク トンの開環重合物 8 4 . 6部を末端にカルボキシル基を有する分子量 1 0 0 0のポリ力プロラタ トンの開環重合物 3 8 . 8部に、 プロピレングリコー ルモノメチルエーテルアセテートの量を 3 0 6 . 8部に、 それぞれ変更した以外 は実施調製例 ( a— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 3 5 0 0、 カルボジィミ ド当量 1 7 2 3のカルボジイミ ド化合物 (a— 4 ) を得た。
(実施調製例 a— 5 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルポジィミ ド当量 3 1 6のポリカルボジィミ ド化合物 5 0 . 0部、 エチレングリコール 1 . 8部と分子量 1 0 0 0のポリ (3—メチル ペンチルアジペート) ジオール 5 7 . 9部を仕込み、 約 1 0 0。Cで 5時間保持し て、 イソシァネート基と水酸基とを反応させ、 次いで、 末端にカルボキシル基を 有する分子量 2 0 0 0のポリ力プロラクトンの開環重合物 8 4 . 6部を仕込み、 約 1 0 .0 °Cで 2時間保持して、 カルポジイミ ド基とカルボキシル基とを反応させ た後、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2 9 1 . 5部を仕込 んで数平均分子量約 3 3 0 0、 カルポジィミ ド当量 1 5 8 8のカルボジィミ ド化 合物 (a— 5 ) を得た。
(比較調製例 a— 6 )
還流冷却管、 窒素導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 イソシ ァネート基を有するカルポジイミ ド当量 9 6のポリカルボジイミ ド化合物 5 0 . 0部、 分子量 5 0 0のポリ ( 3—メチルペンチルアジペート) ジオール 0 . 7 2 部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反応 させ、 次いで、 末端にカルボキシル基を有する分子量 5 0 0のポリ力プロラク ト ンの開環重合物 0 . 3 7部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2時間保持して、 カルボジィ ミ ド基と力ルポキシル基とを反応させた後、 プロピレングリコールモノメチルェ 一テルァセテ一ト 7 7 . 0部を仕込んで数平均分子量約 7 0 0 0 0、 カルボジィ ミ ド当量 9 8のカルボジィミ ド化合物 ( a— 6 ) を得た。
(比較調製例 a— 7 )
還流冷却管、 窒素導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 イソシ ァネー.ト基を有するカルボジイミ ド当量 3 2 2のポリカルボジイミ ド化合物 5 . 0部、 分子量 3 0 0 0 0のポリ (3—メチルペンチルアジペート) ジオール 4 6 4 . 3部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基と を反応させ、 次いで、 末端にカルボキシル基を有する分子量 4 0 0 0 0のポリ力 プロラク トンの開環重合物 3 1 0 . 6部を仕込み、 約 1 0 0 で 2時間保持して、 力ルボジィミ ド基と力ルポキシル基とを反応させた後、 プロピレングリコールモ ノメチルエーテルァセテ一ト 1 7 0部を仕込んで数平均分子量約 1 0 1 0 0 0、 カルボジィミ ド当量 5 0 2 3 3のカルボジィミ ド化合物 ( a— 7 ) を得た。 (比較調製例 a— 8 )
還流冷却管、 窒素導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 イソシ ァネート基を有するカルポジイミ ド当量 3 1 6のポリカルポジイミド化合物 5.
0部、 分子量 1 000のポリ (3—メチルペンチルアジペート) ジオール 1 1 5.
7部を仕込み、 約 1 00°Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反 応させ後、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24 8. 6部を 仕込んで数平均分子量約 28 0 0、 カルボジィミ ド当量 1 ◦ 48のグラフト化側 鎖非含有のカルポジイミ ド化合物 (a— 8) を得た。
(比較調製例 a— 9 )
実施調製例 (a— 1) の末端にカルボキシル基を有する分子量 20 00のポリ 力プロラタ トンの開環重合物の量を 84. 6部を末端にカルボキシル基を有する 分子量 1 0 0 0のポリ力プロラタ トンの開環重合物 3 3 8. 6部に、 プロピレン ダリコールモノメチルエーテルァセテ一トの量を 7 5 6. 5部に、 それぞれ変更 した以外は実施調製例 ( a— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 8 5 0 0のカル ポジイミ ド基非含有化合物 (a— 9) を得た。
< b . ポリエーテル側鎖を有するカルボジィミ ド化合物等の調製〉
(実施調製例 b_ l)
実施調製例 (a _ 1) の末端にカルボキシル基を有する分子量 200 0のポリ 力プロラタ トンの開環重合物を、 末端にカルボキシル基を有する分子量 2 00 0 のプロピレンオキサイ ドの開環重合物に変更した以外は実施調製例 (a— 1) と 同様にして、 数平均分子量約 4 200、 カルボジィミ ド当量 2 0 53のカルポジ ィミ ド化合物 ( b— 1 ) を得た。
(実施調製例 b— 2)
実施調製例 ( b— 1 ) の分子量 1 000のポリ (3—メチルペンチルァジぺー ト) ジオールを、 分子量 1 0 0 0のポリプロピレングリコールに変更した以外は 実施調製例 ( b— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 42 00、 カルボジィミ ド 当量 2 0 5 3のカルボジィミ ド化合物 (b— 2 ) を得た。 (実施調製例 b _ 3 )
実施調製例 ( b— 1 ) の分子量 1 0 0 0のポリ ( 3—メチルペンチルアジぺー ト) ジオールを、 分子量 1 0 0 0のポリブチルメタクリレートジオールに変更し た以外は実施調製例 ( b— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 4 2 0 0、 カルボ ジィミ ド当量 2 0 5 3のカルポジィミ ド化合物 (b— 3 ) を得た。
(実施調製例 b— 4 )
実施調製例 (b— 1 ) の末端にカルボキシル基を有する分子量 2 0 0 0のプロ ピレンォキサイドの開環重合物 8 4 . 6部を末端にカルボキシル基を有する分子 量 1 0 0 0のプロピレンオキサイドの開環重合物 3 8 . 8部に、 プロピレングリ コールモノメチルエーテルアセテートの量を 3 0 6 . 8部に、 それぞれ変更した 以外は実施調製例 (b— 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 3 5 0 0、 カルポジ イミ ド当量 1 7 2 3のカルポジイミ ド化合物 (b— 4 ) を得た。
(実施調製例 b— 5 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジィミ ド当量 3 1 6のポリカルポジィミ ド化合物 5 0 . 0部、 エチレングリコール 1 . 8部と分子量 1 0 0 0のポリ (3—メチル ペンチルァジぺート) ジオール 5 7 . 9部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持し て、 イソシァネート基と水酸基とを反応させ、 次いで末端にカルボキシル基を有 する分子量 2 0 0 0のプロピレンォキサイ ドの開環重合物 8 4 . 6部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2時間保持して、 カルポジイミ ド基と力ルボキシル基とを反応させ た後、 プロピレンダリコールモノメチルエーテルァセテ一ト 2 9 1 . 5部を仕込 んで数平均分子量約 3 3 0 0、 カルボジィミ ド当量 1 5 8 8のカルボジィミ ド化 合物 (b— 5 ) を得た。
(比較調製例 b— 6 ) 還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルポジイミ ド当量 9 6のポリカルボジイミ ド 5 0 . 0 部、 分子量 5 0 0のポリ (3—メチルペンチルアジペート) ジオール 0 . 7 2部 を仕込み、 約 1 0 0 で 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反応さ せ、 次いで末端にカルボキシル基を有する分子量 5 0 0のプロピレンォキサイ ド の開環重合物 0 . 3 7部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2時間保持して、 カルポジィミ ド基とカルボキシル基とを反応させた後、 プロピレングリコールモノメチルエー テルァセテ一ト 7 7 . 0部を仕込んで数平均分子量約 7 0 0 0 0、 カルボジィミ ド当量 9 8のカルポジィミ ド化合物 ( b— 6 ) を得た。
(比較調製例 b— 7 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジイミ ド当量 3 2 2のポリカルボジイミ ド 5 . 0 部、 分子量 3 0 0 0 0のポリ (3—メチルペンチノレアジペート) ジオール 4 6 4 . 3部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反 応させ、 次いで末端にカルボキシル基を有する分子量 4 0 0 0 0のプロピレンォ キサイ ドの開環重合物 3 1 0 . 6部を仕込み、 約 1 0 0 で 2時間保持して、 力 ルポジィミ ド基と力ルポキシル基とを反応させた後、 プロピレングリコールモノ メチルエーテルァセテ一ト 1 1 7 0部を仕込んで数平均分子量約 1 0 1 0 0 0、 カルポジィミ ド当量 5 0 2 2 3のカルボジィミ ド化合物 (b— 7 ) を得た。
(比較調製例 b— 8 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジイミ ド当量 3 1 6のポリカルポジイミ ド 5 0 .
0部、 分子量 1 0 0 0のポリ (3 —メチルペンチルアジペート) ジオール 1 1 5 .
7部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反 応させた後、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2 4 8 . 6部 を仕込んで数平均分子量約 2 8 0 0、 カルボジィミ ド'当量 1 0 4 8のグラフト化 側鎖非含有のカルポジイミ ド化合物 (b— 8 ) を得た。 (比較調製例 b— 9)
実施調製例 (b— 1 ) の末端にカルボキシル基を有する分子量 200 0のプロ ピレンオキサイ ドの開環重合物の量を 3 3 8. 6部に、 プロピレングリコールモ ノメチルエーテルアセテートの量を 7 5 6. 5部に、 それぞれ変更した以外は実 施調製例 ( b _ 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 8 5 0 0のカルボジィミ ド基 非含有化合物 (b— 9) を得た。
< c . ポリアタリル側鎖を有するカルボジィミ ド化合物等の調製 >
(実施調製例 c一 1 )
実施調製例 ( a— 1 ) の末端にカルボキシル基を有する分子量 200 0のポリ 力プロラク トンの開環重合物を、 カルボキシル基を有する分子量 200 0の (メ タ) アクリル系重合体に変更した以外は実施調製例 (a— 1) と同様にして、 数 平均分子量約 4 200、 カルポジィミ ド当量 2 0 5 3のカルボジィミ ド化合物 ( c— 1 ) を得た。
(実施調製例 c _ 2)
実施調製例 ( c一 1 ) の分子量 1 00 0のポリ (3—メチルペンチルアジぺー ト) ジオールを、 分子量 1 000のポリプロピレンダリコールに変更した以外は 実施調製例 ( c _ 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 4 20 0、 カルボジィミ ド 当量 20 5 3のカルボジイミ ド化合物 (c一 2) を得た。
(実施調製例 c一 3)
実施調製例 ( c一 1 ) の分子量 1 0 0 0のポリ (3—メチルペンチルァジぺー ト) ジオールを、 分子量 1 000のポリブチルメタクリレートジオールに変更し た以外は実施調製例 ( c一 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 4200、 カルボ ジィミ ド当量 20 5 3のカルボジィミ ド化合物 ( c一 3 ) を得た。
(実施調製例 c一 4) 実施調製例 (c一 1 ) のカルボキシル基を有する分子量 2 0 0 0の (メタ) 了 クリル系重合体 8 4 . 6部をカルボキシル基を有する分子量 1 0 0 0の (メタ) ァクリル系重合体 3 8 . 8部に、 プロピレングリコールモノメチルエーテルァセ テートの量を 3 0 6 . 8部に、 それぞれ変更した以外は実施調製例 ( c _ 1 ) と 同様にして、 数平均分子量約 3 5 0 0、 カルボジィミ ド当量 1 7 2 3のカルボジ ィミ ド化合物 (c— 4 ) を得た。
(実施調製例 c一 5 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジィミ ド当量 3 1 6のポリカルボジィミ ド化合物 5 0 . 0部、 エチレングリコール 1 . 8部と分子量 1 0 0 0のポリ (3—メチル ペンチルァジぺート ) ジオール 5 7 . 9部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持し て、 イソシァネート基と水酸基とを反応させ、 次いでカルボキシル基を有する分 子量 2 0 0 0の (メタ) アクリル系重合体 8 4 . 6部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2 時間保持して、 カルポジイミ ド基とカルボキシル基とを反応させた後、 プロピレ ングリコールモノメチルエーテルァセテ一ト 2 9 1 . 5部を仕込んで数平均分子 量約 3 3 0 0、 カルボジィミ ド当量 1 5 8 7のカルボジィミ ド化合物 ( c一 5 ) を得た。 (比較調製例 c— 6 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジイミ ド当量 9 6のポリカルポジイミ ド 5 0.. 0 部、 分子量 5 0 0のポリ (3—メチルペンチルアジペート) ジオール 0 . 7 2部 を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反応さ せ、 次いでカルボキシル基を有する分子量 5 0 0のアクリル系重合体 0 . 3 7部 を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2時間保持して、 カルポジイミ ド基とカルボキシル基と を反応させた後、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 7 7 . 0 部を仕込んで数平均分子量約 7 0 0 0 0、 カルボジィミ ド当量 9 8のカルボジィ ミ ド化合物 ( c一 6 ) を得た。 (比較調製例 c一 7 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジイミ ド当量 3 2 2のポリカルポジイミ ド 5 . 0 部、 分子量 3 0 0 0 0のポリ (3—メチルペンチルアジペート) ジオール 4 6 4 , 3部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反 応させ、 次いでカルボキシル基を有する分子量 4 0 0 0 0のァクリル系重合体 3 1 0 . 6部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 2時間保持して、 カルポジイミ ド基とカルボ キシル基とを反応させた後、 プロピレンダリコールモノメチルエーテルァセテ一 ト 1 1 7 0部を仕込んで数平均分子量約 1 0 1 0 0 0、 カルボジィミ ド当量 5 0 2 2 3のカルポジィミ ド化合物 ( c一 7 ) を得た。
(比較調製例 c 一 8 )
還流冷却管、 窒素ガス導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに、 ィ ソシァネート基を有するカルボジィミ ド当量 3 1 6のポリカルボジィミ ド 5 0 . 0部、 分子量 1 0 0 0のポリ ( 3ーメチルペンチルアジぺート) ジオール 1 1 5 . 7部を仕込み、 約 1 0 0 °Cで 5時間保持して、 イソシァネート基と水酸基とを反 応させた後、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2 4 8 . 6部 を仕込んで数平均分子量約 2 8 0 0、 カルボジィミ ド当量 1 0 4 8の、 グラフト 化側鎖非含有のカルボジィミ ド化合物 ( c _ 8 ) を得た。
(比較調製例 c一 9 )
実施調製例 ( c一 1 ) のカルボキシル基を有する分子量 2 0 0 0の (メタ) ァ クリル系重合体の量を 3 3 8 . 6部に、 プロピレングリコールモノメチルエーテ ルアセテートの量を 7 5 6 . 5部に、 それぞれ変更した以外は実施調製例 ( c一 1 ) と同様にして、 数平均分子量約 8 5 0 0のカルボジィミ ド基非含有化合物 ( c - 9 ) を得た。 く顔料:カーボンブラック〉 [実施例 1の処理顔料及びその分散組成物の調製]
スチールビーズ (Φ 5 mm) 1000 gを容量 1 000m lのスチール缶に、 カーボンブラック A (平均一次粒子径 56 nm、 pH=3. 1) を 50 g、 精製 水 450 gを仕込んだ。 この混合物をペイントコンディショナーを用い 30分間 練肉し、 水性顔料分散体を得た。 この水性顔料分散体を還流冷却管、 窒素導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに移し、 携拌しながらカルポジイミ ド化 合物 (a— l) 、 50 g、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 1 70 gを添カ卩し、 約 90°Cで 8時間反応させた。 反応後、 精製水及ぴプロピレ ングリコールモノメチルエーテルアセテートを除去し、 真空乾燥機に入れ 80°C で 2時間乾燥し、 カルポジィミ ド化合物により表面処理された実施例 1の表面処 理顏料 (表面処理顔料 1) を得た。 さらに表 1の組成の材料を、 ビーズミルで 1 昼夜、 温度 60°Cの温度で混練して、 実施例 1の表面処理顔料の分散組成物を得 た。 [実施例 9の処理顔料及びその分散組成物の調製]
実施例 1において、 カルポジィミ ド化合物 (a— l) をカルボジィミ ド化合物 (b— 1) に変更した以外は実施例 1と同様にして、 カルポジイミド化合物によ り表面処理された実施例 9の表面処理顔料 (表面処理顔料 2) を得た。 さらに表 1の組成の材料を、 ビーズミルで 1昼夜、 温度 60 °Cの温度で混練して、 実施例 9の表面処理顔料の分散組成物を得た。
[実施例 1 7の処理顔料及びその分散組成物の調製]
実施例 1において、 カルポジィミ ド化合物 ( a— 1 ) をカルボジィミ ド化合物 (c - 1) に変更した以外は実施例 1と同様にして、 カルポジイミド化合物によ り表面処理された実施例 1 7の表面処理顔料 (表面処理顔料 3 ) を得た。 さらに 表 1の組成の材料を、 ビーズミルで 1昼夜、 温度 60 °Cの温度で混練して、 実施 例 1 7の表面処理顔料の分散,祖成物を得た。
[実施例 2〜8、 10〜1 6、 18〜24、 比較例 1〜 1 8の分散組成物の調製 ]
表 1 〜 3の組成の材料を、 ビーズミルで一昼夜混練し、 実施例 2〜 8、 1 0〜 1 6 、 1 8〜 2 4、 比較例 1 〜 1 8の処理カーボンブラックの分散組成物を調製 した。
[実施例 1 〜 2 4、 比較例 1 〜 1 8のブラックマトリックス用の顔料分散レジス ト組成物の調製]
高速攪拌機を用いて、 上記実施例 1 〜 2 4、 比較例 1 〜 1 8の処理カーボンブ ラックの分散体と他の材料とを表 4〜 6の組成になるように均一に混合した後、 孔径 3 μ mのフィルターで濾過し、 実施例 1 〜 2 4、 比較例 1 〜 1 8のブラック マトリックス用の顔料分散レジスト組成物を得た。
[評価試験]
1 . 分散安定性
実施例 1 〜 2 4、 比較例 1 〜 1 8の処理カーボンブラックの分散組成物及び実 施例 1 〜 2 4、 比較例 1 〜 1 8のブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組 成物をそれぞれガラス瓶に採り、 密栓して室温で 7日保存した後の状態を下記評 価基準に従って評価した。 評価結果は、 表 1〜表 6に示す。
評価基準
A:増粘、 沈降物が共に認められない。
B :軽く振盪すると元に戻る程度の増粘や沈降物が認められる。
C :強く振盪しても元に戻らない程度の増粘や沈降物が認められる。
2 . レジス トパターンの光学濃度 (O D値)
上記分散安定性で A又は Bの評価の得られた、 ブラックマトリツクス用の顔料 分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚 1 になるようにガラス基板上 に塗布し、 1 0 0 °Cで 3分間プレベータした後、 高圧水銀灯で露光し、 更に 2 3 0 °Cで 3 0分間ポストベータを行い、 ベタ部のみで形成されたレジストパターン を得た。 評価結果は表 4〜 6に示す。 得られた各ベタ部のレジス トパターンの光学濃度 (OD値) をマクベス濃度計 ( TD—93 1、 商品名、 マクベス社製) で測定した。
3. レジストパターンの抵抗値
上記の方法から得られたレジストパターンの表面抵抗値を抵抗測定器 (R 83 40/834 OA, 商品名、 アドバンテスト社製) で測定した。 評価結果は表 4 〜6に示す。
4. レジス トパターンの現像性
上記分散安定性で A又は Bの評価の得られた、 ブラックマトリツクス用の顔料 分散レジス ト,組成物をスピンコーターにて膜厚 1 になるようにガラス基板上 に塗布し、 100°Cで 3分間プレベータした。 得られた塗膜を、 0. 1 5%Na 2 C〇3水溶液を使用して現像し、 未硬化部分のレジスト組成物が完全に除去できる 間での時間から現像性を評価した。 評価結果は表 4〜 6に示す。
A: 30秒以内に完全に除去できる。
B : 30秒を超えて 60秒以内に完全に除去できる。
C: 60秒を超えても完全に除去できない。
実施例 比較例
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 カーボンブラック A 一 20 20 20 20 20 一 一 20 20 20 20 20 20 カーボンブラック B 一 一 一 一 一 一 20 一 一 ― 一 一 一 カーボンブラック C 一 一 一 一 一 ― 一 20 一 一 一 一 一 一 表面処理顔料 1 28
a— 1 ― 8 ― 一 一 8 8 ― ― ― ― ― 一 a— 2 8
a— 3 8
カルポジイミド化合物 a— 4 o 0
(固形分) a-5 8
a— 6 8
a— 7 o o
a— 8 8
カルポジイミド基非含有化合物
a— 9 8
(固形分)
顔料分散剤 A 2
(固形分) B 6 溶剤 PGMEA 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 78 74 + 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(評価) 分散安定性 A A A A A A A A A B B C B B
DO
実施例 比較例
q 1 π 1 ΐ
カーボンブラック A on on on on on on on on on on カーボンブラック B on
カーボンブラック C on
表面処理顔料 2 Q o
b- 1 8 ― ― ― ― 8 8
b- 2 ― 8 ― ― ― ― ― ― 一 ― ― ―
b-3 一 一 ― 8 ― ― ― ― ― ― ― ― ―
カルポジイミド化合物 b-4 一 ― 一 8 ― ― 一 一 ― ― ― ―
(固形分) b-5 一 一 一 ― ― 8 ― 一 ― ― 一 ― ― ^
b-6 一 ― 一 ― ― ― ― ― 8 一 ― ― 一 一
b-7 8
b-8 8
カルポジイミド基非含有化合物
b-9 8
(固形分)
顔料分散剤 A 2
(固形分) B 6
溶剤 PG EA 72 72 72 1 72 72 72 72 72 72 72 72 72 78 74
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(評価) 分散安定性 A A A A A A A A A B B C Β B
t
実施例 比較例
17 18 19 20 21 22 23 24 13 14 15 16 17 18
カーボンブラック A 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 カーボンブラック S 一 一 20 一 一 ― _: 一 ―
カーボンブラック C ― ― 一 一 一 20 一 ― 一 ―
表面処理顔料 3 28
c-1 8 一 ― ― 8 8
c-2 8
c-3 ― 8 •― ― ― 一 一 一
カルポジイミド化合物 c一 4 — 8
(固形分〉 c-5 — — . 8
^ c-6 一 一 ― 8
一 ― ―
c-7 8
c-8 8
カルポジイミド基非含有化合物
c-9 8
(固形分)
顔料分散剤 A 2
(固形分) B 6
溶剤 PGMEA 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 厂 72 78 74
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(評価) 分散安定性 A A A A A A A A A B B C B B
*3 顔料分散レジスト組成物
実施例 比較例
1 0 3 4 g 7 8 2 3
室施
宝饰 ク n
O
圭 你
実施例 5 リ
実施例 6
表面処理 実施例フ ΛΠU
顔料
分散組成物 実施例 8
比較例 1
比較例 2
比較例 3
比較例 4 リ
比較例 5 AC)
比較例 6 40
BMAZMAA共重合体 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 7.1 6.1
DPEHA 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 3.1 2.6 ィルガキュア 907 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 0.9
PGMEA 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 48.8 50.4 合計 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 分散安定性 A A A A A A A A C B B C B B
0D値 3.9 3.9 3.8 3.8 3.9 3.8 3.4 3.4 3.6 3.9 3.8 3.8
(評価)
抵抗値 ≥1 Χ1θ" ≥15<10!3 ≥1 X1013 ≥1 X10'3 ≥1 X1013 ≥1 x 1013 ≥1 X1013 ≥1 X1013 1 iO5 1 IO8 1 X 105 1 x 10s 現像性 B A B B B B B B C B B C
t
01 顔料分散レジスト組成物
実施例 比較例
9 10 11 12 13 14 15 16 7 8 9 10 11 12 実施例 9 40
実施例" 10 40
実施例 11 40
実施例 12 40
実施例 13 40
実施例 14 40
表面処理 実施例 15 40
顔料
分散組成物 実施例 16 40
比較例 7 40
比較例 8 40
比較例 9 40
比較例 10 40
比較例 11 40 比較例 12
BMAZMAA共重合体 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 7.1 6.1
DPEHA 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 3.1 2.6 ィルガキュア 907 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 0.9
PGMEA 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 48.8 50.4
口 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
分散安定性 A A A A A A A A C B B C B B
OD値 3.9 3.9 3.8 3.8 3.9 3.8 3.4 3.4 3.6 3.9 3.8 3.8
(評価)
抵抗値 ≥1 X1013 ≥1 X1013 ≥1 X1013 ≥1 X1013 ≥1 x1013 ≥1 X1013 ≥1 1013 ≥1 X1013 1 X 105 1 108 1 X 105 1 105 現像性 A A A A A A A A C B B c
顔料分散レジスト組成物
実施例 比較例
17 18 19 20 21 22 23 24 13 14 15 16 17 18 実施例 17 40
実施例 18 40
実施例 19 40
実施例 20 40
実施例 21 40
実施例 22 40
表面処理 実施例 23 40
顔料
分散組成物 実施例 24 40
比較例 13 40
比較例 14 40
比較例 15 40
比較例 16 40
比較例 17 40 比較例 18 40
BMAZMAA共重合体 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 7.1 6.1
DPEHA 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 3.1 2.6 ィルガキュア 907 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9
PGMEA 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 51.2 48.8 50.4
□ aT 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 分散安定性 A A A A A A A A c B B C _ B _ B OD値 3.9 3.9 3.8 3.8 3.9 3.8 3.4 3.4 3.6 3.9
(評価) ― 3·8 3.8 抵抗値 :1 ΐο' ≥1 χΐο' :1 X101 1 ΐο,: :ΐχΐο' S1 101 ;1 101 :1 X10' X 105 X 108 1 X 105 1 xio5| 現像性 Β A B B B B B B C B B c
なお、 表 1〜 3において、 顔料分散剤 Aは、 SOLSPERSE—24000 (商品名、 アビシァ社製) を表し、 顔料分散体 Bは、 D i s p e r b y k- 1 6 1 (商品名、 ビッグケミ一社製) を表し、 PGMEAは、 プロピレングリコール モノメチルエーテルァセテ一トを表す。 また、 表 4〜 6において、 BMA/MA A共重合体'は、 ベンジルメタタリレート Zメタクリル酸共重合体を表し、 DPE HAは、 ジペンタエリスリ トールへキサァクリレートを表す。 く顔料:カルボジィミド基と反応する官能基を有する有機顔料 >
[実施例 25〜 32、 比較例 1 9〜 20 ]
実施例 25及ぴ 26は、 カルボジィミド化合物 ( a— 1 ) で表面処理した処理 顔料であり、 実施例 27〜 32は、 各カルボジィミド化合物で表面処理しながら 同時に分散媒体中に分散させた、 表面処理顔料の分散組成物として得られるもの である。
(実施例 25の処理顔料及びその分散組成物の調製)
スチールビーズ (Φ 5 mm) 1000 gを容量 1000m lのスチール缶に、 プラズマ処理された C. I . ビグメントレッド 1 22を 50 g、 精製水 450 g を仕込んだ。 この混合物をペイントコンディショナーを用い 30分間練肉し、 水 性顔料分散体を得た。 この水性顔料分散体を還流冷却管、 窒素導入管、 攪拌棒、 温度計を備えた四つ口フラスコに移し、 攪拌しながらカルポジイミド化合物 (a — 1) 、 50 g、 プロピレングリコールモノメチノレエーテノレアセテート 1 70 g を添加し、 約 90°Cで 8時間反応させた。 反応後、 精製水及びプロピレングリコ ールモノメチルエーテルァセテ一トを除去し、 真空乾燥機に入れ 80 °Cで 2時間 乾燥し、 カルボジィミド化合物により表面処理された実施例 25の表面処理顔料 (表面処理顔料 4) を得た。 さらに表 7の組成の材料を、 ビーズミルで 1昼夜、 温度 60°Cの温度で混練して、 実施例 25の表面処理顔料の分散組成物を得た。
(実施例 26の処理顔料及ぴその分散組成物の調製) 実施例 2 5において、 プラズマ処理された C . I . ビグメントレッド 1 2 2を プラズマ処理された C . I . ビグメンブルー 1 5 : 3に変更した以外は実施例 2 5と同様にして、 カルボジィミ ド化合物により表面処理された実施例 2 6の表面 処理顔料 (表面処理顔料 5 ) を得た。 さらに表 7の組成の材料を、 ビーズミルで 1昼夜、 温度 6 0 °Cの温度で混練して、 実施例 2 6の表面処理顔料の分散組成物 を得た。
(実施例 2 7〜 3 2、 比較例 1 9、 2 0の分散組成物の調製)
表 7の組成の材料を、 ビーズミルで 1昼夜、 温度 6 0 °Cの温度で混練し、 カル ボジィミド化合物により表面処理された実施例 2 7〜 3 2の表面処理顔料の分散 組成物、 比較例 1 9、 2 0の顔料分散組成物を得た。
[実施例 2 5〜3 2、 比較例 1 9、 2 0のカラーフィルター用の顔料分散レジス ト組成物]
高速攪拌機を用いて、 実施例 2 5〜3 2、 比較例 1 9、 2 0の顔料分散組成物 と他の材料とを表 8の組成になるように均一に混合した後、 孔径 3 μ mのフィル ターで濾過し、 実施例 2 5〜3 2、 比較例 1 9、 2 0のカラーフィルター用の顔 料分散レジスト組成物を得た。 [評価試験]
1 . 分散安定性
実施例 2 5〜 3 2、 比較例 1 9、 2 0の処理有機顔料の分散組成物及び実施例 2 5〜3 2、 比較例 1 9、 2 0のカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物 をそれぞれガラス瓶に採り、 密栓して室温で 7日保存した後の状態を下記評価基 準に従って評価した。 この結果を、 表 7〜8に示した。
評価基準
A:増粘、 沈降物が共に認められない。
B :軽く振盪すると元に戻る程度の增粘ゃ沈降物が認められる。
C :強く振盪しても元に戻らない程度の増粘や沈降物が認められる。 2. レジストパターンの現像性
上記分散安定性で A又は Bの評価の得られた、 カラーフィルター用の顔料分散 レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚 1 mになるようにガラス基板上に塗 布し、 100°Cで 3分間プレベータした。 得られた塗膜を、 0. 15%Na 2CO 3水溶液を使用して現像し、 未硬化部分のレジスト組成物が完全に除去できる間で の時間から現像性を評価した。 この結果を、 表 8に示した。
A: 30秒以内に完全に除去できる。
B : 30秒を超えて 60秒以内に完全に除去できる。
C: 60秒を超えても完全に除去できない。
顔料分散組成物
実施例 比較例
25 26 27 28 29 30 31 32 19 20 表面処理顔料 4 28 一 一 一 一 ― 一 一 一 表面処 顔料 5 一 28 ― 一 一 一 一 一 一 プラズマ処理された C丄ピグメントレッド 122 ― 一 20 20 20 一 一 ― ― ― 料
分 プラズマ処理された C丄ビグメントブルー 1 5: 3 ― 一 一 _ 一 20 20 20 一 一 散
組 C.I.ビグメントレッド 122 一 ― ― 一 一 ― 一 20
物 C.I.ピグメントレッド 15: 3 一 ― ― ― ― 一 ― 一 20 の
組 カルポジイミド化合物 a— 1 (固形分) 8 8
カルポジイミド化合物 b— 1 (固形分) 8 8
カルポジイミド化合物 c一 1 (固形分) 8 8
顔料分散剤 PB821 8 8
PGMEA 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(評価) 分散安定性 A A A A A A A A C C
oo
顔料分散レジスト組成物
- 実施例 比較例
25 26 27 28 29 30 31 32 19 20
実施例 25 35 ― 一 ― 一 ― 一 一 一 実施例 26 ― 35 一 一 一 ― ― ― 一 ― 実施例 2フ ― 一 35 ― ― ―
百 ― ― ― 一 料 実施例 28 ― ― ― 35 ― 一 ― 一 一 ― 分 実施例 29 ― ― 一 ― 35 ― ― ― ― ― 散
組 実施例 30 ― ― ― ― 一 35 ― ― ― 一 成 実施例 31 一 ― ― ― ― 一 35 一 一 ― 物
実施例 32 一 ― 一 ― ― ― ― 35 ― ― 比較例 19 35
比較例 20 35
BMA MAA共重合体 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9
DPEHA 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
ィルガキュア 907 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
PGMEA 54.1 54.1 54.1 54.1 54.1 54.1 54.1 54.1 54.1 54.1 口 sT 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 分散安定性 A A A A A A A A C C
(評価)
現像性 B B B A B B A B
なお、 表 7〜 8において、 顔料分散剤; P B 821は、 PB 821 (商品名、 味 の素社製)を表し、 PGMEAは、 プロピレングリコールモノメチルエーテルァ セテートを表し、 BMA /M A A共重合体は、 ベンジルメタクリレート/メタク リル酸共重合体を表し、 DPEHAは、 ジペンタエリスリ トールへキサアタリレ 一トを表す。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 顔料を分散媒体中に分散したときに、 高濃度であっても顔料 分散性、 分散安定性が良好な処理顔料が得られる。 さらに顔料として、 顔料表面 にカルポジイミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料 (高級有機顔料) を用い て、 カラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物とした場合は高透過率でコン トラスト等に優れたカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物が、 顔料とし てカーボンブラックを用いてブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物 とした場合は高遮光性で高絶縁性を有するブラックマトリックス用の顔料分散レ ジスト組成物が得られる。

Claims

請求の範囲
1 . カルポジィミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラッ クからなる群より選択される少なくとも 1種の顔料を、 カルポジイミ ド基を有す るカルポジイミ ド化合物で処理してなる処理顔料であって、
該カルポジイミド化合物は、 分子内にポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及び ポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有し、 かつ カルポジィミド当量が 1 0 0〜 5 0 0 0 0のものである
ことを特徴とする処理顔料。
2 . 前記カルポジイミ ド化合物は、 カルポジイミ ド基と反応する官能基を有す るポリエステル鎖、 ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択され る少なくとも 1種の鎖と、 カルボジィミド基との反応により前記側鎖が分子内に 導入されてなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の処理顔料。
3 . 前記カルポジイミ ド化合物は、 カルポジイミ ド基と反応する官能基を有す る化合物とカルボジイミ ド基とを反応させた後、 ポリエステル鎖、 ポリエーテル 鎖及ぴポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも 1種を形成する化合 物が分子内に導入されてなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の処理顔料。
4 . 前記カルボジィミ ド化合物は、 前記カルポジィミド基と反応する宫能基を カルボキシル基、 スルホン酸基、 燐酸基、 水酸基又はアミノ基として前記側鎖が 分子内に導入されてなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第 2又は 3項記載の処理顔料。
5 . 前記側鎖は、 式量 2 0 0〜 1 0 0 0 0の鎖である
ことを特徴とする請求の範囲第 1〜 4項のいずれかに記載の処理顔料。
6 . 前記カルポジィミ ド基と反応する官能基を有する有機顔料及ぴカーポンプ ラックは、 カルボキシル基、 スルホン酸基、 水酸基及ぴァミノ基からなる群より 選択される少なくとも 1種の官能基を有するものである
ことを特徴とする請求の範囲第 1〜 5項のいずれかに記載の処理顔料。
7 . 請求の範囲第 1〜 6項のいずれかに記載の処理顔料を含有する
ことを特徴とする顔料分散組成物。
8 . 請求の範囲第 1〜 6項のいずれかに記載の処理顔料を含有する
ことを特徴とする顔料分散レジスト組成物。
9 . 分子内にポリエステル側鎖、 ポリエーテル側鎖及ぴポリアクリル側鎖から なる群より選択される少なくとも 1種の側鎖を有し、 かつカルポジイミド当量が 1 0 0〜 5 0 0 0 0のカルポジィミド化合物である
ことを特徴とするカルポジィミド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカー ボンブラックの顔料処理用化合物。
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