EP3116955A1 - Pyridon-farbmittelzusammensetzung - Google Patents

Pyridon-farbmittelzusammensetzung

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Publication number
EP3116955A1
EP3116955A1 EP15712521.2A EP15712521A EP3116955A1 EP 3116955 A1 EP3116955 A1 EP 3116955A1 EP 15712521 A EP15712521 A EP 15712521A EP 3116955 A1 EP3116955 A1 EP 3116955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alkyl
pigments
cation
formula
sulfo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15712521.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Engel
Yvonne KAHLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clariant International Ltd
Original Assignee
Clariant International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clariant International Ltd filed Critical Clariant International Ltd
Publication of EP3116955A1 publication Critical patent/EP3116955A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041—Optical brightening agents, organic pigments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B29/00—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling
    • C09B29/34—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling from other coupling components
    • C09B29/36—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling from other coupling components from heterocyclic compounds
    • C09B29/3604—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling from other coupling components from heterocyclic compounds containing only a nitrogen as heteroatom
    • C09B29/3617—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling from other coupling components from heterocyclic compounds containing only a nitrogen as heteroatom containing a six-membered heterocyclic with only one nitrogen as heteroatom
    • C09B29/3621—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling from other coupling components from heterocyclic compounds containing only a nitrogen as heteroatom containing a six-membered heterocyclic with only one nitrogen as heteroatom from a pyridine ring
    • C09B29/3626—Monoazo dyes prepared by diazotising and coupling from other coupling components from heterocyclic compounds containing only a nitrogen as heteroatom containing a six-membered heterocyclic with only one nitrogen as heteroatom from a pyridine ring from a pyridine ring containing one or more hydroxyl groups (or = O)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0033—Blends of pigments; Mixtured crystals; Solid solutions
    • C09B67/0041—Blends of pigments; Mixtured crystals; Solid solutions mixtures containing one azo dye
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0084—Dispersions of dyes
    • C09B67/0085—Non common dispersing agents
    • C09B67/0086—Non common dispersing agents anionic dispersing agents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • G02B5/223—Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters

Definitions

  • the present invention relates to novel colorant compositions used, for example, in color filters for liquid crystal displays or in OLED displays.
  • Liquid crystal displays are widely used in e.g.
  • LCDs liquid crystal displays
  • color filters are additionally introduced into the arrangement between the polarizers. These color filters are usually located on the surface of a transparent substrate, usually made of glass, and are there in the form of numerous regularly arranged pixels of primary colors, eg. B. red, green, blue (R, G, B) applied.
  • the single pixel has a size of a few micrometers to 100 micrometers.
  • a liquid crystal display also has numerous other functional components such as thin-film transistors (TFT), alignment layers and others involved in the control of the liquid crystals and thus ultimately the imaging. If light now passes through the arrangement, the liquid crystals can be set separately for each pixel by electronic control to "light” or “dark” (or to any intermediate stage). Accordingly, the respective associated color filter pixels are supplied with light and for the
  • CONFIRMATION COPY human eye results in the plan view of the screen a corresponding R, G, B building, colored, moving or still image.
  • Various ways of arranging liquid crystals, electronic controls and polarizers are known, such as twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), vertical alignment (VA) and in-plane switching (IPS).
  • the color filter pixels may be arranged in different defined patterns for each base color.
  • the basic colors are present as separate color points next to each other and result from backlit a full color image.
  • an additional color for example yellow, for expanding the color space or the use of cyan, magenta and yellow as primary colors is also known.
  • W-OLED displays also use color filters. These displays generate from pixels of organic light emitting diodes (Organic Light Emitting Diodes) first a white light, which then under
  • the color filters in the manufacture of the liquid crystal displays, elevated process temperatures of typically 230 ° C are used during the application of the liquid crystal control transparent electrode and the orientation layer. Accordingly, the color filters used must have high heat stability.
  • a high contrast ratio affects the quality of the image positively.
  • the light intensity is determined after irradiating a color filter on a transparent substrate, in which the substrate is located between two polarizers.
  • the contrast ratio also known as the contrast value, indicates the ratio of the light intensities in parallel and perpendicular polarizers.
  • a high transmission and resulting brightness of the color filter is desirable because it requires less light to be radiated into the display to produce the same image brightness than a less bright color filter, allowing for overall energy savings.
  • pigmented coatings are commonly used today. For their preparation, pigments in the presence of
  • Dispersing aids dispersed in an organic solvent Dispersing aids dispersed in an organic solvent
  • UV-curable photoresist is formulated with the addition of suitable binders (acrylates, acrylic esters, polyimides, polyvinyl alcohols, epoxies, polyesters, melamines, gelatin, caseins) and other excipients to form a UV-curable photoresist.
  • suitable binders acrylates, acrylic esters, polyimides, polyvinyl alcohols, epoxies, polyesters, melamines, gelatin, caseins
  • photoresist is applied in a thin layer on the carrier substrate, hardened by applying UV light through masks in the form of a pattern (patterning) and finally developed and treated by heat.
  • the color filter is generated in the form of a pixel pattern.
  • dyes are also used in color filters to optimally match the contrast, brightness, hue and transmission to the required
  • Acid dyes in the form of the free acid for color filters are disadvantageous from the work safety, to work with free acids.
  • compositions with organic pigments the compounds of formula (I) improve the dispersibility of the pigments and permit one
  • the invention provides colorant compositions comprising at least one compound of the formula (I) and at least one pigment, in which the compounds of the formula (I) have the general formula:
  • R 1 is sulfo, carboxy, C 1 -C 4 -alkylene-sulfo, C 1 -C 4 -alkylene-carboxy, CONH 2 ,
  • R 2 is d-Cis-alkyl, C 2 -C 8 -alkenyl, hydroxy-d-cis-alkyl, or - (dC 6 -alkylene-O-) m -R, where R is H, Ci-Ci6-alkyl or hydroxy-Ci-Ci6-alkyl and m is a number from 1 to 20,
  • R 3 is H, sulfo, carboxy, C 1 -C 6 -alkyl or C 1 -C 6 -alkoxy,
  • R 4 is H, C 1 -C 6 -alkyl or C 1 -C 6 -alkoxy
  • R 5 is OH, OM, C 1 -C 6 -alkyl, unsubstituted C 6 -C 10 -aryl or by C 1 -C 6 -alkyl, halogen, e.g. B. F, Cl, Br, carboxy or sulfo substituted C 6 -C-io-aryl, wherein the compounds of formula (I) at least one anionic radical from the group sulfo and carboxy, preferably sulfo, with the
  • M + is an alkali metal cation, such as Li +, Na + or K +, or preferably an organic cation, in particular an organic
  • Ammonium cation or an organic phosphonium cation are examples of organic phosphonium cation.
  • the counter cation M + is a mixture of the aforementioned cations.
  • alkylene groups and the alkyl groups in the alkyl and alkoxy radicals are branched or linear.
  • alkyl groups are methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, preferably n-butyl and iso-butyl, pentyl, preferably n-pentyl and iso-pentyl, hexyl, octyl, ethylhexyl.
  • the C 1 -C 6 -alkylene-O groups in the radical - (C 1 -C 6 -alkylene-O-) m -R may be the same or different when m is greater than 1.
  • Preferred radicals R ° have the meaning dC 2 -alkyl, very particularly preferably methyl.
  • Preferred radicals R 1 have the meaning Ci-C 2 -alkylene-sulfo, CONH (Ci-C 2 - alkyl) or CONH 2 , particularly preferably dd-alkylene-sulfo, CONH (CrC 2 ) alkyl or CONH 2 , very particularly preferred CH 2 sulfo or CONH 2 .
  • R 2 have the meaning Ci-Cs-alkyl, hydroxy-Ci-Ca-alkyl or - (Ci-C 4 -alkylene-O-) m -R, wherein R has the meaning H or Ci-Ci 0 -alkyl and m is a number from 1 to 15, especially ethyl, hydroxyethyl
  • Preferred radicals R 3 have the meaning H, sulfo, C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkoxy, in particular H, methyl, methoxy or sulfo, very particularly preferably H or methyl.
  • Preferred radicals R 4 are H, C -C 4 -alkyl or C 1 -C -alkoxy, in particular H, methyl or methoxy, very particularly preferably H.
  • Preferred radicals R 5 have the meaning OH, O "M ⁇ Ci-C alkyl, a Ci-C with 2 -. Substituted alkyl, halogen, such as F, Cl, Br, or sulfo, or
  • unsubstituted phenyl in particular OH, O " M + , C 1 -C 2 -alkyl, a C 1 -C 2 -alkyl, chlorine or sulfo-substituted phenyl or an unsubstituted phenyl, very particularly preferably OH, ⁇ " , methyl, tolyl or phenyl where M + is one
  • Alkali metal cation a primary, secondary, tertiary or quaternary
  • R 2 is d-Ce-alkyl, hydroxy-dC 8 -alkyl or - (dC 4 -alkylene-O-) m -R, wherein R has the meaning H or Ci-Cio-alkyl and m is a number from 1 to 15 .
  • R 3 is H, sulfo ', C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkoxy,
  • R 4 is H, C 1 -C 4 -alkyl or C 1 -C 4 -alkoxy
  • R 5 is OH, O " M + , C 1 -C 4 -alkyl, a phenyl or unsubstituted phenyl substituted by C 1 -C 2 -alkyl, halogen, for example F, Cl, Br or sulfo,
  • R 1 is dC 2 -alkylene-sulfo, CONH (dC 2 -alkyl) or CONH 2 ,
  • R 2 is ethyl, hydroxyethyl or - (dC 3 -alkylene-O-) m -R, where R is H or C 1 -C 6 -alkyl and m is a number from 1 to 15,
  • R 3 is H, methyl, methoxy or sulfo
  • R 4 is H, methyl or methoxy
  • R 5 OH, O " M ⁇ CC 2 alkyl, a substituted with dC 2 alkyl, chlorine or sulfo
  • R ° is methyl
  • R 1 is CH 2 -sulfo or CONH 2 ,
  • R 2 is ethyl or - (C 2 -C 3 -alkylene-O-) m -R, where R is H or methyl and m is a number from 1 to 12,
  • R 3 is H or methyl
  • R 4 H, R 5 is OH, ⁇ , methyl, tolyl or phenyl
  • Formulas (I) and (IIa) is the counter cation M + preferably an organic cation from the group of imidazolium cations, Alkylguanidiniumkationen,
  • the imidazolium cations preferably have the general formula (C1):
  • R 1 is d-alkyl, hydroxy-C 1 -C 6 -alkyl, C 2 -C 8 -alkenyl, - (C 1 -C 6 -alkylene-O-) m -R, where R is H, C 1 -C 6 -alkyl or hydroxy -CrCi alkyl has 6 and m is a number from 1 to 20, C 6 -C 0 aryl or C 6 -C 10 aryl which is substituted by 1, 2 or 3 dC 4 alkyl radicals,
  • R 2 d-ds-alkyl, hydroxy-Cgs-alkyl, C 2 -C 18 -alkenyl, - (dC 6 -alkylene-O-) m -R, wherein R is H, Ci-Ci 6 alkyl or hydroxy -CrCi 6 alkyl and m is a number from 1 to 20, C 6 -C 10 aryl or C 6 -C 0 aryl, by 1, 2 or 3 CrC ⁇ alkyl radicals is substituted,
  • R 1 and R 2 are identical or different and are C 6 -C 2 -alkyl, - (C 2 -C 3 alkylene-O-) m -R, wherein R is C 4 -C 2 alkyl and m is the number 1; or phenyl or di (isopropyl) phenyl, and R 3 is hydrogen or methyl.
  • the alkylguanidinium cations preferably have the general formula (C2)
  • R, R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and are C 1 -C 4 -alkyl, preferably
  • R 5 and R 6 are identical or different and Ci-Cia-alkyl, hydroxy-C
  • Ci-Ci has the meaning H 6 alkyl or hydroxy Ci-Ci6-alkyl and m is a number from 1 to 20, preferably R 5 and R 6 is C 6 -C 2 -alkyl or phenyl.
  • the phosphonium cations preferably have the general formula (C3): wherein
  • R 1 is d-Ce-alkyl or hydroxy-d-Ce-alkyl
  • R 3 is C 1 -C 20 -alkyl, C 2 -C 2 o-alkenyl, hydroxy-dC 20 -alkyl, C 6 -C 10 -aryl, - (C 1 -C 6 -alkylene-O-) m -R, where R is H, Ci-Ci6-alkyl or hydroxy-Ci
  • Ci6-alkyl and m is a number from 1 to 20
  • R 4 CC 20 alkyl, C 2 -C 2 -alkenyl, C 6 -C 10 aryl, hydroxy-Ci-C 20 alkyl, - (Ci-C 6 - alkylene-O-) m -R, wherein R is H, Ci-Ci 6 alkyl or hydroxy-Ci
  • Ci is 6- alkyl and m is a number from 1 to 20;
  • the organic ammonium cations are primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium cations and preferably have the general formula (C4):
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and are hydrogen, (dC 3 o) -
  • the sum of the carbon atoms in the radicals R 1 to R 4 is at least 6, preferably at least 8, in particular at least 12, particularly preferably at least 16.
  • R 1 is H, Ci-C 4 alkyl, hydroxy-C 2 -C 4 alkyl,
  • R 2 is H, -C 3 -alkyl, hydroxy-C 2 -C 4 alkyl, benzyl, C 4 -C 3 -alkenyl, phenyl or dd alkylene OCOR 5, wherein R 5 is C 8 -C 18 alkyl or C 8 -C 18 -alkenyl, R 3 is H, C 1 -C 30 -alkyl, C 3 -C 30 -alkenyl, benzyl, phenyl or C 1 -C 4 -alkylene-OCOR 5 , where R 5 is C 8 -C 18 - Alkyl or C 8 -C 18 -alkenyl,
  • R 4 C -C 3 o-alkyl, C 4 -C 3 o-alkenyl, benzyl or phenyl, with the above
  • R 1 is H, C 1 -C 6 -alkyl, hydroxyethyl,
  • R2 is H, Ci-C2o-alkyl, hydroxyethyl, benzyl, phenyl or CH 2 -OCOR 5 wherein R 5
  • R 3 is H, C 1 -C 20 -alkyl, C 6 -C 20 -alkenyl, benzyl, phenyl or CH 2 -OCOR 5 , where R 5 is C 8 -C 8 -alkyl or C 8 -C 18 -alkenyl,
  • R 4 is C 6 -C 20 -alkyl, C 6 -C 20 -alkenyl, benzyl or phenyl, with the above
  • Trioctylmethylammonium cocoalkyldimethylbenzylammonium, bis (N, N-hydroxyethyl) -dodecylmethylammonium, methyltrioctylammonium, N, N-bis-stearoylethyl-N, N-dimethyl-ammonium.
  • the benzotriazolium cations preferably have the general formula (C5): wherein
  • R 1 and R 2 are the same or different and Ci-Ci 2 alkyl, hydroxy
  • the pyridinium cations preferably have the general formula (C6):
  • R 1 and R 2 are identical or different and C 1 -C 6 -alkyl
  • Ci-Ci alkyl has 6 -alkyl or hydroxy-CrC 16 is H and m is a number from 1 to 20 group, or C 6 -C 0 aryl, preferably C 4 -C 2 -alkyl, or phenyl.
  • Suitable pigments are inorganic or organic pigments, preferably organic pigments.
  • organic pigments can be used for the compositions according to the invention: anthraquinone pigments, laked or unpainted azo pigments, anthanthrone pigments, benzimidazolone pigments, Quinacridone pigments, quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, dioxazine pigments, disazocondensation pigments, isoindolinone pigments,
  • Isoindoline pigments metal complex pigments, perinone pigments, perylene pigments, phthalocyanine pigments and triarylcarbonium pigments.
  • Preferred yellow pigments are C.I. Pigment Yellow 138, 139, 150, 151, 155, 180, 213 and 214. Particularly preferred are C.I. Pigment Yellow 138, 139 or 150.
  • Preferred red pigments are C.I. Pigment Red 122, 149, 166, 168, 177, 242, 254, 264, particularly preferred are PR 254, PR 264, PR 242 or PR 177.
  • Preferred green pigments are C.I. Pigment Green 7, 36 and 58.
  • Pigment Blue 15: 6, 15: 3, 15: 2, 15: 1 and 15, Pigment Blue 80 and C.I. Pigment Violet 19 and 23 are preferred. Particularly preferred are Pigment Blue 15: 6 and Pigment Blue 80.
  • organic pigment may in principle be from 1 to 99 to 99 to 1 parts by weight.
  • the quantitative ratio between compound of formula (I) and pigment can vary within wide limits, for example from 5 to 95 to 95 to 5, preferably 10 to 90 to 90 to 10, particularly preferably from 20 to 80 80 to 20, most preferably 30 to 70 to 70 to 30, especially 40 to 60 to 60 to 40 parts by weight.
  • the compound of the formula (I) is used primarily as
  • Dispersing agent of the pigment can also be used smaller amounts, such as 1 to 20 wt .-%, preferably 2 to 10 wt .-%, of compound of formula (I), based on the total weight of the colorant composition, suffice.
  • the compounds of formula (I) may be prepared by diazotization of amines of formula (A), preferably at a temperature of 0 to 10 ° C, and azo coupling with one equivalent of the pyridone coupling component of formula (P), preferably at a temperature of 0 up to 40 ° C,
  • R ° to R 5 have the meanings given above, and
  • Ex is a leaving group, e.g. H or carbamoyl
  • the amine in question is advantageously cooled to 0 to 10 ° C, preferably to 0 to 5 ° C and by adding nitrosylsulfuric acid or sodium nitrite in an acidic medium, eg. B. between pH 0 and 5, diazotized.
  • an acidic medium eg. B. between pH 0 and 5, diazotized.
  • the diazotized amine is allowed to react with the coupling component P, preferably in aqueous solution.
  • the coupling component P preferably in aqueous solution.
  • Coupling reaction carried out at temperatures from 0 to 40 ° C.
  • the pH is usually between 4 and 9. It can also be adjusted to the desired range by using a suitable buffer.
  • the resulting dyes can be isolated from the reaction medium by salting out with an alkali metal salt, filtration and drying, if necessary under reduced pressure and at elevated temperature.
  • the dyes of formula (I) can be obtained as a free acid, as a salt or as a mixed salt containing, for example, one or more cations from the
  • the dye salts of formula (I) may be further purified, for example by diafiltration through a semipermeable membrane or recrystallization, thereby avoiding undesirable
  • the salts with the organic counterions M + can be obtained, for example, by reacting an aqueous solution of Farbstoffalkalimetallsalzes at elevated temperature, for. B. 40 to 95 ° C, mixed with an aqueous solution of the counterion halide salt and the newly formed dye salt in a preferably non- or slightly water-soluble organic solvent such. As methoxypropyl acetate, extracted. From the organic phase, the dye salts of the formula (I) with the organic counterions M + after removal of the solvent, if necessary in conjunction with a
  • imidazolium halides (C1) which are used as ionic liquids as well as phase transfer catalysts, can be prepared according to US5132423.
  • Benzotriazolium halides (C5) may e.g. As described by Kuhn et al., Chem. Ber. 1940, 1109-1113. Pyridinium halides (C6) may be known to one skilled in the art
  • Dyeing of high molecular weight organic materials of natural or synthetic origin for example, of plastics, resins, paints, especially metallic paints, paints, electrophotographic toners and developers, electret materials, as well as inks, inkjet inks, printing inks and seeds.
  • Colorant compositions can be colored, for example, cellulose compounds, such as cellulose ethers and esters, such as
  • Ethylcellulose nitrocellulose, cellulose acetates or cellulose butyrates, natural binders such as fatty acids, fatty oils, resins and theirs
  • Conversion products, or synthetic resins such as polycondensates, polyadducts, polymers and copolymers, such as aminoplasts, in particular urea and melamine-formaldehyde resins, alkyd resins, acrylic resins, phenolic resins and phenolic resins, such as novolaks or resols, urea resins, polyvinyls, such as polyvinyl alcohols, polyvinyl acetals, polyvinyl acetates or polyvinyl ethers,
  • Polycarbonates such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene or polypropylene, styrene-butadiene copolymers, poly (meth) acrylates and their
  • Copolymers such as polyacrylic esters, styrene acrylates, or polyacrylonitriles, polyamides, polyesters, polyurethanes, polysulfones, coumarone indene and
  • Synthetic resins polymers, acrylates
  • waxes aldehyde and ketone resins
  • rubber rubber and its derivatives and latices
  • casein silicones and silicone resins
  • the invention likewise provides a high molecular weight organic medium containing a dyeing effective amount of a colorant composition according to the invention. Based on the high molecular weight organic material to be colored, the colorant compositions according to the invention are usually used in an amount of from 0.01 to 45% by weight, preferably from 0.1 to 40% by weight.
  • colorant for color filters is suitable for both additive and subtractive color production, such as
  • electro-optical systems such as LCD (liquid crystal displays), OLED displays, charge coupled devices, plasma displays or electroluminescent displays, which in turn be active (twisted nematic) or passive (supertwisted nematic) ferroelectric displays or light-emitting diodes as well as colorants for electronic inks ("e-inks”) or "electronic paper” (“e-paper”).
  • LCD liquid crystal displays
  • OLED displays charge coupled devices
  • plasma displays electroluminescent displays
  • electroluminescent displays which in turn be active (twisted nematic) or passive (supertwisted nematic) ferroelectric displays or light-emitting diodes as well as colorants for electronic inks ("e-inks”) or “electronic paper” (“e-paper”).
  • Dyestuffs of the formula (I) can also be present as Mill Base or as a binder-containing colorant dispersion (photoresist).
  • the present invention therefore also provides a mill base containing from 0.01 to 45% by weight, preferably from 2 to 20% by weight, in particular from 7 to
  • Suitable organic solvents are, for example:
  • Ethylene glycol monoisopropyl ether ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-tert-butyl ether,
  • Cyclohexanone dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether,
  • Diacetone alcohol triacetylglycerol, tripropyleneglycol monobutyl ether,
  • ethyl lactate propylene glycol monomethyl ether acetate (methoxypropyl acetate), propylene glycol monoethyl ether acetate,
  • Ethylene glycol monomethyl ether acetate ketones such as cyclohexanone or alcohols such as n-butanol or benzyl alcohol.
  • ketones such as cyclohexanone or alcohols such as n-butanol or benzyl alcohol.
  • the organic solvents can be used alone or in mixtures with one another.
  • Colorant compositions are combined with conventional auxiliaries or additives to a colorant composition, such as
  • Surfactants for example the binders of the system in which the inventive
  • composition should be used. If available, the
  • Auxiliaries and additives preferably in an amount of 0.01 to 15 wt .-%, in particular 0.5 to 10 wt .-%, based on the total weight of
  • Colorant composition used.
  • Colorant composition for example, still contain surfactants, dispersants, resins and waxes.
  • the mill base according to the invention may in particular contain dispersing aids.
  • dispersing agents it is possible to use generally known compounds, for example polymeric dispersants. Common are polymers or copolymers based on polyesters, polyacrylates, polyurethanes and polyamides. Furthermore, wetting agents, e.g. As anionic or nonionic wetting agents can be used. The wetting and dispersing agents mentioned can be used individually or in combination. you will be
  • Colorant composition subjected to dispersion with conventional dispersing can be used.
  • the colorant composition of the invention in the form of a
  • dispersed colorant used in a milliliter base it is advantageous to previously set a small primary particle size for the pigment in a suitable manner.
  • Particularly suitable are primary particle sizes of less than 60 nm, preferably less than 40 nm in d 5 o value.
  • the particle size distribution after comminution is preferably approximated to a Gaussian distribution in which the standard deviation sigma is preferably less than 30 nm, more preferably less than 20 nm.
  • the standard deviations are between 5 and 30 nm, preferably between 6 and 25 nm, in particular between 7 and 20 nm.
  • the standard deviation sigma ( ⁇ ) corresponds to the positive square root of the variance.
  • the variance v is the sum of the squared deviations from
  • the dgs value of the comminuted particles is less than or equal to 70 nm.
  • the length-to-width ratio of the comminuted particles is preferably between 2: 1 and 1: 1.
  • salt kneading with a crystalline inorganic salt in the presence of an organic solvent is used for the fine dispersion.
  • a crystalline inorganic salt for example
  • organic solvents are, for example, ketones, esters, amides, sulfones,
  • Particularly preferred are water-miscible high-boiling organic solvents based on monomeric, oligomeric and polymeric C 2 -C 3 alkylene glycols, such as. B. diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl and ethyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl and ethyl ether,
  • the weight ratio between the inorganic salt and the pigment or colorant composition used is preferably (2 to 10) to 1, especially (3 to 7) to 1.
  • the weight ratio between the organic solvent and the inorganic salt is preferably (1 ml: 10 g) to (2 ml: 7 g).
  • Colorant composition or the pigment used is preferably (1 ml: 2 g) to (1 ml: 10 g).
  • the temperature during kneading can be between 40 and 140 ° C,
  • the kneading time is expediently 4 hours to 32 hours, preferably 8 hours to 20 hours.
  • the inorganic salt and the organic solvent are expediently removed by washing with water and the crushed colorants thus obtained are dried by conventional methods.
  • the material obtained after the fine distribution may be subjected to a solvent treatment (finish treatment) as a suspension, filter cake or dry material, if necessary, in order to obtain a more homogeneous particle shape without appreciably increasing the particle size.
  • a solvent treatment finish treatment
  • the material obtained after the fine distribution may be subjected to a solvent treatment (finish treatment) as a suspension, filter cake or dry material, if necessary, in order to obtain a more homogeneous particle shape without appreciably increasing the particle size.
  • finish treatment as a suspension, filter cake or dry material
  • steam-volatile solvents such as alcohols and aromatic solvents, particularly preferably branched or unbranched C 1 -C 6 -alcohols, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, nitrotoluene or Nitrobenzene usually at elevated temperature, for example up to 200 ° C, and optionally under elevated pressure.
  • the invention further relates to a binder-containing
  • Colorant dispersion containing 0.01 to 40 wt .-%, preferably 0.1 to 30 wt .-%, in particular 1 to 20 wt .-%, of the inventive
  • Colorant composition dispersed in at least one organic solvent, at least one polymeric binder and optionally further auxiliaries.
  • the binder-containing colorant dispersion is advantageously prepared by mixing the colorant dispersion (Mill Base) described above with the other components mentioned above.
  • Suitable polymeric binders are, for example, acrylates, acrylic esters, polyimides, polyvinyl alcohols, epoxides, polyesters, melamines, gelatin, caseins and polymerizable ethylenically unsaturated monomers and oligomers, preferably those which crosslink either thermally or under the influence of UV light and radical initiators.
  • the polymeric binders are useful in an amount of 5 to 90 wt .-%, preferably from 20 to 70 wt .-%, based on the total amount of all nonvolatile constituents of the colorant dispersion.
  • Non-volatile constituents are understood as meaning the compounds of the formula (I), the pigments, the polymeric binders and the other auxiliaries.
  • volatile components is meant the organic solvents which are volatile under the applied baking temperatures.
  • Crosslinking agents and radical initiators, leveling agents, defoamers and deaerators may be considered as further auxiliaries. They are useful in an amount of 0 to 10 wt .-%, preferably from 0 to 5 wt .-%, based on the total amount of the colorant dispersion, included. In the case that other auxiliaries are used, a lower limit of 0.01 wt .-%, preferably 0.1 wt .-%, is appropriate, based on the
  • Suitable organic solvents are the solvents mentioned above for the Mill Base. They are useful in an amount of 10 to
  • Colorant compositions are particularly well suited to the Color Filter Red-Green-Blue (R, G, B) color set. These three colors are present as separate color points next to each other, and result from backlit one
  • the present invention also provides a process for the preparation of the colorant compositions according to the invention from compounds of the formula (I) and pigment, which comprises combining the compounds of the formula (I) and the organic pigments with one another.
  • Primary particle size combined in a dispersion step or by mixing a solution or dispersion of compounds of formula (I) with a dispersion of the pigment.
  • Granule or powder form or in moist form, such as. B. as press cake, are used.
  • the combination is during a reduction of
  • the reduction of the primary particle size can be done by a wet or
  • Dry grinding but preferably by salt kneading with a crystalline inorganic salt in the presence of an organic solvent, as described above.
  • the invention further relates to the use of
  • Colorant compositions and in the form of the described Mill Base or binder-containing colorant dispersion in color filters.
  • the use concentration of the colorant composition according to the invention in the applied color filter film can be between 5 and 95% by weight, preferably between 10 and 70% by weight, very particularly preferably between 15 and 50% by weight, based on the total weight of the Color filter film.
  • the invention also provides a color filter comprising a dyeing effective amount of the colorant composition of the invention.
  • Water phase is decanted off.
  • the oily organic phase is taken up in 350 ml of methoxypropyl acetate, dried with magnesium sulfate and stored at 4 ° C. for one night. After filtering off the precipitated solid, the solvent is removed in vacuo and the residue obtained is dried to constant weight.
  • the dyes were obtained in Table 1.
  • an equivalent amount of 4-aminophenyl p-tolylsulfone is used instead of 4-aminophenyl methylsulfone.
  • an equivalent amount of 4-aminophenylsulfonic acid is used for the dye anions of examples I m to 1 p.
  • Example Z1 (Composition Z1)
  • compositions Z2 to Z6 according to the invention are obtained.
  • Example Z3 The procedure is as in Example Z3, but instead of the C.I. Pigment Yellow 138 the C.I. Pigment Green 36 and receives the inventive
  • Composition Z7 as a yellowish green solid.
  • Example Z1 The procedure is as in Example Z1, but using the compound (I n) instead of the compound (I a) and instead of the C.I. Pigment Yellow 138 the C.I. Pigment Green 58 and receives the inventive composition Z8 as a yellowish green solid.
  • Example Z3 The procedure is as in Example Z3, but instead of the C.I. Pigment Yellow 138 the C.I. Pigment Red 254 and receives the inventive
  • Composition Z9 as a red solid.
  • 10.0 g of the composition according to Example Z1 are in a Paint Shaker beaker with 72.5 g of methoxypropyl acetate (PGMEA), 5.0 g n-butanol and 12.5 g of Disperbyk ® 2001 (BYK-Chemie, polymeric Dispergierangesstoff- Solution) with stirring. After addition of 250 g zirconium oxide beads (0.3 mm) is dispersed for three hours in a dispersing the company Lau (Dispermat). The Millbase obtained is separated from the beads by filtration. The viscosity of the Mill Base is measured (Haake RheoStress 1 rotational viscometer,
  • the layer thickness is in each case about 1 to 2 micrometers.
  • the glass plates are allowed to flash and then dried for 10 min at 80 ° C. in a circulating air drying cabinet (Binder).
  • Binder circulating air drying cabinet
  • Tables 5a and 5b show the results of the examples according to the invention and the comparative examples in the postbake.
  • the relative contrast ratio KV refers to the color dispersion of the respective comparative example (100%).
  • the values x, y and Y denote the measured color coordinates in the CIE-Yxy standard color space, where Y is a measure of the brightness.
  • the composition according to the invention was compared with the associated base pigment.
  • the contrast value of the base pigment of the comparative example was set to 100%.
  • the difference between each other was formed in each case. If this value is> 0, then the brightness of the sample according to the invention is greater than that of the comparative example.
  • the Mill bases of the compositions according to the invention have reduced viscosities compared to those of the untreated pigments.
  • Brightness Y and improved contrast They have steeper ones
  • a salt kneading is carried out in which 20.0 g of commercial C.I. Pigment Yellow 138 with 120 g of sodium chloride and 25 ml of diethylene glycol are kneaded at a temperature of 80 ° C for 18 h.
  • the kneading dough is stirred in 0.9 l of water for two hours and the composition is then filtered off.
  • the filter cake is again treated for 1 h while stirring with 0.9 l of deionized water. After filtration, the pigment is washed with water and dried in vacuo.
  • Example K1 The procedure is as in Example K1, but uses dye (I d) instead of (I b) and receives the micronized colorant composition K2 (greenish yellow).
  • Example K1 The procedure is as in Example K1, but uses dye (I r) instead of (I b) and receives the micronized colorant composition K3 (greenish yellow).
  • micronized compositions are analogously to
  • micronized compositions K1-K3 according to the invention have higher contrast value and higher brightness Y than the respective analog salt-kneaded pure pigment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Farbmittelzusammensetzung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I) und mindestens ein Pigment, worin die Verbindungen der Formel (I) die folgende allgemeine Formel haben, worin R0 C1-C6-Alkyl oder CF3; R1 Sulfo, Carboxy, C1-C4-alkylen-sulfo, C1-C4-alkylen-carboxy, CONH2, CONH(C1-C4-alkyl) oder CN, R2 C1-C18-Alkyl, C2-C18-Alkenyl, Hydroxy-C1-C18-alkyl oder -(C1-C6-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, C1-C6-Alkyl oder Hydroxy-C1-C16-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet, R3 H, Sulfo, Carboxy, C1-C6-Alkyl oder C1-C6-Alkoxy, R4 H, C1-C6-Alkyl oder C1-C6-Alkoxy, R5 OH, OM, C1-C6-Alkyl, unsubstituiertes C6-C10-Aryl oder durch C1-C6-Alkyl, Halogen, z. B. F, Cl, Br, Carboxy oder Sulfo substituiertes C6-C10-Aryl bedeuten, wobei die Verbindungen der Formel (I) mindestens einen anionischen Rest aus der Gruppe Sulfo und Carboxy mit dem Gegenkation M+ enthalten, wobei M+ ein Alkalimetallkation oder ein organisches Kation bedeutet. Die Farbmittelzusammensetzungen sind insbesondere zur Verwendung in Farbfiltern geeignet.

Description

Pyridon-Farbmittelzusammensetzung
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige Farbmittelzusammensetzungen, die beispielsweise in Farbfiltern für Flüssigkristallanzeigen oder in OLED-Displays zum Einsatz kommen.
Flüssigkristalldisplays finden weitverbreitete Anwendung beispielsweise in
Fernsehgeräten, PC-Monitoren, Mobiltelefonen und Tabletcomputern. Die Funktion von Flüssigkristallanzeigen (Liquid Crystal Displays, LCD) beruht auf folgendem Prinzip: Licht durchscheint zunächst einen Polarisator, dann eine Flüssigkristallschicht und anschließend einen zweiten Polarisator. Durch
geeignete elektronische Ansteuerung und Ausrichtung der Flüssigkristalle mittels Dünnschichttransistoren ändern diese die Drehrichtung des polarisierten Lichts, wodurch sich die Helligkeit des aus dem zweiten Polarisator und damit aus dem Gerät austretenden Lichts regeln lässt.
Im Falle von farbigen LCD-Anzeigen werden in die Anordnung zwischen den Polarisatoren noch zusätzlich Farbfilter eingebracht. Diese Farbfilter befinden sich üblicherweise auf der Oberfläche eines transparenten Substrates, meist aus Glas, und sind dort in Form von zahlreichen regelmäßig angeordneten Bildpunkten von Grundfarben, z. B. Rot, Grün, Blau (R, G, B) aufgebracht. Der einzelne Bildpunkt (Pixel) hat dabei eine Größe von wenigen Mikrometern bis 100 Mikrometern. Neben den erwähnten Komponenten verfügt eine Flüssigkristallanzeige noch über zahlreiche weitere funktionale Komponenten wie Dünnschichttransistoren (TFT), Orientierungsschichten (alignment layer) und andere, die an der Steuerung der Flüssigkristalle und damit letztendlich der Bilderzeugung beteiligt sind. Tritt nun Licht durch die Anordnung, so können die Flüssigkristalle separat für jeden Bildpunkt durch elektronisches Ansteuern auf "hell" oder "dunkel" gestellt werden (oder auf jede beliebige Zwischenstufe). Dementsprechend werden die jeweils zugeordneten Farbfilter-Bildpunkte mit Licht versorgt und für das
BESTÄTIGUNGSKOPIE menschliche Auge ergibt sich bei der Draufsicht auf den Bildschirm ein entsprechendes auf R, G, B aufbauendes, farbiges, bewegtes oder unbewegtes Bild. Es sind unterschiedliche Möglichkeiten der Anordnung von Flüssigkristallen, elektronischer Steuerelemente und Polarisatoren bekannt, wie beispielsweise Twisted Nematic (TN), Super Twisted Nematic (STN), Vertical Alignment (VA) und ln-plane Switching (IPS). Des Weiteren können die Farbfilter-Bildpunkte in unterschiedlichen definierten Mustern für jede Grundfarbe angeordnet sein. Die Grundfarben liegen dabei als getrennte Farbpunkte nebeneinander vor und ergeben von hinten durchleuchtet ein Vollfarbbild. Neben der Verwendung der drei Grundfarben Rot, Grün, und Blau ist auch die Verwendung einer zusätzlichen Farbe, beispielsweise Gelb, zur Erweiterung des Farbraums bekannt oder die Verwendung von Cyan, Magenta und Gelb als Grundfarben.
Im Falle von OLED-Displays verwenden sogenannte W-OLED Displays ebenfalls Farbfilter. Diese Displays erzeugen aus Pixeln organischer Leuchtdioden (Organic Light Emitting Diodes) zunächst ein Weißlicht, welches anschließend unter
Verwendung von Farbfiltern in Einzelfarben, beispielsweise Rot, Grün und Blau, aufgespalten wird.
An die Farbfilter werden bestimmte Anforderungen gestellt: Bei der Herstellung der Flüssigkristallanzeigen werden während des Aufbringens der transparenten Elektrode zur Flüssigkristallansteuerung und der Orientierungsschicht erhöhte Prozesstemperaturen von üblicherweise 230 °C verwendet. Dementsprechend müssen die eingesetzten Farbfilter eine hohe Hitzestabilität aufweisen.
Weitere wichtige Anforderungen sind beispielsweise ein hohes Kontrastverhältnis, eine hohe Helligkeit (Brightness) des Farbfilters und bestmöglicher Farbton. Ein hohes Kontrastverhältnis beeinflusst die Qualität des Bildes positiv. Für die Messung des Kontrastverhältnisses wird die Lichtintensität nach Durchstrahlen eines Farbfilters auf einem transparenten Substrat bestimmt, bei der sich das Substrat zwischen zwei Polarisatoren befindet. Das Kontrastverhältnis, auch Kontrastwert genannt, gibt das Verhältnis der Lichtintensitäten bei parallelen und perpendikularen Polarisatoren an.
Lichtintensität (parallel)
Lichtintensität (perpendikular)
Eine hohe Transmission und daraus resultierende Helligkeit (Brightness) des Farbfilters ist erwünscht, weil dadurch weniger Licht in das Display eingestrahlt werden muss, um die gleiche Bildhelligkeit zu erzeugen als im Falle eines weniger hellen Farbfilters, was insgesamt eine Energieeinsparung ermöglicht.
In Farbfiltern werden heutzutage üblicherweise pigmentierte Beschichtungen verwendet. Zu deren Herstellung werden Pigmente in Gegenwart von
Dispergierhilfsmitteln in einem organischen Lösemittel dispergiert und
anschließend unter Zusatz von geeigneten Bindemitteln (Acrylate, Acrylester, Polyimide, Polyvinylalkohole, Epoxide, Polyester, Melamine, Gelantine, Caseine) sowie weiteren Hilfsstoffen zu einem UV-härtenden Photolack formuliert. Dieser sogenannte Photoresist wird in dünner Schicht auf dem Trägersubstrat appliziert, durch Anwendung von UV-Licht durch Masken in Form eines Musters ausgehärtet (patterning) und schließlich entwickelt und durch Hitze behandelt. Durch
mehrfache Wiederholung dieser Schritte für die einzelnen Grundfarben wird der Farbfilter in Form eines Pixelmusters erzeugt.
Zunehmend finden auch Farbstoffe Verwendung in Farbfiltern, um Kontrastwert, Helligkeit, Farbton und Transmission jeweils optimal an den geforderten
Einsatzzweck anzupassen. Gerade handelsübliche Farbstoffe weisen jedoch meist ungenügende Echtheiten, insbesondere ungenügende Temperaturstabilität sowie unzureichende coloristische Eigenschaften auf. Das Patent JP S62-180302 (1986) beschreibt den Einsatz verschiedener
Säurefarbstoffe in Form der freien Säure für Farbfilter. Die darin aufgeführten Azo- Verbindungen zeigen jedoch ungenügende Hitzestabilität. Auch ist es von der Arbeitssicherheit her nachteilig, mit freien Säuren zu arbeiten.
In der US2012/205599A1 werden grüne Farbfilter beschrieben, die neben einem grünen oder cyanfarbigen Pigment noch einen gelben Farbstoff als färbende Komponente enthalten. Bei dem Farbstoff kann es sich unter anderem auch um Pyridon-Farbstoffe handeln, die jedoch frei von Säuregruppen sind. Die Anforderungen an die in den Farbfiltern verwendeten Farbmittel steigen ständig an. Auch die kommerziell erhältlichen Handelsprodukte genügen nicht immer allen Anforderungen der Technik. Insbesondere besteht ein
Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Hitzestabilität, der Kontrastwerte und
Helligkeit der eingesetzten Farbmittel ohne negativen Einfluss auf Chroma und Farbton. Wünschenswert ist im Falle von Farbstoffen eine gute Löslichkeit der Farbmittel im Anwendungssystem. Es bestand des Weiteren die Aufgabe, grünstichig gelbe Farbmittel mit guter Hitzestabilität für Farbfilter-Anwendungen bereitzustellen. Überraschend wurde nun gefunden, dass neue Farbmittelzusammensetzungen aus Farbstoffen der allgemeinen Formel (I) und Pigmenten gut für die Anwendung in Farbfiltern geeignet sind.
In Zusammensetzungen mit organischen Pigmenten verbessern die Verbindungen der Formel (I) die Dispergierbarkeit der Pigmente und erlauben eine
Farbtonadjustierung. Sie führen dadurch zu vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften wie verringerte Viskosität in Dispersionen sowie erhöhte Brillanz und höherem Kontrastwert im Farbfilter. Gegenstand der Erfindung sind Farbmittelzusammensetzungen enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I) und mindestens ein Pigment, worin die Verbindungen der Formel (I) die folgende allgemeine Formel haben:
worin
R° d-Ce-Alkyl oder CF3;
R1 Sulfo, Carboxy, Ci-C -alkylen-sulfo, Ci-C4-alkylen-carboxy, CONH2,
CONH(d-C4-alkyl) oder CN,
R2 d-Cis-Alkyl, C2-C 8-Alkenyl, Hydroxy-d-Cis-alkyl, oder -(d-C6-alkylen-O- )m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-Ci-Ci6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet,
R3 H, Sulfo, Carboxy, d-C6-Alkyl oder d-C6-Alkoxy,
R4 H, d-C6-Alkyl oder Ci-Ce-Alkoxy,
R5 OH, OM, d-C6-Alkyl, unsubstituiertes C6-Ci0-Aryl oder durch d-C6-Alkyl, Halogen, z. B. F, Cl, Br, Carboxy oder Sulfo substituiertes C6-C-io-Aryl bedeuten, wobei die Verbindungen der Formel (I) mindestens einen anionischen Rest aus der Gruppe Sulfo und Carboxy, vorzugsweise Sulfo, mit dem
Gegenkation M+ enthalten, wobei M+ ein Alkalimetallkation, wie Li+, Na+ oder K+, oder vorzugsweise ein organisches Kation, insbesondere ein organisches
Ammoniumkation oder ein organisches Phosphoniumkation, bedeutet.
Es ist auch möglich, dass das Gegenkation M+ eine Mischung der vorgenannten Kationen ist.
Die Alkylengruppen sowie die Alkylgruppen in den Alkyl- und den Alkoxyresten sind verzweigt oder linear. Beispiele für Alkylgruppen sind Methyl, Ethyl, Propyl, iso-propyl, Butyl, vorzugsweise n-Butyl und iso-Butyl, Pentyl, vorzugsweise n-Pentyl und iso-Pentyl, Hexyl, Octyl, Ethylhexyl. Die Ci-C6-alkylen-O-Gruppen in dem Rest -(Ci-C6-alkylen-O-)m-R können gleich oder verschieden sein, wenn m größer als 1 ist.
Bevorzugte Reste R° haben die Bedeutung d-C2-Alkyl, ganz besonders bevorzugt Methyl.
Bevorzugte Reste R1 haben die Bedeutung Ci-C2-alkylen-sulfo, CONH(Ci-C2- alkyl) oder CONH2, besonders bevorzugt d-d-Alkylen-sulfo, CONH(CrC2)alkyl oder CONH2, ganz besonders bevorzugt CH2-sulfo oder CONH2.
Bevorzugte Reste R2 haben die Bedeutung Ci-Cs-Alkyl, Hydroxy-Ci-Ca-alkyl oder -(Ci-C4-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H oder Ci-Ci0-Alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 15 bedeutet, insbesondere Ethyl, Hydroxyethyl
oder -(Ci-C3-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H oder CrC8-Alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 15 bedeutet, ganz besonders bevorzugt Ethyl
oder -(C2-C3-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H oder Methyl hat und m eine Zahl von 1 bis 12 bedeutet.
Bevorzugte Reste R3 haben die Bedeutung H, Sulfo, Ci-C -Alkyl oder Ci-C4- Alkoxy, insbesondere H, Methyl, Methoxy oder Sulfo, ganz besonders bevorzugt H oder Methyl.
Bevorzugte Reste R4 haben die Bedeutung H, C -C4-Alkyl oder Ci-Gt-Alkoxy, insbesondere H, Methyl oder Methoxy, ganz besonders bevorzugt H.
Bevorzugte Reste R5 haben die Bedeutung OH, O"M\ Ci-C -Alkyl, ein mit Ci-C2- Alkyl, Halogen, z. B. F, Cl, Br, oder Sulfo substituiertes Phenyl oder
unsubstituiertes Phenyl, insbesondere OH, O"M+, Ci-C2-Alkyl, ein mit Ci-C2-Alkyl, Chlor oder Sulfo substituiertes Phenyl oder ein unsubstituiertes Phenyl, ganz besonders bevorzugt OH, ΟΊν ", Methyl, Tolyl oder Phenyl, wobei M+ ein
Alkalimetallkation, ein primäres, sekundäres, tertiäres oder quartäres
Ammoniumion oder ein Phosphoniumion bedeutet. In bevorzugten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bedeuten:
R° Ci-C2-Alkyl, insbesondere Methyl,
R1 d-C4-alkylen-sulfo, CONH(d-C2-alkyl) oder CONH2, insbesondere
C C2-alkylen-sulfo, CONH(Ci-C2-alkyl) oder CONH2,
R2 d-Ce-Alkyl, Hydroxy-d-C8-alkyl oder -(d-C4-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H oder Ci-Cio-Alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 15 bedeutet,
R3 H, Sulfo' , d-C4-Alkyl oder d-C4-Alkoxy,
R4 H, d-C4-Alkyl oder d-C -Alkoxy,
R5 OH, O"M+, d-C4-Alkyl, ein mit d-C2-Alkyl, Halogen, z. B. F, Cl, Br, oder Sulfo substituiertes Phenyl oder unsubstituiertes Phenyl,
wobei die Verbindungen der Formel (I) mindestens eine Sulfogruppe,
vorzugsweise 1 oder 2 Sulfogruppen, enthalten und das Gegenkation M+ wie vorstehend definiert ist. In mehr bevorzugten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bedeuten:
R° Methyl,
R1 d-C2-alkylen-sulfo, CONH(d-C2-alkyl) oder CONH2 ,
R2 Ethyl, Hydroxyethyl oder -(d-C3-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H oder Ci-Ce-Alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 15 bedeutet ,
R3 H, Methyl, Methoxy oder Sulfo,
R4 H, Methyl oder Methoxy,
R5 OH, O"M\ C C2-Alkyl, ein mit d-C2-Alkyl, Chlor oder Sulfo substituiertes
Phenyl oder unsubstituiertes Phenyl,
wobei die Verbindungen der Formel (I) 1 oder 2 Sulfogruppen enthalten und das Gegenkation M+ wie vorstehend definiert ist.
In besonders bevorzugten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bedeuten: R° Methyl,
R1 CH2-sulfo oder CONH2,
R2 Ethyl oder -(C2-C3-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H oder Methyl hat und m eine Zahl von 1 bis 12 bedeutet,
R3 H oder Methyl,
R4 H, R5 OH, ΟΊνΤ, Methyl, Tolyl oder Phenyl,
wobei die Verbindungen der Formel (I) 1 oder 2 Sulfogruppen enthalten, insbesondere 1 Sulfogruppe, und das Gegenkation M+ wie vorstehend definiert ist.
Ein Beispiel für eine besonders bevorzugte Verbindung ist (IIa):
In allen vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verbindungen der
Formeln (I) und (IIa) ist das Gegenkation M+ vorzugsweise ein organisches Kation aus der Gruppe der Imidazoliumkationen, Alkylguanidiniumkationen,
Phosphoniumkationen, primären, sekundären, tertiären oder quartären
Ammoniumionen, Benzotriazolylkationen und Pyridiniumkationen.
Die Imidazoliumkationen haben vorzugsweise die allgemeine Formel (C1):
worin
R1 d-ds-Alkyl, Hydroxy-Crds-alkyl, C2-C 8-Alkenyl, -(CrC6-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-CrCi6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet, C6-Ci0-Aryl oder C6-C10-Aryl, das durch 1 , 2 oder 3 d-C4-Alkylreste substituiert ist,
R2 d-ds-Alkyl, Hydroxy-Crds-alkyl, C2-C18-Alkenyl, -(d-C6-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-CrCi6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet, C6-C10-Aryl oder C6-C 0-Aryl, das durch 1 , 2 oder 3 CrC^Alkylreste substituiert ist,
H oder Methyl bedeuten.
Besonders bevorzugt sind Imidazoliumkationen der Formel (C1), worin R1 und R2 gleich oder verschieden sind und C4-C-|2-Alkyl, -(Ci-C3-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci2-Alkyl oder Hydroxy-Ci-Ci2-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 3 bedeutet, Phenyl oder Di(isopropyl)phenyl bedeuten, und R3 Wasserstoff oder Methyl bedeutet. Ganz besonders bevorzugt sind Imidazoliumkationen der Formel (C1), worin R1 und R2 gleich oder verschieden sind und C6-Ci2-Alkyl, -(C2-C3-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung C4-Ci2-Alkyl hat und m die Zahl 1 bedeutet; oder Phenyl oder Di(isopropyl)phenyl bedeuten, und R3 Wasserstoff oder Methyl bedeutet.
Die Alkylguanidiniumkationen haben vorzugsweise die allgemeine Formel (C2)
worin
R , R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und Ci-C4-Alkyl, vorzugsweise
Methyl oder Ethyl, und
R5 und R6 gleich oder verschieden sind und Ci-Cia-Alkyl, Hydroxy-Ci-
C18-alkyl, C2-Ci8-Alkenyl, C6-C10-Aryl, -(d-Ce-alkylen-O-)™-
R, wobei R die Bedeutung H, C-i-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-Ci- Ci6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet, vorzugsweise R5 und R6 C6-Ci2-alkyl oder Phenyl bedeuten.
Die Phosphoniumkationen haben vorzugsweise die allgemeine Formel (C3): worin
R1 d-Ce-Alkyl oder Hydroxy-d-Ce-alkyl,
R2 d-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, Hydroxy-d-C6-alkyl oder C6-Ci0-Aryl,
R3 Ci-C20-Alkyl, C2-C2o-Alkenyl, Hydroxy-d-C20-alkyl, C6-C10-Aryl, -(Ci-C6- alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-Ci
Ci6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet
R4 C C20-Alkyl, C2-C2o-Alkenyl, C6-C10-Aryl, Hydroxy-Ci-C20-alkyl, -(Ci-C6- alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-Ci
Ci6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet;
bedeuten.
Besonders bevorzugt sind Phosphoniumkationen der Formel (C3), worin R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sind und C C4-Alkyl oder Phenyl bedeuten, und R4 C6-Ci8-Alkyl oder Phenyl bedeutet.
Die organischen Ammoniumkationen sind primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumkationen und haben vorzugsweise die allgemeine Formel (C4):
worin
R1, R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, (d-C3o)-
Alkyl, (C2-C30)-Alkenyl, Hydroxy (Ci-C30)-alkyl, C1-C4-Alkylen- phenyl, (C6-C10)-Aryl, C C6-Alkylen-OCOR5, wobei R5 C6- C20-Alkyl oder C6-C20-Alkenyl bedeutet; -(d-C6-alkylen-O- )m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy- Ci-C16-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet;
mit der Maßgabe, dass die Summe der Kohlenstoffatome in den Resten R1 bis R4 mindestens 6, vorzugsweise mindestens 8, insbesondere mindestens 12, besonders bevorzugt mindestens 16 beträgt.
In mehr bevorzugten Verbindungen der allgemeinen Formel (C4) bedeuten:
R1 H, Ci-C4-Alkyl, Hydroxy-C2-C4-alkyl,
R2 H, CrC3o-Alkyl, Hydroxy-C2-C4-alkyl, Benzyl, C4-C3o-Alkenyl, Phenyl oder d-d-Alkylen-OCOR5, wobei R5 C8-C18-Alkyl oder C8-C18-Alkenyl bedeutet, R3 H, Ci-C3o-Alkyl, C -C30-Alkenyl, Benzyl, Phenyl oder d-C4-Alkylen-OCOR5, wobei R5 C8-C18-Alkyl oder C8-C18-Alkenyl bedeutet,
R4 C -C3o-Alkyl, C4-C3o-Alkenyl, Benzyl oder Phenyl, mit der vorstehend
definierten Maßgabe. In besonders bevorzugten Verbindungen der allgemeinen Formel (C4) bedeuten: R1 H, d-Ca-Alkyl, Hydroxyethyl,
R2 H, Ci-C2o-Alkyl, Hydroxyethyl, Benzyl, Phenyl oder CH2-OCOR5, wobei R5
C8-Ci8-Alkyl oder C8-Ci8-Alkenyl bedeutet,
R3 H, CrC20-Alkyl, C6-C20-Alkenyl, Benzyl, Phenyl oder CH2-OCOR5, wobei R5 C8-C 8-Alkyl oder C8-C18-Alkenyl bedeutet,
R4 C6-C20-Alkyl, C6-C20-Alkenyl, Benzyl oder Phenyl, mit der vorstehend
definierten Maßgabe.
Beispiele für Ammoniumkationen der Formel (C4) sind:
Stearylammonium, Oleylammonium, Ethylhexylammonium, Cocosfettammonium, 3-lsotridecylether-propylammonium, Didecylammonium, Diisotridecylammonium, Dimethyldecylammonium, Jeffamin® M600 -ammonium, Triethylammonium, Didecyldimethylammonium, Distearyldimethylammonium,
Trioctylmethylammonium, Cocosalkyldimethylbenzylammonium, Bis(N,N- hydroxyethyl)-dodecyl-methylammonium, Methyltrioctylammonium, N,N-Bis- stearoylethyl-N,N-dimethyl-ammonium.
Die Benzotriazoliumkationen haben vorzugsweise die allgemeine Formel (C5): worin
R1 und R2 gleich oder verschieden sind und Ci-Ci2-Alkyl, Hydroxy
(Ci-Ci2)alkyl, -(d-C6-alkylen-O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-Ci-Cie-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet, oder Ce-C-io-Aryl, vorzugsweise C2-C8-Alkyl oder Phenyl, bedeuten.
Die Pyridiniumkationen haben vorzugsweise die allgemeine Formel (C6):
worin
R1 und R2 gleich oder verschieden sind und Ci-Cis-Alkyl,
Hydroxy(C-i-C-|8)alkyl, -(C-i-Ce-alkylen-O-Jm-R, wobei R die Bedeutung H, Ci-Ci6-Alkyl oder Hydroxy-CrC16-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet, oder C6-Ci0-Aryl, vorzugsweise C4-Ci2-Alkyl, oder Phenyl, bedeuten.
Als Pigmente kommen anorganische oder organische Pigmente, vorzugsweise organische Pigmente, in Betracht. Für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können beispielsweise folgende organische Pigmente zum Einsatz kommen: Anthrachinonpigmente, verlackte oder unverlackte Azopigmente, Anthanthronpigmente, Benzimidazolonpigmente, Chinacridonpigmente, Chinophthalonpigmente, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Dioxazinpigmente, Disazokondensationspigmente, Isoindolinonpigmente,
Isoindolinpigmente, Metallkomplexpigmente, Perinonpigmente, Perylenpigmente, Phthalocyaninpigmente und Triarylcarboniumpigmente.
Bevorzugte Gelbpigmente sind C.l. Pigment Yellow 138, 139, 150, 151 , 155, 180, 213 und 214. Besonders bevorzugt sind C.l. Pigment Yellow 138, 139 oder 150.
Bevorzugte Rotpigmente sind C.l. Pigment Red 122, 149, 166, 168, 177, 242, 254, 264, besonders bevorzugt sind PR 254, PR 264, PR 242 oder PR 177.
Bevorzugt sind weiter C.l. Pigment Orange 34, 36, 38, 43, 62, 64, 68, 71 , 72, 73, 74, und 81. Bevorzugte Grünpigmente sind C.l. Pigment Green 7, 36 und 58.
Im blauen und violetten Bereich sind C.l. Pigment Blue 15:6, 15:3, 15:2, 15:1 und 15, Pigment Blue 80 sowie C.l. Pigment Violet 19 und 23 bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Pigment Blue 15:6 und Pigment Blue 80.
Die Mischungsverhältnisse von Verbindung der Formel (I) zu Pigment,
vorzugsweise organischem Pigment, können prinzipiell von 1 bis 99 zu 99 bis 1 Gewichtsteilen betragen. Um bestimmte coloristische Eigenschaften zu erzielen, kann das Mengenverhältnis zwischen Verbindung der Formel (I) und Pigment in weiten Grenzen schwanken, beispielsweise von 5 bis 95 zu 95 bis 5, vorzugsweise 10 bis 90 zu 90 bis 10, besonders bevorzugt von 20 bis 80 zu 80 bis 20, ganz besonders bevorzugt 30 bis 70 zu 70 bis 30, insbesondere 40 bis 60 zu 60 bis 40 Gewichtsteilen. Im Fall, dass die Verbindung der Formel (I) in erster Linie als
Dispergierverbesserer des Pigments eingesetzt werden soll, können auch kleinere Mengen, wie z.B. 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%, an Verbindung der Formel (I), bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbmittelzusammensetzung, ausreichen.
Die Verbindungen der Formel (I) können durch Diazotierung von Aminen der Formel (A), vorzugsweise bei einer Temperatur von 0 bis 10 °C, und Azokupplung mit einem Equivalent der Pyridon-Kupplungskomponente der Formel (P), vorzugsweise bei einer Temperatur von 0 bis 40 °C,
worin
R° bis R5 die vorstehend genannten Bedeutungen haben und
Ex eine Abgangsgruppe, z.B. H oder Carbamoyl, darstellt,
und gegebenenfalls anschließendem Austausch des in der Synthese anfallenden
Kations, z.B. H+ oder Na+, gegen das Kation M+ hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (A) und (P) sind dem Fachmann aus der Literatur bekannt.
Bei der Diazotierung wird das betreffende Amin zweckmäßig auf 0 bis 10 °C, bevorzugt auf 0 bis 5 °C abgekühlt und durch Zugabe von Nitrosylschwefelsäure oder Natriumnitrit im sauren Milieu, z. B. zwischen pH 0 und 5, diazotiert.
Anschließend lässt man das diazotierte Amin mit der Kupplungskomponente P reagieren, bevorzugt in wässriger Lösung. Im Allgemeinen wird die
Kupplungsreaktion bei Temperaturen von 0 bis 40 °C durchgeführt. Der pH-Wert liegt dabei üblicherweise zwischen 4 und 9. Er kann auch durch Einsatz eines geeigneten Puffers auf den gewünschten Bereich eingestellt werden. Die entstehenden Farbstoffe können aus dem Reaktionsmedium durch Aussalzung mit einem Alkalimetallsalz, Filtration und Trocknung isoliert werden, falls nötig unter vermindertem Druck und bei erhöhter Temperatur. In Abhängigkeit von den Reaktions- und Aufarbeitungsbedingungen können die Farbstoffe der Formel (I) erhalten werden als freie Säure, als Salz oder als gemischtes Salz, das beispielsweise ein oder mehrere Kationen aus den
Alkalimetallkationen, beispielsweise Natriumion, oder den Ammoniumionen oder Phosphoniumionen enthält. Falls gewünscht, können die Farbstoffsalze der Formel (I) weiter aufgereinigt werden, beispielsweise durch Diafiltration durch eine semipermeable Membran oder Umkristallisation, wodurch ungewünschte
Nebenprodukte und anorganische Salze aus dem Rohprodukt abgetrennt werden.
Aus den Farbstoffalkalimetallsalzen lassen sich die Salze mit den organischen Gegenionen M+ beispielsweise erhalten, indem man eine wässrige Lösung des Farbstoffalkalimetallsalzes bei erhöhter Temperatur, z. B. 40 bis 95 °C, mit einer wässrigen Lösung des Gegenion-Halogenid-Salzes mischt und das neu gebildete Farbstoffsalz in ein vorzugsweise nicht- oder gering wasserlösliches organisches Lösemittel, wie z. B. Methoxypropylacetat, extrahiert. Aus der organischen Phase lassen sich die Farbstoffsalze der Formel (I) mit den organischen Gegenionen M+ nach Abtrennung des Lösemittels, ggf. in Verbindung mit einem
Aufreinigungsschritt, isolieren.
Die den Formeln (C1) bis (C6) zugrunde liegenden Verbindungen sind dem
Fachmann allgemein bekannt. So können beispielsweise Imidazoliumhalogenide (C1), die als ionische Flüssigkeiten wie auch als Phasentransferkatalysatoren Verwendung finden, nach US5132423 hergestellt werden.
Benzotriazoliumhalogenide (C5) können z. B. nach Kuhn et al., Chem. Ber. 1940, 1109 - 1113 hergestellt werden. Pyridiniumhalogenide (C6) können nach einer dem Fachmann bekannten
Vorgehensweise aus Pyridin und Chloressigsäuremethylester sowie
anschließender Umsetzung mit dem entsprechenden Amin erhalten werden. Die erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzungen lassen sich zum
Einfärben von hochmolekularen organischen Materialien natürlicher oder synthetischer Herkunft einsetzen, beispielsweise von Kunststoffen, Harzen, Lacken, insbesondere Metallic-Lacken, Anstrichfarben, elektrophotographischen Tonern und Entwicklern, Elektretmaterialien, sowie von Tinten, Inkjet-Tinten, Druckfarben und Saatgut.
Hochmolekulare organische Materialen, die mit den erfindungsgemäßen
Farbmittelzusammensetzungen eingefärbt werden können, sind beispielsweise Celluloseverbindungen, wie beispielsweise Celluloseether und -ester, wie
Ethylcellulose, Nitrocellulose, Celluloseacetate oder Cellulosebutyrate, natürliche Bindemittel wie beispielsweise Fettsäuren, fette Öle, Harze und deren
Umwandlungsprodukte, oder Kunstharze, wie Polykondensate, Polyaddukte, Polymerisate und Copolymerisate, wie beispielsweise Aminoplaste, insbesondere Harnstoff- und Melaminformaldehydharze, Alkydharze, Acrylharze, Phenoplaste und Phenolharze, wie Novolake oder Resole, Harnstoffharze, Polyvinyle, wie Polyvinylalkohole, Polyvinylacetale, Polyvinylacetate oder Polyvinylether,
Polycarbonate, Polyolefine, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen oder Polypropylen, Styrolbutadiencopolymerisate, Poly(meth)acrylate und deren
Copolymerisate, wie Polyacrylsäureester, Styrolacrylate, oder Polyacrylnitrile, Polyamide, Polyester, Polyurethane, Polysulfone, Cumaron-Inden und
Kohlenwasserstoffharze, Epoxidharze, Phenol-Epoxidharze, ungesättigte
Kunstharze (Polyester, Acrylate) mit den unterschiedlichen Härtemechanismen, Wachse, Aldehyd- und Ketonharze, Gummi, Kautschuk und seine Derivate und Latices, Casein, Silikone und Silikonharze; einzeln oder in Mischungen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die erwähnten hochmolekularen organischen
Verbindungen als plastische Massen, Schmelzen oder in Form von
Spinnlösungen, Dispersionen, Lacken, Anstrichstoffen oder Druckfarben vorliegen. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist daher ein hochmolekulares organisches Medium, enthaltend eine färberisch wirksame Menge einer erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzungen. Bezogen auf das zu färbende hochmolekulare organische Material setzt man die erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzungen meist in einer Menge von 0,01 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 40 Gew.-%, ein.
Bevorzugt ist die Verwendung der Farbmittelzusammensetzungen für Farbfilter und die Massefärbung von Polymeren.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung als Farbmittel für Farbfilter sowohl für die additive wie auch für die subtraktive Farberzeugung geeignet, wie
beispielsweise in elektro-optischen Systemen wie LCD (liquid crystal displays), OLED-Displays, Charge coupied devices, plasma displays oder electroluminescent displays, die-wiederum aktive (twisted nematic) oder passive (supertwisted nematic) ferroelectric displays oder light-emitting diodes sein können, sowie als Farbmittel für elektronische Tinten („electronic inks" bzw.„e-inks") oder„electronic paper" („e-paper").
Die erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzungen aus Pigment und
Farbstoff der Formel (I) können auch als Mill Base oder als bindemittelhaltige Farbmitteldispersion (Photoresist) vorliegen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch eine Mill Base, enthaltend 0,01 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, insbesondere 7 bis
17 Gew.-%, der Farbmittelzusammensetzung aus Verbindungen der Formel (I) und Pigment, dispergiert in einem organischen Lösemittel. Als organische Lösemittel kommen beispielsweise in Betracht:
Ethyllactat, Benzylalkohol, 1 ,2,3-Trichloropropan, 1 ,3-Butandiol,
1 ,3-Butylenglycol, 1 ,3-Butylen-glycoldiacetat, 1 ,4-Dioxan, 2-Heptanon, 2-Methyl- 1 ,3-propandiol, 3,5,5-Trimethyl-2-cyclohexen-1-on, 3,3,5-Trimethyl-cyclohexanon, 3-Ethoxyethylpropionat, 3-Methyl- ,3-butandiol, 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol,
3- Methoxy-3-methylbutylacetat, 3-MethoxybutanoI, 3-Methoxybutylacetat,
4- Heptanon, m-Xylol, m-Diethylbenzol, m-Dichlorbenzol, N,N-Dimethylacetamid, N.N-Dimethylformamid, n-Butylalkohol, n-Butylbenzol, n-Propylacetat, o-Xylol, o-Chlortoluol, o-Diethylbenzol, o-Dichlorbenzol, p-Chlortoluol, p-Diethylbenzol, sec-Butylbenzol, tert-Butylbenzol, gamma-Butyrolacton, Isobutylalkohol,
Isophoron, Ethylenglycoldiethylether, Ethylenglycoldibutylether,
Ethylenglycolmonoisopropylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycol- monoethyletheracetat, Ethylenglycolmono-tert.-butylether,
Ethylenglycolmonobutyl-ether, Ethylenglycolmonobutyletheracetat,
Ethylenglycolmonopropylether, Ethylen- glycolmonohexylether,
Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonomethylether-acetate,
Diisobutylketon, Diethylenglycoldiethylether, Diethylenglycoldimethylether,
Diethylenglycolmonoisopropylether, Diethylenglycolmonoethyletheracetat,
Diethylen-glycolmonobutylether, Diethylenglycolmonobutyletheracetat,
Diethylenglycol-monomethylether, Cyclohexanol, Cyclohexanolacetat,
Cyclohexanon, Dipropylenglycolmethylether, Dipropylenglycolmethyletheracetat, Dipropylenglycol-monoethylether, Dipropylenglycolmonobutylether,
Dipropylenglycolmonopropylether, Dipropylenglycolmonomethylether,
Diacetonalkohol, Triacetylglycerin, Tripropylenglycol-monobutylether,
Tripropylenglycolmonomethylether, Propylenglycoldiacetate, Propylen- glycolphenylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonoethylether- acetate, Propylenglycolmonobutylether, Propylenglycolmonopropylether,
Propylen-glycolmonomethylether, Propylenglycolmonomethyletheracetat,
Propylenglycol-monomethyl-ether-propionate, Benzylalkohol, Methylisobutylketon, Methyl-cyclohexanol, n-Amylacetat, n-Butylacetat, Isoamylacetat, Isobutylacetat, Propyl-acetate, Dibasic Ester (DBE).
Besonders vorteilhaft sind Ethyllactat, Propylenglycolmonomethyletheracetat (Methoxypropylacetat), Propylenglycolmonoethyletheracetat,
Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Ketone wie Cyclohexanon oder Alkohole wie n-Butanol oder Benzylalkohol. Die organischen Lösemittel können alleine oder in Mischungen untereinander verwendet werden.
Abhängig von der Anwendung können die erfindungsgemäßen
Farbmittelzusammensetzungen mit üblichen Hilfsmitteln oder Zusatzstoffen zu einer Farbmittelzusammensetzung kombiniert werden, wie beispielsweise
Tenside, Dispergiermittel, Additive zur Steuerung der Rheologie, Füllstoffe, Stellmittel, Harze, Wachse, Entschäumer, Antistaubmittel, Extender, Antistatika, Ladungssteuerungsmittel, Konservierungsmittel, Trocknungsverzögerungsmittel, Netzmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, und Bindemittel, beispielsweise die Bindemittel des Systems, in dem die erfindungsgemäße
Zusammensetzung eingesetzt werden soll. Falls vorhanden, werden die
Hilfsmittel und Zusatzstoffe vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Farbmittelzusammensetzung, verwendet.
Insbesondere für Farbfilter kann die erfindungsgemäße
Farbmittelzusammensetzung beispielsweise noch Tenside, Dispergiermittel, Harze und Wachse enthalten.
Die erfindungsgemäße Mill Base kann insbesondere Dispergierhilfsmittel enthalten.
Als Dispergierhilfsmittel können allgemein bekannte Verbindungen verwendet werden, beispielsweise poIymere Dispergierhilfsmittel. Üblich sind dabei Polymere oder Copolymere auf Basis von Polyestern, Polyacrylaten, Polyurethanen sowie Polyamiden. Des Weiteren können Netzmittel, z. B. anionische oder nichtionische Netzmittel, verwendet werden. Die genannten Netz- und Dispergierhilfsmittel können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Sie werden
zweckmäßigerweise in einer Menge von 2 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 10 bis
50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbmittelzusammensetzung, eingesetzt. Zur Herstellung der Mill Bases wird die erfindungsgemäße
Farbmittelzusammensetzung einer Dispergierung unterworfen, wobei übliche Dispergierapparate verwendet werden können. Wird die erfindungsgemäße Farbmittelzusammensetzung in Form eines
dispergierten Farbmittels in einer Mill Base eingesetzt, so ist es vorteilhaft, zuvor für das Pigment eine kleine Primärteilchengröße in geeigneter Weise einzustellen. Besonders geeignet sind Primärteilchengrößen von weniger als 60 nm, bevorzugt weniger als 40 nm im d5o-Wert. Ebenso ist es von Vorteil, eine enge
Teilchengrößenverteilung einzustellen.
Die Teilchengrößenverteilung nach Zerkleinerung ist vorzugsweise einer Gauß- Verteilung angenähert, in der die Standardabweichung Sigma vorzugsweise kleiner als 30 nm, besonders bevorzugt kleiner als 20 nm, ist. In der Regel liegen die Standardabweichungen zwischen 5 und 30 nm, vorzugsweise zwischen 6 und 25 nm, insbesondere zwischen 7 und 20 nm.
Die Standardabweichung Sigma (σ) entspricht der positiven Quadratwurzel der Varianz. Die Varianz v ist die Summe der quadrierten Abweichungen vom
Mittelwert dividiert durch die Zahl der Proben minus 1. Ferner ist es von Vorteil, wenn der dgs-Wert der zerkleinerten Teilchen kleiner oder gleich 70 nm ist. Das Länge-zu-Breiteverhältnis der zerkleinerten Teilchen liegt bevorzugt zwischen 2:1 und 1 :1. Für die Feinverteilung wird als eine Möglichkeit die Salzknetung mit einem kristallinen anorganischen Salz in Gegenwart eines organischen Lösemittels verwendet. Als kristallines anorganisches Salz kommen beispielsweise
Aluminiumsulfat, Natriumsulfat, Caiciumchlorid, Kaliumchlorid oder Natriumchlorid in Betracht, bevorzugt Natriumsulfat, Natriumchlorid und Kaliumchlorid. Als organisches Lösemittel kommen beispielsweise Ketone, Ester, Amide, Sulfone,
Sulfoxide, Nitroverbindungen, Mono-, Bis- oder Tris-hydroxy-C2-Ci2-alkane, die mit C Cs-alkyl und einer oder mehreren Hydroxygruppen substituiert sein können, in Betracht. Besonders bevorzugt sind mit Wasser mischbare hochsiedende organische Lösemittel auf Basis von monomeren, oligomeren und polymeren C2-C3-Alkylenglykolen, wie z. B. Diethylenglykol, Diethylenglykolmonomethyl- und ethylether, Triethylenglykol, Triethylenglykolmonomethyl- und ethylether,
Dipropylenglykol, Dipropylen-glykolmonomethyl- und ethylether,
Propylenglykolmonomethyl- und ethylether und flüssige Polyethylen- und
Polypropylenglykole, N-Methylpyrrolidon sowie weiterhin Triacetin,
Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Ethyl-methyl-keton, Cyclohexanon,
Diacetonalkohol, Butylacetat, Nitromethan, Dimethylsulfoxid und Sulfolan. Das Gewichtsverhältnis zwischen dem anorganischen Salz und dem eingesetzten Pigment oder der Farbmittelzusammensetzung beträgt bevorzugt (2 bis 10) zu 1 , insbesondere (3 bis 7) zu 1 . Das Gewichtsverhältnis zwischen dem organischen Lösemittel und dem anorganischen Salz beträgt bevorzugt (1 ml : 10 g) bis (2 ml : 7 g). Das Gewichtsverhältnis zwischen dem organischen Lösemittel und der Summe aus anorganischem Salz und der erfindungsgemäßen
Farbmittelzusammensetzung oder dem eingesetzten Pigment beträgt bevorzugt (1 ml : 2 g) bis (1 ml : 10 g).
Die Temperatur während der Knetung kann zwischen 40 und 140 °C,
vorzugsweise 60 bis 120°C, betragen. Die Knetdauer beträgt zweckmäßigerweise 4 h bis 32 h, bevorzugt 8 h bis 20 h.
Nach der Salzknetung wird das anorganische Salz und das organische Lösemittel zweckmäßigerweise durch Waschen mit Wasser entfernt und die so erhaltenen zerkleinerten Farbmittel nach üblichen Verfahren getrocknet.
Das nach der Feinverteilung erhaltene Material kann als Suspension, Filterkuchen oder trockenes Material gegebenenfalls einer Lösungsmittelnachbehandlung (Finishbehandlung) unterzogen werden, um eine homogenere Teilchenform zu erhalten, ohne die Teilchengröße merklich zu erhöhen. Bevorzugt ist die
Verwendung von wasserdampfflüchtigen Lösungsmitteln wie Alkoholen und aromatischen Lösungsmitteln, besonders bevorzugt verzweigte oder unverzweigte Ci-C6-Alkohole, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Nitrotoluol oder Nitrobenzol meist unter erhöhter Temperatur, beispielsweise bis 200 °C, und gegebenenfalls unter erhöhtem Druck.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine bindemittelhaltige
Farbmitteldispersion, enthaltend 0,01 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 1 bis 20 Gew.-%, der erfindungsgemäßen
Farbmittelzusammensetzung, dispergiert in mindestens einem organischen Lösemittel, mindestens ein polymeres Bindemittel und gegebenenfalls weitere Hilfsmittel.
Die bindemittelhaltige Farbmitteldispersion wird zweckmäßigerweise hergestellt, indem man die vorstehend beschriebene Farbmitteldispersion (Mill Base) mit den weiteren genannten Komponenten vermischt. Als polymere Bindemittel kommen beispielsweise Acrylate, Acrylester, Polyimide, Polyvinylalkohole, Epoxide, Polyester, Melamine, Gelatine, Caseine und polymerisierbare ethylenisch ungesättigte Monomere und Oligomere in Betracht, vorzugsweise solche, die entweder thermisch oder unter Einfluss von UV-Licht und Radikalstartern vernetzen. Die polymeren Bindemittel sind zweckmäßig in einer Menge von 5 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller nichtflüchtigen Bestandteile der Farbmitteldispersion enthalten. Unter nichtflüchtigen Bestandteilen werden die Verbindungen der Formel (I), die Pigmente, die polymeren Bindemittel und die weiteren Hilfsmittel verstanden. Unter flüchtigen Bestandteilen werden die organischen Lösemittel verstanden, die unter den angewandten Einbrenntemperaturen flüchtig sind.
Als weitere Hilfsmittel kommen beispielsweise Vernetzer und Radikalstarter, Verlaufshilfsmittel, Entschäumer und Entlüfter in Betracht. Sie sind zweckmäßig in einer Menge von 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Farbmitteldispersion, enthalten. Im Falle, dass weitere Hilfsmittel eingesetzt werden, ist eine Untergrenze von 0,01 Gew.-%, bevorzugt 0,1 Gew.-%, zweckmäßig, bezogen auf die
Gesamtmenge der Farbmitteldispersion. Als organisches Lösemittel kommen die vorstehend für die Mill Base genannten Lösemittel in Betracht. Sie sind zweckmäßig in einer Menge von 10 bis
90 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Farbmitteldispersion, enthalten. Die Gelbfarbtöne der erfindungsgemäßen Verbindungen und
Farbmittelzusammensetzungen sind ganz besonders gut geeignet für den Color Filter Farbset Rot-Grün-Blau (R,G,B). Diese drei Farben liegen als getrennte Farbpunkte nebeneinander vor, und ergeben von hinten durchleuchtet ein
Vollfarbbild. Daneben existieren Farbfiltersysteme, die mit vier Grundfarben Rot- Grün-Blau und Gelb (R,G,B,Y) arbeiten, für die die erfindungsgemäßen Farbmittel ebenfalls gut geeignet sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzungen aus Verbindungen der Formel (I) und Pigment, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindungen der Formel (I) und die organischen Pigmente miteinander kombiniert.
Zweckmäßigerweise wird, gegebenenfalls nach Verringerung der
Primärteilchengröße, in einem Dispersionsschritt kombiniert oder dadurch, dass man eine Lösung oder Dispersion von Verbindungen der Formel (I) mit einer Dispersion des Pigments vermischt.
Dabei können die jeweiligen Komponenten in trockener Form, wie z. B. in
Granulat- oder Pulverform, oder in feuchter Form, wie z. B. als Presskuchen, eingesetzt werden.
Bevorzugt ist die Kombination während einer Verringerung der
Primärteilchengröße. Diese dient dazu, geringere Teilchengrößen, engere
Teilchengrößenverteilungen und daraus resultierende weitere Optimierung der anwendungstechnischen Eigenschaften insbesondere für Farbfilter zu erreichen. Die Verringerung der Primärteilchengröße kann durch eine Nass- oder
Trockenmahlung erfolgen, bevorzugt jedoch durch eine Salzknetung mit einem kristallinen anorganischen Salz in Gegenwart eines organischen Lösemittels, wie vorstehend beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung der
Farbmittelzusammensetzungen sowie in Form der beschriebenen Mill Base oder bindemittelhaltigen Farbmitteldispersion in Farbfiltern.
Die Einsatzkonzentration der erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzung im aufgebrachten Color Filter-Film kann zwischen 5 und 95 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 70 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zwischen 15 und 50 Gew.-%, liegen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Color Filter-Filmes.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Colorfilter, enthaltend eine färberisch wirksame Menge der erfindungsgemäßen Farbmittelzusammensetzung.
In den folgenden Beispielen bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozente und Teile Gewichtsteile, sofern nicht anders angegeben.
Beispiele:
Darstellung des Säure-Azofarbstoffes (I a):
Eine Suspension, bestehend aus 17,1 g 4-Amino-phenyl-methylsulfon (0,10 Mol) in 100 ml Wasser und 22 ml konz. Salzsäure (37 gew.-%ig) wird bei 0 - 5 °C mit 17.3 g Natriumnitritlösung (40 gew.-%ig; 0.1 mol NaNO3) diazotiert. Das erhaltene Diazoniumsalz wird portionsweise bei 0 bis 5 °C zu einer Suspension bestehend aus 24.6 g (0,1 mol) der Verbindung folgender Formel
in 9 ml 30 % Natronlauge und 50 ml Wasser gegeben. Durch Zugabe von
15 gew.-%iger Sodalösung wird der pH-Wert bei 7 bis 9 gehalten. Das Volumen der Farbstoffsuspension wird mit Wasser auf ca. 700 ml aufgefüllt, anschließend wird 30 min auf 90 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen wird abgesaugt, mit Wasser nachgewaschen und im Vakuum getrocknet. Man erhält 40.2 g eines gelben Farbstoffpulvers der Formel (I a).
Darstellung des Hexaalkylguanidinium-chlorids (C2a) :
Zu einer Lösung aus 15.5 ml (0,13 Mol) Tetramethylharnstoff in 60 ml Toluol werden bei 60 - 65 °C 13 ml (0,13 Mol) Phosphorylchlorid zugetropft. Nach zweistündigem Rühren wird abgekühlt und bei 0 - 5 °C eine Mischung aus 18 ml Triethylamin und 40 ml (0,14 mol) Bis(2-ethylhexyl)amin in 30 ml Toluol zugetropft. Anschliessend lässt man die Temperatur auf etwa 20 °C steigen und rührt über Nacht nach. Dann wird die hellgelbe Mischung unter Kühlung mit 54 ml NaOH (30 gew.-%ig) versetzt. Das Gemisch wird mit 150 ml NaCI Lösung ausgerührt. Man trennt die Toluol-Phase ab, trocknet sie mit Magnesiumsulfat und entfernt das Lösemittel im Vakuum. Man erhält 47 g eines hellbeigen,
wachsartigen Feststoffes.
Darstellung des Hexaalkylguanidinium-Farbstoffsalzes (I b) :
27.5 g (66 mmol) des Hexaalkylguanidiniumchlorids (C2a) werden bei 90 °C in 500 ml Wasser unter Rühren gelöst (Lösung A).
29,2 g (64 mmol) des gelben Säure-Azofarbstoffes der Formel (I a) werden in 500 ml Wasser eingetragen und nach der Zugabe von fünf Tropfen 15 gew.-%iger Sodalösung auf 60 bis 65 °C erwärmt. Diese Suspension wird portionsweise bei ca. 90 °C zur Lösung A gegeben. Nach einer Stunde Reaktionszeit bei dieser Temperatur wird eine Emulsion erhalten, von der nach dem Abkühlen die
Wasserphase abdekantiert wird. Die ölige organische Phase wird mit 350 ml Methoxypropylacetat aufgenommen, mit Magnesiumsulfat getrocknet und eine Nacht bei 4 °C gelagert. Nach dem Abfiltrieren des ausgefallenen Feststoffes wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der erhaltene Rückstand bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
Nach analogem Vorgehen wurden die Farbstoffe in Tabelle 1 erhalten. Für das Farbstoff-Anion des Beispiels I I wird anstelle von 4-Aminophenyl- methylsulfon eine equivalente Menge 4-Aminophenyl-p-tolylsulfon eingesetzt. Für die Farbstoff-Anionen der Beispiele I m bis 1 p wird anstelle von 4-Aminophenyl- methylsulfon eine equivalente Menge 4-Aminophenylsulfonsäure eingesetzt.
Tabelle 1 (hergestellte Farbstoffsalze)
Es handelt sich jeweils um gelbe Substanzen mit Zersetzungspunkten > 200 °C.
Weitere Farbstoffanionen wurden ausgehend von folgenden Nitrilopyridonen hergestellt:
Sie sind aus Cyanessigsäuremethylester, Acetessigsäuremethylester und dem entsprechenden Amin - Methoxypropylamin bzw. Jeffamin® M600 - zugänglich. Die Nitrilgruppe kann durch Erwärmen mit verdünnter Schwefelsäure entfernt werden. Die erhaltenen 3,5 unsubstituierten Pyridone werden nach einer bekannten Prozedur (analog DE 2162858) mit Formaldehyd und Natriumbisulfit umgesetzt, wobei die folgenden Pyridon-Kuppler erhalten werden.
R = Methyl.
Daraus wurden die Farbstoffe I q und I s erhalten. Die Umsetzung der benannten Na-Farbstoffsalze mit den jeweiligen quaternären Ammoniumverbindungen analog Herstellung von I b lieferte daraus die Farbstoffsalze I r und 1 1.
Beispiele für die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthaltend Farbstoffe I und organische Pigmente: Beispiel Z1 : (Zusammensetzung Z1):
2,0 g der Verbindung (I a) werden mit 18,0 g C.l. Pigment Yellow 138 in einer IKA-Laborpulvermühle vermählen. Man erhält nach Austrag aus der Mühle 19,4 g der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Z1 in Form eines grünstichig-gelben Pulvers.
Beispiele Z2 bis Z6:
Analog zu Beispiel Z1 werden anstelle der Verbindung I a die in der
nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführten Farbstoffe eingesetzt. Man erhält jeweils die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Z2 bis Z6.
Tabelle 3
Beispiel Farbstoff Pigment
Z1 I a C.l. Pigment Yellow 138
Z2 I d C.l. Pigment Yellow 138
Z3 I b C.l. Pigment Yellow 138
Z4 i g C.l. Pigment Yellow 138 Z5 1 1 C.l. Pigment Yellow 138
Z6 1 o C.l. Pigment Yellow 138
Beispiel Z7:
Man verfährt wie in Beispiel Z3, verwendet jedoch anstelle des C.l. Pigment Yellow 138 das C.l. Pigment Green 36 und erhält die erfindungsgemäße
Zusammensetzung Z7 als gelbstichig grünen Feststoff.
Beispiel Z8:
Man verfährt wie in Beispiel Z1 , verwendet jedoch anstelle der Verbindung (I a) die Verbindung (I n) sowie anstelle des C.l. Pigment Yellow 138 das C.l. Pigment Green 58 und erhält die erfindungsgemäße Zusammensetzung Z8 als gelbstichig grünen Feststoff.
Beispiel Z9:
Man verfährt wie in Beispiel Z3, verwendet jedoch anstelle des C.l. Pigment Yellow 138 das C.l. Pigment Red 254 und erhält die erfindungsgemäße
Zusammensetzung Z9 als roten Feststoff.
Tabelle 4
Anwendungsbeispiel 10:
10,0 g der Zusammensetzung nach Beispiel Z1 werden in einem Paint-Shaker- Becher mit 72,5 g Methoxypropylacetat (PGMEA), 5,0 g n-Butanol sowie 12,5 g Disperbyk® 2001 (BYK-Chemie, polymere Dispergierhilfsmittel-Lösung) unter Rühren vermischt. Nach Zugabe von 250 g Zirkonoxid-Perlen (0,3 mm) wird für drei Stunden in einem Dispergiergerät der Firma Lau (Dispermat) dispergiert. Die erhaltene Millbase wird durch Filtration von den Perlen getrennt. Die Viskosität der Mill Base wird gemessen (Haake Rotationsviskosimeter RheoStress 1 ,
Meßgeometrie Platte-Kegel, 23 °C, linearer Anstieg der Scherrate D auf 250 1/s, Wertermittlung bei 250 1/s.).
20,0 g der erhaltenen Millbase werden mit 20,5 g einer 10-Gew.-%igen Lösung von Joncryl® 611 (Styrol-Acrylatharz, BASF AG) in PGMEA durch 10-minütiges Schütteln ohne Perlen vermischt. Anschließend wird die Dispersion filtriert. Die erhaltene bindemittelhaltige Farbmitteldispersion wird mit Hilfe eines
Spincoaters (POLOS Wafer Spinner) auf Glasplatten (SCHOTT, Lasergeschnitten, 10 x 10 cm) aufgetragen in einer Schichtdicke, die es ermöglicht, bei Verwendung einer Lichtquelle C die in Tabelle 5a genannten Farbkoordinaten y bzw. in Tabelle 5b genannten Farbkoordinaten x als Referenzwerte zu setzen.
Die Schichtdicke beträgt dabei jeweils ca. 1 bis 2 Mikrometer.
Man lässt die Glasplatten ablüften und trocknet sie anschließend für 10 min bei 80 °C in einem Umlufttrockenschrank (Fa. Binder).Von den Glasplatten werden die sogenannten prebake-Werte der Farbkoordinaten (x, y, Y, sowie CIELAB,
Spectrophotometer Datacolor 650, Lichtart C, 2°-Beobachter),
Transmissionskurven (dito) und Kontrastwerte (Contrast Tester Tsubosaka CT-1) vermessen. Die Glasplatten werden anschließend einer Hitzebehandlung bei 230 °C für 1 h im Umlufttrockenschrank unterworfen und erneut vermessen, woraus man die postbake-Werte erhält.
Vergleichsbeispiele: V1 - V4:
Die Mill Bases und Farbdispersionen werden analog wie im Falle von
Anwendungsbeispiel 10 hergestellt. Man verwendet jedoch keine
erfindungsgemäßen Pigmentzusammensetzungen, sondern die
zugrundeliegenden Basispigmente. Die Tabellen 5a und 5b zeigen die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Beispiele und der Vergleichsbeispiele im Postbake.
Das relative Kontrastverhältnis KV bezieht sich auf die Farbdispersion des jeweiligen Vergleichsbeispiels (100 %).
Die Werte x, y und Y bezeichnen die gemessenen Farbkoordinaten im CIE-Yxy- Normfarbraum, wobei Y ein Maß für die Helligkeit ist. Es wurde jeweils die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit dem zugehörigen Basispigment verglichen. Für den Kontrastwert wurde jeweils der Kontrastwert des Basispigments des Vergleichsbeispiels auf 100 % gesetzt. Für den Vergleich der Helligkeiten Y wurde jeweils die Differenz Yßeispiei - Yvergieichsbeispiei gebildet. Falls dieser Wert > 0 ist, so ist die Helligkeit der erfindungsgemäßen Probe größer als die des Vergleichsbeispiels.
Für den Vergleich der Viskositäten wurde jeweils die Viskosität des
Vergleichsbeispiels auf 100 % gesetzt.
Tabelle 5a: (Bezug auf y-Werte).
Beispiel Beschreibung Relative y (Ref.) = x= Relativer KV
Viskosität Y-Wert
der Millbase [%] [%]
10 Z1 83 0,500 0,428 +2,7 185
11 Z2 83 0,500 0,428 +2,7 185
12 Z3 40 0,500 0,429 + 4,5 253
13 Z4 53 0,500 0,430 +3,1 177
14 Z5 38 0,500 0,427 +4,6 267
15 Z6 95 0,500 0,431 + 1 ,3 117 V1 C.l. Pigment 100 0,500 0,435 0 (Ref.) 100 Yellow 138
16 Z7 20 0,420 0,255 +0.9 103
V2 C.l. Pigment 100 0,420 0,248 0 (Ref.) 100
Green 36
17 Z8 85 0,500 0,283 +2,0 107
V3 C.l. Pigment 100 0,500 0,260 0 (Ref.) 100
Green 58
Tabelle 5b: (Bezug auf x-Werte).
Die Mill Bases der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen gegenüber denen der unbehandelten Pigmente verringerte Viskositäten auf. Die
erfindungsgemäßen Beispiele zeigen in der Farbfilter-Anwendung erhöhte
Helligkeit Y und verbesserten Kontrastwert. Sie weisen steilere
Transmissionskurven auf Beispiel für die Herstellung einer mikronisierten Farbmittelzusammensetzung durch Zugabe während einer Salzknetung:
Beispiel K1 :
In einem Laborkneter (Werner & Pfleiderer, 300 ml) werden 2,0 g der Verbindung (I b) mit 18,0 g von handelsüblichem C.l. Pigment Yellow 138 unter Zusatz von
120 g Natriumchlorid und 25 ml Diethylenglykol bei einer Temperatur von 80 °C für 18 h geknetet. Der Knetteig wird in 0,9 I Wasser für zwei Stunden gerührt und die Zusammensetzung anschließend abfiltriert. Der Filterkuchen wird erneut für 1 h unter Rühren mit 0,9 I entsalztem Wasser behandelt. Nach der Filtration wird die Farbmittelzusammensetzung mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Man erhält eine feinteilige grünstichig-gelbe Pigmentzusammensetzung K1. Vergleichsbeispiel KV1 :
Es wird eine Salzknetung durchgeführt, bei der 20,0 g von handelsüblichem C.l. Pigment Yellow 138 mit 120 g Natriumchlorid und 25 ml Diethylenglykol bei einer Temperatur von 80 °C für 18 h geknetet werden. Der Knetteig wird in 0,9 I Wasser für zwei Stunden gerührt und die Zusammensetzung anschließend abfiltriert. Der Filterkuchen wird erneut für 1 h unter Rühren mit 0,9 I entsalztem Wasser behandelt. Nach der Filtration wird das Pigment mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Beispiel K2
Man verfährt wie bei Beispiel K1 , setzt jedoch Farbstoff (I d) anstelle von (I b) ein und erhält die mikronisierte Farbmittelzusammensetzung K2 (grünstichiges Gelb).
Beispiel K3
Man verfährt wie bei Beispiel K1 , setzt jedoch Farbstoff (I r) anstelle von (I b) ein und erhält die mikronisierte Farbmittelzusammensetzung K3 (grünstichiges Gelb). Anwendungsprüfung der Beispiele K1-3 und KV1 :
Die mikronisierten Zusammensetzungen werden in Analogie zu
Anwendungsbeispiel 10 ausgeprüft. Jedoch werden dabei anstelle der
Zusammensetzung Z1 die in der nachfolgenden Tabelle 6 angegebenen
Zusammensetzungen verwendet. Tabelle 6: (Bezug auf y-Werte).
Die erfindungsgemäßen mikronisierten Zusammensetzung K1 - K3 weisen höheren Kontrastwert und höhere Helligkeit Y auf als das jeweils analoge salzgeknetete reine Pigment.

Claims

Patentansprüche:
1. Farbmittelzusammensetzung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I) und mindestens ein Pigment, worin die Verbindungen der Formel (I) d folgende allgemeine Formel haben:
worin
R° d-Ce-Alkyl oder CF3;
R1 Sulfo, Carboxy, Ci-C4-alkylen-sulfo, CrC4-alkylen-carboxy, CONH2,
CONH(d-C4-alkyl) oder CN,
R2 Ci-Cie-Alkyl, C2-Ci8-Alkenyl, Hydroxy-Ci-Ci8-alkyl , oder -(d-C6-alkylen- O-)m-R, wobei R die Bedeutung H, CrC16-Alkyl oder Hydroxy-Ci-Ci6-alkyl hat und m eine Zahl von 1 bis 20 bedeutet,
R3 H, Sulfo, Carboxy, d-C6-Alkyl oder d-C6-Alkoxy,
R4 H, d-Ce-Alkyl oder d-Ce-Alkoxy,
R5 OH, OM, Ci-Ce-Alkyl, unsubstituiertes C6-Ci0-Aryl oder durch d-C6-Alkyl, Halogen, Carboxy oder Sulfo substituiertes C6-do-Aryl
bedeuten, wobei die Verbindungen der Formel (I) mindestens einen anionischen Rest aus der Gruppe Sulfo und Carboxy mit dem Gegenkation M+ enthalten, wobei M+ ein Alkalimetallkation oder ein organisches Kation bedeutet.
2. Farbmittelzusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Formel (I) mindestens eine Sulfogruppe mit dem Gegenkation M+ enthalten.
3. Farbmittelzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenkation M+ ein organisches Ammoniumkation oder ein organisches Phosphoniumkation ist.
4. Farbmittelzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Ammoniumkation ein primäres, sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumkation ist.
5. Farbmittelzusammensetzung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das organische Ammoniumkation ein Imidazoliumkation, Alkylguanidiniumkation, Benzotriazolylkation oder Pyridiniumkation ist.
6. Farbmittelzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment ein organisches Pigment ist.
7. Farbmittelzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Pigment aus der Gruppe der Anthrachinonpigmente, verlackten oder unverlackten Azopigmente,
Anthanthronpigmente, Benzimidazolonpigmente, Chinacridonpigmente,
Chinophthalonpigmente, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Dioxazinpigmente,
Disazokondensationspigmente, Isoindolinonpigmente, Isoindolinpigmente,
Metallkomplexpigmente, Perinonpigmente, Perylenpigmente,
Phthalocyaninpigmente und Triarylcarboniumpigmente ausgewählt ist.
8. Farbmittelzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis von Verbindung der Formel (I) zu Pigment von 1 bis 99 zu 99 bis 1 Gewichtsteilen beträgt.
9. Farbmittelzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel (I) in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Farbmittelzusammensetzung, enthalten ist.
10. Mill Base, enthaltend 0,01 bis 45 Gew.-% der Farbmittelzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dispergiert in mindestens einem organischen Lösemittel.
11. Bindemittelhaltige Farbmitteldispersion, enthaltend 0,01 bis 40 Gew.-% der Farbmittelzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dispergiert in mindestens einem organischen Lösemittel, mindestens ein polymeres Bindemittel und gegebenenfalls weitere Hilfsmittel.
12. Verfahren zur Herstellung der Farbmittelzusammensetzung nach
mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindungen der Formel (I) und die Pigmente miteinander kombiniert.
13. Verwendung von Farbmittelzusammensetzungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zum Einfärben von hochmolekularen
organischen Materialien natürlicher oder synthetischer Herkunft
14. Verwendung nach Anspruch 13 zum Einfärben für Farbfilter, in
Flüssigkristallanzeigen oder in OLED-Displays oder zur Polymermassefärbung.
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