JP2007002077A

JP2007002077A - 有機顔料の製造方法

Info

Publication number: JP2007002077A
Application number: JP2005182915A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kageyama; 将志蔭山; Motoyasu Aono; 元康青野
Original assignee: Sumika Color Co Ltd
Current assignee: Sumika Color Co Ltd
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】
微粒化後、乾燥時に再凝集して、比表面積が小さくなることがない有機顔料の製造方法を提供する
【解決手段】
微粒化処理後の有機顔料の水ケーキを、溶剤中に分散させて、攪拌後、溶剤をろ別し、得られた溶剤処理後の有機顔料の溶剤ケーキを乾燥する、有機顔料の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、比表面積が大きい有機顔料の製造方法に関する。

カラーフィルタのコントラストを高くするためには、用いられる有機顔料の粒子径を小さくすること、すなわち、より高い比表面積とすることが有機顔料に望まれている。
有機顔料の比表面積を高くすることは、有機顔料を微粒化することにより得られ、その微粒化方法としては、ソルトミリング法が周知であり、公用されている。ソルトミリング法は、合成後の有機顔料と水溶性の無機塩とを水溶性の溶剤の存在下で、ミルなどの混練装置を用いて混練することにより有機顔料を摩砕してその粒子径を小さくし、摩砕後、ろ過して有機顔料、水溶性の無機塩および水溶性の溶剤を含む混合物を得て、次いで該混合物を水洗して、水溶性の無機塩および水溶性の溶剤を洗い流して、微粒化有機顔料の水ケーキを得るという方法である。その後、該水ケーキを乾燥することにより、水分を除去して固形状の有機顔料を得て、該固形状の有機顔料を粉砕して、微粒化された粉体状の有機顔料を得ることができる。

しかし、ソルトミリング工程により一旦微粒化した有機顔料が、水ケーキの乾燥工程において、再凝集して、比表面積が小さくなることがあり、微粒化の効果が得られないことがあった。この点については、特許文献１の０００２段落に記載されるように、「黄顔料の微細化は多大なエネルギーと時間を要するため、必要以上の微細化は好ましくない。微細化を進めすぎると再凝集力の増大でかえってコントラストが低下する場合もある。」と認識されていた。
しかしながら、有機顔料をさらに微細化することで、コントラストはまだまだ高くなることが期待されていた。

特開２００１−１８８１２００００２段落、００２１段落、００８８〜００９５段落

そこで、本発明は、微粒化後、乾燥時に再凝集して、比表面積が小さくなることがない有機顔料の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記したような課題を解決し得る有機顔料の製造方法を見出すべく、鋭意検討を重ねた結果、微粒化処理後、乾燥前に、溶剤で処理することにより、比表面積の大きい有機顔料を製造し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、微粒化処理後の有機顔料を、溶剤中に分散させて、攪拌後、溶剤をろ別し、得られた溶剤処理後の有機顔料を乾燥する、有機顔料の製造方法を提供する。

本発明の製造方法によれば、乾燥時に再凝集することなく、従来の方法に比べて比表面積が大きい有機顔料を得ることができる。

本発明は、微粒化処理後の有機顔料を、溶剤中に分散させて、攪拌後、溶剤をろ別し、得られた溶剤処理後の有機顔料を乾燥する、有機顔料の製造方法に関する。
本発明の製造方法において用いられる有機顔料としては、公知の有機顔料であれば用いることができる。

前記の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２、１３、１４、１５、１６、１７、２０、２４、３１、５３、７４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１２８、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５３、１５４、１６６、１６８、１７３、１９４、２１４などの黄色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３、１６、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、７３などの橙色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１０５、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７６、１７７、１８０、１９２、２０９、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０、２４２、２５４、２５５、２６４、２６５などの赤色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４などの青色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、１９、２３、２９、３２、３６、３７、３８、４０、５０などの紫色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６などの緑色顔料；
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、２５、２６などの茶色顔料などが挙げられる。
中でも、好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、１３８、１５０、１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６などが挙げられ、とりわけ好ましくはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５またはＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１が挙げられる。
これらの有機顔料としては、市販品を用いることができ、また、混合して用いることができる。

前記の有機顔料は、まず、微粒化される。微粒化の方法としては、ソルトミリング法を用いることができる。
具体的なソルトミリング法としては、有機顔料、水溶性の無機塩および水溶性の溶剤の混合物を、ニーダーなどの装置を用いて混練して、有機顔料の粒子径を小さくする方法であり、本発明においても適用でき、その条件は、混練に用いる装置、スケール等により、適宜調整できる。

前記の水溶性の無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム等が挙げられる。これらの無機塩は、有機顔料を微小化するために使用され、市販の食塩などを粉砕機にて粉砕し、使用される。これらの無機塩の使用量は、有機顔料に対して質量比で、好ましくは３質量倍以上２０質量倍以下、より好ましくは３質量倍以上１０質量倍以下である。無機塩の使用量が前記の範囲にあると、所望の粒子径の有機顔料が得られ、また、後の工程における洗浄処理が多大でなく、さらにソルトミリング処理装置の容積効率の点から有機顔料の処理量が少なくならないので、好ましい。
ソルトミリング法において用いられる水溶性の溶剤は、ソルトミリング時に湿潤剤として用いられるものであり、水溶性であれば特に限定されない。しかし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発しやすい状態になるため、高沸点の溶剤が好ましい。水溶性の溶剤の使用容量は、有機顔料の質量に対する比で、好ましくは０．５〜１０倍、より好ましくは０．６〜７倍である。水溶性の溶剤の使用量が前記の範囲にあると、混練が可能であり、また混合物が液状に近くならずに、混練時に適度にシェアがかかり、有機顔料の微細化ができるので、好ましい。

前記の水溶性の溶剤としては、２−（メトキシメトキシ）エタノール、２−ブトキシエタノール、２−（イソペンチルオキシ）エタノール、２−（ヘキシルオキシ）エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールなどが挙げられ、好ましくはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールが挙げられる。

混練終了後、ろ過などの方法で、水溶性の溶剤を除いた後、有機顔料と混在している水溶性の無機塩および残っている水溶性の溶剤を完全に除去するまで、水で洗浄して、微粒化された有機顔料の水ケーキを得る。このとき、有機顔料の水ケーキ中の固形分としては、好ましくは１０〜５０質量％、より好ましくは１５〜４０質量％である。水ケーキ中の固形分が前記の範囲にあると、水ケーキの取り扱いが容易であることから好ましい。

水ケーキ中の固形分は、赤外線加熱乾燥質量測定法などによって、測定することができる。なお、水ケーキ中の固形分以外の成分は、水である。

そして、ソルトミリング工程を経て得られる有機顔料の水ケーキは、一旦、溶剤中に分散されて、攪拌された後に、乾燥して粉砕される。

また、溶剤中に分散される前に、有機顔料の水ケーキは、ソルトミリング時に用いられた水溶性の溶剤によって、湿潤されてもよい。

本発明の製造方法において用いられる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、その他の溶剤などが挙げられる。
前記のアルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−オクチルアルコール；
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケントン、シクロヘキサノン、；
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、乳酸エチル；
エーテル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジオキサン、テトラヒドロフラン；
脂肪族炭化水素系溶剤としては、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン；
芳香族炭化水素系溶剤としては、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、メシチレン；
その他の溶剤としては、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシドなどが挙げられる。
前記の溶剤のうち、好ましくはメタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、酢酸エチルおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられ、より好ましくはイソプロパノール、アセトンおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

また、有機顔料の水ケーキは、溶剤中に分散されて攪拌される前に、当該溶剤と混和しかつ当該溶剤よりも水への溶解性が高い溶剤によって一旦湿潤させられ、当該水への溶解性が高い溶剤をろ別などの方法で除去した後に、溶剤中に分散させて攪拌されることが好ましい。

攪拌における温度は、好ましくは用いられる溶剤の沸点以下であり、臭気や引火の危険性の観点から、より好ましくは３０℃以下である。

攪拌における溶剤の容量は、水ケーキ中の水の質量に対する比で、好ましくは５〜１００倍、より好ましくは１０〜７０倍、とりわけ好ましくは１０〜５０倍である。溶剤の量が前記の範囲にあると、処理量や水の除去性の点から、好ましい。

攪拌における処理時間は、好ましくは５〜１２０分、より好ましくは１０〜９０分、とりわけ好ましくは２０〜６０分である。処理時間が前記の範囲にあると、水ケーキの塊がなくなるために水から溶剤への置き換えが効率よく行われる傾向があり、好ましい。

攪拌には、通常用いられる攪拌装置が用いられ、該攪拌装置としてはディスパーなどが挙げられる。

次いで、攪拌後に、有機顔料がろ過されて溶剤と分離される。また、必要に応じて、残った有機顔料をさらに溶剤で洗浄してから、乾燥される。
ここで洗浄に用いられる溶剤は、前記の攪拌時に用いられた溶剤と同一でも異なってもよく、好ましくは、攪拌時に用いられた溶剤よりも揮発性の高い溶剤または攪拌時に用いられた溶剤よりも水溶性が低い溶剤が好ましい。また、中でも、攪拌時に用いられる溶剤の揮発性が低い場合には、前記の溶剤と混和し、かつ前記の溶剤よりも揮発性の高い溶剤または前記の溶剤よりも水溶性の低い溶剤で洗浄処理を行うことが好ましい。

乾燥は、溶剤の沸点以上の温度で行われることが好ましいが、沸点よりも低い温度であっても乾燥時間を延長することにより対応することができる。
また、減圧しながら乾燥を行うことが好ましい。減圧する場合、その圧力は、１０〜１．０１×１０^５Ｐａ程度が好ましい。

乾燥後、得られた該固形状の有機顔料は、粉砕されて、粉体状の有機顔料として得られる。

上記の各工程を経ることで、水ケーキを直接乾燥する製造方法によって得られる有機顔料よりも、比表面積が大きい有機顔料を得ることができる。

本発明の製造方法により得られる有機顔料は、着色用の組成物に用いることができ、好ましくはカラーフィルタの着色組成物に用いることができる。

上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１
市販のＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５（パリオトールイエローＤ１１５５；ＢＡＳＦ社製比表面積；４２．６ｍ^２／ｇ）：１００ｇ、塩化ナトリウム：４００ｇ、およびジエチレングリコール：１２０ｇをステンレス製１Ｌニーダー（モリヤマ製）に仕込み、１０時間混練した。次にこの混練物を１０Ｌの水に投入し、ディスパー（新東科学製）で３時間撹拌、混合した後、ろ過、水洗をくりかえして塩化ナトリウムおよび溶剤を除き、固形分２７質量％のＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５の水ケーキを得た。
微粒化された水ケーキを１１．１１ｇ（有機顔料分で３ｇ）およびアセトン３００ｍLを、３００ｍＬのビーカー中に入れて、ディスパーを用いて、３０分間、攪拌した。

アセトン溶液中に、水ケーキの塊がないことを確認した後、Ｎｏ．２（東洋濾紙（株）製）のろ紙でヌッチェを用いて、該アセトン溶液を吸引ろ過した。吸引ろ過を進め、ろ紙上の溶剤がなくなる直前にヌッチェにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１００ｍLを注ぎ、一旦プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを吸引して除去した。同じ作業をもう一度繰り返して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む溶剤ケーキを得た。
得られた溶剤ケーキは、バット上に広げられ、オーブン中で、１７０℃で１時間乾燥された。乾燥後、粉砕され、粉末状のＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５が得られた。
得られたＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５の比表面積を、比表面積測定装置（モノソーブ；ユアサアイオニクス（株）製）を用いて測定したところ、５８．９ｍ^２／ｇであった。

比較例１
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５の水ケーキを、溶剤処理することなく、バット上に広げて、オーブン中で、８０℃で１時間乾燥する以外は実施例１と同様に行った。得られたＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５の比表面積は、５８．３ｍ^２／ｇであった。

実施例２
実施例１において、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５を、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１（粗製のＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１；住化カラー製比表面積；４５．８ｍ^２／ｇ）に代える以外は、実施例１と同様に処理して、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１を粉体状で得た。得られたＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１の比表面積を表１に示す。

比較例２
比較例１において、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５を、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１（粗製のＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１；住化カラー製比表面積；４５．８ｍ^２／ｇ）に代える以外は、比較例１と同様にして、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１を粉体状で得た。得られたＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１の比表面積を表１に示す。

実施例３
実施例１において、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５を、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０（イエローＥ４ＧＮ−ＧＴ；ＬＡＮＸＥＳＳ製比表面積；１２６．６ｍ^２／ｇ）に代えて、かつ用いたジエチレングリコールの量を１５０ｇにする以外は、実施例１と同様に処理して、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０を粉体状で得た。得られたＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０の比表面積を表１に示す。

比較例３
比較例１において、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５を、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０（イエローＥ４ＧＮ−ＧＴ；ＬＡＮＸＥＳＳ製比表面積；１２６．６ｍ^２／ｇ）に代えて、かつ用いたジエチレングリコールの量を１５０ｇにする以外は、比較例１と同様にして、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０を粉体状で得た。得られたＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０の比表面積を表１に示す。

本発明の製造方法によれば、比表面積が大きい有機顔料を得ることができる。そして、カラーフィルタ用の着色材として用いると、得られるカラーフィルタにおいて高いコントラストを得ることが期待される。

Claims

微粒化処理後の有機顔料の水ケーキを、溶剤中に分散させて、攪拌後、溶剤をろ別し、得られた溶剤処理後の有機顔料の溶剤ケーキを乾燥する、有機顔料の製造方法。
溶剤が、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、酢酸エチルおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の製造方法。
溶剤の使用容量が、微粒化処理後の有機顔料の水ケーキ中に含有される水の質量に対する比で、５〜１００倍である請求項１または２に記載の製造方法。
乾燥するときの温度が、７０〜２００℃である請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
有機顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５またはＣ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
溶剤をろ別した後に、当該溶剤と混和し、かつ当該溶剤よりも揮発性の高い溶剤または当該溶剤よりも水溶性の低い溶剤で有機顔料を洗浄する請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
請求項１〜６のいずれかの製造方法により得られる有機顔料を含む着色組成物。