JP2009025783A - Pigment dispersed resist composition for color filter - Google Patents

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Kenjiro Yai
健二郎 矢井
Akira Hayashi
明 林
Junichi Hirai
淳一 平井
Kazunori Ito
和典 伊藤
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Sakata Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pigment dispersed resist composition for color filter excellent in developing characteristic in addition to high transparency and high contrast. <P>SOLUTION: The pigment dispersed resist composition for color filter contains an organic pigment, a pigment dispersant, a film forming resin, a photopolymerizable compound, a photopolymerizable initiator and a solvent, the pigment dispersant including two components of (A) an acrylic block copolymer having amine value of 20-40 mgKOH/g and acid value of 15-25 mgKOH/g, which is obtained by living anionic polymerization, and (B) a carbodiimide-based compound having no acidic group within the molecule, and (A) and (B) being included in a mass ratio of 90/10-50/50. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高い透明性、高いコントラストを有し、且つ現像特性に優れるカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物に関する。 The present invention relates to a pigment-dispersed resist composition for a color filter having high transparency, high contrast, and excellent development characteristics.

カラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を所用してカラーフィルターを製造するに当たっては、通常、基板に感光性のレジスト皮膜を塗工した後、所望のパターンを有するマスクを通して紫外線で露光して塗膜を硬化させ、未露光の塗膜を現像液で除去した後、ポストベークすることにより、パターンを作成する方法によって得られる。そして、そのパターン形成のために、顔料組成物に感光性材料を加えたカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物が利用される。 In manufacturing a color filter using a pigment-dispersed resist composition for color filters, a photosensitive resist film is usually applied to a substrate and then exposed to ultraviolet rays through a mask having a desired pattern. It is obtained by a method of creating a pattern by curing, removing the unexposed coating film with a developer, and then post-baking. In order to form the pattern, a pigment-dispersed resist composition for color filters in which a photosensitive material is added to the pigment composition is used.

このようにして得られるカラーフィルターを具備するカラーフィルター液晶装置は、今日のプラズマディスプレイ方式や有機EL方式等のいろいろな電子画像表示用デバイスとの競争の激化から、高い透明性、高いコントラストを有し、現像特性に優れることが要求される。 The color filter liquid crystal device having the color filter thus obtained has high transparency and high contrast due to intensifying competition with various electronic image display devices such as plasma display methods and organic EL methods. However, it is required to have excellent development characteristics.

上記高い透明性や高いコントラストを得るには、顔料を微粒子化することが有効であることが知られている。しかし、顔料の微粒子化が進むと、粒子表面積の増加により顔料が凝集しやすくなる。 In order to obtain the above high transparency and high contrast, it is known that it is effective to make the pigment fine particles. However, as the pigment becomes finer, the pigment tends to aggregate due to an increase in the particle surface area.

この顔料の凝集を防止するために、顔料に対して吸収能を有する界面活性剤や高分子樹脂を顔料分散剤として添加する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、顔料分散剤としてアミン価と酸価を有するアクリル系共重合体を使用した場合、顔料の凝集を防止することには有効であるが、現像マージン(現像液で未露光部分を除去されてから、露光部分が除去されるまでの時間)が短くなり、エッジ部が逆テーパー状になって、シャープさが欠ける問題があった。
特開2004−272219号公報
In order to prevent the aggregation of the pigment, a method of adding a surfactant or a polymer resin having an absorptivity to the pigment as a pigment dispersant has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, when an acrylic copolymer having an amine value and an acid value is used as a pigment dispersant, it is effective in preventing the aggregation of the pigment, but the development margin (the unexposed portion is removed with a developer). And the time until the exposed portion is removed) is shortened, and the edge portion is inversely tapered, resulting in a lack of sharpness.
JP 2004-272219 A

本発明の課題は、高い透明性、高いコントラストを有し、且つ現像特性に優れるカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pigment-dispersed resist composition for a color filter having high transparency, high contrast, and excellent development characteristics.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、顔料分散剤としてアミン価と酸価を有するアクリル系ブロック共重合体を使用する場合、顔料分散剤として分子内に酸性基を有しないカルボジイミド系化合物を特定の割合で併用して使用することにより、上記課題を全て解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that when an acrylic block copolymer having an amine value and an acid value is used as a pigment dispersant, an acidic group is present in the molecule as the pigment dispersant. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a carbodiimide-based compound that does not contain any of the above in combination at a specific ratio, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明は、(1)有機顔料、顔料分散剤、皮膜形成樹脂、光重合性化合物、光重合性開始剤、及び、溶媒を含有するカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物であって、上記顔料分散剤が、(A)リビングアニオン重合により得られるアミン価20〜40mgKOH/g、酸価15〜25mgKOH/gのアクリル系ブロック共重合物と、(B)分子内に酸性基を有しないカルボジイミド系化合物との2成分を含むものであり、且つ(A)と(B)とを90/10〜50/50の質量比率で含むことを特徴とするカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物に関する。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
That is, the present invention is (1) a pigment-dispersed resist composition for a color filter containing an organic pigment, a pigment dispersant, a film-forming resin, a photopolymerizable compound, a photopolymerizable initiator, and a solvent, The pigment dispersant is (A) an acrylic block copolymer having an amine value of 20 to 40 mg KOH / g and an acid value of 15 to 25 mg KOH / g obtained by living anionic polymerization, and (B) a carbodiimide having no acidic group in the molecule. The present invention relates to a pigment-dispersed resist composition for a color filter, which comprises two components of a system compound and (A) and (B) in a mass ratio of 90/10 to 50/50.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する有機顔料としては、鮮明な色相と高い堅牢度を有する、C.I.Pigment Red 19、38、43、88、122、123、144、149、166、168、177、178、179、188、190、207、208、209、216、224、226、242、254、264等の赤色系顔料;C.I. Pigment Blue 15:1、15:3、15:4、15:6、16、22、29、60、64等の青色系顔料;C.I.Pigment Green 7、10、36等の緑色系顔料;C.I.Pigment Yellow 24、81、83、93、95、97、108、109、110、117、123、128、137、138、139、150、153、154、166、168、180、185等の黄色系顔料;C.I.Pigment Violet 19、23、29、30、31、37、88等の紫色系顔料;C.I.Pigment Orange31、38、40、43、61、71等の橙色系顔料等が使用できる。 The organic pigment constituting the pigment-dispersed resist composition for color filters of the present invention has a clear hue and high fastness, C.I. I. Pigment Red 19, 38, 43, 88, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 178, 179, 188, 190, 207, 208, 209, 216, 224, 226, 242, 254, 264, etc. Red pigments of C.I. I. Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, and the like; C.I. I. Pigment Green 7, 10, 36, etc. green pigments; C.I. I. Pigment Yellow 24, 81, 83, 93, 95, 97, 108, 109, 110, 117, 123, 128, 137, 138, 139, 150, 153, 154, 166, 168, 180, 185, etc. C. I. Pigment Violet 19, 23, 29, 30, 31, 37, 88, and other purple pigments; C.I. I. Orange pigments such as Pigment Orange 31, 38, 40, 43, 61, 71 can be used.

尚、より鮮明な色相を得るには、従来公知の方法で、上記有機顔料をプレミックス処理、ソルトミリング処理することが好ましい。
特に好ましくは、有機顔料、水溶性の無機塩及び上記無機塩を実質的に溶解しない水溶性分散媒体を含む混合物を、3本の攪拌ブレードを自転運動させながら公転運動させる混練装置(トリミックス)で混練した後、上記無機塩及び水溶性分散媒体を除去して得られるソルトミリング処理した有機顔料である。
In order to obtain a clearer hue, the organic pigment is preferably premixed and salt milled by a conventionally known method.
Particularly preferably, a kneading apparatus (trimix) that revolves a mixture containing an organic pigment, a water-soluble inorganic salt, and a water-soluble dispersion medium that does not substantially dissolve the inorganic salt while rotating three stirring blades. And an organic pigment subjected to salt milling treatment obtained by removing the inorganic salt and the water-soluble dispersion medium.

上記水溶性の無機塩としては、食塩(塩化ナトリウム)が好ましい。
また、無機塩の粒子径は、好ましくは200μm以下、より好ましくは50μm以下である。これにより、顔料の粒子径を一次粒子径より微細かつ均一にできる。
なお、本発明において、無機塩の粒子径は、レーザー回析式粒度測定法、測定装置:ナノトラック(UPA−EX150、日機装(株)社製)で測定した。
As the water-soluble inorganic salt, sodium chloride (sodium chloride) is preferable.
The particle size of the inorganic salt is preferably 200 μm or less, more preferably 50 μm or less. Thereby, the particle diameter of the pigment can be made finer and uniform than the primary particle diameter.
In the present invention, the particle size of the inorganic salt was measured by a laser diffraction particle size measurement method and a measuring device: Nanotrac (UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

上記水溶性分散媒体としては、分散媒体として用いられる無機塩を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤を使用することができ、水溶性であることと無機塩を溶解しないことの両方の条件を有するものであれば特に限定されない。なかでも、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から沸点が120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。このような水溶性有機溶剤としては、例えば、2−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、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコキシアルコール類;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、液体ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、低分子量ポリプロピレングリコール等のグリコール類;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モノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類等が用いられる。 As the water-soluble dispersion medium, a water-soluble organic solvent that does not substantially dissolve the inorganic salt used as the dispersion medium can be used, and has both conditions of being water-soluble and not dissolving the inorganic salt. If it is a thing, it will not specifically limit. Among them, a high boiling point solvent having a boiling point of 120 ° C. or more is preferable from the viewpoint of safety because the temperature rises during salt milling and the solvent easily evaporates. Examples of such water-soluble organic solvents include 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2- (isopentyloxy) ethanol, 2- (hexyloxy) ethanol, 1-methoxy-2-propanol, and 1-ethoxy. Alkoxy alcohols such as 2-propanol; glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, liquid polyethylene glycol, dipropylene glycol, and low molecular weight polypropylene glycol; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl Used ethers such as ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, etc. It is.

また、本発明において、上記有機顔料の使用量は、本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物中に好ましくは1〜40質量%である。 In the present invention, the amount of the organic pigment used is preferably 1 to 40% by mass in the color filter pigment dispersion resist composition of the present invention.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する顔料分散剤としては、(A)リビングアニオン重合により得られるアミン価20〜40mgKOH/g、酸価15〜25mgKOH/gのアクリル系ブロック共重合物と、(B)分子内に酸性基を有しないカルボジイミド系化合物との2成分とを併用して使用する。顔料分散剤としてアクリル系ブロック共重合物のみを用いた場合、透明性、コントラスト、現像特性のすべての性能を得ることは困難であるが、本発明では、顔料分散剤として特定のアクリル系ブロック共重合物と酸性基を有しないカルボジイミド系化合物とを併用しているため、これらすべての性能を確保できる。このような効果が得られる理由は、上記両成分を併用した場合、特異的に相乗効果が生じているためであると推察される。 As the pigment dispersant constituting the pigment dispersion resist composition for color filters of the present invention, (A) an acrylic block copolymer having an amine value of 20 to 40 mgKOH / g and an acid value of 15 to 25 mgKOH / g obtained by living anion polymerization And (B) two components of a carbodiimide compound having no acidic group in the molecule are used in combination. When only an acrylic block copolymer is used as a pigment dispersant, it is difficult to obtain all the performances of transparency, contrast, and development characteristics. However, in the present invention, a specific acrylic block copolymer is used as a pigment dispersant. Since a polymer and a carbodiimide-based compound having no acidic group are used in combination, all these performances can be ensured. The reason why such an effect can be obtained is presumed to be that a specific synergistic effect is produced when the above two components are used in combination.

上記アクリル系ブロック共重合物〔(A)成分〕としては、顔料吸着基として塩基性基を含む顔料吸着ブロックに更に顔料吸着基として酸基を含む顔料吸着ブロックと、顔料吸着基を含まないブロックとを有するブロック共重合体を使用することが好ましい。 The acrylic block copolymer [component (A)] includes a pigment adsorption block containing a basic group as a pigment adsorption group, a pigment adsorption block containing an acid group as a pigment adsorption group, and a block not containing a pigment adsorption group It is preferable to use a block copolymer having:

上記顔料吸着基として、塩基性基を含む顔料吸着ブロックに更に酸基を含む顔料吸着ブロックとしては、塩基性基を有する単量体と共に酸性基を有する単量体を用いることにより構成されるものを挙げることができる。 As the pigment adsorption group, a pigment adsorption block further containing an acid group in addition to a pigment adsorption block containing a basic group is constituted by using a monomer having an acidic group together with a monomer having a basic group. Can be mentioned.

上記塩基性基を有する単量体としては、1級アミノ基、2級アミノ基又は3級アミノ基を有する単量体であって、具体的には、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ビニルイミダゾール、2−ビニルピリジン、アミノ基とカプロラクトン骨格を有する単量体、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基を有する単量体と分子中に1個の2級アミノ基を有する化合物との反応物、(メタ)アクリロイルアルキルイソシアネート化合物と4−(2−アミノメチル)−ピリジン、4−(2−アミノエチル)−ピリジン、4−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2−アミノエチル)−ピペラジン、2−アミノ−6−メトキシベンゾチアゾール、1−(2−ヒドロキシエチルイミダゾール)、N,N−ジアリルメラミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミンとの反応物等が挙げられる。 The monomer having a basic group is a monomer having a primary amino group, a secondary amino group or a tertiary amino group, specifically, N, N-dimethylaminoethyl (meth). Acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylacrylamide, diethylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide, acryloylmorpholine, vinylimidazole, 2-vinylpyridine, monomer having amino group and caprolactone skeleton , A reaction product of a monomer having a glycidyl group such as glycidyl (meth) acrylate and a compound having one secondary amino group in the molecule, a (meth) acryloylalkyl isocyanate compound and 4- (2-aminomethyl) -Pyridine, 4- (2-aminoethyl) -pyridine, 4- (2-H Roxyethyl) pyridine, 1- (2-aminoethyl) -piperazine, 2-amino-6-methoxybenzothiazole, 1- (2-hydroxyethylimidazole), N, N-diallylmelamine, N, N-dimethyl-1, Examples include a reaction product with 3-propanediamine.

上記酸性基を有する単量体としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基を有する単量体であって、具体的には、カルボキシル基を有する単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和モノカルボン酸化合物、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸化合物及びそのハーフエステル等、スルホン酸基を有する単量体として、2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸等、リン酸基を有する単量体として、アシッドホスホニル(メタ)アクリレート、アシッドホスホニルエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the monomer having an acidic group, a monomer having a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group, specifically, as a monomer having a carboxyl group, acrylic acid, methacrylic acid, As monomers having a sulfonic acid group, such as unsaturated monocarboxylic acid compounds such as crotonic acid, unsaturated dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid, and half esters thereof, 2-acrylamido-2-methyl- As monomers having a phosphate group, such as 1-propanesulfonic acid, 2-methacrylamide-2-methyl-1-propanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, acid phosphonyl (meth) acrylate, acid phosphonylethyl (meta ) Acrylate and the like.

上記顔料吸着基を含まないブロックの構成成分としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、塩化ベンジル等の芳香族ビニル化合物、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステル、ベンジル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸アリールアルキルエステル、ポリカプロラクトン含有単量体、ポリアルキレングリコールモノエステル系単量体等が例示できる。
上記アクリル系ブロック共重合物は、リビングアニオン重合等により得られるものであり、従来公知の重合方法を用いることができる。
Constituent components of the block not containing the pigment adsorbing group include aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and benzyl chloride, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate. And unsaturated carboxylic acid alkyl esters such as benzyl (meth) acrylate, polycaprolactone-containing monomers, polyalkylene glycol monoester monomers, and the like.
The acrylic block copolymer is obtained by living anion polymerization or the like, and a conventionally known polymerization method can be used.

上記アクリル系ブロック共重合物のアミン価は、20〜40mgKOH/gである。
なお、本願明細書において、アミン価は固形分1gあたりのアミン価を意味し、0.1Nの塩酸水溶液を用い、電位差滴定法(例えば、COMTITE(AUTO TITRATOR COM−900、BURET B−900、TITSTATIONK−900)、平沼産業社製)によって測定した後、水酸化カリウムの当量に換算した値をいう。
The amine value of the acrylic block copolymer is 20 to 40 mgKOH / g.
In the specification of the present application, the amine value means an amine value per 1 g of solid content, and a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution is used, and potentiometric titration (for example, COMMITITE (AUTO TITRATOR COM-900, BURET B-900, TITSTATIONK) -900), manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd., and then converted into an equivalent of potassium hydroxide.

上記アクリル系ブロック共重合物の酸価は、15〜25mgKOH/gである。
なお、本明細書において、酸価は固形分1gあたりの酸価を意味し、JIS K 0070に準じ、電位差滴定法(例えば、COMTITE(AUTO TITRATOR COM−900、BURET B−900、TITSTATION K−900)、平沼産業社製)によって測定した値をいう。
The acid value of the acrylic block copolymer is 15 to 25 mgKOH / g.
In addition, in this specification, an acid value means the acid value per 1g of solid content, and it is potentiometric titration method (For example, COMMITITE (AUTO TITRATOR COM-900, BURET B-900, TITSTATION K-900) according to JISK0070. ), A value measured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.).

上記(A)のアクリル系ブロック共重合物の市販品としては、Disperbyk−2001(アミン価29mgKOH/g、酸価19mgKOH/g、ビックケミー社製)等を挙げることができる。 Examples of commercially available products of the acrylic block copolymer (A) include Disperbyk-2001 (amine value 29 mgKOH / g, acid value 19 mgKOH / g, manufactured by Big Chemie) and the like.

また、上記(B)分子内に酸性基を有しないカルボジイミド系化合物としては、特に限定されず、以下のものを好適な例として挙げることができる。
(B)−1:特開2003−344996号公報、特開2004−083872号公報記載のカルボジイミド化合物、
(B)−2:ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖の少なくとも1種有するカルボジイミド基を有するカルボジイミド系化合物(国際公開WO03/076527号公報、特開2006−225431号公報)
(B)−3:塩基性基含有カルボジイミド系化合物(国際公開WO04/000950号公報)
(B)−4:色剤中間体鎖及び色剤誘導体鎖から選択される少なくとも1種を導入したカルボジイミド系化合物(国際公開WO04/003085号公報)
(B)−5:ポリブタジエン鎖を導入したカルボジイミド系化合物(特開2006−257243号公報)
(B)−6:アミド基を含有する鎖を導入したカルボジイミド系化合物(特開2006−176657号公報)
Moreover, it does not specifically limit as said (B) carbodiimide type compound which does not have an acidic group in a molecule | numerator, The following can be mentioned as a suitable example.
(B) -1: a carbodiimide compound described in JP-A Nos. 2003-344996 and 2004-038772,
(B) -2: A carbodiimide-based compound having a carbodiimide group having at least one of a polyester side chain, a polyether side chain, and a polyacryl side chain (International Publication WO 03/075527, JP 2006-225431 A)
(B) -3: Basic group-containing carbodiimide compound (International Publication WO 04/000950)
(B) -4: A carbodiimide compound into which at least one selected from a colorant intermediate chain and a colorant derivative chain has been introduced (International Publication WO04 / 003085)
(B) -5: A carbodiimide compound into which a polybutadiene chain is introduced (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-257243)
(B) -6: A carbodiimide compound into which a chain containing an amide group is introduced (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-176657)

上記のなかでも、塩基性基含有カルボジイミド系化合物、その中でも、ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖及びポリブタジエン側鎖からなる群より選択される少なくとも1種の側鎖と、少なくとも1種の塩基性窒素含有基を分子内に有する塩基性基含有カルボジイミド系化合物が好ましい。
この化合物は、例えば、以下の方法で得ることができる。
Among the above, a basic group-containing carbodiimide compound, among them, at least one side chain selected from the group consisting of a polyester side chain, a polyether side chain, a polyacryl side chain, and a polybutadiene side chain, and at least 1 A basic group-containing carbodiimide compound having a basic nitrogen-containing group in the molecule is preferred.
This compound can be obtained, for example, by the following method.

なお、本明細書における「塩基性基含有カルボジイミド系化合物」とは、カルボジイミド基を有する化合物を元に、上記の側鎖と塩基性窒素含有基とを導入して得られる化合物を挙げることができ、最終的に得られた化合物の分子内にカルボジイミド基を有しているものはもちろん、有していないものも含む。 In addition, the “basic group-containing carbodiimide compound” in the present specification can include a compound obtained by introducing the above side chain and a basic nitrogen-containing group based on a compound having a carbodiimide group. Of course, those having a carbodiimide group in the molecule of the finally obtained compound are also included.

また「側鎖」とは、カルボジイミド系化合物を主鎖としたときに、主鎖から枝分れの状態にある鎖をいう。
また、「塩基性窒素含有基」とは、水中で4級アンモニウムイオンを形成する窒素を含有する基はもとより、ルイス塩基として作用する窒素を含有する基も含むものであり、その代表的なものとしてはアミノ基や含窒素複素環基等である。
The “side chain” refers to a chain that is branched from the main chain when the carbodiimide compound is used as the main chain.
The “basic nitrogen-containing group” includes not only a group containing nitrogen that forms a quaternary ammonium ion in water but also a group containing nitrogen that acts as a Lewis base. As an amino group or a nitrogen-containing heterocyclic group.

なお、本発明において、このようなカルボジイミド基と、それと反応可能な官能基との反応を利用して、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリアクリル鎖、及びポリブタジエン鎖からなる群より選択される少なくとも1種を分子内に導入する場合において、カルボジイミド基と官能基との反応をグラフト化反応と呼ぶことがあり、その方法で導入された側鎖をグラフト化側鎖、導入されたポリエステル側鎖をグラフト化ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖をグラフト化ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖をグラフト化ポリアクリル側鎖、ポリブタジエン側鎖をグラフト化ポリブタジエン側鎖と呼ぶこともある。 In the present invention, at least one selected from the group consisting of a polyester chain, a polyether chain, a polyacryl chain, and a polybutadiene chain by utilizing the reaction between such a carbodiimide group and a functional group capable of reacting with the carbodiimide group. When seeds are introduced into the molecule, the reaction between the carbodiimide group and the functional group is sometimes referred to as a grafting reaction. The side chain introduced by the method is grafted and the introduced polyester side chain is grafted. Polyester side chain, polyether side chain may be called grafted polyether side chain, polyacryl side chain may be called grafted polyacryl side chain, and polybutadiene side chain may be called grafted polybutadiene side chain.

上記塩基性基含有カルボジイミド系化合物の好ましい例としては、分子内にイソシアネート基とカルボジイミド基を1つ以上有する化合物をもとに、イソシアネート基にアミノ基や含窒素複素環基等の塩基性窒素含有化合物を反応させる方法、及び、グラフト化反応によりポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖、及びポリブタジエン側鎖からなる群より選択される少なくとも1種の側鎖を1つ以上付加する方法で得られる主鎖に塩基性窒素含有基を有し、側鎖にグラフト化反応によりポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖、及びポリブタジエン側鎖からなる群より選択される少なくとも1種の側鎖を有する塩基性基含有カルボジイミド系化合物を挙げることできる。 Preferred examples of the basic group-containing carbodiimide compound include a basic nitrogen-containing compound such as an amino group or a nitrogen-containing heterocyclic group in the isocyanate group based on a compound having at least one isocyanate group and carbodiimide group in the molecule. A method of reacting a compound, and a method of adding at least one side chain selected from the group consisting of a polyester side chain, a polyether side chain, a polyacryl side chain, and a polybutadiene side chain by grafting reaction At least one selected from the group consisting of a polyester side chain, a polyether side chain, a polyacryl side chain, and a polybutadiene side chain by grafting reaction to the side chain in the main chain obtained in And a basic group-containing carbodiimide compound having a side chain.

本発明の製造方法によって塩基性基含有カルボジイミド系化合物を得るために、出発物質として用いられるカルボジイミド化合物は、分子内にカルボジイミド基、即ち、−N=C=N−で表される基を少なくとも1つ有し、且つイソシアネート基を少なくとも1つ有する化合物であり、ここでは下記(a)〜(c)の好ましい形態の例示でもって、より具体的に説明する。形態に応じて、適宜選択して使用される。 In order to obtain a basic group-containing carbodiimide compound by the production method of the present invention, the carbodiimide compound used as a starting material has at least one carbodiimide group in the molecule, that is, a group represented by -N = C = N-. And a compound having at least one isocyanate group, and will be described in more detail with the following preferable examples (a) to (c). It is appropriately selected and used depending on the form.

(a)ジイソシアネート化合物の脱炭酸反応により得られる、イソシアネート基を有するカルボジイミド化合物。
カルボジイミド化合物は、通常、有機溶媒中で、カルボジイミド化触媒の存在下、イソシアネート化合物を脱炭酸反応によりカルボジイミド化して製造することができ、更にその材料がジイソシアネート化合物である場合、分子の両末端にイソシアネート基を有するカルボジイミド化合物が得られることになる。
(A) A carbodiimide compound having an isocyanate group obtained by decarboxylation of a diisocyanate compound.
A carbodiimide compound can be produced by carbodiimidizing an isocyanate compound by a decarboxylation reaction in an organic solvent in the presence of a carbodiimidization catalyst, and when the material is a diisocyanate compound, an isocyanate is present at both ends of the molecule. A carbodiimide compound having a group will be obtained.

上記製造方法において、脱炭酸反応させるジイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族、脂環族、芳香族又は芳香脂肪族ジイソシアネート化合物が挙げられる。 In the above production method, the diisocyanate compound to be decarboxylated includes, for example, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate. And aliphatic, alicyclic, aromatic or araliphatic diisocyanate compounds.

上記有機溶媒としては、沸点が高く、且つイソシアネート化合物や生成するカルボジイミド化合物と反応するような活性水素を持たないものを用いることが好ましく、例えば、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;ジエチレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジブチレート、ヘキシレングリコールジアセテート、グリコールジアセテート、メチルグリコールアセテート、エチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテート、ブチルジグリコールアセテート等のグリコールエーテルエステル類;エチルブチルケトン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸アミル、プロピオン酸プロピル、酪酸エチル等の脂肪酸エステル類等が挙げられる。 As said organic solvent, it is preferable to use what has a high boiling point and does not have active hydrogen which reacts with an isocyanate compound and the carbodiimide compound to produce | generate, For example, aromatic hydrocarbons, such as toluene, xylene, diethylbenzene; Glycol ether esters such as diethylene glycol diacetate, dipropylene glycol dibutyrate, hexylene glycol diacetate, glycol diacetate, methyl glycol acetate, ethyl glycol acetate, butyl glycol acetate, ethyl diglycol acetate, butyl diglycol acetate; Ketones such as ketones, acetophenone, propiophenone, diisobutylketone, cyclohexanone; amyl acetate, propyl propionate, ethyl butyrate Fatty acid esters and the like can be mentioned.

上記カルボジイミド化触媒としては、ホスホレン類やホスホレンオキサイド類等を用いることが好ましく、例えば、1−エチル−3−メチル−3−ホスホレンオキサイド、1−フェニル−3−メチル−3−ホスホレンオキサイド、1−フェニル−3−メチル−2−ホスホレンオキサイド等が挙げられる。 As the carbodiimidization catalyst, phospholenes and phospholene oxides are preferably used. For example, 1-ethyl-3-methyl-3-phospholene oxide, 1-phenyl-3-methyl-3-phospholene oxide 1-phenyl-3-methyl-2-phospholene oxide and the like.

これらの材料を用いて、イソシアネート基の脱炭酸反応を行う方法としては、既知の方法が利用でき、例えば、窒素雰囲気下で、100〜200℃の反応温度で行うことができる。なお、上記カルボジイミド基を有する化合物を得る他の方法としては、例えば、米国特許第2941956号、特公昭47−33279号公報、特開平5−178954号公報、特開平6−56950号公報等の方法が挙げられる。 As a method of performing a decarboxylation reaction of an isocyanate group using these materials, a known method can be used. For example, the reaction can be performed at a reaction temperature of 100 to 200 ° C. in a nitrogen atmosphere. Examples of other methods for obtaining the above compound having a carbodiimide group include methods such as US Pat. No. 2,941,956, Japanese Patent Publication No. 47-33279, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-178954, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-56950. Is mentioned.

このような製造方法を用いて得られる、イソシアネート基を有するカルボジイミド化合物に関し、例えば、Kモル(但し、K≧2の整数)のジイソシアネート化合物を脱炭酸して得られる化合物を下記一般式(1−1)に示す。
OCN−(A−N=C=N)K−1−A−NCO (1−1)
上記一般式(1−1)中、Aは、イソシアネート基を有するカルボジイミド化合物の合成に用いたジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基を表す。
With respect to the carbodiimide compound having an isocyanate group obtained by using such a production method, for example, a compound obtained by decarboxylation of K mol (wherein K ≧ 2) diisocyanate compound is represented by the following general formula (1- Shown in 1).
OCN- (A-N = C = N) K-1 -A-NCO (1-1)
In the general formula (1-1), A represents a residue excluding the isocyanate group of the diisocyanate compound used for the synthesis of the carbodiimide compound having an isocyanate group.

上記一般式(1−1)で表されるイソシアネート基を有するカルボジイミド化合物の市販品としては、例えば、テトラメチルキシリレンジイソシアネートを原料としたカルボジイミド化合物として、カルボジライトV−03、V−05等(いずれも商品名、日清紡社製)等が挙げられる。 Examples of commercially available carbodiimide compounds having an isocyanate group represented by the general formula (1-1) include carbodiimide compounds using tetramethylxylylene diisocyanate as raw materials, such as carbodilite V-03, V-05, etc. Product name, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.).

(b)上記(a)のカルボジイミド化合物を、更に鎖伸長剤で鎖伸長して得られたカルボジイミド化合物。
上記(a)のカルボジイミド化合物を、イソシアネート基と反応可能な鎖伸長剤を用いて高分子量化したものであり、分子内にカルボジイミド基をより多く含有する化合物とすることができる。このときに利用できる鎖伸長剤としては、カルボジイミド基と反応性が低くて、先にイソシアネート基と選択的に反応する化合物であることが好ましく、例えば、ジオール化合物、ジアミン化合物、ヒドラジン等が挙げられる。
(B) A carbodiimide compound obtained by further extending the carbodiimide compound of (a) with a chain extender.
The carbodiimide compound of the above (a) is made high in molecular weight using a chain extender capable of reacting with an isocyanate group, and can be a compound containing more carbodiimide groups in the molecule. The chain extender that can be used at this time is preferably a compound that has low reactivity with a carbodiimide group and that selectively reacts with an isocyanate group first, and examples thereof include a diol compound, a diamine compound, and hydrazine. .

(c)1モルのモノイソシアネート化合物とKモル(但し、K≧1の整数)のジイソシアネート化合物とを脱炭酸して得られる化合物。
分子の両末端にイソシアネート基を有するものと、有さないものとの中間的な化合物として、片末端のみモノイソシアネート化合物で反応停止させて、他方の片末端にイソシアネート基を有するカルボジイミド化合物も得ることができる。この様な分子の片末端がモノイソシアネート化合物で反応停止したカルボジイミド化合物は下記の一般式(1−2)で示すことができる。
OCN−(A−N=C−N)−B (1−2)
上記一般式(1−2)中、Bは、イソシアネート基を有するカルボジイミド化合物の合成に用いたモノイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基を表す。Aは上述の通りである。
(C) A compound obtained by decarboxylation of 1 mol of a monoisocyanate compound and K mol (where K is an integer of 1).
As an intermediate compound between those having an isocyanate group at both ends of the molecule and those having no isocyanate group, the reaction is stopped with a monoisocyanate compound at only one end, and a carbodiimide compound having an isocyanate group at the other end is also obtained. Can do. A carbodiimide compound in which one end of such a molecule is stopped with a monoisocyanate compound can be represented by the following general formula (1-2).
OCN- (A-N = CN) k- B (1-2)
In the general formula (1-2), B represents a residue other than the isocyanate group of the monoisocyanate compound used for the synthesis of the carbodiimide compound having an isocyanate group. A is as described above.

ここで、利用できるジイソシアネート化合物は上記(a)の合成材料と同じものを挙げる事ができ、また、モノイソシアネート化合物としては、例えば、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、ブチルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、フェニルイソシアネート等の脂肪族、脂環族、芳香族又は芳香脂肪族モノイソシアネート化合物等を挙げることができる。
以上、上記カルボジイミド化合物(a)〜(c)は、カルボジイミド系化合物の出発物質として、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Here, examples of the diisocyanate compound that can be used include the same synthetic materials as in the above (a), and examples of the monoisocyanate compound include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, butyl isocyanate, octadecyl isocyanate, and phenyl. Examples thereof include aliphatic, alicyclic, aromatic or araliphatic monoisocyanate compounds such as isocyanate.
As mentioned above, the said carbodiimide compound (a)-(c) may be used independently as a starting material of a carbodiimide type compound, and may use 2 or more types together.

そして、上記のカルボジイミド化合物においては、カルボジイミド当量が100〜50000のものを利用する。ここで、カルボジイミド当量とは、(カルボジイミド化合物の分子量)/(カルボジイミド化合物分子中のカルボジイミド基の数)で表される数を意味するものである。化合物のカルボジイミド当量が高すぎると、得られるカルボジイミド系化合物の分子全体に対するポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖、ポリブタジエン側鎖の重量的な比率が少なくなり、顔料の分散安定性が低下するおそれがある。一方、カルボジイミド当量が低い化合物は、カルボジイミド系化合物の分子全体に対するポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖、ポリブタジエン側鎖を有する側鎖の重量的な比率を高くすることが可能であるという点で有利であるが、カルボジイミド化合物自体の合成と、また側鎖を導入するための反応の制御が困難となる。そこで、より好ましいカルボジイミド当量としては、200以上、また、10000以下である。 And in said carbodiimide compound, the thing of carbodiimide equivalent is 100-50000 is utilized. Here, the carbodiimide equivalent means a number represented by (molecular weight of carbodiimide compound) / (number of carbodiimide groups in carbodiimide compound molecule). If the carbodiimide equivalent of the compound is too high, the weight ratio of the polyester side chain, the polyether side chain, the polyacryl side chain, and the polybutadiene side chain to the whole molecule of the carbodiimide compound is reduced, and the dispersion stability of the pigment is reduced. May decrease. On the other hand, a compound having a low carbodiimide equivalent can increase the weight ratio of a side chain having a polyester side chain, a polyether side chain, a polyacryl side chain, and a polybutadiene side chain to the entire molecule of the carbodiimide compound. However, it is difficult to control the synthesis of the carbodiimide compound itself and the reaction for introducing the side chain. Therefore, a more preferable carbodiimide equivalent is 200 or more and 10,000 or less.

本発明の塩基性基含有カルボジイミド系化合物は、分子内に塩基性窒素含有基を有するものであるが、このようなカルボジイミド系化合物を得る方法としては、例えば、上記イソシアネート基との反応を利用して、まず、カルボジイミド基含有化合物の主鎖に塩基性窒素含有基を導入するのも、その好適な一つの方法である(尚、上記側鎖を導入した後、上記イソシアネート基との反応を利用して、カルボジイミド基含有化合物の主鎖に塩基性窒素含有基を導入する方法も最終的な化合物は同一のものなるので利用できる)。そして、カルボジイミド基含有化合物の主鎖に塩基性窒素含有基を導入する際には、上記の条件から、イソシアネート基と選択的に反応可能な官能基として好適な水酸基と、カルボジイミド基やイソシアネート基との反応に関与しない3級アミノ基又は塩基性窒素含有複素環基とを有する化合物を利用することが好ましい。 The basic group-containing carbodiimide compound of the present invention has a basic nitrogen-containing group in the molecule. As a method for obtaining such a carbodiimide compound, for example, a reaction with the above isocyanate group is used. First, a basic nitrogen-containing group is also introduced into the main chain of the carbodiimide group-containing compound (in addition, after the introduction of the side chain, the reaction with the isocyanate group is used). Thus, a method of introducing a basic nitrogen-containing group into the main chain of the carbodiimide group-containing compound can also be used because the final compound is the same). And when introducing a basic nitrogen-containing group into the main chain of the carbodiimide group-containing compound, from the above conditions, a hydroxyl group suitable as a functional group capable of selectively reacting with an isocyanate group, a carbodiimide group or an isocyanate group It is preferable to use a compound having a tertiary amino group or a basic nitrogen-containing heterocyclic group that does not participate in the reaction.

具体的には、水酸基1つと3級アミノ基とを有する化合物としては、例えば、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン等のN,N−ジアルキルアルカノールアミン化合物、二級アミン化合物のエチレンオキサイド付加物、二級アミン化合物とエポキシ化合物との反応物等を挙げることができる。また、水酸基2つと3級アミノ基とを有する化合物としては、例えば、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン等のN−アルキルジアルカノールアミン化合物、一級アミン化合物のエチレンオキサイド付加物、一級アミン化合物とエポキシ化合物との反応物等を挙げることができる。 Specifically, examples of the compound having one hydroxyl group and a tertiary amino group include N, N-dialkylalkanolamine compounds such as N, N-dimethylethanolamine and N, N-diethylethanolamine, and secondary amines. Examples thereof include an ethylene oxide adduct of a compound, a reaction product of a secondary amine compound and an epoxy compound, and the like. Examples of the compound having two hydroxyl groups and a tertiary amino group include N-alkyl dialkanolamine compounds such as N-methyldiethanolamine and N-ethyldiethanolamine, ethylene oxide adducts of primary amine compounds, primary amine compounds, and the like. The reaction material with an epoxy compound etc. can be mentioned.

更に、水酸基及び塩基性窒素含有複素環基を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシピリジンや、ピリジンメタノール、ピリジンエタノール等、ピリジン、ピラジン、トリアジン、キノリン等の3級の塩基性窒素を含有する複素環及び水酸基を有する化合物が使用できる。また、ピペリジンやピペラジン等の2級の塩基性窒素を含有する複素環化合物であっても、アルキル化して3級化し、水酸基を含有させることにより使用することができる。 Further, examples of the compound having a hydroxyl group and a basic nitrogen-containing heterocyclic group include, for example, a heterocyclic ring containing tertiary basic nitrogen such as hydroxypyridine, pyridinemethanol, pyridineethanol, pyridine, pyrazine, triazine, quinoline and the like. And a compound having a hydroxyl group can be used. Moreover, even a heterocyclic compound containing secondary basic nitrogen such as piperidine or piperazine can be used by alkylating and tertiaryizing to contain a hydroxyl group.

そして、水酸基を1つ有する化合物2モルを、上記一般式(1−1)で表される化合物1モルと反応させて主鎖末端に塩基性窒素含有基を導入してもよく、また、水酸基を2つ有する化合物を、上記一般式(1−1)で表される化合物に、イソシアネート基の方が水酸基より過剰となる量で反応させて、主鎖中に塩基性窒素含有基を導入してもよく、水酸基を1つ有する化合物2モルを、(b)記載の化合物1モルと反応させて主鎖末端に塩基性窒素含有基を導入してもよく、また、水酸基を2つ有する化合物を、(b)記載の化合物に、イソシアネート基の方が水酸基より過剰となる量で反応させて、主鎖中に塩基性窒素含有基を導入してもよく、水酸基を1つ有する化合物1モルを、上記一般式(1−2)で表される化合物1モルと反応させて主鎖末端に塩基性窒素含有基を導入してもよく、また、水酸基を2つ有する化合物1モルを、上記一般式(1−2)で表される化合物2モルとを反応させて、主鎖中に塩基性窒素含有基を導入してもよい。このような主鎖に塩基性窒素含有基を導入した化合物は、より好ましい化合物である。 Then, 2 mol of the compound having one hydroxyl group may be reacted with 1 mol of the compound represented by the general formula (1-1) to introduce a basic nitrogen-containing group at the end of the main chain. Is reacted with the compound represented by the general formula (1-1) in an amount such that the isocyanate group is in excess of the hydroxyl group, and a basic nitrogen-containing group is introduced into the main chain. Alternatively, 2 mol of a compound having one hydroxyl group may be reacted with 1 mol of the compound described in (b) to introduce a basic nitrogen-containing group at the end of the main chain, or a compound having two hydroxyl groups May be reacted with the compound described in (b) in an amount in which the isocyanate group is in excess of the hydroxyl group to introduce a basic nitrogen-containing group in the main chain, and 1 mol of the compound having one hydroxyl group Reacting with 1 mol of the compound represented by the above general formula (1-2) In addition, a basic nitrogen-containing group may be introduced at the end of the main chain, and 1 mol of a compound having two hydroxyl groups is reacted with 2 mol of the compound represented by the general formula (1-2). A basic nitrogen-containing group may be introduced into the main chain. A compound in which a basic nitrogen-containing group is introduced into such a main chain is a more preferable compound.

更に、塩基性窒素含有基を有さない化合物も反応に利用でき、例えば、メタノール、エタノール等の低分子モノアルコール化合物、(ポリ)アルキレングリコールのモノアルキルエステル化合物、水酸基を一つ含有するポリエステル化合物、ポリエーテル化合物、ポリアクリル化合物等を挙げることができる。 Further, a compound having no basic nitrogen-containing group can also be used in the reaction. For example, a low-molecular monoalcohol compound such as methanol or ethanol, a monoalkyl ester compound of (poly) alkylene glycol, a polyester compound containing one hydroxyl group , Polyether compounds, polyacryl compounds and the like.

上記方法等を用いて得た、塩基性窒素含有基を主鎖に有し、分子内に1つ以上のカルボジイミド基を有する化合物に、更にグラフト化反応によりポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖、又はポリブタジエン鎖を導入して、グラフト化ポリエステル側鎖、グラフト化ポリエーテル側鎖、グラフト化ポリアクリル側鎖、グラフト化ポリブタジエン側鎖からなる群より選択される少なくとも1種のグラフト化側鎖を、少なくとも1つ含有する塩基性基含有カルボジイミド化合物とすることができる。 A compound having a basic nitrogen-containing group in the main chain and having one or more carbodiimide groups in the molecule obtained by the above method is further grafted to a polyester side chain, a polyether side chain, a poly At least one graft selected from the group consisting of a grafted polyester side chain, a grafted polyether side chain, a grafted polyacryl side chain, and a grafted polybutadiene side chain by introducing an acrylic side chain or a polybutadiene chain A basic group-containing carbodiimide compound containing at least one side chain may be used.

そして、グラフト化反応によりこれらの側鎖を分子内に導入する代表的な方法としては、カルボジイミド基と反応可能な官能基、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、水酸基、アミノ基等を有するポリエステル化合物、ポリエーテル化合物、ポリアクリル化合物、又はポリブタジエン化合物を、カルボジイミド化合物のカルボジイミド基と反応させる方法が利用できる。 As a typical method for introducing these side chains into the molecule by grafting reaction, a functional group capable of reacting with a carbodiimide group, for example, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a hydroxyl group, an amino group, etc. A method of reacting a polyester compound, a polyether compound, a polyacryl compound, or a polybutadiene compound having a carbodiimide group of a carbodiimide compound can be used.

上記官能基を有するポリエステル化合物としては、まず、
(1)オキシカルボン酸、モノアルコール、低分子ジオール化合物等を開始剤とした環状エステル化合物の開環重合化合物(例えば、乳酸、カプロン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のモノ又はポリオキシカルボン酸を開始剤として用い、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、2−メチルカプロラクトン、4−メチルカプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエステル化合物;メタノール、エタノール等の低分子モノオール化合物を開始剤として用い、上記環状エステル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエステルモノオール化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール等の低分子ジオール化合物を開始剤として用い、上記環状エステル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエステルジオール化合物等)を挙げることができる。
As the polyester compound having the functional group, first,
(1) Ring-opening polymerization compound of cyclic ester compound using oxycarboxylic acid, monoalcohol, low molecular diol compound or the like as an initiator (for example, lactic acid, caproic acid, 12-hydroxystearic acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutane) Mono- or polyoxycarboxylic acid such as acid is used as an initiator, and ε-caprolactone, γ-butyrolactone, 2-methylcaprolactone, 4-methylcaprolactone, β-propiolactone, δ-valerolactone, β-methyl-δ- A polyester compound containing a carboxyl group and a hydroxyl group obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ester compound such as valerolactone; a ring-opening polymerization of the cyclic ester compound using a low-molecular monool compound such as methanol or ethanol as an initiator. Polyester monoester containing hydroxyl groups Lumpur compounds, ethylene glycol, used as the initiator of low molecular weight diol compounds such as propylene glycol, and polyester diol compounds) having a hydroxyl group obtained by ring-opening polymerization of the cyclic ester compound.

また、(2)オキシカルボン酸の自己重縮合化合物(例えば、乳酸、カプロン酸、12−ヒドロキシステアリン酸等のモノオキシカルボン酸を重縮合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエステル化合物等)を挙げることができる。 (2) Self-polycondensation compound of oxycarboxylic acid (for example, polyester compound containing carboxyl group and hydroxyl group obtained by polycondensation of monooxycarboxylic acid such as lactic acid, caproic acid, 12-hydroxystearic acid, etc.) Can be mentioned.

また、(3)低分子ジオール化合物と低分子ジカルボン酸化合物とを重縮合させて得られる化合物(例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の直鎖状グリコール類、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、エチルブチルプロパンジオール等の分岐グリコール類等の低分子ジオール化合物成分と、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸等の飽和及び不飽和脂肪族ジカルボン酸、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸等の低分子ジカルボン酸化合物成分とを、低分子ジオール化合物の過剰存在下で反応させて得られる水酸基を含有するポリエステルジオール化合物等)を挙げることができる。 (3) Compounds obtained by polycondensation of low molecular diol compounds and low molecular dicarboxylic acid compounds (for example, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol) Low molecular weight diol compound components such as linear glycols such as 1,2-propanediol, neopentyl glycol, branched glycols such as 3-methyl-1,5-pentanediol, ethylbutylpropanediol, and succinic acid A low molecular weight diol compound in the presence of an excess of a low molecular weight diol compound such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid and other saturated and unsaturated aliphatic dicarboxylic acids, and aromatic dicarboxylic acid such as phthalic acid. And polyester diol compounds containing a hydroxyl group obtained by reaction with

また、(4)モノアルコールを開始剤とした環状エステル化合物の開環重合物のリン酸エステル化合物(例えば、上記ポリエステルモノオール化合物をリン酸とエステル化反応させて得られるリン酸基を含有するポリエステルジオール化合物等)、
(5)アミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤とした環状エステル化合物の開環重合化合物(例えば、タウリン等のアミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤として、上記環状エステル化合物を開環重合して得られるスルホン酸基を含有するポリエステルジオール化合物等)を挙げることができる。
And (4) a phosphate ester compound of a ring-opening polymer of a cyclic ester compound using a monoalcohol as an initiator (for example, containing a phosphate group obtained by esterifying the polyester monool compound with phosphoric acid). Polyester diol compounds),
(5) A ring-opening polymerization compound of a cyclic ester compound using an amino group-containing sulfonic acid compound as an initiator (for example, obtained by ring-opening polymerization of the cyclic ester compound using an amino group-containing sulfonic acid compound such as taurine as an initiator) And a polyester diol compound containing a sulfonic acid group).

また、(6)モノアルコールを開始剤とした環状エステル化合物の開環重合物の亜硫酸ガス付加物(例えば、上記ポリエステルモノオール化合物に亜硫酸ガスを付加して得られるスルホン酸基を含有するポリエステルジオール化合物等)を挙げることができる。なお、このようなリン酸基やスルホン酸基を有するポリエステル化合物としては、ポリカプロラクトンの開環重合によって得られるポリエステル鎖を有する化合物であることが好ましい。 (6) A sulfurous acid gas adduct of a ring-opening polymer of a cyclic ester compound using a monoalcohol as an initiator (for example, a polyester diol containing a sulfonic acid group obtained by adding sulfurous acid gas to the polyester monool compound) Compounds). The polyester compound having a phosphoric acid group or a sulfonic acid group is preferably a compound having a polyester chain obtained by ring-opening polymerization of polycaprolactone.

次に、上記官能基を有するポリエーテル化合物としては、まず、
(1)モノアルコール、低分子ジオール化合物等を開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合化合物(例えば、乳酸、カプロン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のモノ又はポリオキシカルボン酸を開始剤として用い、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル化合物を開環重合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエーテル化合物;メタノール、エタノール等の低分子モノオール化合物を開始剤として用い、上記環状エーテル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエーテルモノオール化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール等の低分子ジオール化合物を開始剤として用い、上記環状エーテル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエーテルジオール化合物等)を挙げることができる。
Next, as the polyether compound having the functional group, first,
(1) Ring-opening polymerization compounds of cyclic ether compounds using monoalcohols, low molecular diol compounds and the like as initiators (for example, monoesters such as lactic acid, caproic acid, 12-hydroxystearic acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, etc.) Alternatively, a polyether compound containing a carboxyl group and a hydroxyl group obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ether compound such as ethylene oxide, propylene oxide, trimethylene oxide, tetrahydrofuran, and tetrahydropyran using polyoxycarboxylic acid as an initiator; methanol Polyether monool compounds containing hydroxyl groups obtained by ring-opening polymerization of the above cyclic ether compounds using low molecular monool compounds such as ethanol as initiators; low molecular diols such as ethylene glycol and propylene glycol Object was used as the initiator, mention may be made of polyether diol compounds) having a hydroxyl group obtained by ring-opening polymerization of the cyclic ether compound.

また、(2)モノアルコールを開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合物のリン酸エステル化合物(例えば、上記ポリエーテルモノオール化合物をリン酸とエステル化反応させて得られるリン酸基を含有するポリエーテル化合物)を挙げることができる。 And (2) a phosphate ester compound of a ring-opening polymer of a cyclic ether compound using a monoalcohol as an initiator (for example, containing a phosphate group obtained by esterifying the polyether monool compound with phosphoric acid) Polyether compound).

また、(3)アミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合化合物(例えば、タウリン等のアミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤として、上記環状エーテル化合物を開環重合して得られるスルホン酸基を含有するポリエーテル化合物)を挙げることができる。 (3) Ring-opening polymerization compound of a cyclic ether compound using an amino group-containing sulfonic acid compound as an initiator (for example, ring-opening polymerization of the cyclic ether compound using an amino group-containing sulfonic acid compound such as taurine as an initiator) And polyether compounds containing sulfonic acid groups obtained in this way).

また、(4)モノアルコールを開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合物の亜硫酸ガス付加物(例えば、上記ポリエーテルモノオール化合物に亜硫酸ガスを付加して得られるスルホン酸基を含有するポリエーテル化合物)を挙げることができる。 (4) A sulfurous acid gas adduct of a ring-opening polymer of a cyclic ether compound using a monoalcohol as an initiator (for example, a polysulfuric acid group-containing polysulfide group obtained by adding sulfurous acid gas to the polyether monool compound) Ether compounds).

次に、上記官能基を有するポリアクリル化合物としては、酸基非含有(メタ)アクリル系単量体の少なくとも1種を含む酸基非含有ラジカル重合性不飽和単量体を酸基含有連鎖移動剤の存在下で重合して分子の片末端に酸基を含有するポリアクリル化合物等を挙げることができる。 Next, as the polyacryl compound having the above functional group, an acid group-free radical polymerizable unsaturated monomer containing at least one acid group-free (meth) acrylic monomer is transferred to an acid group-containing chain. Examples thereof include a polyacryl compound which is polymerized in the presence of an agent and contains an acid group at one end of the molecule.

酸基含有連鎖移動剤としては、メルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、O−メルカプト安息香酸等のカルボキシル基を有する連鎖移動剤;2−クロロエタンスルホン酸、2−クロロエタンスルホン酸ナトリウム、4−クロロフェニルスルホキシド、4−クロロベンゼンスルホンアミド、p−クロロベンゼンスルホン酸、p−クロロベンゼンスルホン酸ナトリウム、2−ブロモエタンスルホン酸ナトリウム、4−(ブロモメチル)ベンゼンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基含有連鎖移動剤等が挙げられる。これら上記酸基含有連鎖移動剤のなかでもチオール系の酸基含有連鎖移動剤が好ましく、メルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、O−メルカプト安息香酸がより好ましい。 Examples of the acid group-containing chain transfer agent include chain transfer agents having a carboxyl group such as mercaptoacetic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, O-mercaptobenzoic acid; 2-chloroethanesulfonic acid, 2-chloroethanesulfonic acid Sulfonic acid group-containing chains such as sodium, 4-chlorophenyl sulfoxide, 4-chlorobenzenesulfonamide, p-chlorobenzenesulfonic acid, sodium p-chlorobenzenesulfonate, sodium 2-bromoethanesulfonate, sodium 4- (bromomethyl) benzenesulfonate A transfer agent etc. are mentioned. Among these acid group-containing chain transfer agents, thiol-based acid group-containing chain transfer agents are preferable, and mercaptoacetic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, and O-mercaptobenzoic acid are more preferable.

また、酸基非含有(メタ)アクリル系単量体としては、アルキル(メタ)アクリレート化合物(例えば、メチルメタクリレート等)、芳香族環を有する(メタ)アクリレート化合物(例えば、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート等)のアクリル酸エステル化合物が挙げられ、アクリル系以外の酸基非含有ラジカル重合性不飽和単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体を挙げる事ができる。 Examples of the acid group-free (meth) acrylic monomer include alkyl (meth) acrylate compounds (for example, methyl methacrylate), (meth) acrylate compounds having an aromatic ring (for example, allyl acrylate, allyl methacrylate, Acrylic acid ester compounds such as benzyl acrylate and benzyl methacrylate). Examples of the non-acrylic acid group-containing radical-polymerizable unsaturated monomer other than acrylic are styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene. Can be mentioned.

このような単量体成分を用いてポリアクリル化合物を重合するに際して、通常用いられる開始剤、例えば、アゾ−ニトリル化合物:2,2′−アゾ−ビス−イソブチロニトリル、1,1′−アゾ−ビス−1−シクロブタンニトリル、2,2′−アゾ−ビス−2メチルブチロニトリル等、アゾ化合物:2,3−ジアザ−ビシクロ[2,2,1]ヘプテン、2,2,2′−アゾ−ビス−プロパン、1,1′−アゾ−ビス−1−フェニルエタン等、パーオキサイド化合物:t−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が使用できる。 When polymerizing a polyacryl compound using such a monomer component, a commonly used initiator, for example, an azo-nitrile compound: 2,2'-azo-bis-isobutyronitrile, 1,1'- Azo-bis-1-cyclobutanenitrile, 2,2'-azo-bis-2methylbutyronitrile, etc., azo compounds: 2,3-diaza-bicyclo [2,2,1] heptene, 2,2,2 ' -Azo-bis-propane, 1,1'-azo-bis-1-phenylethane, peroxide compounds: t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, etc. it can.

上記片末端に酸基を有するポリアクリル化合物は、塊状重合、溶液重合、必要に応じて懸濁重合等の重合法を用いて、全量仕込み法、開始剤滴下法あるいはモノマー滴下法により、開始剤の分解温度以上、通常は70〜170℃の反応温度で、1〜8時間反応せしめることにより合成することができる。この重合において、連鎖移動剤として、酸基含有連鎖移動剤を用いることにより、片末端に酸基を有するポリアクリル化合物を得ることができる。
上記ポリアクリル化合物の合成において、酸基含有連鎖移動剤の配合量は、目的とする数平均分子量となるように、使用する単量体の種類及びその配合量、酸基含有連鎖移動剤の種類から適宜決定される。
The polyacrylic compound having an acid group at one end is obtained by using a polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, and suspension polymerization if necessary, and using a total charge method, an initiator dropping method or a monomer dropping method as an initiator. It can be synthesized by reacting for 1 to 8 hours at a reaction temperature of 70 to 170 ° C. or higher. In this polymerization, a polyacrylic compound having an acid group at one end can be obtained by using an acid group-containing chain transfer agent as the chain transfer agent.
In the synthesis of the polyacrylic compound, the amount of the acid group-containing chain transfer agent is such that the amount of the monomer to be used and the amount of the acid group-containing chain transfer agent are the desired number average molecular weight. To be determined as appropriate.

次に、上記官能基を有するポリブタジエン化合物としては、まず、
(1)ポリブタジエンポリオールに無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水安息香酸、スチレン−無水マレイン酸樹脂等の酸無水物を反応させた化合物を挙げることができる。
Next, as the polybutadiene compound having the functional group, first,
(1) A compound obtained by reacting a polybutadiene polyol with an acid anhydride such as phthalic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, benzoic anhydride, or styrene-maleic anhydride resin.

(2)また、ポリブタジエンに使用比率を調製してマレイン酸又は無水マレイン酸を付加重合させた化合物を挙げることができる。
なお、上記のポリブタジエンポリオールに酸無水物を反応させる方法、ポリブタジエンにマレイン酸又は無水マレイン酸を付加重合させる方法等としては、常法が利用できる。
また、これらのポリエステル化合物、ポリエーテル化合物、ポリアクリル化合物、及びポリブタジエン化合物は、中でも、カルボジイミド基との反応性の面からはカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基を有する方が有利である。
(2) Moreover, the compound which prepared the use ratio for polybutadiene and carried out addition polymerization of maleic acid or maleic anhydride can be mentioned.
As a method for reacting an acid anhydride with the above polybutadiene polyol, a method for addition polymerization of maleic acid or maleic anhydride to polybutadiene, etc., conventional methods can be used.
In addition, these polyester compounds, polyether compounds, polyacrylic compounds, and polybutadiene compounds are particularly preferred to have a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group from the viewpoint of reactivity with a carbodiimide group.

また、側鎖を導入するためのカルボジイミド基を有する化合物が更にイソシアネート基を有する場合、水酸基を有する化合物は、カルボジイミド基より先にイソシアネート基との反応が起こり、反応の制御が困難となり、更に、水酸基を2つ以上有する化合物は、グラフト化反応の間に架橋してゲル化を起こす可能性がある。
そこで、官能基が水酸基のみの化合物については、更に、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸等の酸無水物を反応させて、カルボキシル基を一つ含有するポリエステル化合物、ポリエーテル化合物、ポリアクリル化合物、ポリブタジエン化合物を得てから、グラフト化反応させることが望ましい。
Further, when the compound having a carbodiimide group for introducing a side chain further has an isocyanate group, the compound having a hydroxyl group undergoes a reaction with the isocyanate group prior to the carbodiimide group, making it difficult to control the reaction. A compound having two or more hydroxyl groups may be cross-linked during the grafting reaction to cause gelation.
Therefore, for a compound having only a hydroxyl group as a functional group, a polyester compound containing one carboxyl group, a polyether compound, a polyhydric acid compound such as phthalic anhydride, maleic anhydride, and succinic anhydride is further reacted. It is desirable to carry out a grafting reaction after obtaining an acrylic compound or a polybutadiene compound.

上記で例示したポリエステル化合物、ポリエーテル化合物、ポリアクリル化合物、ポリブタジエン化合物をグラフト化により分子内に少なくとも1つ導入した化合物は、カルボジイミド基の数が0であってもよく、カルボジイミド基が1以上でもよい。 The compound in which at least one polyester compound, polyether compound, polyacryl compound, or polybutadiene compound exemplified above is introduced into the molecule by grafting may have 0 carbodiimide groups or 1 or more carbodiimide groups. Good.

例えば、上記一般式(1−1)で表されるポリカルボジミド化合物に、ポリカルボジイミド化合物のイソシアネート基と水酸基1つと少なくとも1つの塩基性窒素含有する化合物との反応により主鎖中に塩基性窒素含有基が導入され、且つカルボジイミド化合物のカルボジイミド基と反応可能な官能基を有するポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリアクリル鎖、及びポリブタジエン鎖からなる群より選択される少なくとも1種との反応により側鎖が導入されている場合は、下記一般式(2)、(3)で表される塩基性基含有カルボジイミド化合物を得ることができる。 For example, a basic nitrogen-containing group in the main chain is obtained by reacting the polycarbodiimide compound represented by the general formula (1-1) with an isocyanate group, one hydroxyl group, and at least one basic nitrogen-containing compound of the polycarbodiimide compound. And a side chain is introduced by a reaction with at least one selected from the group consisting of a polyester chain, a polyether chain, a polyacrylic chain, and a polybutadiene chain having a functional group capable of reacting with a carbodiimide group of a carbodiimide compound. If it is, basic group-containing carbodiimide compounds represented by the following general formulas (2) and (3) can be obtained.

−OCHN−(A−N=C=N)−(A−X(−Y))−NHCO−Z (2)
−OCHN−(A−X(−Y))−A−NHCO−Z (3)
前記一般式中、Z及びZは、それぞれ独立に、異なる構造を有してもよい、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物の、当該官能基を除く残基を表す。Aは、ポリカルボジイミド化合物の合成に用いたジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基である。Xは、同一又は異なって、カルボジイミド基とそれに反応可能な官能基を反応させて得られる3価の連結基、Yは、同一又は異なって、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリアクリル鎖、ポリブタジエン鎖であり、l、m及びnは1以上の整数を表す。そして、一般式(2)の化合物のままで利用する場合、及び、一般式(3)の化合物では、Z、Zのいずれかにおいて、少なくとも1つの塩基性窒素含有基を有する必要があり、上記Z、Zとして塩基性窒素含有基を有するものは主鎖中に塩基性窒素含有基が導入されていることになる。
Z 1 —OCHN— (A—N═C═N) 1 — (A—X (—Y)) m —NHCO—Z 2 (2)
Z 1 -OCHN- (A-X ( -Y)) n -A-NHCO-Z 2 (3)
In the general formula, Z 1 and Z 2 each independently represent a residue of a compound having a functional group capable of reacting with an isocyanate group, which may have a different structure, excluding the functional group. A is a residue excluding the isocyanate group of the diisocyanate compound used for the synthesis of the polycarbodiimide compound. X is the same or different, and a trivalent linking group obtained by reacting a carbodiimide group and a functional group capable of reacting with it, Y is the same or different, polyester chain, polyether chain, polyacryl chain, polybutadiene chain And l, m, and n represent an integer of 1 or more. And when using with the compound of General formula (2) as it is, and the compound of General formula (3), it is necessary to have at least 1 basic nitrogen-containing group in either Z < 1 > or Z < 2 >. Those having a basic nitrogen-containing group as Z 1 and Z 2 have a basic nitrogen-containing group introduced into the main chain.

なお、上記Xで表される3価の連結基として、例えば、カルボジイミド基とカルボキシル基との反応から形成される連結基は、以下の一般式(4)、(5)、カルボジイミド基と水酸基との反応から形成される連結基は、以下の一般式(6)、(7)、カルボジイミド基とアミノ基との反応から形成される連結基は、以下の一般式(8)、カルボジイミド基とスルホン酸基との反応から形成される連結基は、以下の一般式(9)、カルボジイミド基と燐酸基との反応から形成される連結基は、以下の一般式(10)で表される。 In addition, as a trivalent coupling group represented by said X, for example, the coupling group formed from the reaction of a carbodiimide group and a carboxyl group includes the following general formulas (4) and (5), carbodiimide group and hydroxyl group: The linking group formed from the reaction of the following general formulas (6) and (7), the linking group formed from the reaction of the carbodiimide group and the amino group is the following general formula (8), carbodiimide group and sulfone The linking group formed from the reaction with the acid group is represented by the following general formula (9), and the linking group formed from the reaction between the carbodiimide group and the phosphoric acid group is represented by the following general formula (10).

Figure 2009025783
Figure 2009025783

なお、以上に挙げた反応、すなわち、上記水酸基含有化合物を開始剤とした環状エステル化合物の開環反応、オキシカルボン酸の重縮合反応、低分子ジオール化合物と低分子ジカルボン酸化合物との縮重合反応、水酸基含有エステル化合物と酸無水物の開環反応、環状エーテル化合物の開環反応、水酸基含有エーテル化合物と酸無水物との開環反応、カルボジイミド基と、カルボキシル基や水酸基等との反応、更にはイソシアネート基と水酸基等との反応には常法が利用できる。 In addition, the reactions listed above, that is, the ring-opening reaction of the cyclic ester compound using the hydroxyl group-containing compound as an initiator, the polycondensation reaction of oxycarboxylic acid, the polycondensation reaction of the low-molecular diol compound and the low-molecular dicarboxylic acid compound A ring-opening reaction of a hydroxyl group-containing ester compound and an acid anhydride, a ring-opening reaction of a cyclic ether compound, a ring-opening reaction of a hydroxyl group-containing ether compound and an acid anhydride, a reaction between a carbodiimide group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and the like, A conventional method can be used for the reaction of an isocyanate group and a hydroxyl group.

以上、分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖、及びポリブタジエン鎖からなる群より選択される少なくとも1種の側鎖と塩基性窒素含有基を有するカルボジイミド系化合物は、カルボジイミド系化合物1gあたりの塩基性窒素含有基の量が0.02〜4mmolであることが好ましく、より好ましくは、0.05〜3mmolである。カルボジイミド系化合物1gあたりの塩基性窒素含有基の量が上記範囲にあると、良好な顔料分散安定性が得られる。 The carbodiimide compound having at least one side chain selected from the group consisting of a polyester side chain, a polyether side chain, a polyacryl side chain, and a polybutadiene chain and a basic nitrogen-containing group in the molecule is a carbodiimide type. The amount of basic nitrogen-containing group per 1 g of compound is preferably 0.02 to 4 mmol, more preferably 0.05 to 3 mmol. When the amount of the basic nitrogen-containing group per 1 g of the carbodiimide compound is within the above range, good pigment dispersion stability can be obtained.

上記塩基性基含有カルボジイミド系化合物において、側鎖として導入するポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリアクリル鎖、ポリブタジエン鎖は、分散媒体中での顔料の分散安定性を向上させる作用を有するものであれば特に制約されるものではないが、式量が200以上、また、10000以下が好ましい。より好ましくは、300以上、また、5000以下である。
また、上記塩基性基含有カルボジイミド系化合物の数平均分子量としては、1000以上、また、100000以下のものが好ましく、より好ましくは、1000以上、また、50000以下である。カルボジイミド系化合物の数平均分子量が高くなりすぎると、分散媒体中にカルボジイミド基と反応可能な官能基を有する顔料を分散させた際、及び、顔料分散レジスト組成物とした際に、適切な粘度のものが得られにくくなり、特に高濃度の顔料分散組成物が必要なときは好ましくない。一方、数平均分子量が低くなりすぎると、分散媒体中での上記顔料の分散安定性が低下して好ましくない。
そこで、それぞれの要求性能に応じて、カルボジイミド系化合物の塩基性窒素含有基の量、分子内に存在するポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖等の側鎖の数や式量、カルボジイミド当量等は、適宜調整することが好ましい。
In the basic group-containing carbodiimide compound, the polyester chain, the polyether chain, the polyacryl chain, and the polybutadiene chain introduced as side chains have an effect of improving the dispersion stability of the pigment in the dispersion medium. Although not particularly limited, the formula weight is preferably 200 or more and 10,000 or less. More preferably, it is 300 or more and 5000 or less.
The number average molecular weight of the basic group-containing carbodiimide compound is preferably 1000 or more and 100000 or less, more preferably 1000 or more and 50000 or less. If the number average molecular weight of the carbodiimide compound is too high, when a pigment having a functional group capable of reacting with a carbodiimide group is dispersed in a dispersion medium and when a pigment-dispersed resist composition is obtained, an appropriate viscosity is obtained. Is difficult to obtain, particularly when a high concentration pigment dispersion composition is required. On the other hand, if the number average molecular weight is too low, the dispersion stability of the pigment in the dispersion medium is undesirably lowered.
Therefore, according to each required performance, the amount of basic nitrogen-containing group of the carbodiimide-based compound, the number and formula weight of side chains such as polyester side chain, polyether side chain, polyacryl side chain present in the molecule, It is preferable to adjust carbodiimide equivalent etc. suitably.

上記塩基性基含有カルボジイミド系化合物は、分子内に酸性基を有しないものである。
本発明において、上記(A)成分と(B)成分とは、質量比率〔(A)/(B)〕が90/10〜50/50となるように使用される。(A)の質量比率が90より大きいと現像マージンがはやくなり、一方50より小さいと現像時の未硬化部分の現像挙動が低下するので好ましくない。
The basic group-containing carbodiimide-based compound does not have an acidic group in the molecule.
In the present invention, the component (A) and the component (B) are used so that the mass ratio [(A) / (B)] is 90/10 to 50/50. When the mass ratio of (A) is larger than 90, the development margin becomes fast, and when it is smaller than 50, the development behavior of the uncured portion at the time of development is lowered, which is not preferable.

本発明は、顔料分散剤として、(A)成分のアクリル系ブロック共重合物と、(B)成分のカルボジイミド系化合物との2成分を併用するものであるが、更に、性能が低下しない範囲において、他の顔料分散剤を併用することもできる。 In the present invention, the pigment dispersant is a combination of two components of the acrylic block copolymer of the component (A) and the carbodiimide compound of the component (B). Other pigment dispersants can also be used in combination.

本発明において、上記(A)アクリル系ブロック共重合物と上記(B)分子内に酸性基を有しないカルボジイミド系化合物と他の分散剤を合計した顔料分散剤の使用量は、有機顔料100質量部(有機顔料の合計)に対して、好ましくは1〜100質量部、より好ましくは1〜60質量部である。 In the present invention, the amount of the pigment dispersant obtained by totaling the (A) acrylic block copolymer, the (B) carbodiimide compound having no acidic group in the molecule, and other dispersant is 100 masses of organic pigment. It is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 60 parts by mass with respect to parts (total of organic pigments).

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する皮膜形成樹脂としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、シトコラン酸、無水シトコラン酸、シトコラン酸モノアルキルエステル等のカルボキシル基含有不飽和単量体と、スチレン、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリセロールメタクリレート、N−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマー及びポリメチルメタクリレートマクロモノマーからなる群より選択される少なくとも1種とを反応させて得られる共重合体であるカルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂が例示できる。 Examples of the film forming resin constituting the pigment-dispersed resist composition for color filters of the present invention include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, monoalkyl maleate, cytosolanic acid, and cytosolanic anhydride. Carboxyl group-containing unsaturated monomers such as cytoalkylan monoalkyl ester, styrene, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, allyl acrylate, allyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol methacrylate , N-phenylmaleimide, polystyrene macromonomer, and polymethylmethacrylate macromonomer, obtained by reacting with at least one selected from the group consisting of Alkali-soluble resins having carboxyl groups is a polymer can be exemplified.

皮膜形成樹脂は、皮膜形成性、アルカリ現像性の点から、酸価50〜300mgKOH/g、重量平均分子量1,000〜200,000であることが好ましい。
なお、本発明において、重量平均分子量は、GPCに基づいて得られるポリスチレン換算の重量平均分子量である。本発明においては、GPC装置として、Water 2690(ウオーターズ社製)、カラムとしてPLgel 5μ MIXED−D(Polymer Laboratories社製)を用いる。
本発明において、上記皮膜形成樹脂の使用量は、有機顔料100質量部(有機顔料の合計)に対して、好ましくは10〜1,000質量部、より好ましくは20〜100質量部である。
The film-forming resin preferably has an acid value of 50 to 300 mgKOH / g and a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000 from the viewpoint of film-forming properties and alkali developability.
In the present invention, the weight average molecular weight is a polystyrene equivalent weight average molecular weight obtained based on GPC. In the present invention, Water 2690 (manufactured by Waters) is used as the GPC apparatus, and PLgel 5μ MIXED-D (manufactured by Polymer Laboratories) is used as the column.
In this invention, the usage-amount of the said film formation resin becomes like this. Preferably it is 10-1,000 mass parts with respect to 100 mass parts (total of organic pigments) of an organic pigment, More preferably, it is 20-100 mass parts.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する光重合性化合物としては、光重合性不飽和結合を有するモノマー、オリゴマー等である。
具体的には、光重合性不飽和結合を分子内に1個有するモノマーとしては、例えば、メチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルメタクリレート又はアクリレート;ベンジルメタクリレート、ベンジルアクリレート等のアラルキルメタクリレート又はアクリレート;ブトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレート等のアルコキシアルキルメタクリレート又はアクリレート;N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート等のアミノアルキルメタクリレート又はアクリレート;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルのメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル;ヘキサエチレングリコールモノフェニルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアリールエーテルのメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル;イソボニルメタクリレート又はアクリレート;グリセロールメタクリレート又はアクリレート;2−ヒドロキシエチルメタクリレート又はアクリレート等が例示できる。
Examples of the photopolymerizable compound constituting the pigment-dispersed resist composition for color filters of the present invention include monomers and oligomers having a photopolymerizable unsaturated bond.
Specifically, examples of the monomer having one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule include alkyls such as methyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. Methacrylate or acrylate; Aralkyl methacrylate or acrylate such as benzyl methacrylate or benzyl acrylate; Alkoxyalkyl methacrylate or acrylate such as butoxyethyl methacrylate or butoxyethyl acrylate; N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate or the like Aminoalkyl methacrylate or acrylate; diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol Methacrylic acid ester or acrylic acid ester of polyalkylene glycol monoalkyl ether such as monobutyl ether and dipropylene glycol monomethyl ether; Methacrylic acid ester or acrylic acid ester of polyalkylene glycol monoaryl ether such as hexaethylene glycol monophenyl ether; Isobonyl Examples include methacrylate or acrylate; glycerol methacrylate or acrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate or acrylate.

光重合性不飽和結合を分子内に2個以上有するモノマーとしては、例えば、ビスフェノールAジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、グリセロールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスルトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等が例示できる。
上記光重合性不飽和結合を有するオリゴマーとしては、上記モノマーを適宜重合させて得られたものを用いることができる。
Examples of monomers having two or more photopolymerizable unsaturated bonds in the molecule include bisphenol A dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, and glycerol dimethacrylate. , Neopentyl glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate Dipentaerythritol pentamethacrylic Bisphenol A diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, glycerol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, Examples include tetraethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and dipentaerythritol pentaacrylate.
As the oligomer having a photopolymerizable unsaturated bond, one obtained by appropriately polymerizing the monomer can be used.

これらの光重合性化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明において、上記光重合性化合物の使用量は、本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物中の全固形分に基づいて、好ましくは3〜50質量%の範囲である。
These photopolymerizable compounds can be used alone or in combination of two or more.
In this invention, the usage-amount of the said photopolymerizable compound becomes like this. Preferably it is the range of 3-50 mass% based on the total solid in the pigment dispersion resist composition for color filters of this invention.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン、N,N′−テトラエチル−4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4′−ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、t−ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2,3−ジクロロアントラキノン、3−クロル−2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、1,2−ベンゾアントラキノン、1,4−ジメチルアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、トリアジン系光重合開始剤等が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 Although it does not specifically limit as a photoinitiator which comprises the pigment dispersion resist composition for color filters of this invention, For example, a benzophenone, N, N'-tetraethyl-4,4'-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4, for example. '-Dimethylaminobenzophenone, benzyl, 2,2-diethoxyacetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, α-hydroxyisobutylphenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 2,3-dichloroanthraquinone, 3-chloro-2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 1,4-naphthoquinone, 1,2 Benzo anthraquinone, 1,4-dimethyl anthraquinone, 2-phenyl-anthraquinone, triazine photopolymerization initiators, and the like. These photoinitiators are used individually or in combination of 2 or more types.

本発明において、上記光重合開始剤の使用量は、本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物中の全固形分に基づいて、好ましくは1〜20質量%の範囲である。 In this invention, the usage-amount of the said photoinitiator becomes like this. Preferably it is the range of 1-20 mass% based on the total solid in the pigment dispersion resist composition for color filters of this invention.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する溶媒(溶剤)としては、好ましくは、常圧(1.013×10kPa)における沸点が100〜220℃のエステル系有機溶剤、エーテル系有機溶剤、エーテルエステル系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、芳香族炭化水素溶剤及び含窒素系有機溶剤等である。 The solvent (solvent) constituting the pigment-dispersed resist composition for a color filter of the present invention is preferably an ester organic solvent or ether type having a boiling point of 100 to 220 ° C. at normal pressure (1.013 × 10 2 kPa). Organic solvents, ether ester organic solvents, ketone organic solvents, aromatic hydrocarbon solvents, nitrogen-containing organic solvents, and the like.

このような有機溶剤としては、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のエーテル系有機溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルエステル系有機溶剤;メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、δ−ブチロラクトン等のケトン系有機溶剤;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、蟻酸n−アミル等のエステル系有機溶剤;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の含窒素系有機溶剤等を例示でき、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Specific examples of such organic solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene Ether organic solvents such as glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether Ether ester organic solvents such as rubacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate; ketone organic solvents such as methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, δ-butyrolactone; methyl 2-hydroxypropionate, Ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate Ester organic solvents such as ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, n-amyl formate; N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, Nitrogen-containing organic solvents such as N-dimethylacetamide can be exemplified, and these can be used alone or in admixture of two or more.

これらの有機溶剤の中でも、溶解性、分散性、塗布性等の点で、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、蟻酸n−アミル等が好ましく、より好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。 Among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, 2 in terms of solubility, dispersibility, coatability, etc. -Heptanone, ethyl 2-hydroxypropionate, 3-methyl-3-methoxybutylpropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, n-amyl formate, and the like, more preferably propylene glycol Monomethyl ether acetate.

更に、これらの有機溶剤は、2種以上用いる場合、上記アルカリ可溶性樹脂の溶解性、顔料分散性、塗布性等より、本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物に使用される全溶媒中50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上含有させることがより好ましい。 Further, when two or more kinds of these organic solvents are used, 50 of all the solvents used in the pigment-dispersed resist composition for a color filter of the present invention due to the solubility of the alkali-soluble resin, the pigment dispersibility, the coating property and the like. The content is preferably at least mass%, more preferably at least 70 mass%.

なお、沸点が220℃を超える有機溶剤を多量に含有していると、塗布形成された塗膜をプレベークする際に有機溶剤が充分に蒸発せずに乾燥塗膜内に残存し、乾燥塗膜の耐熱性が低下するおそれがある。また、沸点100℃未満の有機溶剤を多量に含有していると、ムラなく均一に塗布することが困難になり、表面平滑性に優れた塗膜が得られなくなるおそれがある。 If a large amount of an organic solvent having a boiling point exceeding 220 ° C. is contained, the organic solvent does not sufficiently evaporate when pre-baked on the coated film, and remains in the dried film. There is a risk that the heat resistance of the will be reduced. In addition, when a large amount of an organic solvent having a boiling point of less than 100 ° C. is contained, it becomes difficult to apply uniformly without unevenness, and a coating film excellent in surface smoothness may not be obtained.

更に、本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物には、必要に応じて、上述したもの以外のその他の光重合性化合物、熱重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜使用することができる。 Furthermore, in the pigment dispersion resist composition for color filters of the present invention, various additives such as other photopolymerizable compounds, thermal polymerization inhibitors, ultraviolet absorbers, antioxidants and the like other than those described above are included as necessary. Can be used as appropriate.

以上のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を構成する構成材料を用いて、本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を製造する方法としては、例えば、有機顔料、(A)アクリル系ブロック共重合物、(B)カルボジイミド系化合物、分散媒体、及び必要に応じてその他の添加剤等からなる混合物をロールミル、高速攪拌装置、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散機等を用いて混練し、分散処理することにより顔料分散組成物を得、次いで、目的に応じて、光重合性化合物、光重合開始剤、皮膜形成樹脂、有機溶剤、その他添加剤を加え、攪拌装置等を用いて攪拌混合する方法を使用することができるが、この製造方法は、本発明の好ましい実施形態の一例であり、本発明ではこれに限定されるものではない。 Examples of the method for producing the pigment dispersion resist composition for a color filter of the present invention using the constituent materials constituting the above color dispersion pigment dispersion resist composition include organic pigments and (A) acrylic block copolymer. (B) a carbodiimide compound, a dispersion medium, and a mixture composed of other additives as required, using a roll mill, a high-speed stirrer, a bead mill, a ball mill, a sand mill, an ultrasonic disperser, a high-pressure disperser, etc. A pigment dispersion composition is obtained by kneading and dispersing, and then a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, a film-forming resin, an organic solvent, and other additives are added according to the purpose, and a stirrer or the like is used. However, this production method is an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Not.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物は、上述した構成からなるので、高い透明性、高いコントラストを有し、且つ現像特性に優れるものである。 Since the pigment-dispersed resist composition for a color filter of the present invention has the above-described configuration, it has high transparency, high contrast, and excellent development characteristics.

以下に実施例をあげて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “%” means “% by mass”, and “part” means “part by mass”.

<有機顔料>
(トリミックス処理ピグメントレッド254(PR254))
トリミックスTX−15(商品名、井上製作所社製)のタンクにC.I.ピグメントレッド254の750質量部、塩化ナトリウム7500質量部、ジエチレングリコール1800質量部を投入し、定格電流値9.3Aの70%となる範囲で、且つ45℃で3時間混練し、ソルトミリングを行った。次に得られた混練物1300質量部を3リットルの温水に投入し、70℃に加熱しながら1時間攪拌しスラリー状とし、ろ過、水洗を繰り返し塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除いた後、40℃にて一昼夜乾燥し、95質量部のトリミックス処理ピグメントレッド254を得た。
(ピグメントグリーン36(PG36))
商品名:リオノールグリーン6YK(東洋インキ社製)
(ピグメントイエロー150(PY150))
商品名:E4GN−GT(ランクセス社製)
<Organic pigment>
(Trimix treated pigment red 254 (PR254))
In the tank of Trimix TX-15 (trade name, manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) I. 750 parts by mass of Pigment Red 254, 7500 parts by mass of sodium chloride, and 1800 parts by mass of diethylene glycol were added, and the mixture was kneaded at 45 ° C. for 3 hours within a range of 70% of the rated current value of 9.3 A, and subjected to salt milling. . Next, 1300 parts by mass of the obtained kneaded material was put into 3 liters of warm water, stirred for 1 hour while heating to 70 ° C. to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove sodium chloride and diethylene glycol, and then to 40 ° C. And dried for a whole day and night to obtain 95 parts by mass of trimix-treated pigment red 254.
(Pigment Green 36 (PG36))
Product name: Lionol Green 6YK (Toyo Ink Co., Ltd.)
(Pigment Yellow 150 (PY150))
Product name: E4GN-GT (manufactured by LANXESS)

<顔料分散剤>
(アミン価及び酸価を有するアクリル系ブロック共重合体、(A)成分)
Disperbyk−2001(DB−2001、ビックケミー社製)
(酸性基を有していないカルボジイミド系顔料分散剤、(B)成分)
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量316のポリカルボジミド化合物の76質量部、N−メチルジエタノールアミン22.2質量部を仕込み、約100℃で2時間保持して、イソシアネート基と水酸基を反応させた。次いでカルボキシル基を有する分子量2000のポリカプロラクトン246.3質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート516.8質量部を仕込み、約80℃で2時間保持してカルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させて、固形分40質量%のカルボジイミド系化合物(ポリエステル側鎖を有するカルボジイミド基を有するカルボジイミド系化合物、酸価0mgKOH/g)を得た。
<Pigment dispersant>
(Acrylic block copolymer having amine value and acid value, component (A))
Disperbyk-2001 (DB-2001, manufactured by Big Chemie)
(Carbodiimide pigment dispersant having no acidic group, component (B))
A four-necked flask equipped with a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube, a stirring rod, and a thermometer was charged with 76 parts by mass of a polycarbodiimide compound having an carbodiimide equivalent of 316 having an isocyanate group and 22.2 parts by mass of N-methyldiethanolamine. The isocyanate group and the hydroxyl group were reacted by maintaining at about 100 ° C. for 2 hours. Next, 246.3 parts by mass of a polycaprolactone having a carboxyl group and having a molecular weight of 2000 and 516.8 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate are charged and held at about 80 ° C. for 2 hours to react the carbodiimide group with the carboxyl group to obtain a solid. A 40% by mass carbodiimide compound (carbodiimide compound having a carbodiimide group having a polyester side chain, acid value 0 mgKOH / g) was obtained.

<顔料分散助剤>
アントラキノンスルホン酸誘導体
銅フタロシアニンスルホン酸誘導体
<Pigment dispersion aid>
Anthraquinone sulfonic acid derivative copper phthalocyanine sulfonic acid derivative

<アルカリ可溶性樹脂>
BMM/MAA共重合体(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、理論酸価:120mgKOH/g、重量平均分子量:25,000)
<光重合性化合物>
DPEHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
<Alkali-soluble resin>
BMM / MAA copolymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, theoretical acid value: 120 mgKOH / g, weight average molecular weight: 25,000)
<Photopolymerizable compound>
DPEHA (dipentaerythritol hexaacrylate)

<光重合開始剤>
イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン
<有機溶剤>
PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
<Photopolymerization initiator>
Irgacure 907 (Ciba Specialty Chemicals, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one <organic solvent>
PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate)

実施例1〜7及び比較例1〜7
<顔料分散組成物>
表1の組成で、ビーズミルで一昼夜、60℃の温度で混練し、顔料分散組成物1〜14を得た。尚、組成を表す数値の単位は、質量部である。
Examples 1-7 and Comparative Examples 1-7
<Pigment dispersion composition>
The composition of Table 1 was kneaded in a bead mill at a temperature of 60 ° C. all day and night to obtain pigment dispersion compositions 1 to 14. In addition, the unit of the numerical value showing a composition is a mass part.

<カラーフィルター用赤色顔料分散レジスト組成物>
上記顔料分散組成物1〜14と他の材料とを表1の組成になるように高速攪拌機を用いて均一に混合した後、孔径3μmのフィルターでろ過し、実施例1〜7及び比較例1〜7のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物を得た。
尚、組成を表す数値の単位は、質量部である。
<Red pigment dispersion resist composition for color filter>
The pigment dispersion compositions 1 to 14 and other materials were mixed uniformly using a high-speed stirrer so as to have the composition shown in Table 1, and then filtered with a filter having a pore diameter of 3 μm. Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 The pigment dispersion resist composition for color filters of -7 was obtained.
In addition, the unit of the numerical value showing a composition is a mass part.

〔評価〕
<カラーフィルター用顔料分散レジスト組成物のコントラスト>
実施例1〜7及び比較例1〜7のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物をスピンコーターを用いて膜厚が1.2μmになるようにガラス基板上に塗布し、100℃で3分間プレベークした後、高圧水銀灯で露光し、更に230℃で30分間ポストベークした。
次いで、レジスト組成物が塗布されたガラス基板を2枚の偏光板(日東電工社製、型番:SEG1224Du)で挟み、蛍光灯(波長範囲380〜780nm)で照射しつつ前面側の偏光板を回転させ、前面側の偏光板と後面側の偏光板の偏光面が平行であるとき及び直角であるときの透過する光強度を色彩輝度計(トプコン社製、BM−5A)で測定した。前面側の偏光板と後面側の偏光板の偏光面が平行であるときの輝度と、前面側の偏光板と後面側の偏光板の偏光面が直角であるときの輝度との比をコントラスト比として評価した。
コントラスト比=(前面側の偏光板と後面側の偏光板の偏光面が平行であるときの輝度/前面側の偏光板と後面側の偏光板の偏光面が直角であるときの輝度)。
[Evaluation]
<Contrast of pigment dispersed resist composition for color filter>
The pigment-dispersed resist compositions for color filters of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were applied onto a glass substrate using a spin coater so that the film thickness was 1.2 μm, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed with the high pressure mercury lamp, and also post-baked for 30 minutes at 230 degreeC.
Next, the glass substrate coated with the resist composition is sandwiched between two polarizing plates (manufactured by Nitto Denko Corporation, model number: SEG1224Du), and the polarizing plate on the front side is rotated while being irradiated with a fluorescent lamp (wavelength range: 380 to 780 nm). The intensity of light transmitted when the polarization planes of the front-side polarizing plate and the rear-side polarizing plate were parallel and at right angles was measured with a color luminance meter (BM-5A, manufactured by Topcon). Contrast ratio is the ratio of the luminance when the polarization planes of the front and rear polarizing plates are parallel to the luminance when the polarization planes of the front and rear polarizing plates are perpendicular to each other. As evaluated.
Contrast ratio = (luminance when the polarization planes of the front and rear polarizing plates are parallel / luminance when the polarization planes of the front and rear polarizing plates are perpendicular).

<カラーフィルター用顔料分散レジスト組成物の色特性の評価>
上記膜厚が1.2μmの実施例1〜7及び比較例1〜7の各レジストの色特性(x,y,Y)を分光光度計(島津製作所社製、UV−2500PC、C光源2°視野)で測定した。実施例1〜4及び比較例1〜3については、赤の色度(x,y)=(0.600,0.320)での明度Yを求めた。実施例5、6及び比較例4、5については、緑の色度(x,y)=(0.239,0.420)での明度Yを求めた。実施例7及び比較例6、7については、黄の色度(x,y)=(0.421,0.500)での明度Yを求めた。
<Evaluation of color characteristics of pigment dispersed resist composition for color filter>
The color characteristics (x, y, Y) of the resists of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 having a film thickness of 1.2 μm were measured using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-2500PC, C light source 2 °). Field of view). For Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, brightness Y at red chromaticity (x, y) = (0.600, 0.320) was determined. For Examples 5 and 6 and Comparative Examples 4 and 5, lightness Y at green chromaticity (x, y) = (0.239, 0.420) was obtained. For Example 7 and Comparative Examples 6 and 7, brightness Y at yellow chromaticity (x, y) = (0.421, 0.500) was determined.

<レジストパターンの現像挙動>
実施例1〜7、比較例1〜7のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚1μmになるようにガラス基板上に塗布し、100℃で3分間プレベークした。得られた塗膜を、pH12のKOH水溶液を使用して現像し、未硬化部分のレジスト組成物が完全に除去した際の現像挙動を目視にて評価した。
<Development behavior of resist pattern>
The pigment-dispersed resist compositions for color filters of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were applied onto a glass substrate with a spin coater so as to have a film thickness of 1 μm, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. The resulting coating film was developed using a pH 12 aqueous KOH solution, and the development behavior when the uncured resist composition was completely removed was visually evaluated.

<レジストパターンの現像マージン>
実施例1〜7、比較例1〜7のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚1μmになるようにガラス基板上に塗布し、100℃で3分間プレベークした。得られた塗膜を、pH12のKOH水溶液を使用して現像し、未硬化部分のレジスト組成物を完全に除去できる時間から、硬化部分のレジスト組成物も除去されるまでの時間を測定した。
<Development margin of resist pattern>
The pigment-dispersed resist compositions for color filters of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were applied onto a glass substrate with a spin coater so as to have a film thickness of 1 μm, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. The obtained coating film was developed using a pH 12 aqueous KOH solution, and the time from the time when the uncured resist composition was completely removed to the time when the cured composition was also removed was measured.

<レジストパターンの現像残渣>
実施例1〜7、比較例1〜7のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚1μmになるようにガラス基板上に塗布し、100℃で3分間プレベークした後、硬化部分と未硬化部分の面積比が20:80となる線幅25μmの格子状のパターンが得られるマスクを用いて、高圧水銀灯を用い、UV積算光量270mJ/cmで露光した。得られた塗膜を、0.016%水酸化カリウム水溶液を使用して現像し、パターンが形成されたガラス基板をマイクロスコープ(型式VHS−500、倍率450、(株)キーエンス社製)で観察し、未硬化部分のレジスト組成物の除去状態により評価した。
<Development residue of resist pattern>
The pigment dispersion resist compositions for color filters of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were applied on a glass substrate with a spin coater so as to have a film thickness of 1 μm, prebaked at 100 ° C. for 3 minutes, and then cured. And a mask capable of obtaining a grid pattern with a line width of 25 μm in which the area ratio of the uncured portion is 20:80, was exposed using a high-pressure mercury lamp at a UV integrated light amount of 270 mJ / cm 2 . The obtained coating film was developed using 0.016% potassium hydroxide aqueous solution, and the glass substrate on which the pattern was formed was observed with a microscope (model VHS-500, magnification 450, manufactured by Keyence Corporation). Then, the evaluation was made based on the removed state of the resist composition in the uncured portion.

<レジストパターンの現像後の塗膜状態>
実施例1〜7、比較例1〜7のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚1μmになるようにガラス基板上に塗布し、100℃で3分間プレベークした後、硬化部分と未硬化部分の面積比が20:80となる線幅25μmの格子状のパターンが得られるマスクを用いて、高圧水銀灯を用い、UV積算光量270mJ/cmで露光した。得られた塗膜を0.016%水酸化カリウム水溶液を使用して現像し、パターンが形成されたガラス基板をマイクロスコープ(型式VHS−500、倍率450、(株)キーエンス社製)で観察し、硬化部分の塗膜の表面状態により評価した。
<Coating state after development of resist pattern>
The pigment dispersion resist compositions for color filters of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were applied on a glass substrate with a spin coater so as to have a film thickness of 1 μm, prebaked at 100 ° C. for 3 minutes, and then cured. And a mask capable of obtaining a grid pattern with a line width of 25 μm in which the area ratio of the uncured portion is 20:80, was exposed using a high-pressure mercury lamp at a UV integrated light amount of 270 mJ / cm 2 . The obtained coating film was developed using 0.016% potassium hydroxide aqueous solution, and the glass substrate on which the pattern was formed was observed with a microscope (model VHS-500, magnification 450, manufactured by Keyence Corporation). Evaluation was made based on the surface state of the cured portion of the coating film.

Figure 2009025783
Figure 2009025783

表1から、顔料分散剤として、アクリル系ブロック共重合物及びカルボジイミド系化合物を特定比率で併用した実施例のレジスト組成物は、透明性、コントラスト、現像特性のすべての特性に優れていた。一方、比較例のものは現像特性に劣っていた。 From Table 1, the resist composition of the Example which used together the acrylic block copolymer and the carbodiimide type compound by the specific ratio as a pigment dispersant was excellent in all the characteristics of transparency, contrast, and development characteristics. On the other hand, the comparative example was inferior in development characteristics.

本発明のカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物は、液晶表示装置等のカラーフィルターに適用することができる。 The pigment-dispersed resist composition for a color filter of the present invention can be applied to a color filter such as a liquid crystal display device.

Claims (1)

有機顔料、顔料分散剤、皮膜形成樹脂、光重合性化合物、光重合性開始剤、及び、溶媒を含有するカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物であって、
前記顔料分散剤が、(A)リビングアニオン重合により得られるアミン価20〜40mgKOH/g、酸価15〜25mgKOH/gのアクリル系ブロック共重合物と、(B)分子内に酸性基を有しないカルボジイミド系化合物との2成分を含むものであり、且つ(A)と(B)とを90/10〜50/50の質量比率で含む
ことを特徴とするカラーフィルター用顔料分散レジスト組成物。
A pigment dispersion resist composition for a color filter containing an organic pigment, a pigment dispersant, a film-forming resin, a photopolymerizable compound, a photopolymerizable initiator, and a solvent,
The pigment dispersant is (A) an acrylic block copolymer having an amine value of 20 to 40 mgKOH / g and an acid value of 15 to 25 mgKOH / g obtained by living anion polymerization, and (B) having no acidic group in the molecule. A pigment-dispersed resist composition for color filters, comprising two components of a carbodiimide compound and containing (A) and (B) in a mass ratio of 90/10 to 50/50.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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