JP2012012498A - 顔料組成物、インクジェット記録用インク、カラーフィルター用着色組成物及びカラーフィルター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1)で表されるアゾ顔料と、特定の構造を有する着色剤又は特定の構造を有する添加剤とを含有する。
(一般式(1)中、R1は、アミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族基、アリール基、又はヘテロ環基を表し、R2は置換基を表し、R55は置換基を表し、R56は水素原子、又は置換基を表し、Zはハメットのσp値が0.2以上の電子求引性基を表す。mは0〜5の整数を表し、nは1〜4の整数を表す。n=2〜4の場合は、R1、R2、R55、R56又はZを介した2〜4量体を表す。一般式(1)がイオン性親水性基を有することはない。)
【選択図】なし
Description
また、顔料を使用するにあたっては、他にも、所望の透明性を発現させるために必要な粒子径及び粒子形を有すること、使用される環境条件下における堅牢性、例えば耐光性、耐熱性、オゾンなどの酸化性ガスに対する耐性、その他有機溶剤や亜硫酸ガスなどへの耐薬品堅牢性が良好であること、使用される媒体中において微小粒子まで分散し、かつ、その分散状態が安定であること、等の性質も必要となる。
また、特許文献2には、有機顔料と、縮合アゾ顔料誘導とを含有する顔料組成物が開示されており、この技術によれば、流動性及び非凝集性に優れた顔料組成物が得られるとされている。
更に、特許文献3には、含窒素複素環アゾ顔料を含有する顔料組成物が開示されており、この技術によれば、色彩的特性、耐久性、インク液安定性及び分散安定性に優れた顔料組成物が得られるとされている。
本発明の別の目的は、良好な色相を有し、光、熱及びオゾンに対して良好な堅牢性を発揮し、かつ分散性が良好であり、透明性の高く分光特性、コントラスト、分散物経時安定性に優れたカラーフィルターを提供し得るカラーフィルター用着色組成物を提供することにある。
更に本発明の別の目的は、上記カラーフィルター用着色組成物を用いて得られる、透明性が高く、分光特性、コントラスト、分散物経時安定性に優れたカラーフィルターを提供することにある。
すなわち、上記課題は以下の手段により達成することができる。
以下に具体的手段を以下に示す。
〔1〕
(A)下記一般式(1)で表されるアゾ顔料と、
(B)下記一般式(2)で表される着色剤、又は
(C)下記一般式(3)で表される添加剤及び下記一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種と
を含有することを特徴とする顔料組成物。
〔2〕
前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料と、
前記(B)一般式(2)で表される着色剤と、
前記(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種と
を含有することを特徴とする〔1〕に記載の顔料組成物。
〔3〕
前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料の含有量に対する、前記(B)一般式(2)で表される着色剤と前記(C)一般式(3)若しくは一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種の合計含有量が0.001〜10質量%であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕の顔料組成物。
〔4〕
前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料の含有量に対する前記(B)一般式(2)で表される着色剤と前記(C)一般式(3)若しくは一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種の合計含有量が0.001〜5質量%であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕の顔料組成物。
〔5〕
前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料の含有量に対する前記(B)一般式(2)で表される着色剤と前記(C)一般式(3)若しくは一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種の合計含有量が0.001〜3質量%であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕の顔料組成物。
〔6〕
〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の顔料組成物を含むことを特徴とするインクジェット記録用インク。
〔7〕
〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の顔料組成物を含むことを特徴とするカラーフィルター用着色組成物。
〔8〕
〔7〕に記載のカラーフィルター用着色組成物を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター。
また、良好な色相を有し、光、熱及びオゾンに対して良好な堅牢性を発揮し、かつ分散性が良好であり、透明性の高く分光特性、コントラスト、分散物経時安定性に優れたカラーフィルターを提供し得るカラーフィルター用着色組成物を提供することができる。
更に、上記カラーフィルター用着色組成物を用いて得られる、透明性が高く、分光特性、コントラスト、分散物経時安定性に優れたカラーフィルターを提供することができる。
本発明における脂肪族基において、その脂肪族部位は直鎖、分岐鎖及び環状のいずれであってもよい。また、飽和であっても不飽和であってもよい。具体的には例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等を挙げることができる。更に脂肪族基は無置換であっても置換基を有していてもよい。
ハメット則はベンゼン誘導体の反応又は平衡に及ぼす置換基の影響を定量的に論ずるために1935年L.P.Hammettにより提唱された経験則であるが、これは今日広く妥当性が認められている。ハメット則に求められた置換基定数にはσp値とσm値があり、これらの値は多くの一般的な成書に見出すことができるが、例えば、J.A.Dean編、「Lange’s Handbook of Chemistry」第12版、1979年(Mc Graw−Hill)や「化学の領域」増刊、122号、96〜103頁、1979年(南光堂)に詳しい。なお、本発明において各置換基をハメットの置換基定数σpにより限定したり説明したりするが、これは上記の成書で見出せる、文献既知の値がある置換基にのみ限定されるという意味ではなく、その値が文献未知であってもハメット則に基づいて測定した場合にその範囲内に含まれるであろう置換基をも含むことはいうまでもない。本発明の一般式(1)又は(2)、で表されるアゾ化合物はベンゼン誘導体ではないが、置換基の電子効果を示す尺度として、置換位置に関係なくσp値を使用する。本発明においては今後、σp値をこのような意味で使用する。
また本発明の顔料組成物は、(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料と、(B)一般式(2)で表される着色剤と、(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種とを含有する。
本発明の顔料組成物は、(B)一般式(2)で表される着色剤、又は(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有することにより、優れた色相を呈し、分散性に優れた顔料組成物とすることができる。そのため、該顔料組成物は、顔料の凝集による色分れをなくし、鮮明で優れた光沢を有する記録物やカラーフィルターを得ることができる。また該顔料組成物の経時分散安定性も向上する。本発明に用いる特定の着色剤や添加剤が、顔料組成物の製造時に、(A)アゾ顔料と混合されることによりアゾ顔料の活性面に吸着し、結晶成長を抑制することができるためである。これは、用いる着色剤や添加剤の構造的特長に起因し、その結果、経時による分散沈降を抑制し経時分散安定性を付与することができる。
以下、各成分について、詳述する。
まず、本発明における(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料(以下、「(A)アゾ顔料」又は「(A)アゾ化合物」と称する場合がある)について説明する。
一般に、顔料は、色素分子間の強力な相互作用による凝集エネルギーによって、分子同士がお互いに強固に結合しあっている状態を有する。この状態を作るには、分子間のファンデルワールス力、分子間水素結合が必要であることが、例えば、日本画像学会誌、43巻、10頁(2004年)等に記載されている。
分子間のファンデルワールス力を強めるには、分子へ芳香族基、極性基及び/又はヘテロ原子の導入等が考えられる。また、分子間水素結合を形成させるには、分子へヘテロ原子に結合した水素原子を含有する置換基の導入及び/又は電子供与性の置環基の導入等が考えられる。更に分子全体の極性が高い方が好ましいと考えられる。そのためには、例えば、アルキル基等鎖状の基は短い方が好ましく、分子量/アゾ基の値は小さい方が好ましいと考えられる。
これらの観点から、顔料分子は、アミド結合、スルホンアミド結合、エーテル結合、スルホ基、オキシカルボニル基、イミド基、カルバモイルアミノ基、ヘテロ環、ベンゼン環等を含有することが好ましい。
次に一般式(1)で表される顔料について説明する。
これらの置換基は、更に置換基を有していてもよく、その置換基としては、脂肪族基、ヒドロキシ基、アミド結合、エーテル結合、オキシカルボニル結合、チオエーテル結合等を有する置換基が好ましく、ヘテロ原子と水素原子の結合を有する置換基が、分子間水素結合等の分子間相互作用をし易くする観点でより好ましい。
R1で表される置換基を有してもよいアミノ基として、好ましくは無置換のアミノ基、総炭素原子数1〜10のアルキルアミノ基、総炭素原子数2〜10のジアルキルアミノ基、総炭素原子数6〜13のアリールアミノ基、総炭素原子数2〜12の飽和であっても、不飽和であってもよいヘテロ環アミノ基であり、より好ましくは、無置換のアミノ基、総炭素原子数1〜8のアルキルアミノ基、総炭素原子数6〜13のアリールアミノ基、総炭素原子数2〜12の飽和であっても、不飽和であってもよいヘテロ環アミノ基であり、例えばメチルアミノ、N,N−ジメチルアミノ、N−フェニルアミノ、N−(2−ピリミジル)アミノ等が挙げられる。
更に好ましくは、置換基を有していても良い総炭素原子数6〜13のアリールアミノ基及び置換基を有していても良い総炭素原子数2〜12の飽和であっても、不飽和であってもよいヘテロ環アミノ基である。
アリール基上の置換基が、アミノ基との結合位置からパラ位に置換した場合、置換基が分子の末端にあるために、分子間水素結合等の分子間相互作用をし易く、そのために色相がシャープになる。該アリール基上の置換基が更に置換基を有する場合は、脂肪族基、ヒドロキシ基、アミド結合、エーテル結合、オキシカルボニル結合、チオエーテル結合等を有する置換基が好ましく、ヘテロ原子と水素原子の結合を有する置換基が、分子間水素結合等の分子間相互作用をし易くする観点でより好ましい。
R1がへテロ環アミノ基の場合、ヘテロ環上に更に置換基を有していてもよく、その置換基としては、前述の置換基の項で述べた基で置換可能な基であればなんでも良く、好ましくは、前記アリールアミノ基の場合と同じ置換基が好ましい。該ヘテロ環基上の置換基が更に置換基を有する場合は、脂肪族基、ヒドロキシ基、アミド結合、エーテル結合、オキシカルボニル結合、チオエーテル結合等を有する置換基が好ましく、ヘテロ原子と水素原子の結合を有する置換基が、分子間水素結合等の分子間相互作用をし易くする観点でより好ましい。
これらの置換基が更に置換基を有する場合は、脂肪族基、ヒドロキシ基、アミド結合、エーテル結合、オキシカルボニル結合、チオエーテル結合等を有する置換基が好ましく、ヘテロ原子と水素原子の結合を有する置換基が、分子間水素結合等の分子間相互作用をし易くする観点でより好ましい。
本発明の効果の点で、R2は、脂肪族オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、置換基を有していてもよいカルバモイル基である場合が好ましく、脂肪族オキシ基である場合はより好ましい。中でも好ましくは総炭素原子数1〜8のアルコキシ基であり、より好ましくは総炭素原子数1〜4のアルコキシ基であり、メトキシ基、エトキシ基が更に好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
mは、0〜3である場合が好ましく、0〜1である場合はより好ましく、0である場合は、更に好ましい。nは1又は2である場合が好ましく、1がより好ましい。
G11で表されるヘテロ環としては、例えば、総炭素原子数2〜15であって、好ましくは総炭素原子数2〜10であって、例えばピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環等を挙げることができる。好ましくはピリジン環、ピロール環、チオフェン環である。
アゾ顔料における結晶多形の混合比は、単結晶X線結晶構造解析、粉末X線回折(XRD)、結晶の顕微鏡写真(TEM)、IR(KBr法)等の固体の物理化学的測定値から確認できる。
一般式(1)で表されるアゾ顔料はカップリング反応により製造することができる。
以下に反応スキームを示す。
一般式(1)のnが2以上の場合の合成方法は、一般式(10)又は一般式(11)のR1〜R2、R55、R56、Z等において、置換可能な2価、3価あるいは4価の置換基を導入した原料を合成し、前記スキームと同様に合成することができる。
次に、本発明における、(B)下記一般式(2)で表される着色剤(以下、「(B)着色剤」又は「着色剤」と称する場合がある)について説明する。
一般式(2)で表される着色剤を含有することにより、顔料の凝集による色分れをなくし、良好な色彩特性と優れた光沢を有する記録物やカラーフィルターを提供し得る顔料組成物とすることができる。また、該顔料組成物の経時分散安定性も向上する。すなわち、(B)着色剤は顔料組成物の製造時に、(A)アゾ顔料と混合されることによりアゾ顔料の活性面に吸着し、結晶成長を抑制することができる。その結果、経時による分散性の低下を防ぎ、顔料の沈降を抑制させる効果が得られる。また本発明に用いる着色剤は着色力に優れ、本発明の顔料と併用することにより色相に優れた組成物を提供し得るものである。
一般式(2)で表される着色剤は、(A)アゾ顔料と同様、カップリング反応により製造することができる。すなわち、上記(A)アゾ顔料の製造方法において、上記一般式(10)のヘテロ環アミンのR55部分を水素原子に代えたヘテロ環アミンを用い、同様の操作を行うことにより一般式(2)で表される着色剤を製造することができる。
次に、本発明における、(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種(以下、「(C)添加剤」又は「添加剤」と称する場合がある)について説明する。
(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有することにより、顔料の凝集による色分れをなくし、鮮明で優れた光沢を有する記録物やカラーフィルターを提供し得る顔料組成物とすることができる。また、該顔料組成物の経時分散安定性も向上する。すなわち、(C)添加剤は顔料組成物の製造時に、(A)アゾ顔料と混合されることによりこれらの表面に吸着し、顔料のさらなる結晶成長を抑制することにより経時分散安定性を付与する。
まず、下記一般式(3)で表される添加剤について説明する。
本発明の効果の点で、G2として好ましくは水素原子である。
R22で表される置換基として好ましくは、一般式(1)で表されるR2で説明したものと同じである。
次に、下記一般式(4)で表される添加剤について説明する。
R59で表される置換基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でもよい。本発明の効果の点で、R59として、好ましくは、ヘテロ環基、ハメットの置換基定数σp値が0.2以上の電子求引性基であり、σp値が0.3以上の電子求引性基であることが好ましい。上限としては1.0以下の電子求引性基であることが好ましい。
R60で表される置換基としては、一般式(1)で表されるR55で説明したものと同様であり、好ましいものも同じである。
上述のように、本発明の顔料組成物の第一の形態は、(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料と、(B)一般式(2)で表される着色剤又は(C)一般式(3)で表される添加剤若しくは一般式(4)で表される添加剤とを含有する。
また本発明の顔料組成物は、(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料と、(B)一般式(2)で表される着色剤と、(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種とを含有することが好ましい。本発明に用いる(B)着色剤や(C)添加剤は、(A)アゾ顔料と部分的に共通する構造を有するためアゾ顔料とπ-π相互作用しやすい。これにより、(B)着色剤や(C)添加剤がアゾ顔料の結晶成長面に吸着し、その結晶成長を抑制して粘度経時安定性を付与することができる。
挙げられる。
材料が挙げられ、具体的には、以下に詳述するインクジェット方式記録材料を始めとして
、感熱記録材料、感圧記録材料、電子写真方式を用いる記録材料、転写式ハロゲン化銀感光材料、印刷インク、記録ペン等があり、好ましくはインクジェット方式記録材料、感熱記録材料、電子写真方式を用いる記録材料であり、更に好ましくはインクジェット方式記録材料である。
着色組成物とは、本発明の顔料組成物を含有する組成物を意味し、媒体を含有させることができるが、媒体として溶媒を用いた場合は特にインクジェット記録用インクとして好適である。例えば、媒体として、親油性媒体や水性媒体を用いて、それらの中に、本発明の顔料組成物を分散させることによって作製することができる。好ましくは、水性媒体を用いる場合である。該着色組成物には、媒体を除いたインク用組成物も含まれる。また、該着色組成物は、必要に応じてその他の添加剤を、本発明の効果を害しない範囲内において含有しうる。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤(特開2003−306623号公報に記載)が挙げられる。これらの各種添加剤は、水溶性インクの場合にはインク液に直接添加する。油溶性インクの場合には、アゾ顔料分散物の調製後分散物に添加するのが一般的であるが、調製時に油相又は水相に添加してもよい。
次に、本発明のインクジェット記録用インクについて説明する。
本発明のインクジェット記録用インク(以下、「インク」という場合がある)は、上記
で説明した顔料組成物を含む。好ましくは、水溶性溶媒、水等を混合して調製される。ただし、特に問題がない場合は、前記本発明の顔料組成物をそのまま用いてもよい。
具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等が挙げられる。
インクの表面張力は、20mN/m以上60mN/m以下であることが好ましい。より好ましくは、20mN以上45mN/m以下であり、更に好ましくは、25mN/m以上35mN/m以下である。表面張力が20mN/m未満となると記録ヘッドのノズル面に液体が溢れ出し、正常に印字できない場合がある。一方、60mN/mを超えると、印字後の記録媒体への浸透性が遅くなり、乾燥時間が遅くなる場合がある。なお、上記表面張力は、前記同様ウイルヘルミー型表面張力計を用いて、23℃、55%RHの環境下で測定した。
なお、上記粘度(後述するものを含む)の測定は、回転粘度計レオマット115(Contraves社製)を用い、23℃でせん断速度を1400s−1として行った。
その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、等も添加することができる。
本発明のカラーフィルター用着色組成物は、上記した本発明の顔料組成物を含有するが、更に重合性化合物及び溶剤を含むことが好ましい。
本発明のカラーフィルター用着色組成物における上記アゾ顔料の使用量は、重合性化合物1質量部に対し、0.01〜2質量部であるのが好ましく、0.1〜1質量部であるのが特に好ましい。
重合性化合物は、カラーフィルターの製造プロセスを考慮して適宜選択すれば良く、重合性化合物としては、感光性化合物及び/又は熱硬化性化合物などが挙げられるが、感光性化合物が特に好ましい。
光重合性化合物、光重合性モノマー及び光重合性オリゴマーとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールフルオレン型エポキシジ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。また、アクリル酸(共)重合体、(メタ)アクリル酸(共)重合体、マレイン酸(共)重合体等のビニル樹脂や、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエステル等の側鎖にエチレン性二重結合を有する樹脂類も挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。重合性化合物の配合量はカラーフィルター用組成物中の全固形分中20〜95質量%、好ましくは40〜80質量%の範囲がよい。
重合性化合物として感光性化合物を用いる場合には、感光性化合物の単量体及び/又はオリゴマーと共に光重合開始剤を用いる。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、ベンゾイン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、チオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、及びトリアジン誘導体などの化合物から選択される1種以上が挙げられる。これらの光重合開始剤とともに、更に公知の光増感剤を使用してもよい。
なお、本明細書及び請求の範囲において、「感光性樹脂」、及び「熱硬化性樹脂」は各々硬化後の樹脂のみではなく、重合性の単量体及び/又はオリゴマーも含むものとする。
顔料分散物は、水系であっても非水系であってもよいが、そのカラーフィルターの製造方法によって異なり、例えばフォトリソグラフィー法では、非水系が好ましく、インクジェット法では、どちらでもかまわない。
本発明の着色組成物に用いる溶剤としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、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などの脂肪酸エステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコールなどのケトン類;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類;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−ブタノールなどのアルコール類;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、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、ヘキサントリオールなどのグリコール類;グリセリン;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、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などのアルキレングリコールモノアルキルエーテル類;トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテルなどのアルキレングリコールジアルキルエーテル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3―ジメチル−2−イミダゾリジノンなどの含窒素極性有機溶媒;水などが挙げられる。
界面活性剤は界面活性作用を有するものであれば特に限定されないが、陽イオン性、陰イオン性、非イオン性、又は両性などの界面活性剤を挙げることができ、その具体例としては、アルカンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルりん酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸塩、及び脂肪族モノカルボン酸塩などの陰イオン性界面活性剤;アルキルアミン塩、及び四級アミン塩などの陽イオン性界面活性剤;グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの非イオン性界面活性剤;アルキルベタインなどの両性界面活性剤;陽イオン性、陰イオン性、非イオン性、両性のいずれであってもよい高分子系界面活性剤などが挙げられる。
調製方法に従えばよい。
本発明はまた、上記のカラーフィルター用着色組成物を用いて得られる、カラーフィルターを提供する。該カラーフィルターは、高いコントラスト及び良好な光透過性を示す。具体的には、650nmの波長において、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上の光透過性を示す。
フォトリソグラフィー法によりカラーフィルターを形成する場合には、本発明のカラーフィルター用着色組成物の重合性化合物として、感光性樹脂を用いる。感光性樹脂は、単量体及び/又はオリゴマーとして光重合開始剤と共に着色組成物中に配合され、光照射により硬化し透明基板上に被膜を形成する。
カラーフィルターをインクジェット法を用いて形成する場合には、本発明のカラーフィルター用着色組成物の重合性化合物としては、インクジェット方式用インクに従来用いられているものであれば特に限定されず、いずれを用いてもよい。感光性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂の単量体が好適に用いられる。
例えば、重合性化合物、溶剤、添加剤などの成分、及びカラーフィルター形成時の処方については、慣用例に従って選択すればよく、上述のフォトリソグラフィー法及びインクジェット法の説明に挙げたものに限定されない。
具体的化合物例A3の合成
具体的化合物例A3の合成は、以下のルートで合成した。
1.0gの化合物(7)を10mlのリン酸(和光純薬株式会社;試薬特級純度85%、以下同様)に加えて30℃に加温し溶かした。この溶液を氷冷して0〜5℃に保ち、亜硝酸ナトリウム0.38gを加えて1.5時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。このジアゾニウム塩溶液を、化合物(8)1.4gをジメチルアセトアミド5mlに溶かした溶液に5〜10℃に保ちながら滴下し、その後5〜10℃に保ちながら1時間攪拌した。その後、氷浴をはずし、更に0.5時間攪拌した。反応液に水50mlを加え、80℃で加熱完溶した。析出した結晶を濾別し、水50mlでかけ洗いをした。結晶を乾燥したのちにジメチルアセトアミド500mlを加え、80℃で3時間、室温で1時間攪拌し、析出している結晶を濾過し、メタノール500mlでかけ洗いした。得られた結晶を乾燥し、A3を0.50g得た。収率21%。
具体的化合物例A3を1g、B3を0.1mg、C29を0.2mg、オレイン酸ナトリウム0.2g、グリセリン2g、水17gを混合し、直径0.1mmのジルコニアビーズ40gとともに遊星型ボールミルを用いて毎分300回転、8時間分散を行った。分散終了後、ジルコニアビーズを分離し、顔料分散物1を得た。
実施例1において、顔料分散物の調製に使用した(A)有機顔料、(B)着色剤、(C)添加剤を下記表1及び表2に示すようにそれぞれ代えたこと以外、実施例1と同様にして、実施例2〜7、9〜19、比較例1〜4の顔料分散物を調製した。なお、顔料分散物に用いる顔料はいずれも1gである。また、表1中「PR254」はC.I.Pigment Red 254を示す。
実施例8の顔料組成物は以下の方法により合成した。
1.0gの上記化合物(7)を10mlのリン酸(和光純薬株式会社;試薬特級純度85%、以下同様)に加えて30℃に加温し溶かした。この溶液を氷冷して0〜5℃に保ち、亜硝酸ナトリウム0.38gを加えて1.5時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。このジアゾニウム塩溶液を、上記化合物(8)1.5gをジメチルアセトアミド5mlに溶かした溶液に5〜10℃に保ちながら滴下し、その後5〜10℃に保ちながら1時間攪拌した。その後、氷浴をはずし、更に0.5時間攪拌した。反応液に水50mlを加え、80℃で加熱完溶した。析出した結晶を濾別し、水50mlでかけ洗いをした。結晶を乾燥したのちにメタノール100mlを加え、加熱還流で3時間、室温で1時間攪拌し、析出している結晶を濾過し、メタノール500mlでかけ洗いした。得られた結晶を乾燥し、顔料混合物を0.80g得た。高速液体クロマトグラフィー(機器名:島津製作所(株)製LC−2010)にて分析したところA3が0.7787gに対してB3は0.0093g、C29は0.012gであった。収率31%。
得られた顔料混合物を1、27g、オレイン酸ナトリウム0.2g、グリセリン2g、水17gを混合し、直径0.1mmのジルコニアビーズ40gとともに遊星型ボールミルを用いて毎分300回転、8時間分散を行った。分散終了後、ジルコニアビーズを分離し、顔料分散物8を得た。
<粘度経時安定性>
E型粘度計(東機産業(株)社製、RE−85L)を用いて、分散直後の粘度η1(単位mPa・s)、及び分散後、室温(25℃。以下同じ。)にて1週間放置した後の粘度η2(単位mPa・s)を室温にて測定し、増粘量〔η2−η1〕を算出した。更に、算出された増粘量に基づき、下記評価基準に従って粘度経時安定性を評価した。評価結果を表3に示す。
増粘量が少ない程、粘度経時安定性が良好であることを示す。
A:増粘量が3mPa・s以下
B:増粘量が3mPa・sより大きく4mPa・s以下
C:増粘量が4mPa・sより大きく5mPa・s以下
D:増粘量が5mPa・sより大きく6mPa・s以下
E:増粘量が6mPa・sより大きい
上記で得られた各顔料分散物をNo.3のバーコーターを用いてセイコーエプソン(株)社製フォトマット紙<顔料専用>に塗布した。得られた塗布物の画像濃度を反射濃度計(X−Rite社製X−Rite938)を用いて測定し、「着色力(OD:OpticalDensity)」が1.0の塗布物を、フェードメーターを用いてキセノン光(170000lux.;325nm以下カットフィルター存在下)を14日間照射し、キセノン照射前後の画像濃度を、反射濃度計を用いて測定し、色素残存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]を下記評価基準に従って評価した。評価結果を表3に示す。
色素残存率が80%より大きいとき:A
色素残存率が60%より大きく80%以下のとき:B
色素残存率が60以下のとき:C
上記で得られた各顔料分散物をNo.3のバーコーターを用いてセイコーエプソン(株)社製フォトマット紙<顔料専用>に塗布した。得られた塗布物の画像濃度を反射濃度計(X−Rite社製X−Rite938)を用いて測定し、「着色力(OD:Optical Density)」を以下の基準で評価した。評価結果を表3に示す。
ODが1.6以上:A
ODが1.5以上、1.6未満:B
ODが1.4以上、1.5未満:C
ODが1.2以上、1.4未満:D
ODが1.2未満:E
上記実施例8で用いた顔料組成物(以下「顔料組成物8」という場合がある)30質量部及びイオン交換水95質量部を加えて、ディスパー攪拌翼にて混合・粗分散する。混合・粗分散した液にジルコニア・ビーズを600質量部を入れて、これを分散機(サンドグラインダミル)で4時間分散した後、ビーズと分散液に分離した。得られた混合物を攪拌しながら、25℃でポリエチレングリコールジグリシジルエ−テル〔ナガセ化成工業(株)製 デナコールEX−821〕2質量部をゆっくり加え、50℃で6時間攪拌した。更に、分画分子数300Kの限外濾過膜を使って不純物を除去し、これをポアサイズ5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:25mm、富士フイルム(株)社製)を取り付けた容量20mlのシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより固形分濃度10%の顔料分散物20(粒径80nm:日機装(株)社製Nanotrac150(UPA−EX150)を用いて測定)を得た。
実施例20において用いた顔料組成物8の代わりに、レッド顔料(C.I.ピグメント・レッド254(チバスペシャル社製BT−CF)を用いた以外は実施例20と同様にして比較顔料分散物5を得た。
実施例20で得られた顔料分散物20を固形分で5質量%、グリセリン10質量%、2−ピロリドン5質量%、1,2―ヘキサンジオール2質量%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル2質量%、プロピレングリコール0.5質量%、イオン交換水75.5質量%になる様に各成分を加えて、得られた混合液をポアサイズ1μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:25mm、富士フイルム(株)社製)を取り付けた容量20mlのシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより表4に示す顔料インク液15を得た。
実施例20で得られた顔料分散物20の代わりに、比較例5で得られた比較顔料分散物5を用いた以外は実施例21と同様にして比較顔料インク液6を得た。
1)吐出安定性については、カートリッジをプリンターにセットし全ノズルからのインクの突出を確認した後、A4 20枚出力し、以下の基準で評価した。
A:印刷開始から終了まで印字の乱れ無し
B:印字の乱れのある出力が発生する
C:印刷開始から終了まで印字の乱れあり
[1] 光堅牢性は印画直後の画像濃度CiをX−rite310にて測定した後、アトラス社製ウェザーメーターを用い画像にキセノン光(10万ルックス)を14日照射した後、再び画像濃度Cfを測定し画像残存率Cf/Ci×100を求め評価を行った。
画像残像率について反射濃度が1、1.5、2の3点にて評価し、いずれの濃度でも画像残存率が80%以上の場合をA、2点が80%未満の場合をB、全ての濃度で80%未満の場合をCとした。
何れの濃度でも画像残存率が80%以上の場合をA、1又は2点が80%未満をB、全ての濃度で80%未満の場合をCとして、三段階で評価した。
金属光沢の見えないものを「○」、金属光沢の見えるものを「×」として評価した。
表4の結果から明らかなように、本発明の顔料組成物を使用した顔料インク液を用いた系ではすべての性能に優れていることがわかる。特に比較例に対して、光堅牢性及びインク液安定性が優れている。
実施例21で作製した顔料インク液を、エプソン(株)社製のPX−V630にて画像を富士フイルム(株)社製インクジェットペーパーフォト光沢紙「画彩」にプリントし、実施例21と同様な評価を行ったところ、同様な結果が得られた。
表4の結果から明らかなように、本発明の顔料組成物を用いた顔料インク液は高い着色力及び耐光性を示す。
従って、本発明の顔料組成物は、例えば、インクジェットなどの印刷用のインク等に好適に使用することができる。
〔フォトリソグラフィー法によるカラーフィルターの作製〕
顔料組成物8を使用した。70mlのマヨネーズ瓶に、下記に示す材料を投入し、これを振とう分散機(LAU社製DAS200)で6時間振盪して、ジルコニアビーズを分離し、顔料分散体23を得た。
顔料組成物:顔料組成物8 0.6g
溶剤:1,2−プロパンジオール 1−モノメチルエーテル 2−アセテート(東京化成株式会社製) 5.0g
ジルコニアビーズ(Φ0.3mm) 10g
実施例23において使用した顔料の代わりに、以下に記載の顔料を使用し、実施例23と同様にして着色組成物を調製した。
比較例7:P.R.254
上記で得られた各顔料分散物を動的光散乱粒径測定装置(日機装(株)マイクロトラックUPA150)を用いて、常法により体積平均粒子径を測定した。結果を表5に示す。50nm未満のものを◎、50nm以上100nm未満のものを○、100nm以上200nm未満のものを△、200nm以上のものを×とした。
<分散安定性>
上記で得られた各顔料分散物を動的光散乱粒径測定装置(日機装(株)マイクロトラックUPA150)を用いて、常法により体積平均粒子径を測定した。顔料分散物を作製して2時間後に測定した体積平均粒子径、及び70℃で2日間保存後の体積平均粒子径が、共に、150nm以下のものを◎、いずれかが150nm以上200nm未満のものを○(良好)、いずれかが200nm以上のものを×(不良)とした。結果を表5に示す。
<耐光性評価>
着色力評価に用いた画像濃度1.0の塗布物を、フェードメーターを用いてキセノン光(170000lux.;325nm以下カットフィルター存在下)を14日間照射し、キセノン照射前後の画像濃度を、反射濃度計を用いて測定し、色素残存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]として評価した。90%以上のものを○、80%以上90%未満を△、80%未満を×とした。
上記塗膜を、塗膜の一部を適当にマスキングした後、高圧水銀ランプを用い、200mJ/cm2の条件で照射して露光した。その後0.5%炭酸ナトリウム水溶液を用い25℃で現像を行い、更に220℃のオーブンで20分間乾燥を行って、カラーフィルターを作製した。このカラーフィルターの光透過率を、分光光度計(日立製作所(株)製、U−3310)を用いて測定した。また、波長540〜610nmの間で、得られたカラーフィルターの最低透過率を示す波長を求めた。結果を表7に示す。
実施例23において、顔料組成物0.6gに対して分散剤として界面活性剤(ビックケミー(株)社製顔料湿潤分散剤BYK−161)を0.5g添加して分散を行ったところ、分散時間6時間で実施例23と同等の性能を有するカラーフィルターが得られた。
以下に示す分散剤を用い、使用量を下記のように変更することの他は、実施例23と同様に振とう分散機(LAU社製DAS200)を用いて顔料を分散させ、顔料分散体を調製したところ、それぞれ分散時間6時間で実施例23と同等の性能を有するカラーフィルターが得られた。
顔料系添加剤(ゼネカ株式会社製ソルスパーズ22000)
使用量:0.012g
(実施例26)
シリコーン系添加剤(ダウコーニング アジア株式会社製ペインタッド32)
使用量:0.006g
(実施例27)
シリコーン系添加剤(ダウコーニング アジア株式会社製ペインタッド57)
使用量:0.012g
(実施例28)
シリコーン系添加剤(ダウコーニング アジア株式会社製DK Q8−8011)
使用量:0.012g
(実施例29)
界面活性剤(榎本化成株式会社製ディスパロン DA−325)
使用量:0.200g
(実施例30)
界面活性剤(榎本化成株式会社製ディスパロン DA−1860)
使用量:0.120g
実施例23において使用した顔料組成物の代わりに、C.I.Pigment Red 254 (IRGAPHORE DPP RED、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)で示される顔料を、使用した以外は実施例23と全く同様にしてカラーフィルターを調製した。得られたカラーフィルターの光透過率の測定を行い、光透過率の最低の波長と650nmの光透過率、540nmの光透過率を求めた。結果を表7に示す。
実施例23、比較例7で得られたカラーフィルターを用いて、耐熱性試験を行った。
<耐熱性試験方法>
カラーフィルターを大気下、250℃で90分間曝露し、その前後の色差(ΔE* ab)を分光光度計(サカタインクス社製Macbeth Coloreye―3000)で測定を行った。下記判定基準に従って評価しこれらの結果を表8に示した。
<判定基準>
○:ΔE*ab<1.0
△:1.0≦ΔE*ab<1.1
×:1.1≦ΔE*ab
<耐光性>
上記で得られた各カラーフィルター用着色組成物をNo.3のバーコーターを用いてセイコーエプソン(株)社製フォトマット紙<顔料専用>に塗布した。得られた塗布物の画像濃度を反射濃度計(X−Rite社製X−Rite938)を用いて測定し、「着色力(OD:OpticalDensity)」が1.0の塗布物を、フェードメーターを用いてキセノン光(170000lux.;325nm以下カットフィルター存在下)を14日間照射し、キセノン照射前後の画像濃度を、反射濃度計を用いて測定し、色素残存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]として評価した。
色素残存率が80%より大きいとき、○
色素残存率が60%より大きく80%以下のとき、△
色素残存率が60以下のとき、×
得られたカラーフィルターのコントラストを、壷坂電機株式会社製、コントラストテスター CT−1を用いて測定した。評価はコントラスト≧23000を○、23000>コントラスト≧18000を△、18000>コントラストを×とし、結果を表10に示す。
実施例23、比較例7で作成した着色組成物23、比較着色組成物7を暗所室温で2週間保存した後、異物の析出度合いを目視により下記判定基準に従って評価した。
<判定基準>
○:析出は認められなかった。
△:僅かに析出が認められた。
×:析出が認められた。
<Green顔料分散液の調製>
−Green顔料分散液P1の調製−
顔料としてC.I.ピグメント・グリーン36とC.I.ピグメント・イエロー139との100/55(質量比)混合物12.6部と、分散剤としてBYK2001(Disperbyk:ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.1質量%)5.2部と、分散樹脂としてベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(酸価134mgKOH/g、Mw=30,000)を2.7部と、溶媒と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78.3部とからなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、Green顔料分散液P1を調製した。
−Red顔料分散液P2の調製−
顔料組成物8とC.I.ピグメント・イエロー139との100/45(質量比)混合物12.1部と、分散剤としてBYK2001(Disperbyk:ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.1質量%)10.4部と、分散樹脂としてベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(酸価134mgKOH/g、Mw=30,000)を3.8部と、溶媒と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73.7部とからなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、Red顔料分散液P2を調製した。
−Blue顔料分散液P3の調製−
顔料としてC.I.ピグメント・ブルー15:6とC.I.ピグメント・バイオレット23との100/25(質量比)混合物14部と、分散剤としてBYK2001(Disperbyk:ビックケミー(BYK)社製、固形分濃度45.1質量%)4.7部と、分散樹脂としてベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(酸価134mgKOH/g、Mw=30,000)を3.5部と、溶媒と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77.8部とからなる混合液を、ビーズミルにより15時間混合・分散して、Blue顔料分散液P3を調製した。
上記のGreen顔料分散液P1を用い、下記組成となるように混合、撹拌して着色感光性組成物A−1を調製した。
上記のRed顔料分散液P2を用い、下記組成となるように混合、撹拌して着色感光性組成物B−1を調製した。
上記のBlue顔料分散液P3を用い、下記組成となるように混合、撹拌して着色感光性組成物C−1を調製した。
次に、200℃のホットプレートにて5分間加熱し、パターンが形成されたカラーフィルタを得た。
このカラーフィルタが形成されたデバイスを使用してカメラモジュールを作成すると、良好な分光特性を有することが確認できた。
Claims (8)
- (A)下記一般式(1)で表されるアゾ顔料と、
(B)下記一般式(2)で表される着色剤、又は
(C)下記一般式(3)で表される添加剤及び下記一般式(4)で表される添加剤から選ばれる少なくとも1種と
を含有することを特徴とする顔料組成物。
(一般式(1)中、R1は、アミノ基、脂肪族オキシ基、脂肪族基、アリール基、又はヘテロ環基を表し、R2は置換基を表し、R55は置換基を表し、R56は水素原子、又は置換基を表し、Zはハメットのσp値が0.2以上の電子求引性基を表す。mは0〜5の整数を表し、nは1〜4の整数を表す。n=2〜4の場合は、R1、R2、R55、R56又はZを介した2〜4量体を表す。一般式(1)がイオン性親水性基を有することはない。)
- 前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料と、
前記(B)一般式(2)で表される着色剤と、
前記(C)一般式(3)で表される添加剤及び一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種と
を含有することを特徴とする請求項1に記載の顔料組成物。 - 前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料の含有量に対する、前記(B)一般式(2)で表される着色剤と前記(C)一般式(3)若しくは一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種の合計含有量が0.001〜10質量%であることを特徴とする請求項1又は2の顔料組成物。
- 前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料の含有量に対する前記(B)一般式(2)で表される着色剤と前記(C)一般式(3)若しくは一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種の合計含有量が0.001〜5質量%であることを特徴とする請求項1又は2の顔料組成物。
- 前記(A)一般式(1)で表されるアゾ顔料の含有量に対する前記(B)一般式(2)で表される着色剤と前記(C)一般式(3)若しくは一般式(4)で表される添加剤より選択される少なくとも1種の合計含有量が0.001〜3質量%であることを特徴とする請求項1又は2の顔料組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の顔料組成物を含むことを特徴とするインクジェット記録用インク。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の顔料組成物を含むことを特徴とするカラーフィルター用着色組成物。
- 請求項7に記載のカラーフィルター用着色組成物を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター。
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