JP2021075660A - Pigment dispersion - Google Patents

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純 釜林
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Abstract

To provide a pigment dispersion useful as various colorants which has low viscosity, exhibits good coloring performance, and is excellent in dispersion stability of a pigment and long-term preservability.SOLUTION: The pigment dispersion contains a pigment, an organic solvent, and a polymer dispersant. The polymer dispersant is a polymer satisfying the following requirements (1)-(4): (1) the polymer is an A-B block copolymer containing 90 mass% or more of a methacrylate-based monomer unit; (2) a polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mg KOH/g or less and a number average molecular weight of 3,000-15,000; (3) a polymer chain B is a polymer block containing a methacrylate-based monomer unit (b) with a specific quaternary ammonium base and having an amine value of 0-150 mg KOH/g; and (4) the content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30-80 mass% based on the whole polymer.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、特定構造を有するポリマーを顔料の分散剤として用いた顔料分散液に関する。 The present invention relates to a pigment dispersion liquid using a polymer having a specific structure as a pigment dispersant.

情報機器として、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、量子ドットディスプレイなどの次世代のディスプレイが近年開発されている。また、技術の急速な発展に伴い、より高画質であるとともにコストパフォーマンスに優れた液晶ディスプレイパネルを構成する部材であるカラーフィルター、及びそのようなカラーフィルターを製造するための着色剤が要求されている。さらに、有機ELディスプレイや量子ドットディスプレイに対しては、発光層の画素を分割するバンク材を構成しうる、顔料の分散性に優れた着色剤が要求されている。 As information devices, next-generation displays such as liquid crystal displays, organic EL displays, and quantum dot displays have been developed in recent years. Further, with the rapid development of technology, there is a demand for a color filter which is a member constituting a liquid crystal display panel having higher image quality and excellent cost performance, and a colorant for manufacturing such a color filter. There is. Further, for organic EL displays and quantum dot displays, there is a demand for a colorant having excellent dispersibility of pigments, which can form a bank material for dividing the pixels of the light emitting layer.

カラーフィルター等を製造する材料となる着色剤として用いられる顔料分散液は、極めて微細な顔料(顔料微粒子)が微分散した状態で含まれている。そして、このような顔料分散液は、顔料が微細化されているために表面張力が高く、顔料が凝集しやすい傾向にある。したがって、顔料分散液に対しては、微粒子の状態で分散させた顔料の分散安定性を保持するための工夫が必要とされている。例えば、耐熱性の良好な顔料分散剤を用いた、アルカリ現像しやすいカラーフィルター用の着色剤が種々提案されている(特許文献1〜3)。 The pigment dispersion liquid used as a colorant used as a material for producing a color filter or the like contains extremely fine pigments (pigment fine particles) in a finely dispersed state. In such a pigment dispersion liquid, the surface tension is high because the pigment is finely divided, and the pigment tends to aggregate easily. Therefore, it is necessary to devise a pigment dispersion liquid to maintain the dispersion stability of the pigment dispersed in the state of fine particles. For example, various colorants for color filters that are easily alkaline-developed using a pigment dispersant having good heat resistance have been proposed (Patent Documents 1 to 3).

特開2008−298967号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-298967 特開2011−068865号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-068865 特開2013−032441号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-032441

次世代ディスプレイ用の着色剤については、顔料の微粒子化がさらに進行している。そして、微粒子化された顔料を含みながらも高い着色性能を安定して発揮するには、高温条件下で長期保存した場合であっても、顔料が凝集することなく、微分散状態が維持されていることが要求される。しかし、従来の着色剤はこれらの要求を必ずしも満足できるものであるとは言えなかった。 As for colorants for next-generation displays, pigments are becoming finer. In order to stably exhibit high coloring performance while containing finely divided pigments, the pigments do not aggregate and the finely dispersed state is maintained even when stored for a long period of time under high temperature conditions. It is required to be. However, conventional colorants have not always been able to satisfy these requirements.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、低粘度であるとともに、良好な着色性能を示し、かつ、顔料の分散安定性及び長期保存性に優れた、各種の着色剤として有用な顔料分散液を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and the problems thereof are low viscosity, good coloring performance, and dispersion stability of the pigment. An object of the present invention is to provide a pigment dispersion having excellent long-term storage stability and useful as various colorants.

すなわち、本発明によれば、以下に示す顔料分散液が提供される。
[1]顔料、有機溶媒、及び高分子分散剤を含有し、前記高分子分散剤が、下記(1)〜(4)の要件を満たすポリマーである顔料分散液。
(1)メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA−Bブロックコポリマーである。
(2)前記ポリマー鎖Aが、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜15,000のポリマーブロックである。
(3)前記ポリマー鎖Bが、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0〜150mgKOH/gのポリマーブロックである。
(4)前記メタクリレート系モノマー単位(b)の含有量が、ポリマー全体を基準として、30〜80質量%である。
That is, according to the present invention, the pigment dispersion liquid shown below is provided.
[1] A pigment dispersion liquid containing a pigment, an organic solvent, and a polymer dispersant, wherein the polymer dispersant is a polymer satisfying the following requirements (1) to (4).
(1) An AB block copolymer having a polymer chain A and a polymer chain B containing 90% by mass or more of a methacrylate-based monomer unit.
(2) The polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mgKOH / g or less and a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3,000 to 15,000 as measured by a gel permeation chromatograph.
(3) The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH / g, which contains a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1).
(4) The content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer.

Figure 2021075660
(前記一般式(1)中、R、R、及びRは、相互に独立に、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X及びXは、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜8のフッ化アルキル基を示す)
Figure 2021075660
(In the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 independently represent an alkyl group, an alkenyl group, or an allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 are Independently of each other, they indicate a fluorine atom or an alkyl fluoride group having 1 to 8 carbon atoms).

[2]前記有機溶媒が、その比誘電率が20以下の非プロトン性溶媒である前記[1]に記載の顔料分散液。
[3]前記顔料が、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する顔料である前記[1]又は[2]に記載の顔料分散液。
[4]前記顔料が、ナノカーボン物質である前記[1]〜[3]のいずれかに記載の顔料分散液。
[5]前記ナノカーボン物質が、カーボンナノチューブ類及びナノグラフェン類の少なくともいずれかである前記[4]に記載の顔料分散液。
[6]前記顔料100質量部に対する、前記高分子分散剤の含有量が、10〜200質量部であり、前記顔料の含有量が、分散液全体を基準として、0.5〜30質量%である前記[1]〜[5]のいずれかに記載の顔料分散液。
[2] The pigment dispersion liquid according to the above [1], wherein the organic solvent is an aprotic solvent having a relative permittivity of 20 or less.
[3] The pigment dispersion according to the above [1] or [2], wherein the pigment is a pigment having at least one acidic group of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group on its surface.
[4] The pigment dispersion liquid according to any one of the above [1] to [3], wherein the pigment is a nanocarbon substance.
[5] The pigment dispersion liquid according to the above [4], wherein the nanocarbon substance is at least one of carbon nanotubes and nanographenes.
[6] The content of the polymer dispersant is 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment, and the content of the pigment is 0.5 to 30% by mass with respect to the entire dispersion liquid. The pigment dispersion liquid according to any one of the above [1] to [5].

本発明によれば、低粘度であるとともに、良好な着色性能を示し、かつ、顔料の分散安定性及び長期保存性に優れた、各種の着色剤として有用な顔料分散液を提供することができる。本発明の顔料分散液は、カラーフィルター、油性インクジェットインク、紫外線硬化型インクジェットインク、その他塗料、グラビアインキ、コーティング剤などの着色剤として有用である。また、本発明の顔料分散液に用いる高分子分散剤は、難分散性の黒色顔料であるカーボンナノチューブ類やナノグラフェン類等のナノカーボン物質を有機溶媒中に安定して分散させることが可能である。このため、本発明によれば、顔料である上記のナノカーボン物質が高濃度に安定して分散された、黒色度及び漆黒性の高い顔料分散液を提供することもできる。 According to the present invention, it is possible to provide a pigment dispersion liquid that has low viscosity, exhibits good coloring performance, and is excellent in dispersion stability and long-term storage stability of pigments, and is useful as various colorants. .. The pigment dispersion liquid of the present invention is useful as a colorant for color filters, oil-based inkjet inks, ultraviolet curable inkjet inks, other paints, gravure inks, coating agents, and the like. Further, the polymer dispersant used in the pigment dispersion of the present invention can stably disperse nanocarbon substances such as carbon nanotubes and nanographenes, which are poorly dispersible black pigments, in an organic solvent. .. Therefore, according to the present invention, it is also possible to provide a pigment dispersion having a high degree of blackness and jet-blackness in which the above-mentioned nanocarbon substance, which is a pigment, is stably dispersed at a high concentration.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。なお、本明細書中の各種物性値は、特に断りのない限り、常温(25℃)における値である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments. Unless otherwise specified, the various physical property values in the present specification are values at room temperature (25 ° C.).

<顔料分散液>
本発明の顔料分散液は、顔料、有機溶媒、及び高分子分散剤を含有する、いわゆる「油性」の顔料分散液である。そして、有機溶媒中に顔料を分散させるための高分子分散剤が、以下の(1)〜(4)の要件を満たすポリマーである。以下、本発明の顔料分散液の詳細について説明する。
(1)メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA−Bブロックコポリマーである。
(2)前記ポリマー鎖Aが、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜15,000のポリマーブロックである。
(3)前記ポリマー鎖Bが、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0〜150mgKOH/gのポリマーブロックである。
(4)前記メタクリレート系モノマー単位(b)の含有量が、ポリマー全体を基準として、30〜80質量%である。
<Pigment dispersion>
The pigment dispersion of the present invention is a so-called "oil-based" pigment dispersion containing a pigment, an organic solvent, and a polymer dispersant. The polymer dispersant for dispersing the pigment in the organic solvent is a polymer that satisfies the following requirements (1) to (4). Hereinafter, the details of the pigment dispersion liquid of the present invention will be described.
(1) An AB block copolymer having a polymer chain A and a polymer chain B containing 90% by mass or more of a methacrylate-based monomer unit.
(2) The polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mgKOH / g or less and a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3,000 to 15,000 as measured by a gel permeation chromatograph.
(3) The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH / g, which contains a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1).
(4) The content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer.

Figure 2021075660
(一般式(1)中、R、R、及びRは、相互に独立に、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X及びXは、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜8のフッ化アルキル基を示す)
Figure 2021075660
(In the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 independently represent an alkyl group, an alkenyl group, or an allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 represent each other. Independently indicates a fluorine atom or an alkyl fluoride group having 1 to 8 carbon atoms)

(高分子分散剤)
微粒子状、繊維状、鱗片状、又は棒状等の各種形状を有する顔料を有機溶媒(顔料分散液)中に分散させるための分散剤として機能する成分である高分子分散剤(顔料分散剤)は、特定の対アニオンを持った第4級アンモニウム塩基をその分子構造中に有するブロックコポリマーである。第4級アンモニウム塩基は、顔料の粒子表面との電気的作用等によって顔料と吸着する。これにより、顔料分散液中における微粒子状の顔料の分散安定性を高めることができるとともに、顔料分散液の粘度が経時的に変化しにくくなり、長期保存性が発揮される。また、高分子分散剤の分子構造中にアミノ基がさらに存在する場合、顔料の粒子表面のカルボキシ基、スルホン酸基、又はリン酸基等の酸性基とイオン結合するので、顔料と高分子分散剤との吸着性が向上し、顔料の分散安定性がさらに向上する。
(Polymer dispersant)
A polymer dispersant (pigment dispersant), which is a component that functions as a dispersant for dispersing pigments having various shapes such as fine particles, fibrous, scaly, or rod-like substances in an organic solvent (pigment dispersion liquid) , A block copolymer having a quaternary ammonium base with a specific counter anion in its molecular structure. The quaternary ammonium base is adsorbed on the pigment by an electric action of the pigment on the particle surface or the like. As a result, the dispersion stability of the fine particle pigment in the pigment dispersion liquid can be enhanced, and the viscosity of the pigment dispersion liquid is less likely to change with time, so that long-term storage stability is exhibited. Further, when an amino group is further present in the molecular structure of the polymer dispersant, it ionic bonds with an acidic group such as a carboxy group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group on the particle surface of the pigment, so that the pigment and the polymer are dispersed. Adsorption with the agent is improved, and the dispersion stability of the pigment is further improved.

高分子分散剤として用いるポリマーは、メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA−Bブロックコポリマーである(要件(1))。A−Bブロックコポリマーは、その構造が的確に制御されたポリマーであり、リビング重合、なかでもリビングラジカル重合によって製造することができる。特に、開始化合物として有機ヨウ化物を用いるリビングラジカル重合の場合、末端成長基であるヨウ素原子が第3級の炭素原子に結合していることが好ましい。このため、A−Bブロックコポリマーは、メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む。 The polymer used as the polymer dispersant is an AB block copolymer having a polymer chain A and a polymer chain B containing 90% by mass or more of a methacrylate-based monomer unit (requirement (1)). The AB block copolymer is a polymer whose structure is precisely controlled, and can be produced by living polymerization, especially living radical polymerization. In particular, in the case of living radical polymerization using an organic iodide as a starting compound, it is preferable that the iodine atom, which is a terminal growth group, is bonded to a tertiary carbon atom. Therefore, the AB block copolymer contains 90% by mass or more of methacrylate-based monomer units.

メタクリレート系モノマー単位は、例えば、メタクリレート系モノマーを重合することで形成される。メタクリレート系モノマー単位の含有量が多いと、A−Bブロックコポリマーのガラス転移温度が高くなり、耐熱性等の熱的性質が向上する。なかでも、A−Bブロックコポリマーは、メタクリレート系モノマー単位の含有量が100質量%であることが好ましい。 The methacrylate-based monomer unit is formed, for example, by polymerizing a methacrylate-based monomer. When the content of the methacrylate-based monomer unit is large, the glass transition temperature of the AB block copolymer becomes high, and the thermal properties such as heat resistance are improved. Among them, the AB block copolymer preferably has a content of a methacrylate-based monomer unit of 100% by mass.

メタクリレート系モノマーとしては、従来公知のメタクリレート系モノマーを用いることができる。メタクリレート系モノマーとしては、例えば、メタクリル酸;メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、トリデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、イソステアリル、ベヘニル、シクロヘキシル、トリメチルシクロヘキシル、t−ブチルシクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、イソボルニル、ジシクロペンタニル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニロキシエチル、グリシジル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、4−ヒドロキシブチル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングコリールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリイプシロンカプロラクトン、ポリジメチルシロキサン等の置換基を有する単官能メタクリレートを挙げることができる。 As the methacrylate-based monomer, a conventionally known methacrylate-based monomer can be used. Methacrylate monomers include, for example, methacrylate; methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, 2-ethylhexyl, octyl, decyl, dodecyl, tridecyl, hexadecyl, octadecyl, isostearyl, behenyl, cyclohexyl, trimethylcyclohexyl, t-butyl. Cyclohexyl, benzyl, methoxyethyl, butoxyethyl, phenoxyethyl, nonylphenoxyethyl, isobornyl, dicyclopentanyl, dicyclopentenyl, dicyclopentenyloxyethyl, glycidyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 4-hydroxy Examples thereof include monofunctional methacrylate having substituents such as butyl, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene gucholyl monomethyl ether, polypropylene glycol monomethyl ether, polyepsilon caprolactone, and polydimethylsiloxane.

ポリマー鎖A(以下、単に「A鎖」とも記す)は、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜15,000のポリマーブロックである(要件(2))。ポリマー鎖Aは有機溶媒に溶解しうるポリマーブロックであり、顔料を有機溶媒へ親和させるとともに、その立体反発や電気的反発によって有機溶媒中に分散した顔料の再凝集を抑制する機能を有する。 Polymer chain A (hereinafter, also simply referred to as “A chain”) has an amine value of 0.5 mgKOH / g or less and a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3,000 to 15 as measured by gel permeation chromatography (GPC). 000 polymer blocks (requirement (2)). The polymer chain A is a polymer block that can be dissolved in an organic solvent, and has a function of making the pigment compatible with the organic solvent and suppressing reaggregation of the pigment dispersed in the organic solvent due to its steric repulsion and electrical repulsion.

ポリマー鎖Aのアミン価は0.5mgKOH/g以下であり、好ましくは0.1mgKOH/g以下、さらに好ましくは0mgKOH/gである。アミン価が0mgKOH/gである場合には、ポリマー鎖Aはアミノ基を実質的に有しないことを意味する。一方、ポリマー鎖B(以下、単に「B鎖」とも記す)は、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有する。これらのアミノ基や第4級アンモニウム塩基が、イオン結合、電気的作用、水素結合、π−πスタッキング、又は疎水性相互作用等によって顔料に親和又は結合することで、ポリマー鎖Bは顔料に吸着すると考えられる。しかし、ポリマー鎖Aが一定量を超えるアミノ基を有していると、ポリマー鎖Aも顔料に積極的に吸着しやすくなるので、分散性や保存安定性が低下する傾向にある。 The amine value of the polymer chain A is 0.5 mgKOH / g or less, preferably 0.1 mgKOH / g or less, and more preferably 0 mgKOH / g. When the amine value is 0 mgKOH / g, it means that the polymer chain A has substantially no amino group. On the other hand, the polymer chain B (hereinafter, also simply referred to as “B chain”) has an amino group or a quaternary ammonium base. The polymer chain B is adsorbed on the pigment by these amino groups and quaternary ammonium bases adsorbing to the pigment by ionic bonding, electrical action, hydrogen bonding, π-π stacking, hydrophobic interaction, etc. It is thought that. However, when the polymer chain A has an amino group exceeding a certain amount, the polymer chain A also tends to be positively adsorbed on the pigment, so that the dispersibility and storage stability tend to decrease.

GPCにより測定されるポリマー鎖Aのポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、3,000〜15,000であり、好ましくは4,000〜10,000である。A−Bブロックコポリマーを構成するポリマーブロックのうち、ポリマー鎖Bが顔料に吸着し、ポリマー鎖Aが有機溶媒に親和及び溶解する。これにより、顔料を有機溶媒中に分散させることができる。ポリマー鎖Aは、その立体反発等によって顔料同士の再凝集を抑制する機能を発揮しうる分子量のポリマーブロックであることを必要する。このため、ポリマー鎖Aの数平均分子量が3,000未満であると、立体反発等が不足し、分散安定性が不十分になる。一方、ポリマー鎖Aの数平均分子量が15,000超であると、分散液の粘度が過度に高くなる又は有機溶媒に溶解しにくくなる場合がある。 The polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of the polymer chain A measured by GPC is 3,000 to 15,000, preferably 4,000 to 10,000. Of the polymer blocks constituting the AB block copolymer, the polymer chain B is adsorbed on the pigment, and the polymer chain A is compatible and soluble in the organic solvent. As a result, the pigment can be dispersed in the organic solvent. The polymer chain A needs to be a polymer block having a molecular weight capable of exerting a function of suppressing reaggregation of pigments due to its steric repulsion or the like. Therefore, if the number average molecular weight of the polymer chain A is less than 3,000, the steric repulsion and the like are insufficient, and the dispersion stability becomes insufficient. On the other hand, if the number average molecular weight of the polymer chain A is more than 15,000, the viscosity of the dispersion may become excessively high or it may be difficult to dissolve in an organic solvent.

ポリマー鎖Bは、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0〜150mgKOH/gのポリマーブロックである(要件(3))。高分子分散剤(A−Bブロックコポリマー)中のポリマー鎖Bの含有量は、50〜80質量%であることが好ましい。 The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH / g, which contains a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1) (requirement (3)). The content of the polymer chain B in the polymer dispersant (AB block copolymer) is preferably 50 to 80% by mass.

Figure 2021075660
(一般式(1)中、R、R、及びRは、相互に独立に、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X及びXは、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜8のフッ化アルキル基を示す)
Figure 2021075660
(In the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 independently represent an alkyl group, an alkenyl group, or an allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 represent each other. Independently indicates a fluorine atom or an alkyl fluoride group having 1 to 8 carbon atoms)

一般式(1)で表される官能基は、特定の対アニオンを含む第4級アンモニウム塩基である。この官能基はイオン性であって、電子的作用によって、顔料表面へ吸着する作用をする。この第4級アンモニウム塩基は水溶解性が低いとともに、有機溶媒、なかでも低〜中極性の有機溶媒に溶解しやすい。一般式(1)中、X及びXで表されるフッ化アルキル基の炭素数が8超であると、フッ化アルキル基(パーフルオロアルキル基)の撥水性が高くなりすぎるため、用いる有機溶媒の種類が制限される可能性がある。一般式(1)中のX及びXで表されるフッ化アルキル基の炭素数は、1〜4であることが好ましい。フッ化アルキル基の炭素数が1〜4であると、イオン性の第4級アンモニウム塩でありながら、低極性の有機溶媒、さらには非プロトン性の有機溶媒に溶解しやすくなる。また、このようなイオン性の第4級アンモニウム塩とすることで、電気的作用又はイオン的作用で顔料に吸着しやすくなり、顔料の分散性を向上させることができる。 The functional group represented by the general formula (1) is a quaternary ammonium base containing a specific counter anion. This functional group is ionic and acts to be adsorbed on the pigment surface by electronic action. This quaternary ammonium base has low water solubility and is easily dissolved in an organic solvent, especially a low to medium polar organic solvent. In the general formula (1), when the number of carbon atoms of the alkyl fluoride group represented by X 1 and X 2 is more than 8, the water repellency of the alkyl fluoride group (perfluoroalkyl group) becomes too high, so that it is used. The type of organic solvent may be limited. The alkyl fluoride group represented by X 1 and X 2 in the general formula (1) preferably has 1 to 4 carbon atoms. When the alkyl fluoride group has 1 to 4 carbon atoms, it is easily dissolved in a low-polarity organic solvent and further an aprotic organic solvent even though it is an ionic quaternary ammonium salt. Further, by using such an ionic quaternary ammonium salt, it becomes easy to be adsorbed on the pigment by an electric action or an ionic action, and the dispersibility of the pigment can be improved.

第4級アンモニウムカチオンの対アニオンとしては、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホン)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメチルスルホン)イミドアニオン、ビス(2,2,2−トリフルオロエチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロエチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロプロピルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロブチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロオクチルスルホン)イミドアニオン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホンイミドアニオン等を挙げることができる。なかでも、有機溶媒への溶解性や入手のしやすさ等の観点から、炭素数がさほど多くないパーフルオロアルキル基を有するアニオンが好ましく、ビス(トリフルオロメチルスルホン)イミドアニオン、ビス(パーフルオロブチルスルホン)イミドアニオンがさらに好ましい。 Examples of the counter anion of the quaternary ammonium cation include bis (fluorosulfonyl) imide anion, (fluorosulfonyl) (trifluoromethyl sulfone) imide anion, bis (trifluoromethyl sulfone) imide anion, and bis (2,2,2-). Trifluoroethyl sulfone) imide anion, bis (perfluoroethyl sulfone) imide anion, bis (perfluoropropyl sulfone) imide anion, bis (perfluorobutyl sulfone) imide anion, bis (perfluorooctyl sulfone) imide anion, 1, 1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-disulfonimide anion and the like can be mentioned. Among them, an anion having a perfluoroalkyl group having a small number of carbon atoms is preferable from the viewpoint of solubility in an organic solvent and availability, and bis (trifluoromethylsulfone) imide anion and bis (perfluoro) are preferable. Butyl sulfone) imide anion is more preferred.

ポリマー鎖Bは、一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマーを構成成分とするポリマーブロックである。一般式(1)で表される官能基は、任意の有機基に結合している。上記のメタクリレート系モノマーは、例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレートやジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基含有メタクリレートのアミノ基に4級化剤を反応させ、アミノ基を第4級アンモニウム塩基とすることで形成される。例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレートに塩化ベンジルを反応させることで、ベンジルジメチル−2−メタクロイルオキシエチルアンモニウムの塩化物塩とすることができる。 The polymer chain B is a polymer block containing a methacrylate-based monomer having a functional group represented by the general formula (1) as a constituent component. The functional group represented by the general formula (1) is bonded to an arbitrary organic group. The above-mentioned methacrylate-based monomer is formed by reacting an amino group of an amino group-containing methacrylate such as dimethylaminoethyl methacrylate or diethylaminoethyl methacrylate with a quaternary agent to make the amino group a quaternary ammonium base. .. For example, by reacting dimethylaminoethyl methacrylate with benzyl chloride, a chloride salt of benzyldimethyl-2-methacloyloxyethylammonium can be obtained.

第4級アンモニウム塩基は、上記以外の方法によっても形成することができる。具体的には、以下に示す(i)〜(iii)の方法等を挙げることができる。
(i)グリシジル基を有するメタクリレートやイソシアナトエチルメタクリレート等に、1級又は2級アミノ基と、第3級アミノ基とを有する化合物を反応させて第3級アミノ基を導入した後、この第3級アミノ基を第4級アンモニウム塩基とする。
(ii)グリシジル基を有するメタクリレートに第3級アミンを反応させて第4級アンモニウム塩基とする。
(iii)3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のハロゲン化アルキル基を有するメタクリレートに第3級アミンを反応させて第4級アンモニウム塩基とする。
The quaternary ammonium base can also be formed by a method other than the above. Specifically, the methods (i) to (iii) shown below can be mentioned.
(I) A compound having a primary or secondary amino group and a tertiary amino group is reacted with methacrylate or isocyanatoethyl methacrylate having a glycidyl group to introduce a tertiary amino group, and then the tertiary amino group is introduced. A tertiary amino group is used as a quaternary ammonium base.
(Ii) A tertiary amine is reacted with a methacrylate having a glycidyl group to obtain a quaternary ammonium base.
(Iii) A tertiary amine is reacted with a methacrylate having an alkyl halide group such as 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate to obtain a quaternary ammonium base.

一般式(1)中、「−N(−R)(−R)(−R)」で表される第4級アンモニウムカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、ブチルジメチルアンモニウムカチオン、ジエチルメチルアンモニウムカチオン、ブチルジエチルアンモニウムカチオン、ジプロピルメチルアンモニウムカチオン、ジブチルメチルアンモニウムカチオン、ベンジルジメチルアンモニウムカチオン、ベンジルジエチルアンモニウムカチオン、ベンジルジプロピルアンモニウムカチオン、ベンジルジブチルアンモニウムカチオン、ジメチル(ナフチルメチル)アンモニウムカチオン、ジメチル(アントラセニルメチル)アンモニウムカチオン、ジメチル(ピレンメチル)アンモニウムカチオン等を挙げることができる。 In the general formula (1), the quaternary ammonium cation represented by "-N + (-R 1 ) (-R 2 ) (-R 3 )" includes trimethylammonium cation, butyldimethylammonium cation, and diethylmethyl. Ammonium cation, butyl diethylammonium cation, dipropylmethylammonary cation, dibutylmethylammonium cation, benzyldimethylammonium cation, benzyldiethylammonium cation, benzyldipropylammonium cation, benzyldibutylammonium cation, dimethyl (naphthylmethyl) ammonium cation, dimethyl Anthracenylmethyl) ammonium cations, dimethyl (pyrenemethyl) ammonium cations and the like can be mentioned.

一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)の含有量は、ポリマー全体を基準として、30〜80質量%である(要件(4))。一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)の含有量(以下、単に「単位(b)の含有量」とも記す)を上記の範囲とすることで、低極性の有機溶媒及び非プロトン性の有機溶媒に溶解しやすくなるとともに、顔料に吸着しやすくなり、顔料の分散性を向上させることができる。なお、単位(b)の含有量は、ポリマー全体を基準として、50〜70質量%であることがさらに好ましい。 The content of the methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the general formula (1) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer (requirement (4)). Low polarity by setting the content of the methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the general formula (1) (hereinafter, also simply referred to as “content of unit (b)”) in the above range. It becomes easy to dissolve in the organic solvent and the aprotic organic solvent of the above, and it becomes easy to be adsorbed on the pigment, and the dispersibility of the pigment can be improved. The content of the unit (b) is more preferably 50 to 70% by mass based on the entire polymer.

ポリマー鎖Bは、メタクリレート系モノマー単位(b)のみで実質的に構成されていてもよく、メタクリレート系モノマー単位(b)以外の構成単位(その他の構成単位)をさらに有していてもよい。その他の構成単位としては、前述のメタクリレート系モノマーに由来する構成単位等を挙げることができる。なかでも、ポリマー鎖Bは、アミノ基を有するメタクリレート系モノマーに由来する構成単位をさらに含むことが好ましい。ポリマー鎖Bにアミノ基が導入されていると、顔料との吸着性をさらに高めることができ、顔料の分散安定性をより向上させることができる。特に、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、又はリン酸基等の酸性基を有する顔料と併用する場合、これらの酸性基とイオン結合するので、顔料と高分子分散剤との吸着性が向上するとともに、顔料からのポリマー(高分子分散剤)の脱離が抑制されるので、顔料の分散安定性をさらに向上させることができる。 The polymer chain B may be substantially composed of only the methacrylate-based monomer unit (b), or may further have a structural unit (other structural unit) other than the methacrylate-based monomer unit (b). Examples of other structural units include structural units derived from the above-mentioned methacrylate-based monomers. Among them, the polymer chain B preferably further contains a structural unit derived from a methacrylate-based monomer having an amino group. When an amino group is introduced into the polymer chain B, the adsorptivity with the pigment can be further enhanced, and the dispersion stability of the pigment can be further improved. In particular, when used in combination with a pigment having an acidic group such as a carboxy group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group on its surface, ionic bonds are formed with these acidic groups, so that the adsorptivity between the pigment and the polymer dispersant is improved. At the same time, the desorption of the polymer (polymer dispersant) from the pigment is suppressed, so that the dispersion stability of the pigment can be further improved.

ポリマー鎖Bのアミン価は、0〜150mgKOH/gであり、好ましくは100mgKOH/g以下、さらに好ましくは50mgKOH/g以下である。ポリマー鎖Bのアミン価が150mgKOH/g超であると、アミノ基の量が多すぎるので、ポリマー鎖Bが親水性になりやすい。また、ポリマーが隣接する顔料の粒子にまたがって吸着しやすくなるので、凝集剤として機能してしまうことがあるとともに、着色等の問題が生ずる場合がある。 The amine value of the polymer chain B is 0 to 150 mgKOH / g, preferably 100 mgKOH / g or less, and more preferably 50 mgKOH / g or less. When the amine value of the polymer chain B is more than 150 mgKOH / g, the amount of amino groups is too large, so that the polymer chain B tends to be hydrophilic. In addition, since the polymer is easily adsorbed across the particles of the adjacent pigment, it may function as a coagulant and may cause problems such as coloring.

ポリマー鎖Bの分子量は、ポリマー鎖B中の第4級アンモニウム塩基の含有量や、ポリマー鎖Aの分子量等を勘案して設計すればよい。具体的には、GPCにより測定されるポリスチレン換算のポリマー鎖Bの数平均分子量Mnは、500〜15,000であることが好ましく、1,000〜10,000であることがさらに好ましい。 The molecular weight of the polymer chain B may be designed in consideration of the content of the quaternary ammonium base in the polymer chain B, the molecular weight of the polymer chain A, and the like. Specifically, the polystyrene-equivalent number average molecular weight Mn of the polystyrene-equivalent polymer chain B measured by GPC is preferably 500 to 15,000, and more preferably 1,000 to 10,000.

高分子分散剤として用いるA−Bブロックコポリマーは、従来公知の方法にしたがって製造することができる。なかでも、リビングアニオン重合、リビングカチオン重合、リビングラジカル重合によって製造することができ、条件、材料、及び装置等の観点から、リビングラジカル重合によって製造することが好ましい。リビングラジカル重合には、例えば、原子移動ラジカル重合(ATRP法)、ニトロキサイドを介したラジカル重合(NMP法)、可逆的付加解裂連鎖移動重合(RAFT法)、有機テルル系リビングラジカル重合(TERP法)、可逆的移動触媒重合(RTCP法)、可逆的触媒媒介重合(RCMP法)等がある。なかでも、有機化合物を触媒として用いるとともに、有機ヨウ化物を開始化合物として用いるRTCP法やRCMP法が好ましい。これらの方法は、比較的安全な市販の化合物を使用するが、重金属や特殊な化合物を使用しない方法であることから、コスト面で有利であるとともに、精製や処理の簡便さの面でも有利である。さらに、末端成長基であるヨウ素原子が第3級の炭素原子に結合しているため、特定のブロック構造を有するA−Bブロックコポリマーを一般的な設備で精度よく容易に製造することができるために好ましい。 The AB block copolymer used as a polymer dispersant can be produced according to a conventionally known method. Among them, it can be produced by living anionic polymerization, living cationic polymerization, living radical polymerization, and is preferably produced by living radical polymerization from the viewpoint of conditions, materials, equipment and the like. Living radical polymerization includes, for example, atomic transfer radical polymerization (ATRP method), nitroxide-mediated radical polymerization (NMP method), reversible addition cleavage chain transfer polymerization (RAFT method), and organic tellurium-based living radical polymerization (TERP method). ), Reversible mobile catalytic polymerization (RTCP method), reversible catalyst-mediated polymerization (RCMP method) and the like. Of these, the RTCP method and the RCMP method, in which an organic compound is used as a catalyst and an organic iodide is used as a starting compound, are preferable. Although these methods use relatively safe commercially available compounds, they are advantageous in terms of cost because they do not use heavy metals or special compounds, and are also advantageous in terms of ease of purification and processing. is there. Furthermore, since the iodine atom, which is a terminal growth group, is bonded to a tertiary carbon atom, it is possible to accurately and easily produce an AB block copolymer having a specific block structure with general equipment. Is preferable.

無溶剤、溶液重合、及び乳化重合等のいずれの重合形式によってA−Bブロックコポリマーを製造してもよい。なかでも、溶液重合が好ましい。溶液重合で用いる溶剤は、顔料分散液に用いる有機溶媒と同一であることが好ましい。重合後のA−Bブロックコポリマー溶液の状態で、A−Bブロックコポリマーを取り出すことなく、そのまま顔料分散液に用いることができるためである。上記のRTCP法やRCMP法は、顔料分散液に用いる有機溶媒中で実施することができる。 The AB block copolymer may be produced by any polymerization form such as solvent-free, solution polymerization, and emulsion polymerization. Of these, solution polymerization is preferable. The solvent used in the solution polymerization is preferably the same as the organic solvent used in the pigment dispersion. This is because the AB block copolymer solution after polymerization can be used as it is in the pigment dispersion liquid without taking out the AB block copolymer. The above RTCP method and RCMP method can be carried out in the organic solvent used for the pigment dispersion liquid.

ポリマー鎖Aとポリマー鎖Bのいずれのポリマーブロックを先に重合してもよいが、先にポリマー鎖Aを重合した後、後でポリマー鎖Bを重合することが好ましい。先にポリマー鎖Bを重合すると、重合率が100%未満であった場合に、残存したモノマーに由来する構成単位が、後で重合するポリマー鎖Aに導入されてしまう可能性があるためである。第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを重合することで、ポリマー鎖Bに第4級アンモニウム塩基を導入することができる。また、アミノ基を有するメタクリレートを重合した後、4級化剤を反応させることでも、ポリマー鎖Bに第4級アンモニウム塩基を導入することができる。さらに、対アニオンがハロゲン化物イオンである第4級アンモニウム塩を形成しておき、特定の対アニオンを持った金属塩を添加してイオン交換することでも、ポリマー鎖Bに第4級アンモニウム塩基を導入することができる。 Either the polymer block of the polymer chain A or the polymer chain B may be polymerized first, but it is preferable to polymerize the polymer chain A first and then the polymer chain B later. This is because when the polymer chain B is polymerized first, if the polymerization rate is less than 100%, the structural units derived from the remaining monomers may be introduced into the polymer chain A to be polymerized later. .. A quaternary ammonium base can be introduced into the polymer chain B by polymerizing a methacrylate having a quaternary ammonium base. A quaternary ammonium base can also be introduced into the polymer chain B by polymerizing a methacrylate having an amino group and then reacting with a quaternary agent. Further, by forming a quaternary ammonium salt in which the counter anion is a halide ion and adding a metal salt having a specific counter anion for ion exchange, the quaternary ammonium base can be added to the polymer chain B. Can be introduced.

(顔料)
顔料としては、従来公知の無機顔料や有機顔料を用いることができる。無機顔料としては、サーマルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラックの他、酸化チタン、酸化亜鉛、弁柄、オーカー、複合酸化物顔料等を挙げることができる。なかでも、塩基性基を有する高分子分散剤を用いることから、酸性の表面を有する顔料を用いることが好ましい。例えば、カーボンブラックとしては、いわゆる酸性カーボンブラックを用いることが好ましい。酸化チタンは、シリカや酸性のシランカップリング剤で処理し、表面を酸性にしておくことが好ましい。有機顔料としては、キナクリドン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジケトピロロピロール顔料、ペリレン系顔料、フタロシアニンブルー系顔料、フタロシアニングリーン系顔料、イソインドリノン系顔料、インジゴ・チオインジゴ顔料、ジオキサジン系顔料、キノフタロン顔料、ニッケルアゾ顔料、不溶性アゾ系顔料、溶性アゾ系顔料、高分子量アゾ系顔料、有機黒色顔料等を挙げることができる。また、カーボンナノチューブ類、グラファイト、ナノグラフェン類などの黒色の着色剤として使用可能なナノカーボン物質等を挙げることができる。
(Pigment)
As the pigment, conventionally known inorganic pigments and organic pigments can be used. Examples of the inorganic pigment include carbon black such as thermal black, ketjen black, and acetylene black, as well as titanium oxide, zinc oxide, petals, ocher, and composite oxide pigments. Among them, since a polymer dispersant having a basic group is used, it is preferable to use a pigment having an acidic surface. For example, as the carbon black, it is preferable to use so-called acidic carbon black. Titanium oxide is preferably treated with silica or an acidic silane coupling agent to make the surface acidic. Organic pigments include quinacridone pigments, anthracinone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, perylene pigments, phthalocyanine blue pigments, phthalocyanine green pigments, isoindolinone pigments, indigo / thioindigo pigments, dioxazine pigments, and quinophthalones. Examples thereof include pigments, nickel azo pigments, insoluble azo pigments, soluble azo pigments, high molecular weight azo pigments, and organic black pigments. In addition, nanocarbon substances that can be used as black colorants such as carbon nanotubes, graphite, and nanographenes can be mentioned.

インクジェットインク等の画像記録用の顔料としては、カラーインデックスナンバー(C.I.)ピグメントブルー−15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド−122、269、C.I.ピグメントバイオレット−19、C.I.ピグメントイエロー−74、155、180、183、C.I.ピグメントグリーン−7、36、58、C.I.ピグメントオレンジ−43、C.I.ピグメントブラック−7、C.I.ピグメントホワイト−6等を挙げることができる。これらの顔料の平均一次粒子径は、350nm未満であることが好ましい。 Examples of pigments for image recording such as inkjet ink include Color Index Number (CI) Pigment Blue-15: 3, 15: 4, C.I. I. Pigment Red-122, 269, C.I. I. Pigment Violet-19, C.I. I. Pigment Yellow-74, 155, 180, 183, C.I. I. Pigment Green-7, 36, 58, C.I. I. Pigment Orange-43, C.I. I. Pigment Black-7, C.I. I. Pigment White-6 and the like. The average primary particle size of these pigments is preferably less than 350 nm.

C.I.ピグメントブルー−15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド−122、269、C.I.ピグメントバイオレット−19、C.I.ピグメントイエロー−74、155、180、183、C.I.ピグメントグリーン−7、36、58、C.I.ピグメントオレンジ−43、及びC.I.ピグメントブラック−7の平均一次粒子径は、150nm未満であることが好ましい。また、C.I.ピグメントホワイト−6の平均一次粒子径は、300nm未満であることが好ましい。インクジェット記録装置の記録ヘッドのつまりや、記録される画像の鮮鋭性等を考慮すると、顔料の粒子径は小さい方が好ましい。カップリング剤や界面活性剤等の表面処理剤、シナジスト、樹脂等で表面処理又はカプセル化された、いわゆる処理顔料を用いることもできる。 C. I. Pigment Blue-15: 3, 15: 4, C.I. I. Pigment Red-122, 269, C.I. I. Pigment Violet-19, C.I. I. Pigment Yellow-74, 155, 180, 183, C.I. I. Pigment Green-7, 36, 58, C.I. I. Pigment Orange-43, and C.I. I. The average primary particle size of Pigment Black-7 is preferably less than 150 nm. In addition, C.I. I. The average primary particle size of Pigment White-6 is preferably less than 300 nm. Considering the clogging of the recording head of the inkjet recording apparatus, the sharpness of the recorded image, and the like, it is preferable that the particle size of the pigment is small. So-called treated pigments that have been surface-treated or encapsulated with a surface-treating agent such as a coupling agent or a surfactant, a synergist, a resin, or the like can also be used.

カラーフィルターなどの画像表示用の顔料としては、有機顔料やブラックマトリックス用の無機顔料を用いることが好ましい。赤色顔料としては、カラーインデックス(以下、C.I.)ピグメントレッド(PR)56、58、122、166、168、176、177、178、224、242、254、255等を挙げることができる。緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン(PG)7、36、58、ポリ(14〜16)ブロム銅フタロシアニン、ポリ(12〜15)ブロム化−ポリ(4〜1)クロル化銅フタロシアニン等を挙げることができる。青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:1、15:3、15:6、60、80等を挙げることができる。 As the pigment for displaying an image such as a color filter, it is preferable to use an organic pigment or an inorganic pigment for black matrix. Examples of the red pigment include Color Index (CI) Pigment Red (PR) 56, 58, 122, 166, 168, 176, 177, 178, 224, 242, 254, 255 and the like. Examples of the green pigment include C.I. I. Pigment Green (PG) 7, 36, 58, poly (14-16) bromed copper phthalocyanine, poly (12-15) brominated-poly (4-1) chlorinated copper phthalocyanine and the like. Examples of the blue pigment include C.I. I. Pigment Blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 60, 80 and the like.

上記の顔料に対する補色顔料又は多色型の画素用顔料としては、以下のものを挙げることができる。黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー(PY)12、13、14、17、24、55、60、74、83、90、93、126、128、138、139、150、154、155、180、185、216、219、C.I.ピグメントバイオレット(PV)19、23等を挙げることができる。また、ブラックマトリックス用の黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック(PBK)6、7、11、26、銅・マンガン・鉄系複合酸化物等を挙げることができる。これらの顔料の表面は、シナジストと呼ばれる色素誘導体(表面改質剤)や界面活性剤等で処理されていてもよい。 Examples of complementary color pigments or multicolor pixel pigments for the above pigments include the following. Examples of the yellow pigment include C.I. I. Pigment Yellow (PY) 12, 13, 14, 17, 24, 55, 60, 74, 83, 90, 93, 126, 128, 138, 139, 150, 154, 155, 180, 185, 216, 219, C .. I. Pigment Violet (PV) 19, 23 and the like. Further, as a black pigment for a black matrix, C.I. I. Pigment Black (PBK) 6, 7, 11, 26, copper / manganese / iron-based composite oxides and the like can be mentioned. The surface of these pigments may be treated with a pigment derivative (surface modifier) called synergist, a surfactant, or the like.

カーボンブラック及び有機顔料の顔料分散液中における数平均粒子径は、10〜200nmであることが好ましく、20〜150nmであることがさらに好ましい。酸化チタン等の無機顔料の顔料分散液中における数平均粒子径は、50〜300nmであることが好ましく、100〜250nmであることがさらに好ましい。顔料の数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を使用して観察し、測定及び算出することができる。このように微粒子化された顔料を含有する顔料分散液は、高発色性、高画質、高グロス、高印画性などを与える着色剤として有用である。 The number average particle size of carbon black and the organic pigment in the pigment dispersion is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 150 nm. The number average particle size of the inorganic pigment such as titanium oxide in the pigment dispersion is preferably 50 to 300 nm, more preferably 100 to 250 nm. The number average particle size of the pigment can be observed, measured and calculated using a transmission electron microscope (TEM). The pigment dispersion liquid containing the pigment finely divided in this way is useful as a colorant that imparts high color development, high image quality, high gloss, high printability, and the like.

また、前述の高分子分散剤を用いれば、難分散性の黒色顔料であるナノカーボン物質を有機溶媒中に安定して分散させることができる。ナノカーボン物質としては、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンナノリボン、カーボンフラーレン、炭素系量子ドット、ナノダイヤモンド等を挙げることができる。なかでも、カーボンナノチューブ類及びナノグラフェン類の少なくともいずれかが、黒色性に優れているために好ましい。 Further, by using the above-mentioned polymer dispersant, the nanocarbon substance, which is a poorly dispersible black pigment, can be stably dispersed in an organic solvent. Examples of the nanocarbon substance include carbon nanotubes, graphite, graphene, carbon nanohorns, carbon nanoribbons, carbon fullerene, carbon-based quantum dots, and nanodiamonds. Among them, at least one of carbon nanotubes and nanographenes is preferable because it has excellent blackness.

カーボンナノチューブ類は、円筒形状に丸まったグラフェンシートで構成されるナノカーボン物質である。カーボンナノチューブ類としては、1層の円筒形状のグラフェンシートからなる単層カーボンナノチューブ(SWNT)や、複数の円筒形状のグラフェンシートが同心円状に積層した多層カーボンナノチューブ(MWNT)等がある。また、ナノグラフェン類は、ナノサイズのグラフェンシートそのものであり、1枚のグラフェンシートや、複数枚のグラフェンシートが積層した積層シート等がある。ナノカーボン物質の形状、大きさ、及び製造方法等については特に限定されない。ナノカーボン物質には、白金やパラジウム等の金属又は金属塩がドープされていてもよい。 Carbon nanotubes are nanocarbon substances composed of graphene sheets curled into a cylindrical shape. Examples of carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes (SWNTs) made of one-layer cylindrical graphene sheets, and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) in which a plurality of cylindrical graphene sheets are concentrically laminated. Further, the nanographenes are nano-sized graphene sheets themselves, and there are one graphene sheet, a laminated sheet in which a plurality of graphene sheets are laminated, and the like. The shape, size, manufacturing method, etc. of the nanocarbon substance are not particularly limited. The nanocarbon material may be doped with a metal such as platinum or palladium or a metal salt.

顔料は、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する顔料であることが好ましい。高分子分散剤が、その分子構造中にアミノ基を有するA−Bブロックコポリマーである場合、顔料の粒子表面の酸性基がアミノ基とイオン結合することで、高分子分散剤が顔料に吸着しやすくなる。これにより、高分子分散剤と顔料との親和性が向上するので、顔料からの高分子分散剤の脱離が抑制され、顔料の分散安定性がさらに向上するとともに、顔料の再凝集をより抑制することができる。 The pigment is preferably a pigment having at least one acidic group of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group on its surface. When the polymer dispersant is an AB block copolymer having an amino group in its molecular structure, the acidic group on the particle surface of the pigment is ionic bonded to the amino group, so that the polymer dispersant is adsorbed on the pigment. It will be easier. As a result, the affinity between the polymer dispersant and the pigment is improved, so that the removal of the polymer dispersant from the pigment is suppressed, the dispersion stability of the pigment is further improved, and the reaggregation of the pigment is further suppressed. can do.

酸性基は、従来公知の方法により顔料の表面に導入することができる。具体的には、顔料の表面を(i)酸化処理する;(ii)酸性基を有するシランカップリング剤などの処理剤で表面処理する;(iii)酸性基を有する芳香族ジアゾニウム塩等で表面カップリング処理する;(iv)酸性基を有するシナジスト(色素誘導体)で表面処理する;等の方法によって顔料の表面に酸性基を導入することができる。 The acidic group can be introduced into the surface of the pigment by a conventionally known method. Specifically, the surface of the pigment is (i) oxidized; (ii) surface-treated with a treatment agent such as a silane coupling agent having an acidic group; (iii) the surface is treated with an aromatic diazonium salt or the like having an acidic group. The acidic group can be introduced into the surface of the pigment by a method such as coupling treatment; (iv) surface treatment with a synergist (dye derivative) having an acidic group;

顔料を表面処理する(顔料と併用する)シナジストとしては、カルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する、色素骨格を持った化合物を用いることができる。なかでも、スルホン酸基を有するシナジストは、前述の高分子分散剤とイオン結合して吸着しやすいために好ましい。 As the synergist for surface-treating the pigment (combined with the pigment), a compound having a pigment skeleton having at least one acidic group of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group can be used. Among them, a synergist having a sulfonic acid group is preferable because it is easily adsorbed by ionic bonding with the above-mentioned polymer dispersant.

(有機溶媒)
有機溶媒としては、従来公知の有機溶媒を用いることができる。なお、有機溶媒には少量の水が含まれていてもよい。有機溶媒としては、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ドデカノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、イソブチルメチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸ジメチル等のエステル系溶媒;ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等のアミド系溶媒;テトラメチルウレア、ジメチルイミダゾリジノン等のウレア系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、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ブチルエーテル、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールモノエーテル系溶媒;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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコールジエーテル系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジ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ブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルモノエーテルエステル系溶媒;等を挙げることができる。
(Organic solvent)
As the organic solvent, a conventionally known organic solvent can be used. The organic solvent may contain a small amount of water. Examples of the organic solvent include hydrocarbon solvents such as hexane, toluene and xylene; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol and dodecanol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone and isobutyl methyl ketone; ethyl acetate. , Ester solvents such as butyl acetate, amyl acetate, dimethyl succinate, dimethyl adipate, methyl lactate, dimethyl lactate; ether solvents such as dipropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane; carbonates such as dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate System solvent; amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N, N-dimethylpropanamide, etc. Solvents: Urea solvents such as tetramethylurea and dimethylimidazolidinone; Sulfoxide solvents such as dimethylsulfoxide; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol butyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, tri Glycol monoether solvents such as ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, etc. Glycoldiether-based solvent; a glycol ether monoether ester solvent such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether acetate; and the like.

また、(メタ)アクリル系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、エポキシ化合物、オキセタン化合物等の反応性モノマーを有機溶媒として用いることができる。反応性モノマーを有機溶媒として用いることで、紫外線硬化性又は電子線硬化性のインクやコーティング剤に適用可能な分散液とすることができる。 Further, a reactive monomer such as a (meth) acrylic monomer, a vinyl ether monomer, an epoxy compound, or an oxetane compound can be used as the organic solvent. By using the reactive monomer as an organic solvent, it is possible to obtain a dispersion liquid applicable to ultraviolet curable or electron beam curable inks and coating agents.

有機溶媒としては、非プロトン性溶媒を用いることが好ましい。さらには、有機溶媒は、非プロトン性の低極性溶媒及び非プロトン性の非極性溶媒を含有するが、プロトン性溶媒を実質的に含有しないことが好ましい。非プロトン性溶媒は、プロトン(H)化する水素原子を有しない溶媒である。また、非プロトン性溶媒の極性は、20〜25℃の温度条件下における比誘電率で定義することができる。非プロトン性溶媒の比誘電率は20以下であることが好ましく、10以下であることがさらに好ましい。その比誘電率が20以下の非プロトン性溶媒としては、酢酸エチル(6.0)、酢酸ブチル(5.0)、シクロヘキサノン(18.3)、メチルエチルケトン(18.5)、テトラヒドロフラン(7.5)、トルエン(2.4)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(8.0)、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール(13)、アクリル酸ブチル(5.1)等を挙げることができる(括弧内の数値は25℃における比誘電率を示す)。非プロトン性溶媒の比誘電率は、実測値であってもよいし、メーカーのカタログやインフォメーション、溶剤ポケットブックなどの文献、化学便覧、化学大辞典等に記載されている値であってもよい。 As the organic solvent, it is preferable to use an aprotic solvent. Furthermore, the organic solvent contains an aprotic low-polarity solvent and an aprotic non-polar solvent, but preferably contains substantially no protic solvent. An aprotic solvent is a solvent that does not have a hydrogen atom that becomes a proton (H +). Further, the polarity of the aprotic solvent can be defined by the relative permittivity under the temperature condition of 20 to 25 ° C. The relative permittivity of the aprotic solvent is preferably 20 or less, and more preferably 10 or less. Examples of the aprotic solvent having a relative permittivity of 20 or less include ethyl acetate (6.0), butyl acetate (5.0), cyclohexanone (18.3), methyl ethyl ketone (18.5), and tetrahydrofuran (7.5). ), Tetrahydrofuran (2.4), propylene glycol monomethyl ether acetate (8.0), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (13), butyl acrylate (5.1) and the like (. The numbers in parentheses indicate the relative permittivity at 25 ° C.). The relative permittivity of the aprotic solvent may be an actually measured value, or may be a value described in a manufacturer's catalog or information, documents such as a solvent pocket book, a chemical handbook, a chemical dictionary, or the like. ..

非プロトン性溶媒、なかでも非プロトン性の低極性溶媒及び非プロトン性の非極性溶媒には、イオン性基である第4級アンモニウム塩基を有する一般的なポリマーは溶解しにくい。このため、第4級アンモニウム塩基を有する一般的なポリマーを溶解させるには、通常、プロトン性の極性溶媒を用いる。これに対して、本発明の顔料分散液に高分子分散剤として用いるポリマーは、特定の対アニオンを持った第4級アンモニウム塩基を有するため、非プロトン性溶媒にも溶解しやすく、顔料を安定した状態で分散させることができる。さらに、非プロトン性溶媒を用いることで、インクや塗料などの乾燥性、吸湿性、作業性等を向上させることができるとともに、他の反応性物質との混合が容易になる等の利点がある。 A general polymer having a quaternary ammonium base as an ionic group is difficult to dissolve in an aprotic solvent, particularly an aprotic low-polarity solvent and an aprotic non-polar solvent. Therefore, a protic polar solvent is usually used to dissolve a general polymer having a quaternary ammonium base. On the other hand, the polymer used as the polymer dispersant in the pigment dispersion of the present invention has a quaternary ammonium base having a specific counter anion, so that it is easily dissolved in an aprotic solvent and stabilizes the pigment. It can be dispersed in this state. Further, by using an aprotic solvent, it is possible to improve the drying property, hygroscopicity, workability, etc. of inks and paints, and there are advantages such as easy mixing with other reactive substances. ..

(その他の成分)
顔料分散液には、従来公知の添加剤や樹脂等の成分(その他の成分)をさらに含有させることができる。添加剤としては、染料、樹脂、光安定剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、消泡剤、光重合開始剤等を挙げることができる。
(Other ingredients)
The pigment dispersion liquid can further contain components (other components) such as conventionally known additives and resins. Examples of the additive include a dye, a resin, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a leveling agent, an antifoaming agent, a photopolymerization initiator and the like.

樹脂としては、感光性又は非感光性の樹脂ワニス等を用いることができる。感光性の樹脂ワニスとしては、感光性環化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性ポリアクリレート系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感光性ポリイミド系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリエポキシアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂等のワニスを挙げることができる。さらに、これらのワニスに反応性希釈剤としてのモノマーが添加されたワニスを用いることもできる。 As the resin, a photosensitive or non-photosensitive resin varnish or the like can be used. The photosensitive resin varnish includes a photosensitive cyclized rubber resin, a photosensitive phenol resin, a photosensitive polyacrylate resin, a photosensitive polyamide resin, a photosensitive polyimide resin, an unsaturated polyester resin, and a polyester acrylate resin. Examples thereof include varnishes such as resins, polyepoxy acrylate resins, polyurethane acrylate resins, polyether acrylate resins, and polyol acrylate resins. Further, a varnish in which a monomer as a reactive diluent is added to these varnishes can also be used.

非感光性の樹脂ワニスとしては、セルロースアセテート系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレン系(共)重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレタン系樹脂、可溶性ポリアミド系樹脂、可溶性ポリイミド系樹脂、可溶性ポリアミドイミド系樹脂、可溶性ポリエステルイミド系樹脂、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン−マレイン酸エステル系共重合体の水溶性塩、(メタ)アクリル酸エステル系(共)重合体の水溶性塩、水溶性アミノアルキッド系樹脂、水溶性アミノポリエステル系樹脂、水溶性ポリアミド系樹脂等のワニスを挙げることができる。 Non-photosensitive resin varnishes include cellulose acetate resins, nitrocellulose resins, styrene (co) polymers, polyvinyl butyral resins, aminoalkyd resins, polyester resins, amino resin modified polyester resins, and polyurethane resins. Resin, acrylic polyol urethane resin, soluble polyamide resin, soluble polyimide resin, soluble polyamide imide resin, soluble polyesterimide resin, hydroxyethyl cellulose, water-soluble salt of styrene-maleic acid ester copolymer, (meth) Examples thereof include varnishes such as water-soluble salts of acrylic acid ester-based (co) polymers, water-soluble aminoalkyd-based resins, water-soluble aminopolyester-based resins, and water-soluble polyamide-based resins.

顔料分散液は、例えば、上述の各成分を配合し、高分子分散剤によって有機溶媒中に顔料を分散させることで調製することができる。なお、顔料原体を顔料化する際に高分子分散剤を添加して、又は顔料を微細化(微粒子化)する際に高分子分散剤を添加して、樹脂処理顔料を調製してもよい。顔料分散液中の顔料の含有量は、分散液全体を基準として、0.1〜70質量%であることが好ましく、0.5〜30質量%であることがさらに好ましく、5〜20質量%であることが特に好ましい。顔料の含有量が0.5質量%未満であると、着色性が不十分になることがある。一方、顔料の含有量が30質量%超であると、顔料分散液の粘度が過度に高くなる場合がある。また、顔料分散液中の高分子分散剤の含有量は、顔料100質量部に対して、5〜100質量部であることが好ましく、10〜200質量部であることがさらに好ましい。 The pigment dispersion liquid can be prepared, for example, by blending each of the above-mentioned components and dispersing the pigment in an organic solvent with a polymer dispersant. A resin-treated pigment may be prepared by adding a polymer dispersant when the pigment base is pigmented, or by adding a polymer dispersant when the pigment is made finer (micronized). .. The content of the pigment in the pigment dispersion is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and 5 to 20% by mass, based on the entire dispersion. Is particularly preferable. If the content of the pigment is less than 0.5% by mass, the coloring property may be insufficient. On the other hand, if the content of the pigment is more than 30% by mass, the viscosity of the pigment dispersion liquid may become excessively high. The content of the polymer dispersant in the pigment dispersion is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment.

高分子分散剤、顔料、及び有機溶媒を混合し、必要に応じて各種の添加剤等をさらに混合した後、顔料が所望とする粒子径の微粒子となるまで分散機等を使用して分散処理することで、顔料分散液を得ることができる。また、高分子分散剤、顔料、及び有機溶媒を混合し、必要に応じて予備混合した後、さらに分散機等を使用して分散処理することでも、顔料分散液を得ることができる。分散機としては、従来公知の各種分散機を使用することができる。分散機としては、ニーダー、アトライター、ボールミル、ガラスやジルコン等を使用したサンドミル、横型メディア分散機、コロイドミル等を挙げることができる。得られる顔料分散液の信頼性を高めるために、分散処理後に、遠心分離機、超遠心分離機、又はろ過機を使用してさらに処理して、僅かに存在する粗大粒子を除去することが好ましい。 A polymer dispersant, a pigment, and an organic solvent are mixed, and if necessary, various additives and the like are further mixed, and then dispersion treatment is performed using a disperser or the like until the pigment has fine particles having a desired particle size. By doing so, a pigment dispersion can be obtained. A pigment dispersion can also be obtained by mixing a polymer dispersant, a pigment, and an organic solvent, premixing them if necessary, and then performing a dispersion treatment using a disperser or the like. As the disperser, various conventionally known dispersers can be used. Examples of the disperser include a kneader, an attritor, a ball mill, a sand mill using glass, zircon, etc., a horizontal media disperser, a colloid mill, and the like. In order to increase the reliability of the obtained pigment dispersion, it is preferable to perform further treatment using a centrifuge, an ultracentrifuge, or a filter after the dispersion treatment to remove a small amount of coarse particles present. ..

本発明の顔料分散液は、有機溶媒中に顔料を分散させた、いわゆる「油性」の分散液であることから、従来のインクや塗料等に配合される着色剤として用いることができる。さらに、油性インクジェットインク用の着色剤、紫外線硬化型インク用の着色剤、紫外線硬化型インクジェットインク用の着色剤、カラーフィルター用ディスプレイ向け部材用の着色剤、懸濁又は乳化重合法トナー用の着色剤等に用いることもできる。また、ナノカーボン物質を顔料として用いた顔料分散液は、例えば、車、楽器、意匠性ディスプレイ等の漆黒性が要求される用途の着色剤として有用である。 Since the pigment dispersion liquid of the present invention is a so-called "oil-based" dispersion liquid in which a pigment is dispersed in an organic solvent, it can be used as a colorant to be blended in conventional inks, paints, and the like. Furthermore, colorants for oil-based inkjet inks, colorants for UV-curable inks, colorants for UV-curable inkjet inks, colorants for display members for color filters, colorants for suspension or emulsion polymerization toners. It can also be used as an agent or the like. Further, a pigment dispersion liquid using a nanocarbon substance as a pigment is useful as a colorant for applications requiring jet blackness, such as cars, musical instruments, and design displays.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「%」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist thereof is not exceeded. Unless otherwise specified, those described as "parts" and "%" regarding the amount of components are based on mass.

<第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(高分子分散剤)の合成>
(合成例1)
撹拌機、逆流コンデンサー、温度計、及び窒素導入管をセパラブルフラスコに取り付けた反応装置を用意した。この反応装置に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(BDG)438部、ヨウ素4.1部、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(商品名「V−65」、富士フィルム和光純薬社製)(V−65)11.9部、ジフェニルメタン(DPM)0.7部、メタクリル酸メチル(MMA)80部、メタクリル酸ブチル(BMA)80部、及びメタクリル酸2−エチルへキシル(EHMA)80部を入れ、窒素をバブリングしながら撹拌し、60℃に加温して4.5時間重合し、ポリマー(A鎖)を合成した。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分は36.8%であり、それに基づいて算出した重合率は約100%であった。テトラヒドロフラン(THF)を展開溶媒とするGPCにより測定した、A鎖のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は4,500、分散度(PDI)は1.22であった。Mnは、GPCの示差屈折率検出器により測定した。
<Synthesis of quaternary ammonium base-containing polymer (polymer dispersant)>
(Synthesis Example 1)
A stirrer, a backflow condenser, a thermometer, and a reaction device in which a nitrogen introduction tube was attached to a separable flask were prepared. In this reactor, 438 parts of diethylene glycol monobutyl ether (BDG), 4.1 parts of iodine, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (trade name "V-65", manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) (V-65) 11.9 parts, diphenylmethane (DPM) 0.7 parts, methyl methacrylate (MMA) 80 parts, butyl methacrylate (BMA) 80 parts, and 2-ethylhexyl methacrylate (EHMA) 80. Part was added, nitrogen was stirred while bubbling, and the mixture was heated to 60 ° C. and polymerized for 4.5 hours to synthesize a polymer (A chain). The solid content measured by sampling a part of the reaction solution was 36.8%, and the polymerization rate calculated based on this was about 100%. The polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of the A chain was 4,500 and the dispersity (PDI) was 1.22 as measured by GPC using tetrahydrofuran (THF) as a developing solvent. Mn was measured by a differential refractive index detector of GPC.

次いで、V−65 5.4部、メタクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル(DMAEMA)180部を添加し、60℃に加温して4時間重合した。これによりポリマー(B鎖)を形成し、ブロックコポリマーであるポリマーBP−1を含有するポリマー溶液を得た。反応溶液の一部をサンプリングして測定した固形分は49.9%であり、それに基づいて算出した重合率は約100%であった。ポリマーBP−1のMnは7,700、PDIは1.26、アミン価(実測)は153.2mgKOH/gであった。ポリマーのアミン価(実測)は、試料をトルエン及び2−プロパノールで希釈した後、0.1mol/L 塩酸2−プロパノール溶液を滴定溶液とし、電位差自動滴定装置を使用して測定した。 Then, 5.4 parts of V-65 and 180 parts of 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate (DMAEMA) were added, and the mixture was heated to 60 ° C. and polymerized for 4 hours. As a result, a polymer (B chain) was formed, and a polymer solution containing polymer BP-1, which is a block copolymer, was obtained. The solid content measured by sampling a part of the reaction solution was 49.9%, and the polymerization rate calculated based on this was about 100%. The Mn of the polymer BP-1 was 7,700, the PDI was 1.26, and the amine value (actual measurement) was 153.2 mgKOH / g. The amine value (actual measurement) of the polymer was measured using a potential difference automatic titrator using a 0.1 mol / L 2-propanol solution of hydrochloric acid as a titration solution after diluting the sample with toluene and 2-propanol.

ポリマーBP−1を室温まで冷却した後、塩化ベンジル(BzCl)144.9部及びBDG144.9部の混合溶液を30分間かけて滴下した。80℃に昇温して5時間反応させ、DMAEMAに由来するアミノ基を第4級アンモニウム塩化して、固形分49.8%であるポリマーPP−1(プレポリマー)の溶液を得た。ポリマーPP−1のアミン価(実測)は約0mgKOH/gであり、ポリマーBP−1中のすべてのアミノ基が第4級アンモニウム塩基となったことを確認した。ポリマーPP−1中の第4級アンモニウムカチオンの対アニオンは、塩化物イオン(Cl)である。 After cooling the polymer BP-1 to room temperature, a mixed solution of 144.9 parts of benzyl chloride (BzCl) and 144.9 parts of BDG was added dropwise over 30 minutes. The temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was carried out for 5 hours, and the amino group derived from DMAEMA was quaternary ammonium chloride to obtain a solution of polymer PP-1 (prepolymer) having a solid content of 49.8%. The amine value (actual measurement) of the polymer PP-1 was about 0 mgKOH / g, and it was confirmed that all the amino groups in the polymer BP-1 became quaternary ammonium bases. The counter anion of the quaternary ammonium cation in the polymer PP-1 is chloride ion (Cl ).

撹拌機を取り付けたバットにポリマーPP−1 276.4部及び水2487.6部を入れて撹拌し、透明な溶液を得た。ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(TFSILi)82.2部及び水739.8部の混合液を滴下したところ、系が白濁して析出物が生成した。塩交換によって生じた、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン(TFSI)を対イオンとする第4級アンモニウム塩の疎水性が高いため、析出物が生成したと推測される。析出物を吸引ろ過した後、水で洗浄及び乾燥して、白色固体である第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーSIB−1)を得た。ポリマーSIB−1のアミン価は0mgKOH/gであるので、B鎖のアミン価も0mgKOH/gである。 276.4 parts of polymer PP-1 and 2487.6 parts of water were placed in a vat equipped with a stirrer and stirred to obtain a transparent solution. When a mixed solution of 82.2 parts of bis (trifluoromethanesulfonyl) imidelithium (TFSILi) and 739.8 parts of water was added dropwise, the system became cloudy and a precipitate was formed. It is presumed that a precipitate was formed due to the high hydrophobicity of the quaternary ammonium salt having a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion (TFSI) as a counterion produced by salt exchange. The precipitate was suction-filtered, washed with water, and dried to obtain a quaternary ammonium base-containing polymer (polymer SIB-1) as a white solid. Since the amine value of the polymer SIB-1 is 0 mgKOH / g, the amine value of the B chain is also 0 mgKOH / g.

(合成例2及び3)
表1に示す種類及び量(単位:部)のモノマー等の原料を用いたこと以外は、前述の合成例1と同様にして、第4級アンモニウム塩基含有ポリマーであるポリマーSIB−2及びSIB−3を得た。表1中の略号の意味は以下に示す通りである。
・BzMA:ベンジルメタクリレート
・PME200:ポリ(n≒4)エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート
・DMQ:DMAEMAにBzClを反応させて生成した第4級アンモニウム塩
・DMTFSI:DMQの塩化物イオンがTFSIに交換された第4級アンモニウム塩
(Synthesis Examples 2 and 3)
Polymers SIB-2 and SIB-, which are quaternary ammonium base-containing polymers, are the same as in Synthesis Example 1 described above, except that raw materials such as monomers of the type and amount (unit: part) shown in Table 1 are used. I got 3. The meanings of the abbreviations in Table 1 are as shown below.
-BzMA: benzyl methacrylate-PME200: poly (n≈4) ethylene glycol monomethyl ether methacrylate-DMQ: quaternary ammonium salt produced by reacting DMAEMA with BzCl-DMTFSI: Chloride ion of DMQ was exchanged for TFSI. Quaternary ammonium salt

合成例3で得たポリマーSIB−3のB鎖のアミン価(計算)は、DMAEMAの分子量を157.1、KOHの分子量を56.1とし、以下の要領で算出した。すなわち、B鎖はDMAEMA及びDMTFSIで構成されるため、B鎖のDMAEMA含有量は「23.9/(23.9+40.1)×100=0.3734」であり、B鎖のアミン価(計算)は、「(0.3734/157.1)×56.1=133.3mgKOH/g」となる。 The amine value (calculation) of the B chain of the polymer SIB-3 obtained in Synthesis Example 3 was calculated as follows, with the molecular weight of DMAEMA being 157.1 and the molecular weight of KOH being 56.1. That is, since the B chain is composed of DMAEMA and DMTFSI, the DMAEMA content of the B chain is "23.9 / (23.9 + 40.1) x 100 = 0.3734", and the amine value of the B chain (calculation). ) Is "(0.3734 / 157.1) x 56.1 = 133.3 mgKOH / g".

Figure 2021075660
Figure 2021075660

(合成例4)
撹拌機を取り付けたバットにポリマーPP−3 225部及び水2137.5部を入れて撹拌し、透明な溶液(樹脂:約5%)を得た。ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドリチウム(NFSILi)74.7部及び水672.3部の混合液を滴下したところ、系が白濁して析出物が生成した。塩交換によって生じた、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドアニオン(NFSI)を対イオンとする第4級アンモニウム塩の疎水性が高いため、析出物が生成したと推測される。析出物を吸引ろ過した後、水で洗浄及び乾燥して、白色固体である第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーSIB−4)を得た。
(Synthesis Example 4)
225 parts of polymer PP-3 and 2137.5 parts of water were put into a vat equipped with a stirrer and stirred to obtain a transparent solution (resin: about 5%). When a mixed solution of 74.7 parts of bis (nonafluorobutanesulfonyl) imidelithium (NFSILi) and 672.3 parts of water was added dropwise, the system became cloudy and a precipitate was formed. It is presumed that a precipitate was formed due to the high hydrophobicity of the quaternary ammonium salt having a bis (nonaflatebutanesulfonyl) imide anion (NFSI) as a counterion produced by salt exchange. The precipitate was suction-filtered, washed with water, and dried to obtain a quaternary ammonium base-containing polymer (polymer SIB-4) as a white solid.

(合成例5)
表2に示す種類及び量(単位:部)の原料等を用いたこと以外は、前述の合成例4と同様にして、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン(FSI)を対イオンとする第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーSIB−5)を得た。表2中の略号の意味は以下に示す通りである。
・FSILi:ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウム
・DMNFSI:DMQの塩化物イオンがNFSIに交換された第4級アンモニウム塩
・DMFSI:DMQの塩化物イオンがFSIに交換された第4級アンモニウム塩
(Synthesis Example 5)
A quaternary salt having a bis (fluorosulfonyl) imide anion (FSI) as a counterion is used in the same manner as in Synthesis Example 4 described above, except that the raw materials of the type and amount (unit: part) shown in Table 2 are used. An ammonium base-containing polymer (polymer SIB-5) was obtained. The meanings of the abbreviations in Table 2 are as shown below.
・ FSILi: Bis (fluorosulfonyl) imide lithium ・ DMNFSI: Quaternary ammonium salt in which chloride ion of DMQ is exchanged for NFSI ・ DMFSI: Quaternary ammonium salt in which chloride ion of DMQ is exchanged for FSI

Figure 2021075660
Figure 2021075660

(比較合成例1及び2)
表3に示す種類及び量(単位:部)の原料等を用いたこと以外は、前述の合成例4と同様にして、テトラフルオロホウ酸アニオン(BF )及びヘキサフルオロリン酸アニオン(PF )をそれぞれ対イオンとする第4級アンモニウム塩基含有ポリマー(ポリマーHB−1及びHB−2)を得た。表3中の略号の意味は以下に示す通りである。
・NaBF:テトラフルオロホウ酸ナトリウム
・NaPF:ヘキサフルオロリン酸ナトリウム
・DMBF:DMQの塩化物イオンがテトラフルオロホウ酸に交換された第4級アンモニウム塩
・DMPF:DMQの塩化物イオンがヘキサフルオロリン酸に交換された第4級アンモニウム塩
(Comparative Synthesis Examples 1 and 2)
Type shown in Tables 3 and amount: except for using raw materials (unit portion), in the same manner as in Synthesis Example 4 above, tetrafluoroborate anion (BF 4 -) and hexafluorophosphate anion (PF 6 -) to obtain a quaternary ammonium salt group-containing polymer as a counter ion, respectively (polymer HB-1 and HB-2). The meanings of the abbreviations in Table 3 are as shown below.
· NaBF 4: sodium tetrafluoroborate · NaPF 6: hexafluorophosphate Sodium · DMBF 4: quaternary ammonium salt · DMPF 6 of chloride ions DMQ is replaced with tetrafluoroborate: DMQ of chloride ions Quaternary ammonium salt in which is replaced with hexafluorophosphate

Figure 2021075660
Figure 2021075660

合成例1〜5、比較合成例1及び2で得た第4級アンモニウム塩基含有ポリマーの物性及び各種溶剤・アクリルモノマーに対する溶解性を表4に示す。表4中の略号の意味は以下に示す通りである。
・MEK:メチルエチルケトン
・THF:テトラヒドロフラン
・PGMAc:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・PEA:フェニルエチルアクリレート
・BzA:ベンジルアクリレート
Table 4 shows the physical characteristics of the quaternary ammonium base-containing polymer obtained in Synthesis Examples 1 to 5 and Comparative Synthesis Examples 1 and 2 and the solubility in various solvents and acrylic monomers. The meanings of the abbreviations in Table 4 are as shown below.
-MEK: Methyl ethyl ketone-THF: tetrahydrofuran-PGMAc: Propylene glycol monomethyl ether acetate-PEA: Phenyl ethyl acrylate-BzA: Benzyl acrylate

また、表4中の「溶解性」の評価基準は以下に示す通りである。
○:可溶(透明溶液)
△:半透明溶液
×:不溶(沈殿)
The evaluation criteria for "solubility" in Table 4 are as shown below.
◯: Soluble (transparent solution)
Δ: Translucent solution ×: Insoluble (precipitated)

Figure 2021075660
Figure 2021075660

表4に示すように、第4級アンモニウムカチオンの対アニオンがBF やPF であるポリマーHB−1及びHB−2は、各種の有機溶媒等に溶解しにくい。このため、ポリマーHB−1及びHB−2を用いても、これらの有機溶媒中で顔料やナノカーボン類を分散させるのは実質的に不可能であることが分かる。 As shown in Table 4, the counter anion of the quaternary ammonium cation is BF 4 - or PF 6 - Polymer HB-1 and HB-2 is is difficult to dissolve in various organic solvents such. Therefore, it can be seen that even if the polymers HB-1 and HB-2 are used, it is practically impossible to disperse the pigments and nanocarbons in these organic solvents.

<顔料分散液の調製(1)>
(実施例1〜3)
(a)顔料の微細化処理
カラーフィルター用の顔料として、PR254、PG58、及びPB15−6を用意した。加圧蓋を装着したニーダー(モリヤマ社製加圧ニーダー)に、顔料100部、塩化ナトリウム400部、及びジエチレングリコール130部を入れた。ニーダー内に均一に湿潤された塊ができるまで予備混合した後、加圧蓋を閉じて、圧力6kg/cmで内容物を押さえ込みながら7時間混練及び摩砕処理して摩砕物を得た。得られた摩砕物を2%硫酸3,000部に投入し、1時間撹拌した。ろ過して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除去した後、十分水洗し、次いで、乾燥及び粉砕して各顔料粉末を得た。透過型電子顕微鏡(TEM)で観察して測定及び算出した顔料粉末の数平均粒子径は、いずれも約30nmであった。
<Preparation of pigment dispersion (1)>
(Examples 1 to 3)
(A) Pigment miniaturization treatment PR254, PG58, and PB15-6 were prepared as pigments for color filters. 100 parts of pigment, 400 parts of sodium chloride, and 130 parts of diethylene glycol were placed in a kneader equipped with a pressure lid (a pressure kneader manufactured by Moriyama Co., Ltd.). After premixing until a uniformly moistened mass was formed in the kneader, the pressure lid was closed, and the contents were kneaded and ground for 7 hours while pressing the contents at a pressure of 6 kg / cm 2 to obtain a ground product. The obtained pyroclastic material was put into 3,000 parts of 2% sulfuric acid and stirred for 1 hour. After removing sodium chloride and diethylene glycol by filtration, the mixture was thoroughly washed with water, and then dried and pulverized to obtain each pigment powder. The number average particle size of the pigment powder measured and calculated by observing with a transmission electron microscope (TEM) was about 30 nm.

(b)高分子分散剤溶液の調製
ポリマーSIB−1〜3をそれぞれ50部及びPGMAc116.7部をビーカーに入れた。さらに撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを使用してポリマーが完全に溶解するまで撹拌して、高分子分散剤溶液SIB−1S、SIB−2S、及びSIB−3Sを得た。得られた高分子分散剤溶液の固形分は、それぞれ、30.0%(SIB−1S)、29.9%(SIB−2S)、及び29.9%(SIB−3S)であった。
(B) Preparation of Polymer Dispersant Solution 50 parts of polymers SIB-13 and 116.7 parts of PGMAc were placed in a beaker, respectively. Further, a stirrer was added, and the mixture was stirred using a magnetic stirrer until the polymer was completely dissolved to obtain polymer dispersant solutions SIB-1S, SIB-2S, and SIB-3S. The solid content of the obtained polymer dispersant solution was 30.0% (SIB-1S), 29.9% (SIB-2S), and 29.9% (SIB-3S), respectively.

(c)顔料分散液の調製
表5の上段に示す種類及び量(単位:部)の各成分を混合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、顔料分散液を調製した。表5中、「シナジスト1」は下記式(I)で表される化合物(色素誘導体)であり、「シナジスト2」は下記式(II)で表される化合物であり、「シナジスト3」は下記式(III)で表される化合物である。表5中の「アクリル樹脂」としては、モノマー組成がBzMA/MAA=80/20(質量比)、Mn5,500、PDI2.02のポリマーを用いた。なお、ポリマーのMnは、固形分30%のPGMAc溶液を用いて測定した。
(C) Preparation of Pigment Dispersion Solution Each component of the type and amount (unit: part) shown in the upper part of Table 5 was mixed and stirred using a dissolver for 2 hours. After confirming that the pigment lumps had disappeared, dispersion treatment was performed using a horizontal media disperser to prepare a pigment dispersion liquid. In Table 5, "Synagisto 1" is a compound (dye derivative) represented by the following formula (I), "Synagisto 2" is a compound represented by the following formula (II), and "Synagisto 3" is the following. It is a compound represented by the formula (III). As the "acrylic resin" in Table 5, a polymer having a monomer composition of BzMA / MAA = 80/20 (mass ratio), Mn5,500, and PDI2.02 was used. The Mn of the polymer was measured using a PGMAc solution having a solid content of 30%.

Figure 2021075660
Figure 2021075660

(d)顔料分散液の評価
顔料分散液中の顔料の数平均粒子径(nm)、顔料分散液の初期の粘度(mPa・s)、及び45℃で3日間保存した後の顔料分散液の粘度(保存後の粘度;mPa・s)の測定結果を表5の下段に示す。顔料の数平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径分布測定装置を使用して測定した。顔料分散液の粘度は、E型粘度計を使用し、60rpm、25℃の条件で測定した。
(D) Evaluation of pigment dispersion liquid The number average particle size (nm) of the pigment in the pigment dispersion liquid, the initial viscosity (mPa · s) of the pigment dispersion liquid, and the pigment dispersion liquid after storage at 45 ° C. for 3 days. The measurement results of viscosity (viscosity after storage; mPa · s) are shown in the lower part of Table 5. The number average particle size of the pigment was measured using a dynamic light scattering type particle size distribution measuring device. The viscosity of the pigment dispersion was measured using an E-type viscometer under the conditions of 60 rpm and 25 ° C.

Figure 2021075660
Figure 2021075660

<カラーフィルター用レジストへの応用>
(応用例1〜3)
(a)カラーフィルター用レジストインクの調製
表6に示す種類及び量(単位:部)の各成分を配合し、混合機を使用して十分に混合して、各色のカラーフィルター用レジストインクを得た。表6中の「感光性アクリル樹脂ワニス」は、BzMA/MAA共重合物にメタクリル酸グリシジルを反応させて得られたアクリル樹脂(Mn6,100、PT14,400、PDI2.39、酸価111mgKOH/g)を含有するワニスである。表6中の略号の意味は以下に示す通りである。
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート
・HEMPA:2−ヒドロキシエチル2−メチルプロピオン酸
・DEAP:2,2−ジエトキシアセトフェノン
<Application to resists for color filters>
(Application Examples 1 to 3)
(A) Preparation of resist ink for color filter The components of the type and amount (unit: part) shown in Table 6 are mixed and sufficiently mixed using a mixer to obtain a resist ink for color filter of each color. It was. The "photosensitive acrylic resin varnish" in Table 6 is an acrylic resin (Mn6, 100, PT14, 400, PDI 2.39, acid value 111 mgKOH / g) obtained by reacting a BzMA / MAA copolymer with glycidyl methacrylate. ) Is contained in the varnish. The meanings of the abbreviations in Table 6 are as shown below.
-TMPTA: Trimethylolpropane triacrylate-HEMPA: 2-Hydroxyethyl 2-methylpropionic acid-DEAP: 2,2-diethoxyacetophenone

Figure 2021075660
Figure 2021075660

(b)カラーフィルター用レジストインクの評価
シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。各色のレジストインクを300rpm、5秒間の条件でガラス基板上にスピンコートした。80℃で10分間プリベークした後、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cmの光量で露光し、各色のガラス基板(赤色ガラス基板−1、緑色ガラス基板−1、及び青色ガラス基板−1)を製造した。
(B) Evaluation of Resist Ink for Color Filter A glass substrate treated with a silane coupling agent was set in a spin coater. The resist inks of each color were spin-coated on the glass substrate under the conditions of 300 rpm and 5 seconds. After prebaking at 80 ° C. for 10 minutes, the glass substrate of each color (red glass substrate-1, green glass substrate-1, and blue glass substrate-1) is exposed to light at 100 mJ / cm 2 using an ultra-high pressure mercury lamp. Manufactured.

得られた各色のガラス基板は、いずれも優れた分光カーブ特性を有するとともに、耐光性や耐熱性等の堅牢性に優れていた。また、いずれのガラス基板も、光透過性やコントラスト比等の光学特性に優れていた。 The obtained glass substrates of each color had excellent spectral curve characteristics and were also excellent in robustness such as light resistance and heat resistance. In addition, all the glass substrates were excellent in optical characteristics such as light transmission and contrast ratio.

<顔料分散液の調製(2)>
(実施例4〜8)
(a)高分子分散剤溶液の調製
ポリマーSIB−4及びSIB−5をそれぞれ50部、並びにPEA116.7部をビーカーに入れた。さらに撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを使用してポリマーが完全に溶解するまで撹拌して、高分子分散剤溶液SIB−4S及びSIB−5Sを得た。得られた高分子分散剤溶液の固形分は、それぞれ、29.9%(SIB−4S)及び30.0%(SIB−5S)であった。
<Preparation of pigment dispersion (2)>
(Examples 4 to 8)
(A) Preparation of polymer dispersant solution 50 parts each of polymers SIB-4 and SIB-5 and 116.7 parts of PEA were placed in a beaker. Further, a stirrer was added, and the mixture was stirred using a magnetic stirrer until the polymer was completely dissolved to obtain polymer dispersant solutions SIB-4S and SIB-5S. The solid content of the obtained polymer dispersant solution was 29.9% (SIB-4S) and 30.0% (SIB-5S), respectively.

(b)顔料分散液の調製
表7の上段に示す種類及び量(単位:部)の各成分を混合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、顔料分散液を調製した。表7中、「シナジスト4」は下記式(IV)で表される化合物(色素誘導体)である。表7中、「PY−150」としては、商品名「レバスクリンエロー」(ランクセス社製)を用いた。また、「PR−122」及び「PB−15:4」としては、大日精化工業社製の顔料を用いた。さらに、「カーボンブラック」としては、商品名「MB−1000」(三菱化学社製)を用い、「酸化チタン」としては、商品名「JR−405」(テイカ社製)を用いた。
(B) Preparation of Pigment Dispersion Solution Each component of the type and amount (unit: part) shown in the upper part of Table 7 was mixed and stirred using a dissolver for 2 hours. After confirming that the pigment lumps had disappeared, dispersion treatment was performed using a horizontal media disperser to prepare a pigment dispersion liquid. In Table 7, "Synagisto 4" is a compound (dye derivative) represented by the following formula (IV). In Table 7, the trade name “Levasclin Yellow” (manufactured by LANXESS) was used as “PY-150”. Further, as "PR-122" and "PB-15: 4", pigments manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd. were used. Further, the product name "MB-1000" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used as "carbon black", and the product name "JR-405" (manufactured by TAYCA Corporation) was used as "titanium oxide".

Figure 2021075660
Figure 2021075660

(c)顔料分散液の評価
初期の顔料分散液中の顔料の数平均粒子径(nm)、70℃で1週間保存した後の顔料分散液中の顔料の数平均粒子径(nm)、顔料分散液の初期の粘度(mPa・s)、及び70℃で1週間保存した後の顔料分散液の粘度(mPa・s)の測定結果を表7の下段に示す。
(C) Evaluation of Pigment Dispersion Liquid Number average particle size (nm) of pigment in initial pigment dispersion liquid, number average particle size (nm) of pigment in pigment dispersion liquid after storage at 70 ° C. for 1 week, pigment The measurement results of the initial viscosity (mPa · s) of the dispersion and the viscosity (mPa · s) of the pigment dispersion after storage at 70 ° C. for 1 week are shown in the lower part of Table 7.

Figure 2021075660
Figure 2021075660

表7に示すように、実施例4〜8の各色の顔料分散液は、顔料が高度に分散されているとともに、保存安定性も高いことから、紫外線硬化型インク用の着色剤として好適である。なかでも、顔料がほとんど凝集せずに微粒子の状態で安定して長期間分散していることから、吐出安定性や高速印字性が要求される紫外線硬化型インクジェットインク用の着色剤として特に好適である。 As shown in Table 7, the pigment dispersions of the respective colors of Examples 4 to 8 are suitable as colorants for ultraviolet curable inks because the pigments are highly dispersed and the storage stability is high. .. Among them, since the pigment is stably dispersed in the state of fine particles for a long period of time with almost no aggregation, it is particularly suitable as a colorant for ultraviolet curable inkjet inks that require ejection stability and high-speed printability. is there.

<顔料分散液の調製(3)>
(実施例9〜11)
(a)高分子分散剤溶液の調製
ポリマーSIB−2〜4をそれぞれ50部及び3−メトキシ−3−メチル−1−ブチルアセテート(商品名「ソルフィットAC」、クラレ社製)116.7部をビーカーに入れた。さらに撹拌子を入れ、マグネチックスターラーを使用してポリマーが完全に溶解するまで撹拌して、高分子分散剤溶液SIB−2A、SIB−3A、及びSIB−4Aを得た。得られた高分子分散剤溶液の固形分は、それぞれ、29.8%(SIB−2A)、29.8%(SIB−3A)、及び30.1%(SIB−4A)であった。
<Preparation of pigment dispersion (3)>
(Examples 9 to 11)
(A) Preparation of polymer dispersant solution 50 parts of polymer SIB-2 to 4 and 116.7 parts of 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate (trade name "Solfit AC", manufactured by Kuraray Co., Ltd.) Was put in a beaker. Further, a stirrer was added, and the mixture was stirred using a magnetic stirrer until the polymer was completely dissolved to obtain polymer dispersant solutions SIB-2A, SIB-3A, and SIB-4A. The solid content of the obtained polymer dispersant solution was 29.8% (SIB-2A), 29.8% (SIB-3A), and 30.1% (SIB-4A), respectively.

(b)顔料分散液(ナノカーボン分散液)の調製
表8の上段に示す種類及び量(単位:部)の各成分を混合し、ディゾルバーを用いて2時間撹拌した。ナノカーボンの塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機を使用して分散処理し、ナノカーボン分散液を調製した。表8中、「グラフェン」としては、商品名「N006−P」(石原ケミカル社製)を用いた。また、「グラファイト」としては、商品名「xGnP−M−5」(XGサイエンス社製)を用いた。さらに、「CNT」としては、商品名「AMC」(宇部興産社製)を用いた。
(B) Preparation of Pigment Dispersion Liquid (Nanocarbon Dispersion Liquid) Each component of the type and amount (unit: part) shown in the upper part of Table 8 was mixed and stirred using a dissolver for 2 hours. After confirming that the nanocarbon lumps had disappeared, dispersion treatment was performed using a horizontal media disperser to prepare a nanocarbon dispersion liquid. In Table 8, the trade name “N006-P” (manufactured by Ishihara Chemical Co., Ltd.) was used as “graphene”. Further, as "graphite", the trade name "xGnP-M-5" (manufactured by XG Science Co., Ltd.) was used. Further, as "CNT", the trade name "AMC" (manufactured by Ube Industries, Ltd.) was used.

(c)顔料分散液(ナノカーボン分散液)の評価
顔料分散液の初期の粘度(mPa・s)、及び70℃で1週間保存した後の顔料分散液の粘度(mPa・s)の測定結果を表8の下段に示す。
(C) Evaluation of pigment dispersion liquid (nanocarbon dispersion liquid) Measurement results of the initial viscosity (mPa · s) of the pigment dispersion liquid and the viscosity (mPa · s) of the pigment dispersion liquid after storage at 70 ° C. for 1 week. Is shown in the lower part of Table 8.

Figure 2021075660
Figure 2021075660

本発明の顔料分散液は、カラーフィルターなどの画像表示材料用の着色剤や、インクジェットインク等の画像記録材料用の着色剤として好適である。 The pigment dispersion liquid of the present invention is suitable as a colorant for an image display material such as a color filter and a colorant for an image recording material such as an inkjet ink.

Claims (6)

顔料、有機溶媒、及び高分子分散剤を含有し、
前記高分子分散剤が、下記(1)〜(4)の要件を満たすポリマーである顔料分散液。
(1)メタクリレート系モノマー単位を90質量%以上含む、ポリマー鎖A及びポリマー鎖Bを有するA−Bブロックコポリマーである。
(2)前記ポリマー鎖Aが、アミン価が0.5mgKOH/g以下、ゲルパーミエーションクロマトグラフにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜15,000のポリマーブロックである。
(3)前記ポリマー鎖Bが、下記一般式(1)で表される官能基を有するメタクリレート系モノマー単位(b)を含む、アミン価が0〜150mgKOH/gのポリマーブロックである。
(4)前記メタクリレート系モノマー単位(b)の含有量が、ポリマー全体を基準として、30〜80質量%である。
Figure 2021075660
(前記一般式(1)中、R、R、及びRは、相互に独立に、炭素数1〜18のアルキル基、アルケニル基、又はアリルメチル基を示し、X及びXは、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜8のフッ化アルキル基を示す)
Contains pigments, organic solvents, and polymer dispersants,
A pigment dispersion liquid in which the polymer dispersant is a polymer that satisfies the following requirements (1) to (4).
(1) An AB block copolymer having a polymer chain A and a polymer chain B containing 90% by mass or more of a methacrylate-based monomer unit.
(2) The polymer chain A is a polymer block having an amine value of 0.5 mgKOH / g or less and a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3,000 to 15,000 as measured by a gel permeation chromatograph.
(3) The polymer chain B is a polymer block having an amine value of 0 to 150 mgKOH / g, which contains a methacrylate-based monomer unit (b) having a functional group represented by the following general formula (1).
(4) The content of the methacrylate-based monomer unit (b) is 30 to 80% by mass based on the entire polymer.
Figure 2021075660
(In the general formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 independently represent an alkyl group, an alkenyl group, or an allylmethyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X 1 and X 2 are Independently of each other, they indicate a fluorine atom or an alkyl fluoride group having 1 to 8 carbon atoms).
前記有機溶媒が、その比誘電率が20以下の非プロトン性溶媒である請求項1に記載の顔料分散液。 The pigment dispersion liquid according to claim 1, wherein the organic solvent is an aprotic solvent having a relative permittivity of 20 or less. 前記顔料が、その表面にカルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基の少なくともいずれかの酸性基を有する顔料である請求項1又は2に記載の顔料分散液。 The pigment dispersion according to claim 1 or 2, wherein the pigment is a pigment having at least one acidic group of a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group on its surface. 前記顔料が、ナノカーボン物質である請求項1〜3のいずれか一項に記載の顔料分散液。 The pigment dispersion liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the pigment is a nanocarbon substance. 前記ナノカーボン物質が、カーボンナノチューブ類及びナノグラフェン類の少なくともいずれかである請求項4に記載の顔料分散液。 The pigment dispersion liquid according to claim 4, wherein the nanocarbon substance is at least one of carbon nanotubes and nanographenes. 前記顔料100質量部に対する、前記高分子分散剤の含有量が、10〜200質量部であり、
前記顔料の含有量が、分散液全体を基準として、0.5〜30質量%である請求項1〜5のいずれか一項に記載の顔料分散液。
The content of the polymer dispersant with respect to 100 parts by mass of the pigment is 10 to 200 parts by mass.
The pigment dispersion liquid according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the pigment is 0.5 to 30% by mass based on the entire dispersion liquid.
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