JP7235474B2 - Coloring composition and color filter - Google Patents
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Description
本発明は、ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料および分散剤としてのブロック共重合体を含有する着色組成物、および、カラーフィルタに関する。 The present invention relates to a coloring composition containing a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment and a block copolymer as a dispersant, and a color filter.
従来、液晶ディスプレー等に用いられるカラーフィルタの製造において、基材への着色材の付与方法としては、染色法、印刷法、インクジェット法、電着法、顔料分散法等が知られている。これらの中でも、分光特性、耐久性、パターン形状および精度の観点から、顔料分散法が主流となっている。この顔料分散法においては、顔料、分散剤、分散媒体(溶媒)、バインダー樹脂等を混合した着色組成物からなる塗布膜を基板上に形成し、所望のパターン形状のフォトマスクを介して放射線を照射して硬化し、アルカリ現像、ポストベークが行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, dyeing, printing, inkjet, electrodeposition, pigment dispersion, and the like are known as methods of applying colorants to substrates in the production of color filters used in liquid crystal displays and the like. Among these, the pigment dispersion method is the mainstream from the viewpoint of spectral characteristics, durability, pattern shape and accuracy. In this pigment dispersion method, a coating film made of a coloring composition mixed with a pigment, a dispersant, a dispersion medium (solvent), a binder resin, etc. is formed on a substrate, and radiation is applied through a photomask having a desired pattern. It is cured by irradiation, followed by alkali development and post-baking.
カラーフィルタに対しては、高透過率および高コントラストを得るために、高度に微粒子された顔料を分散することが求められている。このような分散剤として特許文献1および特許文献2には、アミン価が80mgKOH/g以上150mgKOH/g以下であり、かつアミノ基を有さないAブロックと、側鎖にアミノ基を有するBブロックからなるブロック共重合体が記載されている(特許文献1(段落0023-0039)参照)、特許文献2(段落0046-0067)参照)。 Color filters are required to disperse highly finely divided pigments in order to obtain high transmittance and high contrast. As such a dispersant, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose an A block having an amine value of 80 mgKOH/g or more and 150 mgKOH/g or less and having no amino group, and a B block having an amino group in a side chain. (See Patent Document 1 (paragraphs 0023-0039)) and Patent Document 2 (see paragraphs 0046-0067)).
また、カラーフィルタの良好な色再現性および高コントラストを得るために着色組成物中の顔料の高濃度化が検討されている。顔料を高濃度化する場合、相対的に分散剤の割合が減少するため、分散剤には高い分散性が求められる(例えば、特許文献3(段落0004)参照)。 Also, in order to obtain good color reproducibility and high contrast of color filters, increasing the concentration of pigments in coloring compositions is being studied. When the concentration of the pigment is increased, the proportion of the dispersant is relatively decreased, so the dispersant is required to have high dispersibility (see, for example, Patent Document 3 (paragraph 0004)).
さらに、アルカリ現像では、アルカリ可溶性を有するバインダー樹脂が大きな役割を果している。しかし、顔料を高濃度化した着色組成物の場合には、現像成分であるバインダー樹脂の割合が減少し、アルカリ現像性が低下する。そのため、本来、バインダー樹脂に求められてきたアルカリ現像性が、分散剤にも求められる。ここで、特許文献1および特許文献2に記載された分散剤ではアルカリ現像性が十分でないことから、アルカリ現像性が優れている分散剤として特許文献4には、側鎖にポリラクトン鎖を有するAブロックと、側鎖に3級アミノ基を有するBブロックとからなる、A-Bブロック共重合体を分散剤として用いることが提案されている(特許文献4(段落0023~0045)参照)。 Furthermore, in alkali development, binder resins having alkali solubility play a major role. However, in the case of a colored composition with a high concentration of pigment, the ratio of the binder resin, which is a developing component, is reduced, and the alkaline developability is lowered. Therefore, the dispersant is also required to have alkali developability, which is originally required for the binder resin. Here, since the dispersants described in Patent Document 1 and Patent Document 2 do not have sufficient alkali developability, Patent Document 4 discloses A having a polylactone chain in the side chain as a dispersant having excellent alkali developability. It has been proposed to use an AB block copolymer consisting of a block and a B block having a tertiary amino group in a side chain as a dispersant (see Patent Document 4 (paragraphs 0023 to 0045)).
また、特に緑色画素の高輝度化に関して、例えば特許文献5および特許文献6に記載のような、特定の色相を有する新しいポリハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料が提案されている。これにより、従来のポリハロゲン化銅フタロシアニン顔料に対する高輝度化が実現された(特許文献5(段落0142-0147)、特許文献6(段落0144-0149)参照)。 In addition, new polyhalogenated zinc phthalocyanine pigments having specific hues have been proposed, for example, as disclosed in Patent Documents 5 and 6, particularly for increasing the brightness of green pixels. As a result, higher brightness than conventional polyhalogenated copper phthalocyanine pigments has been realized (see Patent Document 5 (paragraphs 0142-0147) and Patent Document 6 (paragraphs 0144-0149)).
近年、技術革新が加速され、ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料含有着色組成物においては、塗布後のアルカリ現像性だけでなく、着色層を備えた部材の高温加工後においても着色層の輝度が優れていることが求められている。しかし、従来の分散剤では、高温加工後の塗布膜の輝度が十分ではなかった。 In recent years, technological innovation has accelerated, and in coloring compositions containing polyhalogenated metal phthalocyanine pigments, not only is the alkali developability after coating, but also the brightness of the colored layer is excellent even after high-temperature processing of the member with the colored layer. It is required to be However, with conventional dispersants, the brightness of coating films after high-temperature processing was not sufficient.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、着色材としてポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有する着色組成物であって、高温に曝された場合でも輝度の低下を抑制できる着色層を形成できる着色組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a coloring composition containing a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment as a coloring agent, which forms a colored layer capable of suppressing a decrease in brightness even when exposed to high temperatures. An object of the present invention is to provide a coloring composition capable of
上記課題を解決することができた本発明の着色組成物は、着色材、分散剤、バインダー樹脂および分散媒体を含有し、前記着色材がポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有し、前記分散剤が(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を有するAブロックと、一般式(3)で表される構造単位および一般式(4)で表される構造単位を有するBブロックとを有するブロック共重合体を含有することを特徴とする。 The coloring composition of the present invention, which can solve the above problems, contains a coloring agent, a dispersant, a binder resin and a dispersion medium, the coloring agent contains a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment, and the dispersing agent is A block copolymer having an A block having a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer and a B block having a structural unit represented by the general formula (3) and a structural unit represented by the general formula (4) It is characterized by containing
本発明の着色組成物は、着色材としてポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有し、分散剤として特定の構造単位を有するブロック共重合体を含有する。このような特定の構造単位(式(3)で表される構造単位および式(4)で表される構造単位)を有するブロック共重合体を分散剤として用いることにより、ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有する着色層が高温に曝された場合でも、輝度の低下を抑制できる。 The coloring composition of the present invention contains a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment as a coloring agent and a block copolymer having a specific structural unit as a dispersant. By using a block copolymer having such a specific structural unit (structural unit represented by formula (3) and structural unit represented by formula (4)) as a dispersant, a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment Even when the colored layer containing is exposed to high temperature, the decrease in brightness can be suppressed.
本発明には、前記着色組成物を用いて形成された着色層を備えるカラーフィルタも含まれる。 The present invention also includes a color filter having a colored layer formed using the coloring composition.
本発明の着色組成物を用いれば、高温に曝された場合でも輝度の低下を抑制できる着色層を形成できる。 By using the coloring composition of the present invention, it is possible to form a colored layer capable of suppressing a decrease in luminance even when exposed to high temperatures.
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示である。以下の実施形態に何ら限定されない。 An example of a preferred embodiment of the present invention will be described below. However, the following embodiments are merely examples. It is not limited to the following embodiments.
<着色組成物>
本発明の着色組成物は、着色材、分散剤、バインダー樹脂および分散媒体を含有する。
<Coloring composition>
The coloring composition of the present invention contains a coloring agent, a dispersant, a binder resin and a dispersion medium.
(1.着色材)
前記着色材は、ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有する。前記ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料とは、金属フタロシアニンをハロゲン化した顔料であり、例えば、ポリクロロ銅フタロシアニン、ポリブロモ銅フタロシアニン、ポリブロモクロロ銅フタロシアニン、ポリクロロ亜鉛フタロシアニン、ポリブロモ亜鉛フタロシアニン、ポリブロモクロロ亜鉛フタロシアニン等が挙げられる。前記ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(1. Colorant)
The colorant contains a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment. The polyhalogenated metal phthalocyanine pigment is a pigment obtained by halogenating a metal phthalocyanine, and examples thereof include polychlorocopper phthalocyanine, polybromocopper phthalocyanine, polybromochlorocopper phthalocyanine, polychlorozinc phthalocyanine, polybromozinc phthalocyanine, polybromochlorozinc phthalocyanine, and the like. is mentioned. The polyhalogenated metal phthalocyanine pigments may be used alone or in combination of two or more.
ポリハロゲン化金属フタロシアニンは、分子中の塩素原子及び/又は臭素原子の数が増すと、色相が青色から緑色となる。緑色の着色組成物を得るためには、ポリハロゲン化金属フタロシアニンとしては、分子中に塩素原子及び/又は臭素原子を合計8個以上有するものを使用することが好ましい。 Polyhalogenated metal phthalocyanines change their hue from blue to green as the number of chlorine atoms and/or bromine atoms in the molecule increases. In order to obtain a green colored composition, it is preferable to use a polyhalogenated metal phthalocyanine having a total of 8 or more chlorine atoms and/or bromine atoms in the molecule.
具体的には、ポリハロゲン化金属フタロシアニンとしては、一般式(1)で示される顔料を使用することができる。 Specifically, a pigment represented by the general formula (1) can be used as the polyhalogenated metal phthalocyanine.
ポリハロゲン化金属フタロシアニンとしては、より黄味で明度の高い緑色を得るうえで、ポリハロゲン化金属フタロシアニン分子(構造)1個あたり4個のベンゼン環に、合計8~15個の塩素原子および/または臭素原子が結合し、前記ベンゼン環の残りの位置に水素原子が結合した構造を有するものを使用することが好ましく、前記4個のベンゼン環に塩素原子および/または臭素原子が合計9~15個が結合し、前記ベンゼン環の残りの位置に水素原子が結合した構造を有するものを使用することがより好ましく、前記4個のベンゼン環に13~15個の臭素原子が結合し、前記ベンゼン環の残りの位置に水素原子が結合した構造であることが特に好ましい。 As a polyhalogenated metal phthalocyanine, in order to obtain a more yellowish and brighter green, a total of 8 to 15 chlorine atoms and/or Alternatively, it is preferable to use a structure in which a bromine atom is bonded and a hydrogen atom is bonded to the remaining positions of the benzene ring, and the four benzene rings have a total of 9 to 15 chlorine atoms and/or bromine atoms. is bonded and hydrogen atoms are bonded to the remaining positions of the benzene ring, and 13 to 15 bromine atoms are bonded to the four benzene rings, and A structure in which hydrogen atoms are bonded to the remaining positions of the ring is particularly preferred.
本発明においては、上記一般式(1)を満たすポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料であれば特に限定なく使用することができ、また上記一般式(1)を満たす複数の顔料を混合して使用してもよい。 In the present invention, any polyhalogenated metal phthalocyanine pigment that satisfies the above general formula (1) can be used without any particular limitation. good too.
具体的には、C.I.Pigment Green 7(一般式(1)中のMが銅であり、X1~X16が塩素原子または水素原子である化合物);C.I.Pigment Green 36(一般式(1)中のMが銅であり、X1~X16が塩素原子、臭素原子または水素原子である化合物);C.I.Pigment Green 58(一般式(1)中のMが亜鉛であり、X1~X16が塩素原子、臭素原子または水素原子である化合物);C.I.Pigment Green 59(一般式(1)中のMが亜鉛であり、X1~X16が塩素原子、臭素原子または水素原子である化合物)等が挙げられ、これらを単独または2種以上を混合して使用することができる。 Specifically, C.I. I. Pigment Green 7 (a compound in which M in general formula (1) is copper and X 1 to X 16 are chlorine atoms or hydrogen atoms);C. I. Pigment Green 36 (compounds in which M in general formula (1) is copper and X 1 to X 16 are chlorine, bromine or hydrogen atoms);C. I. Pigment Green 58 (a compound in which M in general formula (1) is zinc and X 1 to X 16 are chlorine, bromine or hydrogen atoms);C. I. Pigment Green 59 (compounds in which M in the general formula (1) is zinc and X 1 to X 16 are chlorine atoms, bromine atoms or hydrogen atoms), etc., and these may be used alone or in combination of two or more. can be used
前記着色材の個数平均粒子径は、その用途に応じて適宜選択すればよく、特に限定はない。前記着色組成物は、高透明性および高コントラスト性の観点から、個数平均粒子径が10nm~150nmの着色材を含有することが好ましい。 The number average particle size of the coloring material may be appropriately selected according to its use, and is not particularly limited. From the viewpoint of high transparency and high contrast, the coloring composition preferably contains a coloring material having a number average particle size of 10 nm to 150 nm.
前記着色材は、本発明の好ましい物性を損なわない範囲であれば、色相の調整等のためにポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料以外の顔料または染料と組み合わせて用いることもできる。 The coloring agent may be used in combination with a pigment or dye other than the polyhalogenated metal phthalocyanine pigment for adjusting the hue, etc., as long as the preferred physical properties of the present invention are not impaired.
その他の顔料としては、有機顔料および無機顔料のいずれでもよいが、有機化合物を主成分とする有機顔料が特に好ましい。顔料としては、例えば、赤色顔料、黄色顔料、橙色顔料、青色顔料、緑色顔料、紫色顔料等の各色の顔料が挙げられる。顔料の構造は、モノアゾ系顔料、ジアゾ系顔料、縮合ジアゾ系顔料等のアゾ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、キナクリドン系顔料、インディゴ系顔料、チオインディゴ系顔料、キノフタロン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料等の多環系顔料等が挙げられる。着色組成物に含まれる顔料は、1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよい。 The other pigment may be either an organic pigment or an inorganic pigment, but an organic pigment containing an organic compound as a main component is particularly preferred. Examples of pigments include pigments of various colors such as red pigments, yellow pigments, orange pigments, blue pigments, green pigments, and purple pigments. The structure of the pigment includes azo pigments such as monoazo pigments, diazo pigments, condensed diazo pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, isoindolinone pigments, isoindoline pigments, quinacridone pigments, indigo pigments, thio Examples include polycyclic pigments such as indigo pigments, quinophthalone pigments, dioxazine pigments, anthraquinone pigments, perylene pigments, and perinone pigments. The pigment contained in the coloring composition may be of only one type, or may be of multiple types.
顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、122、123、146、149、168、177、178、179、187、200、202、208、210、215、224、254、255、264等の赤色顔料;C.I.Pigment Yellow 1、3、5、6、14、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、93、97、98、104、108、110、138、139、147、150、151、154、155、166、167、168、170、180、185、188、193、194、213等の黄色顔料;C.I.Pigment Orange 36、38、43等の橙色顔料;C.I.Pigment Blue 15、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60等の青色顔料;C.I.Pigment Violet 23、29、32、50等の紫色顔料等が挙げられる。 Specific examples of pigments include C.I. I. Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 122, 123, 146, 149, 168, 177, red pigments such as C.I. I. Pigment Yellow 1, 3, 5, 6, 14, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 93, 97, 98, 104, 108, 110, 138, 139, 147, yellow pigments such as C.I. I. Orange pigments such as C.I. Pigment Orange 36, 38, 43; I. Blue pigments such as C.I. Pigment Blue 15, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60; I. Purple pigments such as Pigment Violet 23, 29, 32, 50 and the like are included.
前記着色材として、ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料以外の着色材を使用する場合、全着色材中の前記ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料の含有率は、40質量%以上が好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上である。なお、着色材として、前記ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料のみを使用してもよい。 When a coloring material other than a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment is used as the coloring material, the content of the polyhalogenated metal phthalocyanine pigment in the total coloring material is preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass. above, more preferably at least 80% by mass. As the coloring material, only the polyhalogenated metal phthalocyanine pigment may be used.
また、前記着色材は、分散助剤として色素誘導体を含有していてもよい。前記色素誘導体としては、分散剤に含まれるブロック共重合体中のアミノ基とイオン結合させて吸着させるために、酸性基を有する酸性の色素誘導体を含有することが好ましい。この色素誘導体は、色素骨格に酸性基が導入されたものである。色素骨格としては、着色組成物を構成している着色材と同一または類似の骨格、該顔料の原料となる化合物と同一または類似の骨格が好ましい。色素骨格の具体例としては、アゾ系色素骨格、フタロシアニン系色素骨格、アントラキノン系色素骨格、トリアジン系色素骨格、アクリジン系色素骨格、ペリレン系色素骨格等を挙げることができる。色素骨格に導入される酸性基としては、カルボキシ基、リン酸基、スルホン酸基が好ましい。なお、合成の都合上、および酸性度の強さからスルホン酸基が好ましい。また、酸性基は、色素骨格に直接結合してもよいが、アルキル基やアリール基等の炭化水素基;エステル、エーテル、スルホンアミド、ウレタン結合を介して色素骨格に結合してもよい。 Further, the coloring material may contain a pigment derivative as a dispersing aid. As the dye derivative, it is preferable to contain an acidic dye derivative having an acidic group in order to form an ionic bond with an amino group in the block copolymer contained in the dispersing agent for adsorption. This dye derivative is obtained by introducing an acidic group into the dye skeleton. As the pigment skeleton, a skeleton identical or similar to that of the coloring material constituting the coloring composition, and a skeleton identical or similar to that of the compound that is the raw material of the pigment are preferable. Specific examples of the dye skeleton include an azo dye skeleton, a phthalocyanine dye skeleton, an anthraquinone dye skeleton, a triazine dye skeleton, an acridine dye skeleton, and a perylene dye skeleton. A carboxy group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group are preferable as the acidic group to be introduced into the dye skeleton. A sulfonic acid group is preferred for the convenience of synthesis and for its strong acidity. The acidic group may be directly bonded to the dye skeleton, or may be bonded to the dye skeleton via a hydrocarbon group such as an alkyl group or an aryl group; an ester, ether, sulfonamide or urethane bond.
色素誘導体の使用量は特に限定はないが、例えば、着色材100質量部に対して4~17質量部であることが好ましい。 The amount of the pigment derivative to be used is not particularly limited, but it is preferably 4 to 17 parts by weight per 100 parts by weight of the coloring material.
着色組成物における着色材の含有量の上限値は、輝度の観点から、着色組成物の固形分全量中において、通常80質量%であり、70質量%であることが好ましく、60質量%であることがより好ましい。また、着色組成物における着色材の含有量の下限値は、着色組成物の固形分全量中において、通常10質量%であり、20質量%であることが好ましく、30質量%であることがより好ましい。ここで固形分とは、後述する分散媒体以外の成分である。 The upper limit of the content of the coloring material in the coloring composition, from the viewpoint of brightness, in the total solid content of the coloring composition is usually 80% by mass, preferably 70% by mass, and 60% by mass. is more preferable. Further, the lower limit of the content of the coloring agent in the coloring composition is usually 10% by mass, preferably 20% by mass, more preferably 30% by mass in the total solid content of the coloring composition. preferable. Here, the solid content is a component other than the dispersion medium, which will be described later.
着色組成物における着色材に対する分散剤の含有量は、着色材100質量部に対して5質量部~200質量部であることが好ましく、10質量部~100質量部であることが好ましく、10質量部~80質量部であることがさらに好ましい。 The content of the dispersant for the coloring agent in the coloring composition is preferably 5 parts by weight to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the coloring material, preferably 10 parts by weight to 100 parts by weight, 10 parts by weight parts to 80 parts by mass is more preferable.
(2.分散剤)
本発明で使用する分散剤は、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を有するAブロックと、一般式(3)で表される構造単位および一般式(4)で表される構造単位を有するBブロックとを有するブロック共重合体を含有する。分散剤中の前記ブロック共重合体の含有率は、50質量%以上であり、好ましくは75質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。前記着色組成物は、分散剤として、前記ブロック共重合体のみを含有してもよい。
(2. Dispersant)
The dispersant used in the present invention has an A block having a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer, a structural unit represented by the general formula (3), and a structural unit represented by the general formula (4). It contains a block copolymer having a B block. The content of the block copolymer in the dispersant is 50% by mass or more, preferably 75% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. The coloring composition may contain only the block copolymer as a dispersant.
(2-1.ブロック共重合体)
前記分散剤に用いるブロック共重合体は、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を有するAブロックと、一般式(3)で表される構造単位および一般式(4)で表される構造単位を有するBブロックとを有する。前記ブロック共重合体の各種構成成分等について以下説明する。
(2-1. Block copolymer)
The block copolymer used for the dispersant includes an A block having a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer, a structural unit represented by the general formula (3), and a structural unit represented by the general formula (4) and a B block with Various constituent components of the block copolymer will be described below.
(2-1-1.Aブロック)
Aブロックは、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を含むポリマーブロックである。Aブロックにおける(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位は、1種のみでもあってもよいし、2種以上を有していてもよい。(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を有することで、分散媒体(溶媒)、着色組成物に配合されるバインダー樹脂との高い親和性を維持できる。
(2-1-1. Block A)
The A block is a polymer block containing structural units derived from (meth)acrylic monomers. Structural units derived from (meth)acrylic monomers in the A block may be of only one type, or may be of two or more types. By having a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer, it is possible to maintain high affinity with a dispersion medium (solvent) and a binder resin blended in a coloring composition.
前記(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位の含有率は、前記Aブロック100質量%中において、80質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、特に好ましくは100質量%である。 The content of structural units derived from the (meth)acrylic monomer is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, based on 100% by mass of the A block. is 100% by mass.
前記(メタ)アクリルモノマーは、鎖状アルキル基(直鎖アルキル基または分岐鎖アルキル基)を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレート、酸性基を有する(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸等を挙げることができ、これらの中から1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 The (meth)acrylic monomers include (meth)acrylates having a chain alkyl group (straight-chain alkyl group or branched-chain alkyl group), (meth)acrylates having a cyclic alkyl group, and (meth)acrylates having a polycyclic structure. , (meth)acrylates having an aromatic group, (meth)acrylates having a polyalkylene glycol structural unit, (meth)acrylates having a hydroxy group, (meth)acrylates having a lactone-modified hydroxy group, (meth)acrylates having an alkoxy group Examples include acrylates, (meth)acrylates having an oxygen-containing heterocyclic group, (meth)acrylates having an acidic group, (meth)acrylic acid, and the like, and one or more of these may be used in combination. can be done.
前記直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、直鎖アルキル基の炭素数が1~20である直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、直鎖アルキル基の炭素数が1~10である直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。前記直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As the (meth)acrylate having a straight-chain alkyl group, a (meth)acrylate having a straight-chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in the straight-chain alkyl group is preferable, and the straight-chain alkyl group has 1 to 20 carbon atoms. A (meth)acrylate having a linear alkyl group of 10 is more preferred. Examples of (meth)acrylates having a linear alkyl group include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, n-nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, n-lauryl (meth)acrylate, n-stearyl (meth)acrylate and the like.
前記分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、分岐鎖アルキル基の炭素数が3~20である分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、分岐鎖アルキル基の炭素数が3~10である分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。前記分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The (meth)acrylate having a branched chain alkyl group is preferably a (meth)acrylate having a branched chain alkyl group having 3 to 20 carbon atoms in the branched chain alkyl group, and the branched chain alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. (Meth)acrylates with branched alkyl groups of 10 are preferred. Examples of (meth)acrylates having a branched alkyl group include isopropyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, 2- ethylhexyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate and the like.
前記環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートとしては、環状アルキル基の炭素数が6~12の環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。環状アルキル基としては、単環構造を有する環状アルキル基(例えば、シクロアルキル基)が挙げられる。単環構造の環状アルキル基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The (meth)acrylate having a cyclic alkyl group is preferably a (meth)acrylate having a cyclic alkyl group having 6 to 12 carbon atoms. Cyclic alkyl groups include cyclic alkyl groups having a monocyclic structure (eg, cycloalkyl groups). Specific examples of (meth)acrylates having a cyclic alkyl group with a monocyclic structure include cyclohexyl (meth)acrylate, methylcyclohexyl (meth)acrylate, cyclododecyl (meth)acrylate and the like.
前記多環式構造を有する(メタ)アクリレートとしては、多環式構造の炭素数が6~12の多環式構造を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。多環式構造としては、橋かけ環構造を有する環状アルキル基(例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基)が挙げられる。多環式構造を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The (meth)acrylate having a polycyclic structure is preferably a (meth)acrylate having a polycyclic structure with 6 to 12 carbon atoms. Polycyclic structures include cyclic alkyl groups having a bridged ring structure (eg, adamantyl, norbornyl, and isobornyl groups). Specific examples of (meth)acrylates having a polycyclic structure include isobornyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (Meth)acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth)acrylate and the like.
前記芳香族基を有する(メタ)アクリレートとしては、芳香族基の炭素数が6~12の芳香族基を有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。芳香族基としては、アリール基等を挙げることができ、またアルキルアリール基、アラルキル基、アリールオキシアルキル基等のように鎖状部分を有していてもよい。芳香族基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The (meth)acrylate having an aromatic group is preferably a (meth)acrylate having an aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. Examples of the aromatic group include an aryl group and the like, and may have a chain portion such as an alkylaryl group, an aralkyl group, an aryloxyalkyl group, and the like. Specific examples of (meth)acrylates having an aromatic group include benzyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate and the like.
前記ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)エチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(重合度=2~10)プロピルエーテル(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート;ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)メチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)エチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(重合度=2~10)プロピルエーテル(メタ)アクリレート等のポリプロピレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート;等が挙げられる。 Examples of the (meth)acrylate having a polyalkylene glycol structural unit include polyethylene glycol (degree of polymerization = 2 to 10) methyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol (degree of polymerization = 2 to 10) ethyl ether (meth) acrylate, and polyethylene. Glycol (degree of polymerization = 2 to 10) (meth) acrylate having a polyethylene glycol structural unit such as propyl ether (meth) acrylate; polypropylene glycol (degree of polymerization = 2 to 10) methyl ether (meth) acrylate, polypropylene glycol (degree of polymerization = 2 to 10) ethyl ether (meth) acrylate, polypropylene glycol (degree of polymerization = 2 to 10) (meth) acrylate having a polypropylene glycol structural unit such as propyl ether (meth) acrylate;
前記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8-ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、12-ヒドロキシラウリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも炭素数が1~5であるヒドロキシアルキル基を有する(メタ)アクリレートがより好ましい。 The (meth)acrylates having a hydroxy group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6- Hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl (meth)acrylate, 12-hydroxylauryl (meth)acrylate and the like. Among these, (meth)acrylates having a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms are more preferred.
前記ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、前記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートにラクトンを付加したものが挙げられ、カプロラクトンを付加したものが好ましい。カプロラクトンの付加量は、1mol~10molが好ましい。前記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートのカプロラクトン付加物としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン1mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン2mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン3mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン4mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン5mol付加物、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのカプロラクトン10mol付加物等が好ましい。 Examples of the (meth)acrylate having a lactone-modified hydroxy group include those obtained by adding a lactone to the (meth)acrylate having a hydroxy group, and those obtained by adding caprolactone are preferable. The amount of caprolactone to be added is preferably 1 mol to 10 mol. Examples of the caprolactone adduct of (meth)acrylate having a hydroxy group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate caprolactone 1 mol adduct, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate caprolactone 2 mol adduct, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate ) Acrylate caprolactone 3 mol adduct, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate caprolactone 4 mol adduct, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate caprolactone 5 mol adduct, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate caprolactone 10 mol adduct, etc. is preferred.
前記アルコキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylates having an alkoxy group include methoxyethyl (meth)acrylate and ethoxyethyl (meth)acrylate.
前記含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートとしては、4員環~6員環の含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、2-〔(2-テトラヒドロピラニル)オキシ〕エチル(メタ)アクリレート、1,3-ジオキサン-(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The (meth)acrylate having an oxygen-containing heterocyclic group is preferably a (meth)acrylate having a 4- to 6-membered oxygen-containing heterocyclic group. Specific examples of (meth)acrylates having an oxygen-containing heterocyclic group include glycidyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, (3-ethyloxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate, (2- methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl (meth)acrylate, cyclic trimethylolpropane formal (meth)acrylate, 2-[(2-tetrahydropyranyl)oxy]ethyl (meth)acrylate, 1,3-dioxane-(meth)acrylate and the like.
前記酸性基としては、カルボキシ基(-COOH)、スルホン酸基(-SO3H)、リン酸基(-OPO3H2)、ホスホン酸基(-PO3H2)、ホスフィン酸基(-PO2H2)が挙げられる。前記酸性基を有する(メタ)アクリレートとしては、カルボキシ基を有する(メタ)アクリレート、リン酸基を有する(メタ)アクリレート、スルホン基を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the acidic group include a carboxy group (--COOH), a sulfonic acid group (--SO 3 H), a phosphoric acid group (--OPO 3 H 2 ), a phosphonic acid group (--PO 3 H 2 ), a phosphinic acid group (-- PO 2 H 2 ). Examples of (meth)acrylates having an acidic group include (meth)acrylates having a carboxy group, (meth)acrylates having a phosphoric acid group, and (meth)acrylates having a sulfone group.
前記カルボキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルサクシネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルマレアート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタレート等のヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートに無水マレイン酸、無水コハク酸、無水フタル酸等の酸無水物を反応させたモノマー等、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレートが挙げられる。前記スルホン酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、スルホン酸エチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。前記リン酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、(メタ)アクリル酸2-(ホスホノオキシ)エチル等が挙げられる。 Examples of the (meth)acrylate having a carboxyl group include 2-(meth)acryloyloxyethyl succinate, 2-(meth)acryloyloxyethyl maleate, and 2-(meth)acryloyloxyethyl phthalate having a hydroxy group ( Examples include monomers obtained by reacting meth)acrylate with acid anhydrides such as maleic anhydride, succinic anhydride, and phthalic anhydride, and carboxyethyl (meth)acrylate and carboxypentyl (meth)acrylate. Examples of the (meth)acrylate having a sulfonic acid group include ethyl sulfonate (meth)acrylate. Examples of the (meth)acrylate having a phosphoric acid group include 2-(phosphonooxy)ethyl (meth)acrylate.
前記Aブロックは、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位以外の他の構造単位を有していてもよい。Aブロックに含まれ得る他の構造単位は、(メタ)アクリルモノマーおよび後述のBブロックを形成するビニルモノマーの両方と共重合し得るビニルモノマーにより形成されるものであれば特に制限はない。Aブロックの他の構造単位を形成し得るビニルモノマーは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The A block may have structural units other than structural units derived from (meth)acrylic monomers. Other structural units that can be contained in the A block are not particularly limited as long as they are formed from a vinyl monomer that can be copolymerized with both a (meth)acrylic monomer and a vinyl monomer that forms the B block described below. Vinyl monomers capable of forming other structural units of the A block may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
Aブロックの他の構造単位を形成し得るビニルモノマーの具体例としては、α-オレフィン、芳香族ビニルモノマー、ヘテロ環を含有するビニルモノマー、ビニルアミド、カルボン酸ビニル、ジエン類等が挙げられる。これらのビニルモノマーはヒドロキシ基、エポキシ基を有していてもよい。 Specific examples of vinyl monomers that can form other structural units of the A block include α-olefins, aromatic vinyl monomers, vinyl monomers containing heterocycles, vinylamides, vinyl carboxylates, and dienes. These vinyl monomers may have a hydroxy group and an epoxy group.
α-オレフィンとしては、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン等が挙げられる。
芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メトキシスチレン、2-ヒドロキシメチルスチレン、1-ビニルナフタレン等が挙げられる。
ヘテロ環を含有するビニルモノマーとしては、2-ビニルチオフェン、N-メチル-2-ビニルピロール、1-ビニル-2-ピロリドン、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、N-フェニルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
ビニルアミドとしては、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-ε-カプロラクタム等が挙げられる。
カルボン酸ビニルとしては、酢酸ビニル、ピバル酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。
ジエン類としては、ブタジエン、イソプレン、4-メチル-1,4-ヘキサジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン等が挙げられる。
α-olefins include 1-hexene, 1-octene, 1-decene and the like.
Examples of aromatic vinyl monomers include styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methoxystyrene, 2-hydroxymethylstyrene, 1-vinylnaphthalene and the like.
Vinyl monomers containing a heterocycle include 2-vinylthiophene, N-methyl-2-vinylpyrrole, 1-vinyl-2-pyrrolidone, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, N-phenylmaleimide, N-benzyl maleimide, N-cyclohexylmaleimide and the like.
Vinylamides include N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-ε-caprolactam and the like.
Vinyl carboxylate includes vinyl acetate, vinyl pivalate, vinyl benzoate and the like.
Examples of dienes include butadiene, isoprene, 4-methyl-1,4-hexadiene, 7-methyl-1,6-octadiene and the like.
Aブロックは、一般式(2)で表される構造単位、すなわち前記ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位を含有することが好ましい。一般式(2)で表される構造単位は、側鎖にエステル結合部分および末端ヒドロキシ基を有することから、分散媒体、バインダー樹脂との高い親和性を有し、ブロック共重合体のアルカリ現像性を高める。 The A block preferably contains a structural unit represented by general formula (2), that is, a structural unit derived from the (meth)acrylate having the lactone-modified hydroxy group. Since the structural unit represented by the general formula (2) has an ester bond portion and a terminal hydroxy group in the side chain, it has a high affinity with the dispersion medium and the binder resin, and the alkali developability of the block copolymer. increase
前記式(2)のn1は、1~7の整数であることが好ましく、1~5の整数であることがより好ましい。 n1 in the formula (2) is preferably an integer of 1-7, more preferably an integer of 1-5.
前記R22で示される炭素数が1~10のアルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよいが、直鎖状が好ましい。前記R22で示される炭素数が1~10のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、1-メチルエチレン基等が挙げられる。R22は、炭素数が1~5のアルキレン基であることが好ましい。 The alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 22 may be linear or branched, but is preferably linear. Specific examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 22 include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, 1-methylethylene group and the like. R 22 is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
前記R23で示される炭素数が1~10のアルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよいが、直鎖状が好ましい。前記R23で示される炭素数が1~10のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基等が挙げられる。R23は、炭素数が1~8のアルキレン基であることが好ましく、炭素数が3~8のアルキレン基であることがより好ましい。 The alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 23 may be linear or branched, but is preferably linear. Specific examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 23 include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, A nonamethylene group, a decamethylene group, and the like can be mentioned. R 23 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms.
前記Aブロックが、一般式(2)で表される構造単位を含有する場合、その含有率は、Aブロック100質量%中において10質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、特に好ましくは60質量%以上であり、95質量%以下が好ましく、より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは85質量%以下である。ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートに由来する構造単位の含有率を上記範囲内とすることで、ブロック共重合体のアルカリ現像性を高めることができる。 When the A block contains a structural unit represented by the general formula (2), the content is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and still more preferably 100% by mass of the A block. is 30% by mass or more, particularly preferably 60% by mass or more, preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and still more preferably 85% by mass or less. By setting the content of the structural unit derived from the (meth)acrylate having a lactone-modified hydroxy group within the above range, the alkali developability of the block copolymer can be enhanced.
Aブロックは、酸性基を有するビニルモノマー(好ましくは酸性基を有する(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸)に由来する構造単位を有することが好ましい。酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を有することでアルカリ現像液への溶解性が増し、アルカリ現像性を向上させることができる。しかし、その割合が多くなると、分散媒体(溶媒)、バインダー樹脂との親和性が低くなるおそれがある。そのため、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の割合は、ブロック共重合体の全体の酸価がアミン価より低くなる割合とすることが好ましい。 The A block preferably has a structural unit derived from a vinyl monomer having an acidic group (preferably (meth)acrylate or (meth)acrylic acid having an acidic group. By having a structural unit derived from a vinyl monomer having an acidic group, the solubility in an alkaline developer is increased, and the alkaline developability can be improved. However, when the proportion is increased, there is a possibility that the affinity with the dispersion medium (solvent) and the binder resin will be lowered. Therefore, the ratio of the structural units derived from the vinyl monomer having an acidic group is preferably such that the overall acid value of the block copolymer is lower than the amine value.
酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を含有する場合、その含有率は、Aブロック100質量%中において2質量%以上が好ましく、20質量%以下が好ましい。酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率が2質量%以上であればアルカリ現像において、アルカリで中和した際の溶解速度が速くなり、20質量%以下であれば親水性が高すぎず、形成される画素が乱雑になることを抑制できる。 When a structural unit derived from a vinyl monomer having an acidic group is contained, the content thereof is preferably 2% by mass or more and preferably 20% by mass or less in 100% by mass of the A block. If the content of the structural unit derived from a vinyl monomer having an acidic group is 2% by mass or more, the dissolution rate becomes faster when neutralized with alkali in alkaline development, and if it is 20% by mass or less, hydrophilicity is high. Therefore, it is possible to prevent the formed pixels from becoming disorderly.
前記Aブロックは、後述する一般式(3)で表される構造単位、一般式(4)で表される構造単位および一般式(5)で表される構造単位の含有率が10質量%未満、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下であり、さらに好ましくは0.1質量%以下、一般式(3)で表される構造単位、一般式(4)で表される構造単位および一般式(5)で表される構造単位を含有しないことが最も好ましい。Aブロック中の一般式(3)で表される構造単位、一般式(4)で表される構造単位および一般式(5)で表される構造単位の含有率が低い程、着色材の分散性能が向上する。 In the A block, the content of structural units represented by general formula (3), structural units represented by general formula (4), and structural units represented by general formula (5) is less than 10% by mass. , preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably 0.1% by mass or less, the structural unit represented by the general formula (3), the structure represented by the general formula (4) It is most preferable not to contain units and structural units represented by general formula (5). The lower the content of the structural unit represented by the general formula (3), the structural unit represented by the general formula (4), and the structural unit represented by the general formula (5) in the A block, the greater the dispersion of the coloring material. Better performance.
Aブロックは、アミノ基を有さないことが好ましい。つまり、Aブロックを構成するビニルモノマーには、アミノ基を有するビニルモノマーを含有しないことが好ましい。Aブロックにアミノ基が多量に存在すると、分散剤として使用した際に、着色材がAブロックおよびBブロックの両方に吸着されてしまい、着色材の分散性能が低下する。Aブロック中のアミノ基を有するビニルモノマーに由来する構造単位(アミノ基が4級化されているものを含む。)の含有率は、3質量%以下が好ましく、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下、最も好ましくは0質量%である。 The A block preferably has no amino group. In other words, it is preferable that the vinyl monomer constituting the A block does not contain a vinyl monomer having an amino group. When a large amount of amino groups are present in the A block, the colorant is adsorbed to both the A block and the B block when used as a dispersant, resulting in a decrease in the dispersibility of the colorant. The content of structural units derived from a vinyl monomer having an amino group in the A block (including those in which the amino group is quaternized) is preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, More preferably 0.1% by mass or less, most preferably 0% by mass.
Aブロックにおいて2種以上の構造単位が含有される場合は、Aブロックに含有される各種構造単位は、Aブロック中においてランダム共重合、ブロック共重合等のいずれの態様で含有されていてもよく、均一性の観点からランダム共重合の態様で含有されていることが好ましい。例えば、Aブロックが、a1ブロックからなる構造単位とa2ブロックとからなる構造単位との共重合体により形成されていてもよい。 When two or more types of structural units are contained in the A block, the various structural units contained in the A block may be contained in any form of random copolymerization, block copolymerization, or the like in the A block. , it is preferably contained in the form of random copolymerization from the viewpoint of uniformity. For example, the A block may be formed of a copolymer of a structural unit consisting of the a1 block and a structural unit consisting of the a2 block.
(2-1-2.Bブロック)
Bブロックは下記一般式(3)で表される構造単位および下記一般式(4)で表される構造単位を含むポリマーブロックである。
(2-1-2. B block)
The B block is a polymer block containing a structural unit represented by the following general formula (3) and a structural unit represented by the following general formula (4).
一般式(3)で表される構造単位は、1種のみでもあってもよいし、2種以上を有していてもよい。一般式(3)で表される構造単位を有することで、着色材との吸着性が高くすることができる。 The structural unit represented by general formula (3) may be of one kind or may be of two or more kinds. By having the structural unit represented by the general formula (3), the adsorptivity to the coloring material can be increased.
前記R31およびR32で表される鎖状の炭化水素基としては、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基等を挙げることができる。前記直鎖状アルキル基の炭素数としては、炭素数1~20が好ましく、炭素数1~10がより好ましく、炭素数1~5がさらに好ましい。前記直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ラウリル基等が挙げられる。前記分岐鎖状アルキル基の炭素数としては、炭素数3~20が好ましく、炭素数3~10がより好ましく、炭素数3~5がさらに好ましい。前記分岐鎖状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基、ネオペンチル基、イソオクチル基等が挙げられる。 Examples of the chain hydrocarbon groups represented by R 31 and R 32 include straight-chain alkyl groups and branched-chain alkyl groups. The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably 1 to 5 carbon atoms. Examples of the linear alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group and n-lauryl group. is mentioned. The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, and even more preferably 3 to 5 carbon atoms. Examples of the branched chain alkyl group include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 2-ethylhexyl group, neopentyl group and isooctyl group.
前記R31およびR32で表される鎖状の炭化水素基が有する置換基としては、ハロゲン基、アルコキシ基、ベンゾイル基(-COC6H5)、ヒドロキシ基等が挙げられる。 Examples of substituents of the chain hydrocarbon groups represented by R 31 and R 32 include halogen groups, alkoxy groups, benzoyl groups (--COC 6 H 5 ), and hydroxy groups.
前記R31およびR32で表される環状の炭化水素基としては、環状アルキル基、芳香族基等が挙げられ、環状アルキル基および芳香族基は鎖状部分を有していてもよい。前記環状アルキル基の炭素数としては、炭素数4~18が好ましく、炭素数6~12がより好ましく、炭素数6~10がさらに好ましい。前記環状アルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。前記芳香族基の炭素数としては、炭素数6~18が好ましく、炭素数6~12がより好ましく、炭素数6~8がさらに好ましい。前記芳香族基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基等が挙げられる。鎖状部分を有する環状アルキル基および鎖状部分を有する芳香族基の鎖状部分の例としては、炭素数1~12のアルキレン基、好ましくは炭素数1~6のアルキレン基、より好ましくは炭素数1~3のアルキレン基が挙げられる。 The cyclic hydrocarbon groups represented by R 31 and R 32 include cyclic alkyl groups and aromatic groups, and the cyclic alkyl groups and aromatic groups may have a chain portion. The number of carbon atoms in the cyclic alkyl group is preferably 4 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms. Examples of the cyclic alkyl group include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. The aromatic group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and even more preferably 6 to 8 carbon atoms. Examples of the aromatic group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a mesityl group. Examples of the chain portion of the cyclic alkyl group having a chain portion and the chain portion of the aromatic group having a chain portion include an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a carbon Examples include alkylene groups of numbers 1 to 3.
前記R31およびR32で表される環状の炭化水素基が有する置換基としては、ハロゲン基、アルコキシ基、鎖状のアルキル基、ヒドロキシ基等が挙げられる。 Examples of substituents of the cyclic hydrocarbon groups represented by R 31 and R 32 include halogen groups, alkoxy groups, chain alkyl groups, and hydroxy groups.
前記R31およびR32が互いに結合して形成する環状構造としては、例えば、5員環~7員環の含窒素ヘテロ環またはこれらが2個縮合してなる縮合環が挙げられる。該含窒素ヘテロ環は芳香族性を有しないものが好ましく、飽和環がより好ましい。具体的には下記式(3-1)、(3-2)、(3-3)で表される構造が挙げられる。 Examples of the cyclic structure formed by combining R 31 and R 32 include a 5- to 7-membered nitrogen-containing hetero ring or a condensed ring formed by condensing two of these. The nitrogen-containing heterocyclic ring preferably has no aromaticity, more preferably a saturated ring. Specific examples include structures represented by the following formulas (3-1), (3-2), and (3-3).
前記X31は、アミド基(-CO-NH-)、エステル基(-CO-O-)、または、単結合を表す。なお、アミド基、エステル基の結合方向は特に限定されない。アミド基の結合態様としては、C-CO-NH-Y31、または、C-NH-CO-Y31が挙げられる。エステル基の結合態様としては、C-CO-O-Y31、または、C-O-CO-Y31が挙げられる。 The X 31 represents an amide group (--CO--NH--), an ester group (--CO--O--), or a single bond. In addition, the bonding direction of the amide group and the ester group is not particularly limited. The bonding mode of the amide group includes C—CO—NH—Y 31 and C—NH—CO—Y 31 . The bonding mode of the ester group includes C--CO--O--Y 31 and C--O--CO--Y 31 .
前記Y31で示される2価の炭化水素基としては、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のアルケニレン基、炭素数6~10のアレーンジイル基などが挙げられる。これらの中でも炭素数1~10のアルキレン基が好ましい。前記アルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよいが、直鎖状が好ましい。Y31は、炭素数が1~5のアルキレン基であることが好ましい。 Examples of the divalent hydrocarbon group represented by Y 31 include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenylene group having 1 to 10 carbon atoms and an arenediyl group having 6 to 10 carbon atoms. Among these, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms is preferred. The alkylene group may be linear or branched, but preferably linear. Y 31 is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
一般式(3)で表される構造単位を形成するビニルモノマーの具体例としては、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、エチルアミノブチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノブチル(メタ)アクリレート、プロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、プロピルアミノプロピル(メタ)アクリレート、プロピルアミノブチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。 Specific examples of the vinyl monomer forming the structural unit represented by general formula (3) include dimethylaminopropyl (meth)acrylate, dimethylaminobutyl (meth)acrylate, ethylaminoethyl (meth)acrylate, ethylaminopropyl ( meth)acrylate, ethylaminobutyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminopropyl (meth)acrylate, diethylaminobutyl (meth)acrylate, propylaminoethyl (meth)acrylate, propylaminopropyl (meth)acrylate, propyl Aminobutyl (meth)acrylate, dipropylaminoethyl (meth)acrylate, dipropylaminopropyl (meth)acrylate, dipropylaminobutyl (meth)acrylate, tert-butylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminopropyl (meth)acrylate acrylamide and the like.
一般式(3)で表される構造単位の含有率は、Bブロック100質量%中において10質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、特に好ましくは60質量%以上であり、99質量%以下が好ましく、より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは85質量%以下である。一般式(3)で表される構造単位の含有率をこの範囲にすることで着色材と高い親和性を有すると考えられる。 The content of the structural unit represented by general formula (3) is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 60% by mass in 100% by mass of the B block. % or more, preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 85% by mass or less. It is believed that by setting the content of the structural unit represented by the general formula (3) within this range, it has a high affinity with the coloring material.
一般式(4)で表される構造単位は、1種のみでもあってもよいし、2種以上を有していてもよい。一般式(4)で表される構造単位を有することで、塗布後の高温加工においても輝度が優れた着色組成物とすることができる。 The structural unit represented by general formula (4) may be of one kind or may be of two or more kinds. By having the structural unit represented by the general formula (4), it is possible to obtain a colored composition having excellent brightness even in high-temperature processing after coating.
前記R41で表されるヒドロキシ基を有する芳香族基としては、2-ヒドロキシフェニル基、3-ヒドロキシフェニル基、4-ヒドロキシフェニル基、2,3-ジヒドロキシフェニル基、2,4-ジヒドロキシフェニル基、2,5-ジヒドロキシフェニル基、2,6-ジヒドロキシフェニル基、3,4-ジヒドロキシフェニル基、3,5-ジヒドロキシフェニル基、2,3,4-トリヒドロキシフェニル基、2,3,5-トリヒドロキシフェニル基、2,3,6-トリヒドロキシフェニル基、2,4,5-トリヒドロキシフェニル基、2,4,6-トリヒドロキシフェニル基、3,4,5-トリヒドロキシフェニル基、2-ヒドロキシ-1-ナフチル基、3-ヒドロキシ-1-ナフチル基、4-ヒドロキシ-1-ナフチル基、5-ヒドロキシ-1-ナフチル基、6-ヒドロキシ-1-ナフチル基、7-ヒドロキシ-1-ナフチル基、8-ヒドロキシ-1-ナフチル基、1-ヒドロキシ-2-ナフチル基、3-ヒドロキシ-2-ナフチル基、4-ヒドロキシ-2-ナフチル基、5-ヒドロキシ-2-ナフチル基、6-ヒドロキシ-2-ナフチル基、7-ヒドロキシ-2-ナフチル基、8-ヒドロキシ-2-ナフチル基、2,3-ジヒドロキシ-1-ナフチル基、2,6-ジヒドロキシ-1-ナフチル基、2,7-ジヒドロキシ-1-ナフチル基、1,5-ジヒドロキシ-2-ナフチル基、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフチル基、1,6-ジヒドロキシ-2-ナフチル基、1,8-ジヒドロキシ-2-ナフチル基等を挙げることができ、好ましくは、4-ヒドロキシフェニル基、4-ヒドロキシ-1-ナフチル基である。 The aromatic group having a hydroxy group represented by R 41 includes a 2-hydroxyphenyl group, a 3-hydroxyphenyl group, a 4-hydroxyphenyl group, a 2,3-dihydroxyphenyl group and a 2,4-dihydroxyphenyl group. , 2,5-dihydroxyphenyl group, 2,6-dihydroxyphenyl group, 3,4-dihydroxyphenyl group, 3,5-dihydroxyphenyl group, 2,3,4-trihydroxyphenyl group, 2,3,5- trihydroxyphenyl group, 2,3,6-trihydroxyphenyl group, 2,4,5-trihydroxyphenyl group, 2,4,6-trihydroxyphenyl group, 3,4,5-trihydroxyphenyl group, 2 -Hydroxy-1-naphthyl group, 3-hydroxy-1-naphthyl group, 4-hydroxy-1-naphthyl group, 5-hydroxy-1-naphthyl group, 6-hydroxy-1-naphthyl group, 7-hydroxy-1- naphthyl group, 8-hydroxy-1-naphthyl group, 1-hydroxy-2-naphthyl group, 3-hydroxy-2-naphthyl group, 4-hydroxy-2-naphthyl group, 5-hydroxy-2-naphthyl group, 6- hydroxy-2-naphthyl group, 7-hydroxy-2-naphthyl group, 8-hydroxy-2-naphthyl group, 2,3-dihydroxy-1-naphthyl group, 2,6-dihydroxy-1-naphthyl group, 2,7 -dihydroxy-1-naphthyl group, 1,5-dihydroxy-2-naphthyl group, 1,4-dihydroxy-2-naphthyl group, 1,6-dihydroxy-2-naphthyl group, 1,8-dihydroxy-2-naphthyl group and the like, preferably 4-hydroxyphenyl group and 4-hydroxy-1-naphthyl group.
一般式(4)で表される構造単位を形成するビニルモノマーの具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)(メタ)アクリルアミド、N-(4-ヒドロキシ-1-ナフチル)(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。 Specific examples of vinyl monomers forming structural units represented by general formula (4) include (meth)acrylamide, N-(4-hydroxyphenyl)(meth)acrylamide, and N-(4-hydroxy-1-naphthyl ) (meth)acrylamide and the like.
一般式(4)で表される構造単位の含有率は、Bブロック100質量%中において1質量%以上が好ましく、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、30質量%以下が好ましく、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下である。一般式(4)で表される構造単位の含有率をこの範囲にすることで、塗布後の高温加工においても輝度が優れた着色組成物とすることができる。 The content of the structural unit represented by the general formula (4) is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, still more preferably 5% by mass or more in 100% by mass of the B block, and is 30% by mass. % or less, more preferably 20 mass % or less, and even more preferably 15 mass % or less. By setting the content of the structural unit represented by the general formula (4) within this range, it is possible to obtain a colored composition with excellent brightness even in high-temperature processing after coating.
Bブロックは、一般式(5)で表される構造単位を有していてもよい。Bブロックにおける一般式(5)で表される構造単位は、1種のみであってもよいし、2種以上を有していてもよい。Bブロックが一般式(5)で表される構造単位を有していれば、着色材表面への強い吸着性を長期的に維持でき、保存安定性がより向上する。 The B block may have a structural unit represented by general formula (5). The structural unit represented by general formula (5) in the B block may be of only one type, or may be of two or more types. If the B block has a structural unit represented by general formula (5), strong adsorption to the surface of the colorant can be maintained for a long period of time, and storage stability is further improved.
前記R51~R53で表される鎖状の炭化水素基としては、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基等を挙げることができる。前記直鎖状アルキル基の炭素数としては、炭素数1~20が好ましく、炭素数1~10がより好ましく、炭素数1~5がさらに好ましい。前記直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ラウリル基等が挙げられる。前記分岐鎖状アルキル基の炭素数としては、炭素数3~20が好ましく、炭素数3~10がより好ましく、炭素数3~5がさらに好ましい。前記分岐鎖状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基、ネオペンチル基、イソオクチル基等が挙げられる。 Examples of the chain hydrocarbon groups represented by R 51 to R 53 include straight-chain alkyl groups and branched-chain alkyl groups. The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably 1 to 5 carbon atoms. Examples of the linear alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group and n-lauryl group. is mentioned. The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, and even more preferably 3 to 5 carbon atoms. Examples of the branched chain alkyl group include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 2-ethylhexyl group, neopentyl group and isooctyl group.
前記R51~R53で表される鎖状の炭化水素基が有する置換基としては、ハロゲン基、アルコキシ基、ベンゾイル基(-COC6H5)、ヒドロキシ基等が挙げられる。 Examples of substituents possessed by the chain hydrocarbon groups represented by R 51 to R 53 include halogen groups, alkoxy groups, benzoyl groups (--COC 6 H 5 ), and hydroxy groups.
前記R51~R53で表される環状の炭化水素基としては、環状アルキル基、芳香族基等が挙げられ、環状アルキル基および芳香族基は鎖状部分を有していてもよい。前記環状アルキル基の炭素数としては、炭素数4~18が好ましく、炭素数6~12がより好ましく、炭素数6~10がさらに好ましい。前記環状アルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。前記芳香族基の炭素数としては、炭素数6~18が好ましく、炭素数6~12がより好ましく、炭素数6~8がさらに好ましい。前記芳香族基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基等が挙げられる。鎖状部分を有する環状アルキル基および鎖状部分を有する芳香族基の鎖状部分の例としては、炭素数1~12のアルキレン基、好ましくは炭素数1~6のアルキレン基、より好ましくは炭素数1~3のアルキレン基が挙げられる。 The cyclic hydrocarbon groups represented by R 51 to R 53 include cyclic alkyl groups and aromatic groups, and the cyclic alkyl groups and aromatic groups may have a chain portion. The number of carbon atoms in the cyclic alkyl group is preferably 4 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms. Examples of the cyclic alkyl group include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. The aromatic group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, and even more preferably 6 to 8 carbon atoms. Examples of the aromatic group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a mesityl group. Examples of the chain portion of the cyclic alkyl group having a chain portion and the chain portion of the aromatic group having a chain portion include an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a carbon Examples include alkylene groups of numbers 1 to 3.
前記R51~R53で表される環状の炭化水素基が有する置換基としては、ハロゲン基、アルコキシ基、鎖状のアルキル基、ヒドロキシ基等が挙げられる。 Examples of substituents possessed by the cyclic hydrocarbon groups represented by R 51 to R 53 include halogen groups, alkoxy groups, chain alkyl groups, and hydroxy groups.
前記R52およびR53が互いに結合して形成する環状構造としては、例えば、5員環~7員環の含窒素ヘテロ環またはこれらが2個縮合してなる縮合環が挙げられる。該含窒素ヘテロ環は芳香族性を有しないものが好ましく、飽和環がより好ましい。具体的には下記式(5-1)、(5-2)、(5-3)で表される構造が挙げられる。 Examples of the cyclic structure formed by combining R 52 and R 53 include a 5- to 7-membered nitrogen-containing hetero ring or a condensed ring formed by condensing two of these. The nitrogen-containing heterocyclic ring preferably has no aromaticity, more preferably a saturated ring. Specific examples include structures represented by the following formulas (5-1), (5-2), and (5-3).
前記X51は、アミド基(-CO-NH-)、エステル基(-CO-O-)、または、単結合を表す。なお、アミド基、エステル基の結合方向は特に限定されない。アミド基の結合態様としては、C-CO-NH-Y51、または、C-NH-CO-Y51が挙げられる。エステル基の結合態様としては、C-CO-O-Y51、または、C-O-CO-Y51が挙げられる。 The X 51 represents an amide group (--CO--NH--), an ester group (--CO--O--), or a single bond. In addition, the bonding direction of the amide group and the ester group is not particularly limited. The bonding mode of the amide group includes C—CO—NH—Y 51 and C—NH—CO—Y 51 . The bonding mode of the ester group includes C--CO--O--Y 51 and C--O--CO--Y 51 .
前記Y51で示される2価の炭化水素基としては、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のアルケニレン基、炭素数6~10のアレーンジイル基などが挙げられる。これらの中でも炭素数1~10のアルキレン基が好ましい。前記アルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよいが、直鎖状が好ましい。Y51は、炭素数が1~5のアルキレン基であることが好ましい。 Examples of the divalent hydrocarbon group represented by Y 51 include an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenylene group having 1 to 10 carbon atoms and an arenediyl group having 6 to 10 carbon atoms. Among these, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms is preferred. The alkylene group may be linear or branched, but preferably linear. Y 51 is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
Z-としては、ハロゲンアニオン、カルボキシレートアニオン、スルフェートアニオン、スルホネートアニオン、ホスフェートアニオン、ニトロキシドアニオンなどが挙げられる。 Z − includes halogen anions, carboxylate anions, sulfate anions, sulfonate anions, phosphate anions, nitroxide anions, and the like.
前記ハロゲンアニオンとしては、フルオロアニオン、クロロアニオン、ブロモアニオン、ヨードアニオンが挙げられる。
前記カルボキシレートアニオンとしては、酢酸アニオン、プロピオン酸アニオン等のアルキルカルボキシレートアニオン;安息香酸アニオン等の芳香族カルボキシレートアニオン;等が挙げられる。
前記スルフェートアニオンとしては、メチル硫酸アニオン、エチル硫酸アニオン等のアルキルスルフェートアニオン;フェニル硫酸アニオン、ベンジル硫酸アニオン等の芳香族硫酸アニオン;等が挙げられる。
前記スルホネートアニオンとしては、メタンスルホン酸アニオン、エタンスルホン酸アニオン等のアルキルスルホネートアニオン;ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン等の芳香族スルホネートアニオン;等が挙げられる。
Examples of the halogen anions include fluoroanions, chloroanions, bromoanions, and iodine anions.
Examples of the carboxylate anion include alkyl carboxylate anions such as acetate anion and propionate anion; aromatic carboxylate anions such as benzoate anion;
Examples of the sulfate anion include alkyl sulfate anions such as methyl sulfate anion and ethyl sulfate anion; aromatic sulfate anions such as phenyl sulfate anion and benzyl sulfate anion; and the like.
Examples of the sulfonate anion include alkylsulfonate anions such as methanesulfonate anion and ethanesulfonate anion; aromatic sulfonate anions such as benzenesulfonate anion and toluenesulfonate anion; and the like.
前記式(5)で示される構造単位を形成するビニルモノマーの具体例としては、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシブチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジエチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルベンジルジエチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシブチルベンジルジエチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジエチルアンモニウムブロミド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルベンジルジエチルアンモニウムブロミド、(メタ)アクリロイルオキシブチルベンジルジエチルアンモニウムブロミド、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジエチルアンモニウムヨージド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルベンジルジエチルアンモニウムヨージド、(メタ)アクリロイルオキシブチルベンジルジエチルアンモニウムヨージド、(メタ)アクリロイルオキシエチルベンジルジエチルアンモニウムフロリド、(メタ)アクリロイルオキシプロピルベンジルジエチルアンモニウムフロリド、(メタ)アクリロイルオキシブチルベンジルジエチルアンモニウムフロリド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム・メチルスルファート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム・メチルスルファート、(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメチルアンモニウム・メチルスルファート、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム・エチルスルファート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメチルエチルアンモニウム・エチルスルファート、(メタ)アクリロイルオキシブチルジメチルエチルアンモニウム・エチルスルファート、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム・トルエン-4-スルホナート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム・トルエン-4-スルホナート、(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメチルアンモニウム・トルエン-4-スルホナート等が挙げられる。 Specific examples of the vinyl monomer forming the structural unit represented by formula (5) include (meth)acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth)acryloyloxypropyltrimethylammonium chloride, and (meth)acryloyloxybutyltrimethylammonium chloride. , (meth)acryloyloxyethylbenzyldimethylammonium chloride, (meth)acryloyloxypropylbenzyldimethylammonium chloride, (meth)acryloyloxybutylbenzyldimethylammonium chloride, (meth)acryloyloxyethylbenzyldiethylammonium chloride, (meth)acryloyloxy propylbenzyldiethylammonium chloride, (meth)acryloyloxybutylbenzyldiethylammonium chloride, (meth)acryloyloxyethylbenzyldiethylammonium bromide, (meth)acryloyloxypropylbenzyldiethylammonium bromide, (meth)acryloyloxybutylbenzyldiethylammonium bromide, (meth) acryloyloxyethylbenzyldiethylammonium iodide, (meth) acryloyloxypropylbenzyldiethylammonium iodide, (meth) acryloyloxybutylbenzyldiethylammonium iodide, (meth) acryloyloxyethylbenzyldiethylammonium fluoride, (meth) ) acryloyloxypropylbenzyldiethylammonium fluoride, (meth)acryloyloxybutylbenzyldiethylammonium fluoride, (meth)acryloyloxyethyltrimethylammonium methylsulfate, (meth)acryloyloxypropyltrimethylammonium methylsulfate, (meth)acryloyloxypropyltrimethylammonium methylsulfate, (meth) ) acryloyloxybutyltrimethylammonium methylsulfate, (meth)acryloyloxyethyldimethylethylammonium ethylsulfate, (meth)acryloyloxypropyldimethylethylammonium ethylsulfate, (meth)acryloyloxybutyldimethylethylammonium ethylsulfate Sulfate, (meth)acryloyloxyethyltrimethylammonium/toluene-4-sulfonate, (meth)acryloyloxypropyltrimethylammonium/toluene-4-sulfonate, (meth)acryloyloxybutyl and trimethylammonium/toluene-4-sulfonate.
一般式(5)で表される構造単位を含有する場合、その含有率は、Bブロック100質量%中において1質量%以上が好ましく、より好ましくは5質量%以上であり、60質量%以下が好ましく、より好ましくは40質量%以下である。一般式(5)で表される構造単位の含有率をこの範囲にすることで着色材と高い親和性を有すると考えられる。 When the structural unit represented by the general formula (5) is contained, the content is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and 60% by mass or less in 100% by mass of the B block It is preferably 40% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. By setting the content of the structural unit represented by the general formula (5) within this range, it is considered to have a high affinity with the coloring material.
Bブロックは、一般式(3)で表される構造単位、一般式(4)で表される構造単位および一般式(5)で表される構造単位のみであっても良いし、他の構造単位が含まれていてもよい。着色材との親和性を保持する観点から、Bブロック中の一般式(3)で表される構造単位と一般式(4)で表される構造単位と一般式(5)で表される構造単位との合計含有率は、Bブロック100質量%中において80質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。また、Bブロックは、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位を実質的に含有しないことが好ましい。すなわち、酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、Bブロック100質量%中において、5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。 The B block may be only the structural unit represented by the general formula (3), the structural unit represented by the general formula (4), and the structural unit represented by the general formula (5), or other structures Units may be included. From the viewpoint of maintaining affinity with the coloring material, the structural unit represented by the general formula (3) in the B block, the structural unit represented by the general formula (4), and the structure represented by the general formula (5) The total content with units is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more in 100% by mass of B block. Moreover, it is preferable that the B block does not substantially contain a structural unit derived from a vinyl monomer having an acidic group. That is, the content of structural units derived from a vinyl monomer having an acidic group is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less in 100% by mass of B block.
前記Bブロックにおける前記一般式(3)で表される構造単位と前記一般式(5)で表される構造単位の合計に対する前記一般式(4)で表される構造単位の質量比(式(4)/(式(3)+式(5)))は、0.01以上が好ましく、より好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.05以上であり、0.30以下が好ましく、より好ましくは0.20以下、さらに好ましくは0.10以下である。 Mass ratio of the structural unit represented by the general formula (4) to the total of the structural unit represented by the general formula (3) and the structural unit represented by the general formula (5) in the B block (formula ( 4) / (formula (3) + formula (5))) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.05 or more, and preferably 0.30 or less, and more It is preferably 0.20 or less, more preferably 0.10 or less.
Bブロックの他の構造単位を形成し得るビニルモノマーの具体例としては、Aブロックの他の構造単位を形成し得るビニルのモノマーの具体例として例示したものと同一のものを挙げることができる。 Specific examples of the vinyl monomer that can form other structural units of the B block are the same as the specific examples of the vinyl monomer that can form other structural units of the A block.
Bブロックにおいて2種以上の構造単位が含有される場合は、Bブロックに含有される各種構造単位は、Bブロック中においてランダム共重合、ブロック共重合等の何れの態様で含有されていてもよく、均一性の観点からランダム共重合の態様で含有されていることが好ましい。例えば、Bブロックが、b1ブロックからなる構造単位とb2ブロックとからなる構造単位との共重合体により形成されていてもよい。 When two or more types of structural units are contained in the B block, the various structural units contained in the B block may be contained in any manner such as random copolymerization or block copolymerization in the B block. , it is preferably contained in the form of random copolymerization from the viewpoint of uniformity. For example, the B block may be formed of a copolymer of a structural unit consisting of the b1 block and a structural unit consisting of the b2 block.
(2-1-3.ブロック共重合体)
前記ブロック共重合体の構造は、線状ブロック共重合体であることが好ましい。また、線状ブロック共重合体は、いずれの構造(配列)であっても良いが、線状ブロック共重合体の物性、または組成物の物性の観点から、AブロックをA、BブロックをBと表現したとき、(A-B)m型、(A-B)m-A型、(B-A)m-B型(mは1以上の整数、例えば1~3の整数)よりなる群から選択される少なくとも1種の構造を持つ共重合体であることが好ましい。これらの中でも、加工時の取扱い性、組成物の物性の観点から、A-B型ジブロック共重合体であることが好ましい。A-B型ジブロック共重合体を構成することで、Aブロックに有する(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位と、Bブロックに有する一般式(3)で表される構造単位および一般式(4)で表される構造単位とが局在化し、効率的に着色材と、分散媒体(溶媒)、バインダー樹脂(アルカリ可溶性樹脂)と好適に作用することができると考えられる。前記ブロック共重合体は、AブロックおよびBブロック以外の他のブロックを有していてもよい。
(2-1-3. Block copolymer)
The structure of the block copolymer is preferably a linear block copolymer. The linear block copolymer may have any structure (arrangement), but from the viewpoint of the physical properties of the linear block copolymer or the physical properties of the composition, the A block is A and the B block is B When expressed as, the group consisting of (AB) m type, (AB) m - A type, (B-A) m - B type (m is an integer of 1 or more, for example, an integer of 1 to 3) A copolymer having at least one structure selected from is preferred. Among these, AB type diblock copolymers are preferred from the viewpoint of handling during processing and physical properties of the composition. By forming an AB type diblock copolymer, a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer in the A block and a structural unit represented by the general formula (3) in the B block and the general formula ( It is thought that the structural unit represented by 4) is localized and can efficiently act favorably with the coloring agent, the dispersion medium (solvent), and the binder resin (alkali-soluble resin). The block copolymer may have blocks other than the A block and the B block.
Aブロックの含有率は、ブロック共重合体全体100質量%中において、35質量%以上が好ましく、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは45質量%以上であり、85質量%以下が好ましく、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下である。Bブロックの含有率は、ブロック共重合体全体100質量%中において、15質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは25質量%以上であり、65質量%以下が好ましく、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは55質量%以下である。AブロックおよびBブロックの含有率を、上記範囲内に調整することで、分散剤として使用した際の分散性能がより一層向上する。 The content of the A block is preferably 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, still more preferably 45% by mass or more, and preferably 85% by mass or less, based on 100% by mass of the entire block copolymer. More preferably 80% by mass or less, still more preferably 75% by mass or less. The content of the B block is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 25% by mass or more, and preferably 65% by mass or less, based on 100% by mass of the entire block copolymer. More preferably 60% by mass or less, still more preferably 55% by mass or less. By adjusting the content of the A block and the B block within the above range, the dispersing performance is further improved when used as a dispersant.
ブロック共重合体中のAブロックとBブロックとの質量比(Aブロック/Bブロック)は、50/50以上が好ましく、より好ましくは55/45以上、さらに好ましくは60/40以上であり、95/5以下が好ましく、より好ましくは90/10以下、さらに好ましくは80/20以下である。AブロックとBブロックとの質量比が前記範囲内であれば、分散剤として使用した際の分散性能がより一層向上する。 The mass ratio of the A block and the B block (A block/B block) in the block copolymer is preferably 50/50 or more, more preferably 55/45 or more, still more preferably 60/40 or more, and 95 /5 or less, more preferably 90/10 or less, and still more preferably 80/20 or less. If the mass ratio of the A block and the B block is within the above range, the dispersing performance when used as a dispersant is further improved.
前記ブロック共重合体が酸性基を有する構造単位を含有する場合、前記ブロック共重合体における酸性基を有するビニルモノマーに由来する構造単位の含有率は、1質量%以上が好ましく、10質量%以下が好ましい。 When the block copolymer contains a structural unit having an acidic group, the content of the structural unit derived from a vinyl monomer having an acidic group in the block copolymer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less. is preferred.
前記ブロック共重合体における前記一般式(3)で表される構造単位、前記一般式(4)で表される構造単位および前記一般式(5)で表される構造単位の合計含有率は、5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、50質量%以下が好ましく、より好ましくは45質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。 The total content of the structural unit represented by the general formula (3), the structural unit represented by the general formula (4) and the structural unit represented by the general formula (5) in the block copolymer is It is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, further preferably 40% by mass or less.
前記ブロック共重合体の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下「GPC」という)法により測定される。前記ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)は3,000以上が好ましく、より好ましくは4,000以上、さらに好ましくは5,000以上であり、特に好ましくは6,000以上であり、40,000以下が好ましく、より好ましくは30,000以下、さらに好ましくは25,000以下であり、特に好ましくは20,000以下である。重量平均分子量が上記範囲内にあれば、分散剤として使用した際の分散性能がより良好となる。 The molecular weight of the block copolymer is measured by a gel permeation chromatography (hereinafter referred to as "GPC") method. The weight average molecular weight (Mw) of the block copolymer is preferably 3,000 or more, more preferably 4,000 or more, still more preferably 5,000 or more, and particularly preferably 6,000 or more. 000 or less, more preferably 30,000 or less, still more preferably 25,000 or less, and particularly preferably 20,000 or less. If the weight-average molecular weight is within the above range, the dispersion performance when used as a dispersant will be better.
前記ブロック共重合体の分子量分布(PDI)は、2.5以下が好ましく、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.6以下である。なお、本発明において、分子量分布(PDI)とは、(ブロック共重合体の重量平均分子量(Mw))/(ブロック共重合体の数平均分子量(Mn))によって求められるものである。PDIが小さいほど分子量分布の幅が狭い、分子量のそろった共重合体となり、その値が1.0のとき最も分子量分布の幅が狭い。即ち、PDIの下限値は1.0である。ブロック共重合体の分子量分布(PDI)が、2.5を超えると、分子量の小さいものや、分子量の大きいものが含まれることになる。 The molecular weight distribution (PDI) of the block copolymer is preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.6 or less. In the present invention, the molecular weight distribution (PDI) is determined by (weight average molecular weight (Mw) of block copolymer)/(number average molecular weight (Mn) of block copolymer). The smaller the PDI, the narrower the width of the molecular weight distribution, the more uniform the molecular weight of the copolymer. When the value is 1.0, the narrowest molecular weight distribution. That is, the lower limit of PDI is 1.0. When the molecular weight distribution (PDI) of the block copolymer exceeds 2.5, it includes those with small molecular weights and those with large molecular weights.
前記ブロック共重合体のアミン価は、着色材への吸着性および着色材分散性の観点から、10mgKOH/g以上が好ましく、より好ましくは50mgKOH/g以上、さらに好ましくは65mgKOH/g以上、特に好ましくは80mgKOH/g以上であり、200mgKOH/g以下が好ましく、より好ましくは150mgKOH/g以下、さらに好ましくは120mgKOH/g以下である。 The amine value of the block copolymer is preferably 10 mgKOH/g or more, more preferably 50 mgKOH/g or more, still more preferably 65 mgKOH/g or more, and particularly preferably 65 mgKOH/g or more, from the viewpoint of adsorption to the coloring material and coloring material dispersibility. is 80 mgKOH/g or more, preferably 200 mgKOH/g or less, more preferably 150 mgKOH/g or less, still more preferably 120 mgKOH/g or less.
前記ブロック共重合体が酸性基を有する構造単位を含有する場合、ブロック共重合体の酸価は、5mgKOH/g以上が好ましく、50mgKOH/g以下が好ましい。酸価をこの範囲にすることで、ブロック共重合体の着色材との親和性を損なうことなく、バインダー樹脂(アルカリ可溶性樹脂)と好適に作用することができる。 When the block copolymer contains a structural unit having an acidic group, the block copolymer preferably has an acid value of 5 mgKOH/g or more and preferably 50 mgKOH/g or less. By setting the acid value within this range, it can act favorably with the binder resin (alkali-soluble resin) without impairing the affinity of the block copolymer for the colorant.
(2-2.ブロック共重合体の製造方法)
前記ブロック共重合体の製造方法としては、ビニルモノマーの重合反応によって、Aブロックを先に製造し、AブロックにBブロックのモノマーを重合する方法;Bブロックを先に製造し、BブロックにAブロックのモノマーを重合する方法;AブロックとBブロックとを別々に製造した後、AブロックとBブロックとをカップリングする方法;等が挙げられる。
(2-2. Method for producing block copolymer)
As a method for producing the block copolymer, the A block is first produced by the polymerization reaction of the vinyl monomer, and the B block is polymerized on the A block; A method of polymerizing block monomers; a method of separately producing blocks A and B and then coupling the blocks A and B; and the like.
重合法は特に限定されないが、リビングラジカル重合が好ましい。すなわち、前記ブロック共重合体としては、リビングラジカル重合により重合されたものが好ましい。従来のラジカル重合法は、開始反応、成長反応だけでなく、停止反応、連鎖移動反応により成長末端の失活が起こり、様々な分子量、不均一な組成のポリマーの混合物となり易い傾向がある。これに対してリビングラジカル重合法は、従来のラジカル重合法の簡便性と汎用性を保ちながら、停止反応や、連鎖移動が起こりにくく、成長末端が失活することなく成長するため、分子量分布の精密制御、均一な組成のポリマーの製造が容易である点で好ましい。 Although the polymerization method is not particularly limited, living radical polymerization is preferred. That is, the block copolymer is preferably polymerized by living radical polymerization. In the conventional radical polymerization method, not only initiation reaction and propagation reaction but also termination reaction and chain transfer reaction cause deactivation of propagating terminal, and tend to result in a mixture of polymers with various molecular weights and non-uniform compositions. On the other hand, the living radical polymerization method maintains the simplicity and versatility of the conventional radical polymerization method. It is preferable in that it is easy to precisely control and manufacture a polymer with a uniform composition.
リビングラジカル重合法には、重合成長末端を安定化させる手法の違いにより、遷移金属触媒を用いる方法(ATRP法);硫黄系の可逆的連鎖移動剤を用いる方法(RAFT法);有機テルル化合物を用いる方法(TERP法);等の方法がある。ATRP法は、アミン系錯体を使用するため、酸性基を有するビニルモノマーの酸性基を保護せず使用することができない場合がある。RAFT法は、多種のモノマーを使用した場合、低分子量分布になりづらく、かつ硫黄臭や着色等の不具合がある場合がある。これらの方法のなかでも、使用できるモノマーの多様性、高分子領域での分子量制御、均一な組成、あるいは着色の観点から、TERP法を用いることが好ましい。 Living radical polymerization methods include a method using a transition metal catalyst (ATRP method); a method using a sulfur-based reversible chain transfer agent (RAFT method); method (TERP method); Since the ATRP method uses an amine-based complex, it may not be possible to use it without protecting the acidic group of the vinyl monomer having an acidic group. In the RAFT method, when a variety of monomers are used, it is difficult to obtain a low molecular weight distribution, and problems such as sulfur odor and coloration may occur. Among these methods, it is preferable to use the TERP method from the viewpoint of the diversity of usable monomers, molecular weight control in the high molecular region, uniform composition, or coloring.
TERP法とは、有機テルル化合物を連鎖移動剤として用い、ラジカル重合性化合物(ビニルモノマー)を重合させる方法であり、例えば、国際公開第2004/14848号、国際公開第2004/14962号、国際公開第2004/072126号、および国際公開第2004/096870号に記載された方法である。 The TERP method is a method of polymerizing a radically polymerizable compound (vinyl monomer) using an organic tellurium compound as a chain transfer agent. 2004/072126 and methods described in WO 2004/096870.
TERP法の具体的な重合法としては、下記(a)~(d)が挙げられる。
(a)ビニルモノマーを、一般式(6)で表される有機テルル化合物を用いて重合する。
(b)ビニルモノマーを、一般式(6)で表される有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤との混合物を用いて重合する。
(c)ビニルモノマーを、一般式(6)で表される有機テルル化合物と一般式(7)で表される有機ジテルリド化合物との混合物を用いて重合する。
(d)ビニルモノマーを、一般式(6)で表される有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤と一般式(7)で表される有機ジテルリド化合物との混合物を用いて重合する。
Specific polymerization methods for the TERP method include the following (a) to (d).
(a) A vinyl monomer is polymerized using an organic tellurium compound represented by general formula (6).
(b) A vinyl monomer is polymerized using a mixture of an organic tellurium compound represented by general formula (6) and an azo polymerization initiator.
(c) A vinyl monomer is polymerized using a mixture of an organic tellurium compound represented by general formula (6) and an organic ditelluride compound represented by general formula (7).
(d) A vinyl monomer is polymerized using a mixture of an organic tellurium compound represented by general formula (6), an azo polymerization initiator, and an organic ditelluride compound represented by general formula (7).
一般式(7)において、R61は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基を示す。]
In general formula (7), R 61 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group or an aromatic heterocyclic group. ]
R61で表される基は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基または芳香族ヘテロ環基であり、具体的には次の通りである。
炭素数1~8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基や、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等を挙げることができる。好ましくは炭素数1~4の直鎖または分岐鎖アルキル基であり、更に好ましくはメチル基またはエチル基である。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
芳香族ヘテロ環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基等を挙げることができる。
The group represented by R 61 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group or an aromatic heterocyclic group, and specific examples are as follows.
Examples of alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group and heptyl. linear or branched alkyl groups such as radicals, octyl groups, and cyclic alkyl groups such as cyclohexyl groups. A linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
A phenyl group, a naphthyl group, etc. can be mentioned as an aryl group.
A pyridyl group, a furyl group, a thienyl group, etc. can be mentioned as an aromatic heterocyclic group.
R62およびR63で表される基は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~8のアルキル基であり、各基は、具体的には次の通りである。
炭素数1~8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基や、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等を挙げることができる。好ましくは炭素数1~4の直鎖または分岐鎖アルキル基であり、更に好ましくはメチル基またはエチル基である。
The groups represented by R 62 and R 63 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and specific examples of each group are as follows.
Examples of alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group and heptyl. linear or branched alkyl groups such as radicals, octyl groups, and cyclic alkyl groups such as cyclohexyl groups. A linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
R64で表される基は、炭素数1~8のアルキル基、アリール基、置換アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アシル基、アミド基、オキシカルボニル基、シアノ基、アリル基またはプロパルギル基であり、具体的には次の通りである。
炭素数1~8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基等を挙げることができる。好ましくは炭素数1~4の直鎖または分岐鎖アルキル基であり、更に好ましくはメチル基またはエチル基である。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。好ましくはフェニル基である。
置換アリール基としては、置換基を有しているフェニル基、置換基を有しているナフチル基等を挙げることができる。前記置換基を有しているアリール基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、-COR641で示されるカルボニル含有基(R641は炭素数1~8のアルキル基、アリール基、炭素数1~8のアルコキシ基またはアリーロキシ基)、スルホニル基、トリフルオロメチル基等を挙げることができる。また、これらの置換基は、1個または2個置換しているのがよい。
芳香族ヘテロ環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基等を挙げることができる。
アルコキシ基としては、炭素数1~8のアルキル基が酸素原子に結合した基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等を挙げることができる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等を挙げることができる。
アミド基としては、-CONR6421R6422(R6421、R6422は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1~8のアルキル基またはアリール基)を挙げることがきる。
オキシカルボニル基としては、-COOR6431(R6431は水素原子、炭素数1~8のアルキル基またはアリール基)で表される基が好ましく、例えばカルボキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、sec-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等を挙げることができる。好ましいオキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基が挙げられる。
アリル基としては、-CR6441R6442-CR6443=CR6444R6445(R6441、R6442は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1~8のアルキル基、R6443、R6444、R6445は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1~8のアルキル基またはアリール基であり、それぞれの置換基が環状構造で繋がっていてもよい)等を挙げることができる。
プロパルギル基としては、-CR6451R6452-C≡CR6453(R6451、R6452は、水素原子または炭素数1~8のアルキル基、R6453は、水素原子、炭素数1~8のアルキル基、アリール基またはシリル基)等を挙げることができる。
The group represented by R 64 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, a substituted aryl group, an aromatic heterocyclic group, an alkoxy group, an acyl group, an amide group, an oxycarbonyl group, a cyano group, an allyl group or It is a propargyl group, specifically as follows.
Examples of alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group and heptyl. linear or branched alkyl groups such as octyl groups, cyclic alkyl groups such as cyclohexyl groups, and the like. A linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
A phenyl group, a naphthyl group, etc. can be mentioned as an aryl group. A phenyl group is preferred.
Examples of the substituted aryl group include a phenyl group having a substituent, a naphthyl group having a substituent, and the like. Examples of the substituents of the aryl group having the above substituents include halogen atoms, hydroxy groups, alkoxy groups, amino groups, nitro groups, cyano groups, and carbonyl-containing groups represented by —COR 641 (R 641 is a carbon 1-8 alkyl groups, aryl groups, C1-8 alkoxy groups or aryloxy groups), sulfonyl groups, trifluoromethyl groups and the like. Moreover, it is preferable that one or two of these substituents are substituted.
A pyridyl group, a furyl group, a thienyl group, etc. can be mentioned as an aromatic heterocyclic group.
The alkoxy group is preferably a group in which an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is bonded to an oxygen atom. butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group and the like.
Acyl groups include acetyl, propionyl, and benzoyl groups.
Examples of amide groups include -CONR 6421 R 6422 (R 6421 and R 6422 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group).
The oxycarbonyl group is preferably a group represented by -COOR 6431 (R 6431 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group), such as a carboxy group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group and a propoxycarbonyl group. group, n-butoxycarbonyl group, sec-butoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group and the like. Preferred oxycarbonyl groups include methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl groups.
The allyl group includes -CR 6441 R 6442 -CR 6443 =CR 6444 R 6445 (R 6441 and R 6442 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 6443 , R 6444 and R 6445 are , each independently a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group having 1 to 8 carbon atoms, and each substituent may be connected in a cyclic structure).
The propargyl group includes —CR 6451 R 6452 —C≡CR 6453 (R 6451 and R 6452 are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 6453 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms , an aryl group or a silyl group) and the like.
一般式(6)で表される有機テルル化合物は、具体的には(メチルテラニルメチル)ベンゼン、(メチルテラニルメチル)ナフタレン、エチル-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピオネート、エチル-2-メチル-2-n-ブチルテラニル-プロピオネート、(2-トリメチルシロキシエチル)-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピオネート、(2-ヒドロキシエチル)-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピオネートまたは(3-トリメチルシリルプロパルギル)-2-メチル-2-メチルテラニル-プロピオネート等、国際公開第2004/14848号、国際公開第2004/14962号、国際公開第2004/072126号、および国際公開第2004/096870号に記載された有機テルル化合物の全てを例示することができる。 Specifically, the organic tellurium compound represented by the general formula (6) is (methyltheranylmethyl)benzene, (methyltheranylmethyl)naphthalene, ethyl-2-methyl-2-methyltheranyl-propionate, ethyl-2- methyl-2-n-butyltheranyl-propionate, (2-trimethylsiloxyethyl)-2-methyl-2-methyltheranyl-propionate, (2-hydroxyethyl)-2-methyl-2-methyltheranyl-propionate or (3-trimethylsilylpropargyl )-2-methyl-2-methylteranyl-propionate, etc., organic All tellurium compounds can be exemplified.
一般式(7)で表される有機ジテルリド化合物の具体例としては、ジメチルジテルリド、ジエチルジテルリド、ジ-n-プロピルジテルリド、ジイソプロピルジテルリド、ジシクロプロピルジテルリド、ジ-n-ブチルジテルリド、ジ-s-ブチルジテルリド、ジ-t-ブチルジテルリド、ジシクロブチルジテルリド、ジフェニルジテルリド、ビス-(p-メトキシフェニル)ジテルリド、ビス-(p-アミノフェニル)ジテルリド、ビス-(p-ニトロフェニル)ジテルリド、ビス-(p-シアノフェニル)ジテルリド、ビス-(p-スルホニルフェニル)ジテルリド、ジナフチルジテルリドまたはジピリジルジテルリド等を例示することができる。 Specific examples of the organic ditelluride compound represented by the general formula (7) include dimethyl ditelluride, diethyl ditelluride, di-n-propyl ditelluride, diisopropyl ditelluride, dicyclopropyl ditelluride, di -n-butyl ditelluride, di-s-butyl ditelluride, di-t-butyl ditelluride, dicyclobutyl ditelluride, diphenyl ditelluride, bis-(p-methoxyphenyl) ditelluride, bis-(p-aminophenyl) ditelluride, bis -(p-nitrophenyl)ditelluride, bis-(p-cyanophenyl)ditelluride, bis-(p-sulfonylphenyl)ditelluride, dinaphthylditelluride, dipyridylditelluride and the like can be exemplified.
アゾ系重合開始剤は、通常のラジカル重合で使用するアゾ系重合開始剤であれば特に制限なく使用することができる。例えば、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(AMBN)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN)、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)(ACHN)、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチレート(MAIB)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)(ACVA)、1,1’-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチルアミド)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)(V-70)、2,2’-アゾビス(2-メチルアミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2-シアノ-2-プロピルアゾホルムアミド、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、または2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)等を例示することができる。 As the azo polymerization initiator, any azo polymerization initiator that is commonly used in radical polymerization can be used without any particular limitation. For example, 2,2′-azobis(isobutyronitrile) (AIBN), 2,2′-azobis(2-methylbutyronitrile) (AMBN), 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) ) (ADVN), 1,1′-azobis(1-cyclohexanecarbonitrile) (ACHN), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (MAIB), 4,4′-azobis(4-cyanovaleric acid ) (ACVA), 1,1′-azobis(1-acetoxy-1-phenylethane), 2,2′-azobis(2-methylbutyramide), 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4 -dimethylvaleronitrile) (V-70), 2,2′-azobis(2-methylamidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane], 2 , 2′-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamide], 2,2′-azobis(2,4,4-trimethylpentane), 2-cyano-2-propylazoformamide, 2 , 2′-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide) or 2,2′-azobis(N-cyclohexyl-2-methylpropionamide).
重合工程は、不活性ガスで置換した容器で、ビニルモノマーと一般式(6)の有機テルル化合物と、ビニルモノマーの種類に応じて反応促進、分子量および分子量分布の制御等の目的で、さらにアゾ系重合開始剤および/または一般式(7)の有機ジテルリド化合物を混合する。このとき、不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等を挙げることができる。好ましくは、アルゴン、窒素が良い。 The polymerization step is carried out in a vessel purged with an inert gas, with a vinyl monomer and an organotellurium compound of general formula (6) for the purpose of promoting the reaction, controlling the molecular weight and molecular weight distribution, etc., according to the type of the vinyl monomer, and further adding an azo A system polymerization initiator and/or an organic ditelluride compound of general formula (7) is mixed. At this time, examples of the inert gas include nitrogen, argon, and helium. Argon and nitrogen are preferred.
前記(a)、(b)、(c)および(d)におけるビニルモノマーの使用量は、目的とする共重合体の物性により適宜調節すればよい。一般式(6)の有機テルル化合物1molに対しビニルモノマーを5mol~10000molとすることが好ましい。 The amount of the vinyl monomer used in (a), (b), (c) and (d) may be appropriately adjusted according to the physical properties of the desired copolymer. It is preferable to use 5 mol to 10000 mol of the vinyl monomer per 1 mol of the organotellurium compound of general formula (6).
前記(b)の一般式(6)の有機テルル化合物とアゾ系重合開始剤とを併用する場合、一般式(6)の有機テルル化合物1molに対してアゾ系重合開始剤を0.01mol~10molとすることが好ましい。 When the organic tellurium compound of general formula (6) and the azo polymerization initiator (b) are used in combination, 0.01 mol to 10 mol of the azo polymerization initiator is used per 1 mol of the organic tellurium compound of general formula (6). It is preferable to
前記(c)の一般式(6)の有機テルル化合物と一般式(7)の有機ジテルリド化合物とを併用する場合、一般式(6)の有機テルル化合物1molに対して一般式(7)の有機ジテルル化合物を0.01mol~100molとすることが好ましい。 When the organic tellurium compound of general formula (6) and the organic ditelluride compound of general formula (7) are used in combination, the organic tellurium compound of general formula (7) is used per 1 mol of the organic tellurium compound of general formula (6). The ditellurium compound is preferably 0.01 mol to 100 mol.
前記(d)の一般式(6)の有機テルル化合物と一般式(7)の有機ジテルリド化合物とアゾ系重合開始剤とを併用する場合、一般式(6)の有機テルル化合物1molに対して一般式(7)の有機ジテルリド化合物を0.01mol~100molとすることが好ましく、一般式(6)の有機テルル化合物1molに対してアゾ系重合開始剤を0.01mol~10molとすることが好ましい。 When the organic tellurium compound of the general formula (6) of (d), the organic ditelluride compound of the general formula (7), and the azo polymerization initiator are used in combination, generally per 1 mol of the organic tellurium compound of the general formula (6) The organic ditelluride compound of formula (7) is preferably 0.01 mol to 100 mol, and the azo polymerization initiator is preferably 0.01 mol to 10 mol per 1 mol of the organic tellurium compound of general formula (6).
重合反応は、無溶媒でも行うことができるが、ラジカル重合で一般に使用される非プロトン性溶媒またはプロトン性溶媒を使用し、前記混合物を撹拌して行なってもよい。使用できる非プロトン性溶媒は、例えば、アニソール、ベンゼン、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、2-ブタノン(メチルエチルケトン)、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチルまたはトリフルオロメチルベンゼン等を例示することができる。また、プロトン性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール、ヘキサフルオロイソプロパノールまたはジアセトンアルコール等を例示することができる。 The polymerization reaction can be carried out without a solvent, but may be carried out by using an aprotic or protic solvent generally used in radical polymerization and stirring the mixture. Aprotic solvents that can be used are, for example, anisole, benzene, toluene, N,N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), acetone, 2-butanone (methyl ethyl ketone), dioxane, propylene glycol monomethyl ether acetate, chloroform. , carbon tetrachloride, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate, trifluoromethylbenzene, and the like. Examples of protic solvents include water, methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 1-methoxy-2-propanol, hexafluoroisopropanol and diacetone alcohol.
溶媒の使用量としては、適宜調節すればよく、例えば、ビニルモノマー1gに対して、0.01ml以上が好ましく、より好ましくは0.05ml以上、さらに好ましくは0.1ml以上であり、50ml以下が好ましく、より好ましくは10ml以下、さらに好ましくは1ml以下である。 The amount of the solvent to be used may be adjusted as appropriate. For example, it is preferably 0.01 ml or more, more preferably 0.05 ml or more, still more preferably 0.1 ml or more, and 50 ml or less per 1 g of the vinyl monomer. It is preferably 10 ml or less, more preferably 1 ml or less.
反応温度、反応時間は、得られる共重合体の分子量或いは分子量分布により適宜調節すればよいが、通常、0℃~150℃で、1分~100時間撹拌する。TERP法は、低い重合温度および短い重合時間であっても高い収率と精密な分子量分布を得ることができる。このとき、圧力は、通常、常圧で行われるが、加圧または減圧しても構わない。 The reaction temperature and reaction time may be appropriately adjusted depending on the molecular weight or molecular weight distribution of the resulting copolymer, but the mixture is usually stirred at 0°C to 150°C for 1 minute to 100 hours. The TERP method can obtain high yields and precise molecular weight distributions even at low polymerization temperatures and short polymerization times. At this time, the pressure is usually normal pressure, but may be pressurized or reduced.
重合反応の終了後、得られた反応混合物から、通常の分離精製手段により、使用溶媒、残存ビニルモノマーの除去等を行い、目的とする共重合体を分離することができる。 After completion of the polymerization reaction, the desired copolymer can be separated from the resulting reaction mixture by removing the used solvent, residual vinyl monomers, and the like by ordinary separation and purification means.
重合反応により得られる共重合体の成長末端は、テルル化合物由来の-TeR61(式中、R61は上記と同じである)の形態であり、重合反応終了後の空気中の操作により失活していくが、テルル原子が残存する場合がある。テルル原子が末端に残存した共重合体は着色したり、熱安定性が劣ったりするため、テルル原子を除去することが好ましい。 The growing terminal of the copolymer obtained by the polymerization reaction is in the form of —TeR 61 (wherein R 61 is the same as above) derived from the tellurium compound, and is deactivated by an operation in air after the completion of the polymerization reaction. However, tellurium atoms may remain. Since a copolymer having a tellurium atom remaining at the end thereof is colored or has poor thermal stability, it is preferable to remove the tellurium atom.
テルル原子を除去する方法としては、トリブチルスタンナンまたはチオール化合物等を用いるラジカル還元方法;活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、活性白土、モレキュラーシーブスおよび高分子吸着剤等で吸着する方法;イオン交換樹脂等で金属を吸着する方法;過酸化水素水または過酸化ベンゾイル等の過酸化物を添加したり、空気または酸素を系中に吹き込むことで共重合体末端のテルル原子を酸化分解させ、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留テルル化合物を除去する液-液抽出法や固-液抽出法;特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限界ろ過等の溶液状態での精製方法;等を用いることができ、また、これらの方法を組み合わせて用いることもできる。 Methods for removing tellurium atoms include radical reduction methods using tributylstannane or thiol compounds; adsorption methods using activated carbon, silica gel, activated alumina, activated clay, molecular sieves, polymer adsorbents, etc.; ion exchange resins, etc. Method of adsorbing metals: Hydrogen peroxide solution or peroxides such as benzoyl peroxide are added, air or oxygen is blown into the system to oxidize and decompose the tellurium atoms at the ends of the copolymer, washing with water or appropriate A liquid-liquid extraction method or solid-liquid extraction method that removes residual tellurium compounds by combining solvents; a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those with a specific molecular weight or less; can be used, or a combination of these methods can be used.
式(3)で表される構造単位の3級アミン基を4級化する場合、4級化剤としては、塩化メチル、塩化エチル、臭化メチル、ヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル;塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル等のハロゲン化アラルキル;硫酸ジフェニル等の硫酸ジアリール;硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジ-n-プロピル等の硫酸ジアルキル;p-トルエンスルホン酸メチル、p-トルエンスルホン酸エチル等の芳香族スルホン酸アルキル;等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル等のハロゲン化アラルキル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジ-n-プロピル等の硫酸ジアルキル、p-トルエンスルホン酸メチル、p-トルエンスルホン酸エチル等の芳香族スルホン酸アルキルであり、より好ましくは塩化ベンジル、硫酸ジメチル、p-トルエンスルホン酸メチルである。4級化後の構造には、4級化剤に由来するアルキル基、アラルキル基が導入される。よって、4級化により導入されたアルキル基、アラルキル基等の量を測定することで、式(5)で表される構造単位の量を推定することができる。 When the tertiary amine group of the structural unit represented by formula (3) is quaternized, quaternizing agents include alkyl halides such as methyl chloride, ethyl chloride, methyl bromide and methyl iodide; benzyl chloride; , benzyl bromide, benzyl iodide and other aralkyl halides; diaryl sulfates such as diphenyl sulfate; dialkyl sulfates such as dimethyl sulfate, diethyl sulfate and di-n-propyl sulfate; methyl p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid aromatic alkyl sulfonates such as ethyl; and the like. Among these, aralkyl halides such as benzyl chloride, benzyl bromide, and benzyl iodide, dialkyl sulfates such as dimethyl sulfate, diethyl sulfate, and di-n-propyl sulfate, methyl p-toluenesulfonate, and p-toluenesulfone are preferred. Aromatic alkyl sulfonates such as ethyl acetate, more preferably benzyl chloride, dimethyl sulfate and methyl p-toluenesulfonate. Alkyl groups and aralkyl groups derived from the quaternizing agent are introduced into the structure after quaternization. Therefore, the amount of the structural unit represented by the formula (5) can be estimated by measuring the amount of the alkyl group, aralkyl group, etc. introduced by the quaternization.
重合物中の式(3)で表される構造単位の一部の3級アミン構造を4級化する方法としては、重合物と4級化剤とを接触させる方法が挙げられる。具体的には、式(3)で表される構造単位を形成し得るビニルモノマーを含有するモノマー組成物を重合した後、この反応液に4級化剤を添加し、撹拌する方法が挙げられる。4級化剤を添加する反応液の温度は25℃~65℃が好ましく、撹拌時間は、1時間~20時間が好ましい。4級化剤を添加する際に、重合後の反応液を希釈することも好ましい。希釈のために添加する溶媒としては、重合反応に使用し得る溶媒、重合反応に使用し得る溶媒とプロトン性溶媒との混合溶媒が挙げられ、目的とするブロック共重合体の溶解度により適宜選択すればよい。プロトン性溶媒としてはメタノールが好ましい。 As a method for quaternizing a part of the tertiary amine structure of the structural unit represented by formula (3) in the polymer, there is a method of contacting the polymer with a quaternizing agent. Specifically, a method of polymerizing a monomer composition containing a vinyl monomer capable of forming a structural unit represented by formula (3), adding a quaternizing agent to the reaction solution, and stirring the reaction solution may be mentioned. . The temperature of the reaction solution to which the quaternizing agent is added is preferably 25° C. to 65° C., and the stirring time is preferably 1 hour to 20 hours. It is also preferable to dilute the reaction solution after polymerization when adding the quaternizing agent. The solvent added for dilution includes a solvent that can be used in the polymerization reaction and a mixed solvent of a solvent that can be used in the polymerization reaction and a protic solvent, and can be appropriately selected depending on the solubility of the target block copolymer. Just do it. Methanol is preferred as the protic solvent.
(3.バインダー樹脂)
前記着色組成物は、バインダー樹脂(ただし、前記ブロック共重合体は除く。)を含有する。これにより、着色組成物のアルカリ現像性や基板への結着性を高めることができる。このようなバインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、カルボキシ基、フェノール性ヒドロキシ基等の酸性基を有する樹脂であることが好ましい。前記バインダー樹脂としては、例えば、エポキシ基含有(メタ)アクリレートと、他のラジカル重合性単量体との共重合体に対し、該共重合体が有するエポキシ基の少なくとも一部に不飽和一塩基酸を付加させてなる樹脂、あるいは該付加反応により生じたヒドロキシ基の少なくとも一部に多塩基酸無水物を付加させて得られるアルカリ可溶性樹脂;主鎖にカルボキシ基を含有する直鎖状アルカリ可溶性樹脂;カルボキシ基含有樹脂のカルボキシ基部分に、エポキシ基含有不飽和化合物を付加させた樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;カルボキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート樹脂;等を挙げることができ、これらを単独または2種以上を混合して使用することができる。
(3. Binder resin)
The coloring composition contains a binder resin (excluding the block copolymer). Thereby, the alkali developability of the coloring composition and the binding property to the substrate can be improved. Although such a binder resin is not particularly limited, it is preferably a resin having an acidic group such as a carboxy group or a phenolic hydroxy group. As the binder resin, for example, for a copolymer of an epoxy group-containing (meth)acrylate and another radically polymerizable monomer, at least a part of the epoxy group of the copolymer has an unsaturated monobasic Alkali-soluble resin obtained by adding a polybasic acid anhydride to at least a part of the hydroxy groups generated by the addition reaction, or a resin obtained by adding an acid; a linear alkali-soluble resin containing a carboxy group in the main chain resin; resin obtained by adding an epoxy group-containing unsaturated compound to the carboxy group portion of a carboxy group-containing resin; (meth)acrylic resin; epoxy (meth)acrylate resin having a carboxy group; can be used alone or in combination of two or more.
前記バインダー樹脂の好ましい態様としては、カルボキシ基含有ビニルモノマーに由来する構造単位と(メタ)アクリレートに由来する構造単位とスチレンとを含有するランダム共重合体、カルボキシ基含有ビニルモノマーに由来する構造単位と(メタ)アクリレートに由来する構造単位とを含有するランダム共重合体が挙げられる。前記カルボキシ基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸が好ましい。前記(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Preferred embodiments of the binder resin include a random copolymer containing a structural unit derived from a carboxy group-containing vinyl monomer, a structural unit derived from a (meth)acrylate, and styrene, and a structural unit derived from a carboxy group-containing vinyl monomer. and a random copolymer containing structural units derived from (meth)acrylate. As the carboxy group-containing vinyl monomer, (meth)acrylic acid is preferable. Examples of the (meth)acrylate include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, and cyclohexyl (meth)acrylate. , isobornyl (meth)acrylate, adamantyl (meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, glycerol mono ( meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate and the like.
前記バインダー樹脂は、カルボキシ基含有ビニルモノマーに由来する構造単位と(メタ)アクリレートに由来する構造単位との合計含有率が、50質量%以上が好ましく、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。また、前記バインダー樹脂は、カルボキシ基含有ビニルモノマーに由来する構造の含有率が、5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、90質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以下である。 In the binder resin, the total content of the structural unit derived from the carboxy group-containing vinyl monomer and the structural unit derived from the (meth)acrylate is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably It is 70% by mass or more. In the binder resin, the content of the structure derived from the carboxy group-containing vinyl monomer is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, and 90% by mass or less. is preferred, and more preferably 70% by mass or less.
これらの中でも、カルボキシ基含有ビニルモノマーと(メタ)アクリレートとのランダム共重合体であることが好ましい。このような共重合体の具体例としては、(メタ)アクリル酸とブチル(メタ)アクリレートとのランダム共重合体、(メタ)アクリル酸とベンジル(メタ)アクリレートとのランダム共重合体、(メタ)アクリル酸とブチル(メタ)アクリレートとベンジル(メタ)アクリレートとのランダム共重合体等が挙げられる。バインダー樹脂と着色材との親和性の観点からは、バインダー樹脂は、(メタ)アクリル酸とベンジル(メタ)アクリレートとのランダム共重合体であることが特に好ましい。 Among these, random copolymers of carboxy group-containing vinyl monomers and (meth)acrylates are preferred. Specific examples of such copolymers include random copolymers of (meth)acrylic acid and butyl (meth)acrylate, random copolymers of (meth)acrylic acid and benzyl (meth)acrylate, (meth) ) Random copolymers of acrylic acid, butyl (meth)acrylate and benzyl (meth)acrylate. From the viewpoint of affinity between the binder resin and the coloring material, the binder resin is particularly preferably a random copolymer of (meth)acrylic acid and benzyl (meth)acrylate.
カルボキシ基含有ビニルモノマーと(メタ)アクリレートとの共重合体において、(メタ)アクリル酸の含有量は、全モノマー成分中、通常5質量%~90質量%であり、10質量%~70質量%であることが好ましく、20質量%~70質量%であることがより好ましい。 In the copolymer of the carboxy group-containing vinyl monomer and (meth)acrylate, the content of (meth)acrylic acid is usually 5% to 90% by mass, and 10% to 70% by mass, based on the total monomer components. and more preferably 20% by mass to 70% by mass.
前記バインダー樹脂は、側鎖にラジカル重合可能な炭素-炭素二重結合を有するものであってもよい。側鎖に二重結合を有することで、本発明に係る着色組成物の光硬化性が高まるため、解像度、密着性を更に向上することができる。側鎖にラジカル重合可能な炭素-炭素二重結合を導入する方法としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、o-(またはm-、またはp-)ビニルベンジルグリシジルエーテル等の化合物を、前記バインダー樹脂の酸性基に反応させる方法が挙げられる。 The binder resin may have a radically polymerizable carbon-carbon double bond in its side chain. By having a double bond in the side chain, the photocurability of the colored composition according to the present invention is enhanced, so that resolution and adhesion can be further improved. Examples of methods for introducing radically polymerizable carbon-carbon double bonds to side chains include glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, o- (or m-, or p- ) A method of reacting a compound such as vinylbenzyl glycidyl ether with the acidic group of the binder resin.
バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、3,000~100,000であることが好ましく、5,000~50,000であることがより好ましく、5,000~20,000であることがさらに好ましい。バインダー樹脂のMwが3,000以上であると、着色組成物から形成された着色層の耐熱性、膜強度等が良好となり、Mwが100,000以下であると、この塗布膜のアルカリ現像性がより一層良好となる。 The weight average molecular weight (Mw) of the binder resin is preferably 3,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, and further preferably 5,000 to 20,000. preferable. When the Mw of the binder resin is 3,000 or more, the colored layer formed from the coloring composition has good heat resistance, film strength, etc., and when the Mw is 100,000 or less, the alkali developability of the coating film is even better.
バインダー樹脂の酸価は、20mgKOH/g~170mgKOH/gであることが好ましく、50mgKOH/g~150mgKOH/gであることがより好ましく、90mgKOH/g~150mgKOH/gであることがさらに好ましい。バインダー樹脂の酸価が20mgKOH以上/gであると、着色組成物を着色層としたときのアルカリ現像性がより一層良好となり、170mgKOH/g以下であると耐熱性が良好となる。 The acid value of the binder resin is preferably 20 mgKOH/g to 170 mgKOH/g, more preferably 50 mgKOH/g to 150 mgKOH/g, even more preferably 90 mgKOH/g to 150 mgKOH/g. When the acid value of the binder resin is 20 mgKOH/g or more, the alkali developability when the coloring composition is used as a colored layer is further improved, and when it is 170 mgKOH/g or less, the heat resistance is improved.
着色組成物に含まれるバインダー樹脂は、1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよい。着色組成物において、バインダー樹脂の含有量は、着色材100質量部に対して、3質量部~200質量部であることが好ましく、10質量部~100質量部であることがより好ましく、20質量部~80質量部であることがさらに好ましい。 The binder resin contained in the coloring composition may be of only one type, or may be of a plurality of types. In the coloring composition, the content of the binder resin is preferably 3 parts by mass to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coloring material, more preferably 10 parts by mass to 100 parts by mass, 20 parts by mass parts to 80 parts by mass is more preferable.
(4.分散媒体)
本発明で使用する分散媒体としては、着色組成物を構成する他の成分を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度に揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用できる。例えば、従来公知の有機溶媒を使用することができ、例えば、従来公知の有機溶媒を使用することができ、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、メトキシメチルペンタノール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等のグリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、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アルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピ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、メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、メトキシペンチルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート等のグリコールアルキルエーテルアセテート類;エチレングリコールジアセテート、1,3-ブチレングリコールジアセテート、1,6-ヘキサノールジアセテート等のグリコールジアセテート類;シクロヘキサノールアセテート等のアルキルアセテート類;アミルエーテル、プロピルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルエーテル、ジアミルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジヘキシルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソアミルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、エチルアミルケトン、メチルブチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルノニルケトン、メトキシメチルペンタノン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、メトキシプロパノール、メトキシメチルペンタノール、グリセリン、ベンジルアルコール等の1価または多価アルコール類;n-ペンタン、n-オクタン、ジイソブチレン、n-ヘキサン、ヘキセン、イソプレン、ジペンテン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキセン、ビシクロヘキシル等の脂環式炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族炭化水素類;アミルホルメート、エチルホルメート、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸アミル、メチルイソブチレート、エチレングリコールアセテート、エチルプロピオネート、プロピルプロピオネート、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、イソ酪酸メチル、エチルカプリレート、ブチルステアレート、エチルベンゾエート、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸プロピル、3-メトキシプロピオン酸ブチル、γ-ブチロラクトン等の鎖状または環状エステル類;3-メトキシプロピオン酸、3-エトキシプロピオン酸等のアルコキシカルボン酸類;ブチルクロライド、アミルクロライド等のハロゲン化炭化水素類;メトキシメチルペンタノン等のエーテルケトン類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類等が挙げられる。有機溶媒は、着色材等の分散性、分散剤の溶解性、着色組成物の塗布性等の観点から、グリコールアルキルエーテルアセテート類、グリコールモノアルキルエーテル類、1価または多価アルコール類であることが好ましい。着色組成物に含まれる溶媒は、1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよい。
(4. Dispersion medium)
The dispersion medium used in the present invention can be appropriately selected as long as it disperses or dissolves other components constituting the coloring composition, does not react with these components, and has moderate volatility. Available. For example, conventionally known organic solvents can be used, for example, conventionally known organic solvents can be used, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol mono Butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol-t-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, methoxymethylpentanol, propylene Glycol monoalkyl such as glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol methyl ether Ethers; glycol dialkyl ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, and dipropylene glycol dimethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether Acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methoxypentyl acetate , diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl Glycose such as acetate alkyl ether acetates; glycol diacetates such as ethylene glycol diacetate, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanol diacetate; alkyl acetates such as cyclohexanol acetate; amyl ether, propyl ether, diethyl Ethers such as ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, butyl ether, diamyl ether, ethyl isobutyl ether, dihexyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isoamyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone, methyl isobutyl Ketones such as ketone, cyclohexanone, ethyl amyl ketone, methyl butyl ketone, methylhexyl ketone, methyl nonyl ketone, methoxymethylpentanone; ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol , dipropylene glycol, triethylene glycol, methoxypropanol, methoxymethylpentanol, glycerin, monohydric or polyhydric alcohols such as benzyl alcohol; n-pentane, n-octane, diisobutylene, n-hexane, hexene, isoprene, Aliphatic hydrocarbons such as dipentene and dodecane; Alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, methylcyclohexene and bicyclohexyl; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and cumene; Formate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, amyl acetate, methyl isobutyrate, ethylene glycol acetate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl butyrate, isobutyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl caprylate, butyl stearate lactate, ethyl benzoate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, butyl 3-methoxypropionate, gamma-butyrolactone Chain or cyclic esters such as; alkoxycarboxylic acids such as 3-methoxypropionic acid and 3-ethoxypropionic acid; halogenated hydrocarbons such as butyl chloride and amyl chloride; ether ketones; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; The organic solvent should be glycol alkyl ether acetates, glycol monoalkyl ethers, monohydric or polyhydric alcohols from the viewpoint of dispersibility of coloring materials, solubility of dispersants, coating properties of coloring compositions, etc. is preferred. Only one kind of solvent may be contained in the coloring composition, or plural kinds thereof may be used.
フォトリソグラフィ法にてカラーフィルタの画素を形成する場合、分散媒体の沸点が100℃~200℃(圧力1013.25hPa条件下。以下、沸点に関しては全て同様。)が好ましく、120℃~170℃がより好ましい。上記分散媒体の中でも、塗布性、表面張力などのバランスがよく、着色組成物中の構成成分の溶解度が比較的高い点から、グリコールアルキルエーテルアセテート類が好ましい。グリコールアルキルエーテルアセテート類は単独で使用しても良いし、他の分散媒体を併用しても良い。 When forming pixels of a color filter by photolithography, the boiling point of the dispersion medium is preferably 100° C. to 200° C. (under a pressure of 1013.25 hPa. Hereinafter, all boiling points are the same.), and 120° C. to 170° C. is preferable. more preferred. Among the above dispersion media, glycol alkyl ether acetates are preferred because they have a good balance of applicability, surface tension, etc., and relatively high solubility of the constituent components in the coloring composition. Glycol alkyl ether acetates may be used alone or in combination with other dispersion media.
また、沸点が150℃以上の分散媒体を併用することも好ましい。このような高沸点の分散媒体を併用することにより、着色組成物は乾きにくくなり、急激に乾燥することによる着色組成物の相互関係の破壊を起こし難くする効果がある。高沸点分散媒体の含有割合は、分散媒体全体100質量%に対して3質量%~50質量%が好ましい。3質量%以上とすることで、スリットノズル先端で着色材などが析出・固化して異物欠陥を惹き起こす可能性を低くすることができる傾向がある。50質量%以下とすることで、着色組成物の乾燥温度が遅くなり、後述するカラーフィルタ製造工程における、減圧乾燥プロセスのタクト不良や、プリベークのピン跡といった問題を惹き起こす可能性を低くすることができる傾向がある。なお、沸点が150℃以上の分散媒体が、グリコールアルキルエーテルアセテート類であってもよく、この場合は、沸点が150℃以上の分散媒体を別途含有させなくてもかまわない。 It is also preferable to use a dispersion medium having a boiling point of 150° C. or higher. By using such a high-boiling dispersion medium together, the coloring composition becomes difficult to dry, and there is an effect that the destruction of the mutual relationship of the coloring composition due to rapid drying is less likely to occur. The content of the high-boiling dispersion medium is preferably 3% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire dispersion medium. When the amount is 3% by mass or more, there is a tendency to reduce the possibility that the coloring material or the like precipitates and solidifies at the tip of the slit nozzle and causes foreign matter defects. By making it 50% by mass or less, the drying temperature of the coloring composition is slowed, and the possibility of causing problems such as poor tact time in the reduced pressure drying process and pin marks during prebaking in the color filter manufacturing process described later is reduced. tend to be able to The dispersion medium having a boiling point of 150° C. or higher may be glycol alkyl ether acetates, and in this case, the dispersion medium having a boiling point of 150° C. or higher may not be included separately.
インクジェット法にてカラーフィルタの画素を形成する場合、分散媒体の沸点は130℃~300℃が好ましく、150℃~280℃がより好ましい。沸点を前記下限値以上とすることで、得られる塗膜の均一性が良好になる傾向がある。また沸点を前記上限値以下とすることで熱焼成後においても塗膜中に残留溶剤が多く存在し、品質上の不具合を生じたり、真空乾燥などでの乾燥時間が長くなり、タクトタイムを増大させるなどの不具合を生じたりする可能性を低くすることができる傾向がある。また、分散媒体の蒸気圧は、得られる塗膜の均一性の観点から、通常10mmHg以下、好ましくは5mmHg以下、より好ましくは1mmHg以下のものが使用できる。 When forming pixels of a color filter by an inkjet method, the boiling point of the dispersion medium is preferably 130°C to 300°C, more preferably 150°C to 280°C. By making the boiling point equal to or higher than the above lower limit, there is a tendency that the uniformity of the resulting coating film is improved. In addition, by setting the boiling point to the above upper limit or less, a large amount of residual solvent is present in the coating film even after heat firing, causing quality problems, and drying time in vacuum drying etc. is lengthened, increasing tact time. It tends to be possible to reduce the possibility of causing problems such as In addition, the vapor pressure of the dispersion medium to be used is usually 10 mmHg or less, preferably 5 mmHg or less, more preferably 1 mmHg or less, from the viewpoint of the uniformity of the coating film to be obtained.
なお、インクジェット法によるカラーフィルタ製造において、ノズルから発せられるインクは数pL~数十pLと非常に微細であるため、ノズル口周辺あるいは画素バンク内に着弾する前に、分散媒体が蒸発してインクが濃縮・乾固する傾向がある。これを回避するためには分散媒体の沸点は高い方が好ましく、具体的には、沸点が180℃以上の分散媒体を含むことが好ましい。より好ましくは、沸点が200℃以上、特に好ましくは沸点が220℃以上である分散媒体を含有する。また、沸点が180℃以上である高沸点溶剤は、着色樹脂組成物に含まれる分散媒体全体100質量%に対して50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上が最も好ましい。前記下限値以上とすることで液滴からの溶剤の蒸発防止効果を十分に発揮できる傾向がある。 In the production of color filters by the inkjet method, the ink emitted from the nozzle is extremely fine, ranging from several pL to several tens of pL. tends to concentrate and dry up. In order to avoid this, it is preferable that the boiling point of the dispersion medium is high. Specifically, it is preferable to include a dispersion medium having a boiling point of 180° C. or higher. More preferably, it contains a dispersion medium having a boiling point of 200° C. or higher, particularly preferably 220° C. or higher. Further, the high-boiling solvent having a boiling point of 180 ° C. or higher is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 90% by mass with respect to 100% by mass of the entire dispersion medium contained in the colored resin composition. % or more is most preferable. By making it equal to or higher than the above lower limit, there is a tendency that the effect of preventing the solvent from evaporating from the droplets can be sufficiently exhibited.
着色組成物中の分散媒体の含有量は、特に限定されず、適宜調整することができる。着色組成物中の分散媒体の含有量の上限値は、通常99質量%である。また、着色組成物中の分散媒体の含有量の下限値は、着色組成物の塗布に適した粘度を考慮して、通常70質量%であり、80質量%であることが好ましい。上記分散媒体は、着色組成物から形成される析出物を溶解、除去するための溶媒として使用できる。 The content of the dispersion medium in the coloring composition is not particularly limited and can be adjusted as appropriate. The upper limit of the content of the dispersing medium in the coloring composition is usually 99% by mass. In addition, the lower limit of the content of the dispersion medium in the coloring composition is usually 70% by mass, preferably 80% by mass, in consideration of the viscosity suitable for application of the coloring composition. The dispersion medium can be used as a solvent for dissolving and removing precipitates formed from the coloring composition.
(5.架橋剤)
本発明の着色組成物は、必要に応じて、架橋剤を含有してもよい。架橋剤とは、2個以上の重合可能な基を有する化合物をいう。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、N-アルコキシメチルアミノ基等を挙げることができる。前記架橋剤としては、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、または2個以上のN-アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。前記架橋剤は、単独または2種以上を混合して使用することができる。
(5. Crosslinking agent)
The coloring composition of the present invention may contain a cross-linking agent, if necessary. A cross-linking agent refers to a compound having two or more polymerizable groups. Examples of polymerizable groups include ethylenically unsaturated groups, oxiranyl groups, oxetanyl groups, N-alkoxymethylamino groups and the like. The cross-linking agent is preferably a compound having two or more (meth)acryloyl groups or a compound having two or more N-alkoxymethylamino groups. The cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more.
前記2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物の具体例としては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートと酸無水物を反応させて得られるカルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート等を挙げることができる。 Specific examples of the compound having two or more (meth)acryloyl groups include a polyfunctional (meth)acrylate obtained by reacting an aliphatic polyhydroxy compound with (meth)acrylic acid, a caprolactone-modified polyfunctional ( meth)acrylates, alkylene oxide-modified polyfunctional (meth)acrylates, polyfunctional urethane (meth)acrylates obtained by reacting hydroxy group-containing (meth)acrylates with polyfunctional isocyanates, hydroxy group-containing (meth)acrylates and a polyfunctional (meth)acrylate having a carboxy group obtained by reacting an acid anhydride.
前記脂肪族ポリヒドロキシ化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の2価の脂肪族ポリヒドロキシ化合物;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物が挙げられる。前記ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(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、グリセロールジメタクリレート等が挙げられる。前記多官能イソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。前記酸無水物としては、例えば、無水こはく酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等の二塩基酸の無水物;無水ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等の四塩基酸二無水物が挙げられる。 Examples of the aliphatic polyhydroxy compounds include divalent aliphatic polyhydroxy compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol; of aliphatic polyhydroxy compounds. Examples of (meth)acrylates having a hydroxy group include, for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, di pentaerythritol hexa(meth)acrylate, glycerol dimethacrylate, and the like. Examples of the polyfunctional isocyanate include tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate. Examples of the acid anhydride include anhydrides of dibasic acids such as succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, and hexahydrophthalic anhydride; pyromellitic anhydride and biphenyltetracarboxylic acid. Tetrabasic acid dianhydrides such as acid dianhydrides and benzophenonetetracarboxylic acid dianhydrides can be mentioned.
前記着色組成物において、架橋剤の含有量は、着色材100質量部に対して、10質量部~1,000質量部が好ましく、特に20質量部~500質量部が好ましい。架橋剤の含有量が少なすぎると、十分な硬化性が得られないおそれがある。一方、架橋剤の量が多すぎると、本発明の着色組成物にアルカリ現像性が低下し、未露光部の基板上または遮光層上に地汚れ、膜残り等が発生しやすくなる傾向がある。 In the coloring composition, the content of the cross-linking agent is preferably 10 parts by mass to 1,000 parts by mass, particularly preferably 20 parts by mass to 500 parts by mass, based on 100 parts by mass of the coloring material. If the content of the cross-linking agent is too small, there is a possibility that sufficient curability cannot be obtained. On the other hand, if the amount of the cross-linking agent is too large, the colored composition of the present invention will have reduced alkali developability, and scumming, film residue, etc. tend to occur easily on the substrate or on the light-shielding layer in the unexposed area. .
(6.光重合開始剤)
本発明の着色組成物は、必要に応じて、光重合開始剤を含有してもよい。これにより、着色組成物に感放射線性を付与することができる。前記光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠赤外線、電子線、X線等の放射線の露光により、架橋剤の重合を開始し得る活性種を発生する化合物である
(6. Photoinitiator)
The coloring composition of the present invention may contain a photopolymerization initiator, if necessary. Thereby, radiation sensitivity can be imparted to the coloring composition. The photopolymerization initiator is a compound that generates active species capable of initiating polymerization of the cross-linking agent upon exposure to radiation such as visible light, ultraviolet rays, far infrared rays, electron beams, and X-rays.
前記光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、O-アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α-ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物等を挙げることができる。光重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 Examples of the photopolymerization initiator include thioxanthone-based compounds, acetophenone-based compounds, biimidazole-based compounds, triazine-based compounds, O-acyloxime-based compounds, onium salt-based compounds, benzoin-based compounds, benzophenone-based compounds, and α-diketones. compounds, polynuclear quinone compounds, diazo compounds, imidosulfonate compounds, and the like. A photoinitiator can be used individually or in mixture of 2 or more types.
本発明の着色組成物において、光重合開始剤の含有量は、架橋剤100質量部に対して、0.01質量部~120質量部が好ましく、特に1質量部~100質量部が好ましい。この場合、光重合開始剤の含有量が少なすぎると、露光により硬化が不十分となるおそれがあり、一方多すぎると、形成された着色層が現像時に基板から脱落しやすくなる傾向がある。 In the coloring composition of the present invention, the content of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 120 parts by mass, particularly preferably 1 to 100 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the cross-linking agent. In this case, if the content of the photopolymerization initiator is too low, curing by exposure may be insufficient.
(7.他の配合剤)
本発明の着色組成物には、本発明の好ましい物性を損なわない範囲であれば、前記配合剤以外に、他の配合剤を配合することができる。他の配合剤としては、上記ブロック共重合体を除く分散剤(ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤、脂肪族変性ポリエステル系分散剤等)、増感色素、熱重合防止剤、可塑剤、有機カルボン酸化合物、有機カルボン酸無水物、pH調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、防腐剤、防カビ剤、界面活性剤(非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤)、凝集防止剤、密着性改良剤、現像改良剤、保存安定剤等を挙げることができる。
(7. Other Compounding Agents)
In addition to the above ingredients, other ingredients can be added to the coloring composition of the present invention as long as they do not impair the preferred physical properties of the present invention. Other compounding agents include dispersants other than the above block copolymers (urethane dispersants, polyethyleneimine dispersants, polyoxyethylene alkyl ether dispersants, polyoxyethylene glycol diester dispersants, sorbitan aliphatic ester system dispersant, aliphatic modified polyester dispersant, etc.), sensitizing dye, thermal polymerization inhibitor, plasticizer, organic carboxylic acid compound, organic carboxylic acid anhydride, pH adjuster, antioxidant, UV absorber, light Stabilizers, preservatives, antifungal agents, surfactants (nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants), aggregation inhibitors, adhesion improvers, development improvers agents, storage stabilizers, and the like.
<着色組成物の製造方法>
前記着色組成物は、着色材、分散剤、バインダー樹脂、分散媒体、必要に応じて、架橋剤、光重合開始剤、他の配合剤を混合することで調製できる。混合は、例えば、ペイントシェーカー、ビーズミル、ボールミル、ディゾルバー、ニーダー等の混合分散機を用いることができる。着色組成物は、混合後に濾過することが好ましい。前記着色組成物は、アルカリ現像性を有することから、カラーフィルタ用として好適に使用することができる。
<Method for producing colored composition>
The coloring composition can be prepared by mixing a coloring agent, a dispersing agent, a binder resin, a dispersing medium, and, if necessary, a cross-linking agent, a photopolymerization initiator, and other compounding agents. For mixing, for example, a mixing and dispersing machine such as a paint shaker, bead mill, ball mill, dissolver or kneader can be used. The coloring composition is preferably filtered after mixing. Since the coloring composition has alkali developability, it can be suitably used for a color filter.
<カラーフィルタ>
本発明のカラーフィルタは、前記着色組成物を用いて形成された着色層を備えるものである。
<Color filter>
The color filter of the present invention comprises a colored layer formed using the coloring composition.
カラーフィルタを製造する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。まず、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などの熱可塑性樹脂製シート、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂などの熱硬化性樹脂シート、各種ガラスなどの透明基板上に、例えば、赤色の顔料が分散された着色組成物を塗布したのち、プレベークを行って溶媒(分散媒体)を蒸発させ、塗膜を形成する。次いで、この塗膜にフォトマスクを介して露光したのち、アルカリ現像液(有機溶剤又は界面活性剤とアルカリ性化合物とを含む水溶液など)を用いて現像して、塗膜の未露光部を溶解除去する。その後、ポストベークすることにより、赤色の画素パターンが所定の配列で配置された画素アレイを形成する。次いで、緑色の着色組成物(本発明の着色組成物)または青色の着色組成物を用い、上記と同様にして、各着色組成物の塗布、プレベーク、露光、現像およびポストベークを行って、緑色の画素アレイおよび青色の画素アレイを同一基板上に順次形成する。これにより、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイが基板上に配置されたカラーフィルタが得られる。但し、本発明においては、各色の画素を形成する順序は、上記のものに限定されない。また、赤色、緑色および青色の三原色の画素アレイを形成に用いる透明基板上には、ブラックマトリックスが設けられていてもよい。 Examples of methods for manufacturing color filters include the following methods. Thermosetting resin sheets such as thermoplastic resin sheets such as polyester resin, polyolefin resin, polycarbonate resin and polymethyl methacrylate resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin and poly(meth)acrylic resin, various types of glass After applying a coloring composition in which a red pigment is dispersed, for example, on a transparent substrate such as the above, pre-baking is performed to evaporate the solvent (dispersion medium) to form a coating film. Next, after exposing this coating film through a photomask, it is developed using an alkaline developer (such as an aqueous solution containing an organic solvent or a surfactant and an alkaline compound) to dissolve and remove the unexposed areas of the coating film. do. After that, post-baking is performed to form a pixel array in which a red pixel pattern is arranged in a predetermined arrangement. Next, using a green coloring composition (coloring composition of the present invention) or a blue coloring composition, in the same manner as described above, each coloring composition is applied, pre-baked, exposed, developed and post-baked to obtain a green color. and a blue pixel array are sequentially formed on the same substrate. As a result, a color filter is obtained in which a pixel array of the three primary colors of red, green and blue is arranged on the substrate. However, in the present invention, the order of forming pixels of each color is not limited to the above. A black matrix may be provided on the transparent substrate used for forming the three primary color pixel arrays of red, green and blue.
着色組成物を基板に塗布する際には、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法等の適宜の塗布法を採用することができるが、特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法を採用することが好ましい。 When the coloring composition is applied to the substrate, an appropriate coating method such as a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, or the like can be employed. In particular, it is preferable to employ a spin coating method or a slit die coating method.
このようにして得られた画素パターン上に、必要に応じて保護膜を形成した後、透明導電膜(ITOなど)をスパッタリングにより形成する。透明導電膜を形成した後、更にスペーサーを形成してカラーフィルタとすることもできる。 After forming a protective film on the thus obtained pixel pattern as necessary, a transparent conductive film (such as ITO) is formed by sputtering. After forming the transparent conductive film, a spacer may be further formed to form a color filter.
本発明のカラーフィルタは、寸法精度等が高く、カラー液晶表示素子、カラー撮像管素子、カラーセンサー、有機EL表示素子、電子ペーパー等に好適に使用することができる。 The color filter of the present invention has high dimensional accuracy and can be suitably used for color liquid crystal display elements, color image pickup tube elements, color sensors, organic EL display elements, electronic paper, and the like.
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、ブロック共重合体およびバインダー樹脂の重合率、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(PDI)、アミン価および酸価、着色組成物の粘度、輝度、乾燥再溶解性およびアルカリ現像性は、下記の方法に従って評価した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples. The present invention is by no means limited to the following examples, and can be modified as appropriate without changing the gist of the invention. The polymerization rate of the block copolymer and binder resin, weight average molecular weight (Mw), molecular weight distribution (PDI), amine value and acid value, viscosity of the coloring composition, brightness, dry resolubility and alkali developability are It was evaluated according to the following method.
なお、略語の意味は下記のとおりである。
BTEE:エチル-2-メチル-2-n-ブチルテラニル-プロピオネート
DBDT:ジブチルジテルリド
AIBN:2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)
BMA:n-ブチルメタクリレート
PCL5:2-ヒドロキシエチルメタクリレートの5molカプロラクトン付加物(ダイセル化学社製、プラクセル(登録商標)FM5)
DMAEMA:2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート
MAm:メタクリルアミド
4HPMAm:N-(4-ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド
MMAm:N-メチルメタクリルアミド
MOMMAm:N-メトキシメチルメタクリルアミド
PMAm:N-フェニルメタクリルアミド
BzMA:ベンジルメタクリレート
MAA:メタクリル酸
PMA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
MP:1-メトキシ-2-プロパノール
Abbreviations have the following meanings.
BTEE: ethyl-2-methyl-2-n-butyltheranyl-propionate DBDT: dibutyl ditelluride AIBN: 2,2'-azobis(isobutyronitrile)
BMA: n-butyl methacrylate PCL5: 5 mol caprolactone adduct of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., Plaxel (registered trademark) FM5)
DMAEMA: 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate MAm: methacrylamide 4HPMAm: N-(4-hydroxyphenyl)methacrylamide MMAm: N-methylmethacrylamide MOMMAm: N-methoxymethylmethacrylamide PMAm: N-phenylmethacrylamide BzMA: benzyl methacrylate MAA: methacrylic acid PMA: propylene glycol monomethyl ether acetate MP: 1-methoxy-2-propanol
(重合率)
核磁気共鳴(NMR)測定装置(ブルカー・バイオスピン社製、型式:AVANCE500(周波数500MHz))を用いて、1H-NMRを測定(溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)した。得られたNMRスペクトルについて、モノマー由来のビニル基とポリマー由来のエステル側鎖のピークの積分比を求め、モノマーの重合率を算出した。
(Polymerization rate)
1 H-NMR was measured (solvent: CDCl 3 , internal standard: TMS) using a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrometer (manufactured by Bruker Biospin, model: AVANCE500 (frequency: 500 MHz)). With respect to the obtained NMR spectrum, the integration ratio of the peaks of the monomer-derived vinyl group and the polymer-derived ester side chain peak was determined to calculate the polymerization rate of the monomer.
(重量平均分子量(Mw)および分子量分布(PDI))
高速液体クロマトグラフ(東ソー製、型式HLC-8320)を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)より求めた。カラムはSHODEX KF-603(φ6mm×150mm)(SHODEX社製)を1本、移動相に10mmol/L臭化リチウム/10mmol/L酢酸/N-メチル―2-ピロリドン溶液、検出器に示差屈折計を使用した。測定条件は、カラム温度を40℃、試料濃度を20mg/mL、試料注入量を10μm、流速を0.2mL/minとした。標準物質としてポリスチレン(分子量427,000、190,000、96,400、37,400、10,200、2,630、906)を使用して検量線(校正曲線)を作成し、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を測定した。この測定値から分子量分布(PDI=Mw/Mn)を算出した。
(Weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (PDI))
It was determined by gel permeation chromatography (GPC) using a high-performance liquid chromatograph (manufactured by Tosoh, model HLC-8320). One column SHODEX KF-603 (φ6 mm × 150 mm) (manufactured by SHODEX), 10 mmol / L lithium bromide / 10 mmol / L acetic acid / N-methyl-2-pyrrolidone solution in the mobile phase, differential refractometer in the detector It was used. The measurement conditions were a column temperature of 40° C., a sample concentration of 20 mg/mL, a sample injection amount of 10 μm, and a flow rate of 0.2 mL/min. Polystyrene (molecular weight 427,000, 190,000, 96,400, 37,400, 10,200, 2,630, 906) is used as a standard substance to create a calibration curve (calibration curve), and the weight average molecular weight ( Mw) and number average molecular weight (Mn) were measured. A molecular weight distribution (PDI=Mw/Mn) was calculated from this measured value.
(アミン価)
アミン価は、固形分1gあたりの塩基性成分と当量の水酸化カリウム(KOH)の質量を表したものである。測定試料をテトラヒドロフランに溶解し、電位差滴定装置(商品名:GT-06、三菱化学社製)を用いて、得られた溶液を0.1mol/L塩酸/2-プロパノール溶液で中和滴定した。滴定pH曲線の変曲点を滴定終点として次式によりアミン価(B)を算出した。
B=56.11×Vs×0.1×f/w
B:アミン価(mgKOH/g)
Vs:滴定に要した0.1mol/L塩酸/2-プロパノール溶液の使用量(mL)
f:0.1mol/L塩酸(2-プロパノール性)の力価
w:測定サンプルの質量(g)(固形分換算)
(amine value)
The amine number represents the mass of potassium hydroxide (KOH) equivalent to the basic component per gram of solid content. A measurement sample was dissolved in tetrahydrofuran, and the resulting solution was neutralized and titrated with a 0.1 mol/L hydrochloric acid/2-propanol solution using a potentiometric titrator (trade name: GT-06, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Using the inflection point of the titration pH curve as the titration end point, the amine value (B) was calculated by the following formula.
B = 56.11 x Vs x 0.1 x f/w
B: amine value (mgKOH/g)
Vs: Amount (mL) of 0.1 mol/L hydrochloric acid/2-propanol solution required for titration
f: 0.1 mol/L hydrochloric acid (2-propanolic) titer w: Mass (g) of measurement sample (in terms of solid content)
(酸価)
酸価は、固形分1gあたりの酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムの重量を表わしたものである。測定サンプルをテトラヒドロフランに溶解し、得られた溶液に1.0w/v%フェノールフタレインエタノール(90)溶液を指示薬として数滴加え、0.1mol/L水酸化カリウム/エタノール溶液で中和滴定した。少し赤みが残るところを滴定終点として、次式により酸価を算出した。
A=56.11×Vs×0.1×f/w
A:酸価(mgKOH/g)
Vs:滴定に要した0.1mol/L水酸化カリウム/エタノール溶液の使用量(mL)
f:0.1mol/L水酸化カリウム/エタノール溶液の力価
w:測定サンプル重量(g)(固形分換算)
(acid value)
The acid number represents the weight of potassium hydroxide required to neutralize acidic components per gram of solid content. A measurement sample was dissolved in tetrahydrofuran, several drops of 1.0 w/v% phenolphthalein ethanol (90) solution were added as an indicator to the resulting solution, and neutralization titration was carried out with a 0.1 mol/L potassium hydroxide/ethanol solution. . The acid value was calculated according to the following formula, with the point where a little redness remained as the end point of the titration.
A = 56.11 x Vs x 0.1 x f/w
A: Acid value (mgKOH/g)
Vs: Amount (mL) of 0.1 mol/L potassium hydroxide/ethanol solution required for titration
f: Potency of 0.1 mol/L potassium hydroxide/ethanol solution w: Measurement sample weight (g) (converted to solid content)
(粘度)
E型粘度計(商品名:TVE-22L、東機産業社製)を用い、コーンローター(1°34’×R24)を使用して、25℃下、ローター回転数60rpmで粘度を測定した。測定は、調製後、25℃で1時間保管した着色組成物について行った。
(viscosity)
Using an E-type viscometer (trade name: TVE-22L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) and using a cone rotor (1°34′×R24), the viscosity was measured at 25° C. and a rotor speed of 60 rpm. The measurement was performed on the colored composition stored at 25°C for 1 hour after preparation.
(輝度)
表面を洗浄したガラス板(50mm×50mm)上に、スピンコーター(商品名:MS-A100、ミカサ社製)を用いて、厚さの異なる着色組成物の塗布膜3枚を形成し、90℃で10分間乾燥した。乾燥させた塗布膜を分光測色計(商品名:CM-5、コニカミノルタ社製)にてx、Y値を測定した。得られたx、Y値より検量線を作成し、x=0.265の時の補正Y値を算出した。塗布膜を230℃で30分間熱処理し、上記と同様に補正Y値を算出した。また、熱処理前後の補正Y値より、ΔYを算出した。
(Luminance)
On a surface-washed glass plate (50 mm × 50 mm), a spin coater (trade name: MS-A100, manufactured by Mikasa Co., Ltd.) is used to form three coating films of a coloring composition with different thicknesses, and the temperature is 90 ° C. and dried for 10 minutes. The x and Y values of the dried coating film were measured with a spectrophotometer (trade name: CM-5, manufactured by Konica Minolta). A calibration curve was prepared from the obtained x and Y values, and the corrected Y value at x=0.265 was calculated. The coating film was heat-treated at 230° C. for 30 minutes, and the corrected Y value was calculated in the same manner as above. Also, ΔY was calculated from the corrected Y values before and after the heat treatment.
(乾燥再溶解性)
表面を洗浄したガラス板(50mm×30mm)上に、25μmの厚さで着色組成物を塗布し、90℃で10分乾燥して塗布膜を形成した。次に、ガラス板を溶媒(PMA)に浸漬し、塗布膜の溶媒への溶解性を観察した。その溶解性を以下の基準により評価した。
○:浸漬10分以内に塗布膜がガラス板上から溶出している。
×:浸漬10分後に塗布膜がガラス板上からほぼ溶出せず、残っている。
(Dry resolubility)
The coloring composition was applied to a thickness of 25 μm on a surface-washed glass plate (50 mm×30 mm) and dried at 90° C. for 10 minutes to form a coating film. Next, the glass plate was immersed in a solvent (PMA), and the solubility of the coating film in the solvent was observed. The solubility was evaluated according to the following criteria.
Good: The coating film eluted from the glass plate within 10 minutes of immersion.
x: After 10 minutes of immersion, the coating film was hardly eluted from the glass plate and remained.
(アルカリ現像性)
表面を洗浄したガラス板(50mm×30mm)上に、25μmの厚さで着色組成物を塗布し、90℃で10分乾燥して塗布膜を形成した。次に、塗布膜を形成したガラス板を1%水酸化カリウム水溶液に浸漬し、塗布膜の1%水酸化カリウム水溶液(アルカリ水溶液)中への溶解性を観察した。その溶解性を以下の基準により評価した。
◎:浸漬5分以内に塗布膜がガラス板上から溶離している。
○:浸漬10分以内に塗布膜がガラス板上から溶離している。
×:浸漬10分後に塗布膜がガラス板上に残っている。
(Alkaline developability)
The coloring composition was applied to a thickness of 25 μm on a surface-washed glass plate (50 mm×30 mm) and dried at 90° C. for 10 minutes to form a coating film. Next, the glass plate on which the coating film was formed was immersed in a 1% potassium hydroxide aqueous solution, and the solubility of the coating film in the 1% potassium hydroxide aqueous solution (alkaline aqueous solution) was observed. The solubility was evaluated according to the following criteria.
A: The coating film is eluted from the glass plate within 5 minutes of immersion.
○: The coating film is eluted from the glass plate within 10 minutes of immersion.
x: The coating film remained on the glass plate after 10 minutes of immersion.
<ブロック共重合体の合成>
(ブロック共重合体No.1)
アルゴンガス導入管、撹拌機を備えたフラスコにBMA 46.0g、PCL5 137.9g、AIBN 0.82g、PMA 46.0gを仕込み、アルゴン置換後、BTEE 7.49g、DBDT 9.23gを加え、60℃で7.7時間反応させAブロックを重合した。重合率は99.6%であった。
<Synthesis of block copolymer>
(Block copolymer No. 1)
A flask equipped with an argon gas inlet tube and a stirrer was charged with 46.0 g of BMA, 137.9 g of PCL5, 0.82 g of AIBN, and 46.0 g of PMA, replaced with argon, and then added with 7.49 g of BTEE and 9.23 g of DBDT, The A block was polymerized by reacting at 60° C. for 7.7 hours. The polymerization rate was 99.6%.
反応溶液に、予めアルゴン置換したDMAEMA 58.0g、MAm 8.00g、AIBN 0.41g、MP 16.5gの混合溶液を加え、60℃で8.0時間反応させ、Bブロックを重合した。重合率は99.6%であった。反応終了後、撹拌しているn-ヘプタン中に注いだ。析出したポリマーを吸引濾過、乾燥することによりブロック共重合体No.1を得た。得られたブロック共重合体No.1は、Mwが16,145、PDIが1.50、アミン価が84mgKOH/gであった。 To the reaction solution, a mixed solution of 58.0 g of DMAEMA, 8.00 g of MAm, 0.41 g of AIBN and 16.5 g of MP, which had been previously replaced with argon, was added and reacted at 60° C. for 8.0 hours to polymerize the B block. The polymerization rate was 99.6%. After completion of the reaction, it was poured into stirring n-heptane. Block copolymer No. 1 was obtained by filtering the precipitated polymer with suction and drying it. got 1. Obtained block copolymer no. 1 had a Mw of 16,145, a PDI of 1.50 and an amine value of 84 mg KOH/g.
(ブロック共重合体No.2~8)
ブロック共重合体No.1の製造法と同様にして、ブロック共重合体No.2~8を作製した。表1に、使用したモノマー、有機テルル化合物、有機ジテルリド化合物、アゾ系重合開始剤、溶媒、反応条件、重合率を示した。また、表2に各ブロック共重合体の組成、Mw、PDI、アミン価を示した。なお、共重合体中の各構造単位の含有率は、重合反応に用いたモノマーの仕込み比率および重合率から算出した。
(Block copolymer Nos. 2 to 8)
Block copolymer no. Block copolymer No. 1 was prepared in the same manner as in the production method of No. 1. 2 to 8 were produced. Table 1 shows the monomers, organic tellurium compounds, organic ditelluride compounds, azo polymerization initiators, solvents, reaction conditions, and polymerization rates used. Table 2 shows the composition, Mw, PDI, and amine value of each block copolymer. The content of each structural unit in the copolymer was calculated from the charging ratio and polymerization rate of the monomers used in the polymerization reaction.
<アルカリ可溶性樹脂の合成>
アルゴンガス導入管、撹拌機を備えたフラスコにMAA(40.0g)、BzMA(160.0g)、PMA(580.0g)を仕込み、アルゴン置換後、AIBN(4.0g)、n-ドデカンチオール(6.0g)、PMA(20.0g)を加え90℃まで昇温した。その溶液を90℃に保ちながら、その溶液にMAA(80.0g)、BzMA(320.0g)、AIBN(8.0g)、n-ドデカンチオール(12.0g)、PMA(50.0g)を1.5時間かけて滴下した。滴下が終了してから60分後、温度を110℃まで昇温し、AIBN(0.8g)、PMA(10.0g)を加えて1時間反応させ、さらにAIBN(0.8g)、PMA(10.0g)を加え1時間反応させ、さらにAIBN(0.8g)、PMA(10.0g)を加え1時間反応させた。
<Synthesis of alkali-soluble resin>
Argon gas inlet tube, put MAA (40.0 g), BzMA (160.0 g), PMA (580.0 g) in a flask equipped with a stirrer, after argon substitution, AIBN (4.0 g), n-dodecanethiol (6.0 g) and PMA (20.0 g) were added and the temperature was raised to 90°C. While maintaining the solution at 90 ° C., add MAA (80.0 g), BzMA (320.0 g), AIBN (8.0 g), n-dodecanethiol (12.0 g), PMA (50.0 g) to the solution. It was added dropwise over 1.5 hours. After 60 minutes from the completion of dropping, the temperature was raised to 110° C., AIBN (0.8 g) and PMA (10.0 g) were added and allowed to react for 1 hour, and further AIBN (0.8 g) and PMA ( 10.0 g) was added and allowed to react for 1 hour, then AIBN (0.8 g) and PMA (10.0 g) were added and allowed to react for 1 hour.
得られた反応溶液を室温に冷却し、PMA(240.0g)を加え、不揮発分39.5%のアルカリ可溶性樹脂の溶液を得た。アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は9,150、分子量分布(PDI)は1.92、酸価は128mgKOH/gであった。 The resulting reaction solution was cooled to room temperature, PMA (240.0 g) was added, and an alkali-soluble resin solution having a non-volatile content of 39.5% was obtained. The weight average molecular weight (Mw) of the alkali-soluble resin was 9,150, the molecular weight distribution (PDI) was 1.92, and the acid value was 128 mgKOH/g.
<着色組成物の調製>
(着色組成物No.1)
顔料11質量部、分散剤(ブロック共重合体No.1)6質量部、アルカリ可溶性樹脂6質量部、PMA76質量部となるように配合組成を調製し、0.3mmジルコニアビーズ555質量部を加え、ビーズミル(商品名:DISPERMAT CA、VMA-GETZMANN GmbH社製)にて3時間混合し十分に分散させた。分散終了後、ビーズをろ別して着色組成物を得た。顔料には、C.I.Pigment Green 58(商品名:FASTOGEN(登録商標)GREEN A310、DIC社製)を用いた。得られた着色組成物の粘度、輝度、乾燥再溶解性およびアルカリ現像性を評価し、結果を表3に示した。
<Preparation of coloring composition>
(Coloring composition No. 1)
A compounding composition was prepared so as to have 11 parts by weight of pigment, 6 parts by weight of dispersant (block copolymer No. 1), 6 parts by weight of alkali-soluble resin, and 76 parts by weight of PMA, and 555 parts by weight of 0.3 mm zirconia beads were added. , a bead mill (trade name: DISPERMAT CA, manufactured by VMA-GETZMANN GmbH) for 3 hours to sufficiently disperse. After completion of dispersion, the beads were separated by filtration to obtain a colored composition. Pigments include C.I. I. Pigment Green 58 (trade name: FASTOGEN (registered trademark) GREEN A310, manufactured by DIC) was used. The resulting colored composition was evaluated for viscosity, brightness, dry re-solubility and alkali developability, and the results are shown in Table 3.
(着色組成物No.2~8)
分散剤(ブロック共重合体)を変更したこと以外は着色組成物No.1の調製法と同様にして、着色組成物No.2~8を調製した。得られた着色組成物の粘度および輝度を評価し、結果を表3に示した。
(Coloring composition Nos. 2 to 8)
Except for changing the dispersant (block copolymer), colored composition No. Coloring composition No. 1 was prepared in the same manner as in the preparation method of No. 1. 2-8 were prepared. The resulting colored composition was evaluated for viscosity and brightness, and the results are shown in Table 3.
着色組成物No.1~3は、着色材としてポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料、分散剤として、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を有するAブロックと、式(3)および(4)で表される構造単位を有するBブロックとを有するブロック共重合体を含有する。これらの着色組成物No.1~3の塗布膜は、熱処理前後のΔYの値が小さく、かつ、熱処理後の補正Y値が大きい。よって、これらの着色組成物No.1~3を使用すれば、高温に曝された場合でも輝度の低下を抑制できる着色層を形成できる。 Coloring composition no. 1 to 3 are a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment as a coloring agent, an A block having a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer as a dispersant, and structural units represented by formulas (3) and (4). It contains a block copolymer having a B block with These coloring compositions no. Coating films 1 to 3 have small ΔY values before and after the heat treatment and large corrected Y values after the heat treatment. Therefore, these colored composition nos. By using 1 to 3, it is possible to form a colored layer capable of suppressing a decrease in brightness even when exposed to high temperatures.
着色組成物No.4~8は、分散剤として使用するブロック共重合体が、式(4)で表される構造単位を有さない場合である。これらの着色組成物No.4~8の塗布膜は、熱処理前後のΔYの値が大きく、かつ、熱処理後の補正Y値が小さくなる傾向がある。よって、これらの着色組成物No.4~8により形成された着色層は、高温に曝されると輝度が大きく低下すると考えられる。 Coloring composition no. 4 to 8 are cases where the block copolymer used as the dispersant does not have the structural unit represented by formula (4). These coloring compositions no. The coating films of Nos. 4 to 8 tend to have large ΔY values before and after the heat treatment and small corrected Y values after the heat treatment. Therefore, these colored composition nos. It is believed that the colored layers formed by 4 to 8 exhibit a large decrease in brightness when exposed to high temperatures.
また、着色組成物No1とNo.4との比較から、Bブロックに式(4)で表される構造単位を有することで乾燥再溶解性も向上する。 Moreover, coloring compositions No. 1 and No. 4, having the structural unit represented by formula (4) in the B block also improves the dry re-solubility.
Claims (11)
前記着色材が、ポリハロゲン化金属フタロシアニン顔料を含有し、
前記分散剤が、(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位を有するAブロックと、一般式(3)で表される構造単位および一般式(4)で表される構造単位を有するBブロックとを有し、
前記(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位の含有率が、前記Aブロック100質量%中において、80質量%以上であり、
前記(メタ)アクリルモノマーが、鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有する(メタ)アクリレート、多環式構造を有する(メタ)アクリレート、芳香族基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール構造単位を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、含酸素ヘテロ環基を有する(メタ)アクリレート、酸性基を有する(メタ)アクリレート、および、(メタ)アクリル酸よりなる群から選択される少なくとも1種であるブロック共重合体を含有することを特徴とする着色組成物。
The coloring material contains a polyhalogenated metal phthalocyanine pigment,
The dispersant comprises an A block having a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer, and a B block having a structural unit represented by the general formula (3) and a structural unit represented by the general formula (4). have
The content of structural units derived from the (meth)acrylic monomer is 80% by mass or more in 100% by mass of the A block,
The (meth)acrylic monomer is a (meth)acrylate having a chain alkyl group, a (meth)acrylate having a cyclic alkyl group, a (meth)acrylate having a polycyclic structure, a (meth)acrylate having an aromatic group, (Meth)acrylates having a polyalkylene glycol structural unit, (meth)acrylates having a hydroxy group, (meth)acrylates having a lactone-modified hydroxy group, (meth)acrylates having an alkoxy group, (meth)acrylates having an oxygen-containing heterocyclic group ) A coloring composition comprising at least one block copolymer selected from the group consisting of acrylates, (meth)acrylates having an acidic group, and (meth)acrylic acid.
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