JPH0925448A

JPH0925448A - 水性着色ペースト及び水性カラーレジスト、並びにこれらの製造方法

Info

Publication number: JPH0925448A
Application number: JP17331395A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Hatasawa; 剛信畠澤; Takahiro Hidaka; 敬浩日高; Munehiro Hatai; 宗宏畠井
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】顔料分散性及び塗布性に優れ、色彩劣化のな
い水性着色ペースト、及び該水性着色ペーストを用いた
高感度な水性カラーレジストを提供すること。【構成】水性媒体、顔料、分散剤、及びバインダー樹
脂を含有する水性着色ペーストであって、分散剤が下記
一般式（１）（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル
基、または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘ
は、水素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１
００の整数である。）で表される化合物であり、かつ、
バインダー樹脂が一般式（１）で表される化合物と少な
くとも一種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合
体であることを特徴とする水性着色ペースト。該水性着
色ペーストに、水溶性の光重合開始剤及び水溶性の反応
性モノマーを配合してなる水性カラーレジスト。これら
水性着色ペースト及び水性カラーレジストの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性着色ペース
ト、水性カラーレジスト、及びこれらの製造方法に関
し、更に詳しくは、顔料分散性及び塗布性に優れた水性
着色ペースト、該着色ペーストに対し水溶性の光重合開
始剤及び水溶性の反応性モノマーを添加してなる、作業
安全性、顔料分散性、塗布性に優れた水性カラーレジス
ト、及びこれらの製造方法に関する。本発明の水性着色
ペースト及び水性カラーレジストは、例えば、固体撮像
素子や液晶ディスプレイで使用されるカラーフィルタ
ー、印刷用の色分解フィルターなどを作製するための着
色ペースト及びネガ型水性光重合フォトレジストとして
好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体撮像素子や液晶ディスプレイ
などで使用されるカラーフィルター用耐熱性着色ペース
トとしては、ポリイミドワニスに顔料を添加したものが
知られている（特開昭５８−４６３２５号公報）。しか
し、ポリイミドワニスは、基板との密着性に劣り、顔料
を添加すると密着性が更に低下する。これに対して、特
開昭６０−１８４２０４号公報には、有機溶剤と、該溶
剤に不溶な有機顔料と、特定のポリイミド前駆体からな
るカラーフィルター用着色ペーストが提案されている。
このカラーフィルター用着色ペーストは、基板との接着
性に優れ、塗膜物性も良好であるが、有機溶媒を使用す
るため、その取り扱いの危険性や廃棄による環境汚染に
十分な注意を払う必要があり、作業工程において多大な
労力と費用を費やすこととなる。また、ポリイミドは、
一般に褐色に着色するため、彩度の高い赤、緑、青の発
色を必要とするカラーフィルター等に用いる場合、色彩
の劣化が避けられない。

【０００３】特開平５−３３３５５１号公報には、水性
媒体、界面活性剤、有機顔料、及びバインダー樹脂から
なり、バインダー樹脂として、ケン化度が５０％以上の
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはポリアクリルア
ミドを用いた水性着色ペースト、及び該水性着色ペース
トに対して、重クロム酸塩、ジアゾニウム塩、水溶性ア
ジド化合物などの水溶性光架橋剤を配合した水性カラー
レジストが提案されている。しかし、ＰＶＡやポリアク
リルアミドは、水溶性であり、優れた顔料分散性を示す
ものの、耐熱性が不足している。また、この水性カラー
レジストでは、光架橋反応を利用しているため、感光時
に比較的大きなエネルギーを必要とし、作業効率、生産
性改善のため高感度化、更には、レジストの一液化など
が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、顔料
分散性及び塗布性に優れ、色彩劣化のない水性着色ペー
スト、及び該水性着色ペーストを用いた高感度な水性カ
ラーレジストを提供することにある。本発明の他の目的
は、このような優れた特性を有する水性着色ペースト及
び水性カラーレジストの製造方法を提供することにあ
る。本発明者らは、前記従来技術の問題点を克服するた
めに鋭意研究した結果、水性媒体中に、顔料を分散させ
るに際し、特性の反応性界面活性剤を使用するととも
に、バインダー樹脂として、該反応性界面活性剤と少な
くとも一種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合
体を用いることにより、前記目的を達成できることを見
いだした。該反応性界面活性剤と少なくとも一種の極性
基含有エチレン性モノマーとの共重合体は、水溶性樹脂
であり、優れた顔料分散性を示し、また、耐熱性にも優
れている。水性カラーレジストを作成するに当たり、前
記水性着色ペーストに、ベンゾフェノン誘導体やチオキ
サントン誘導体等の水溶性の光重合開始剤、及び水溶性
の反応性モノマーを配合すると、高感度な一液性の水溶
性カラーレジストを得ることができる。本発明は、これ
らの知見に基づいて完成するに至ったものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、水性媒
体、顔料、分散剤、及びバインダー樹脂を含有する水性
着色ペーストであって、分散剤が下記一般式（１）

【０００６】

【化３】（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル
基、または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘ
は、水素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１
００の整数である。）で表される化合物であり、かつ、
バインダー樹脂が一般式（１）で表される化合物と少な
くとも一種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合
体であることを特徴とする水性着色ペーストが提供され
る。また、本発明によれば、この水性着色ペーストに、
水溶性の光重合開始剤及び水溶性の反応性モノマーを配
合してなることを特徴とする水性カラーレジストが提供
される。更に、本発明によれば、水性媒体中に、下記一
般式（１）

【０００７】

【化４】（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル
基、または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘ
は、水素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１
００の整数である。）で表される化合物からなる分散剤
の存在下に、顔料を分散させ、次いで、得られた顔料分
散液に、一般式（１）で表される化合物と少なくとも一
種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合体からな
るバインダー樹脂を混合することを特徴とする水性着色
ペーストの製造方法が提供される。また、本発明によれ
ば、この水性着色ペーストに、さらに水溶性の光重合開
始剤及び水溶性の反応性モノマーを混合することを特徴
とする水性カラーレジストの製造方法が提供される。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明では、着色ペースト及び着色カラーレジストの媒体
として、水性媒体を使用する。水性媒体は、通常、水を
単独で使用するが、乾燥作業を速める等の目的で、所望
によりアルコールなどの溶媒を少量添加してもよい。本
発明で使用する顔料としては、パーマネントレッド、ク
ロモフタールレッド、キナクリドンレッド、チオインジ
ゴレッド、フタロシアニンブルー、インダンスロンブル
ー、インジゴ、ジオキサジンヴァイオレット、インダン
スロンブリリアントヴァイオレット、ナフトールグリー
ン、フタロシアニングリーン、ジスアゾイエロー、ナフ
トールイエロー、ハンザイエロー、ベンジジニエロー、
パーマネントイエロー、バルカンファストイエロー、ク
ロモフタールイエロー、キノリンイエロー、アンスラゲ
ンイエロー、アンスラピリジンイエロー等の有機顔料；
カーボンブラック、アセチレンブラック、アイボリーブ
ラック、黒鉛、アニリンブラック、ミネラルブラック、
鉄黒、チタンブラック、シアニンブラック、べんがら、
鉛丹、銀朱、カドミウムレッド、アンチモン朱、群青、
紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、クロムグリ
ーン、ビリジアン、エメラルドグリーン、コバルトグリ
ーン、ジンクグリーン、コバルト紫、マンガン紫、黄
鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、クロム酸バリウム、
チタン黄、鉛シアナミドなどの無機顔料；等が挙げられ
る。赤色顔料としては、Ｐｉｇ．Ｒｅｄ１４９パーマ
ネントＢＬ及びＰｉｇ．Ｒｅｄ１４４クロモフタルレ
ッドｔｙｐｅ１、青色顔料としては、Ｐｉｇ．Ｂｌｕ
１５銅フタロシアニン、緑色顔料としては、Ｐｉｇ．
Ｇｒｅｅｎ７フタロシアニングリーン、黒色顔料とし
ては、カーボンブラックなどが、それぞれ代表的な市販
品である。本発明では、分散剤として、一般式（１）

【０００９】

【化５】（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル
基、または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘ
は、水素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１
００の整数である。）で表される化合物、すなわち、反
応性界面活性剤を使用する。式中、ｎは、３〜１００で
あるが、好ましくは５〜７０、より好ましくは１０〜５
０である。ｎの値が小さ過ぎると顔料分散性が低下し、
大き過ぎると塗膜の強度が低下する。Ｒは、好ましく
は、オクチル、ノニル、デシル、ドデシルなどのアルキ
ル基である。また、Ｘは、好ましくは水素原子である。

【００１０】本発明では、バインダー樹脂として、一般
式（１）で表される化合物（反応性界面活性剤）と少な
くとも一種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合
体を使用する。極性基含有エチレン性モノマーとして
は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキ
シプロピル（メタ）アクリレート、アクリルアミド、ジ
メチルアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）
アクリレート、及びこれらの２種以上の混合物を挙げる
ことができる。なお、生成する共重合体の水溶性を阻害
しない限りにおいて、極性基を含有しないモノマーを少
量の割合で共重合させてもよい。

【００１１】一般式（１）で表される化合物と、極性基
含有モノマーとの共重合割合は、モル比で、通常、１：
２〜１：２００、好ましくは１：４〜１：１５０、より
好ましくは１：８〜１：１００である。生成する共重合
体の重量平均分子量（ＧＰＣ法）は、通常、２０００〜
１０万、好ましくは５０００〜５万、より好ましくは７
０００〜３万程度である。この共重合体は、水溶性であ
る。なお、ここで、共重合体が水溶性であるとは、常温
で、少なくとも濃度１０重量％の水溶液が得られること
を意味する。

【００１２】一般式（１）で表される化合物と極性基含
有モノマーとの共重合は、例えば、トルエンなどの有機
溶媒中で、アゾビスイソブチロニトリルなどの開始剤を
用いて、４０〜８０℃程度に昇温することにより行うこ
とができる。重合に際し、メルカプトプロピオン酸など
の重合調整剤を適量加えてもよい。重合反応は、窒素ガ
スなどの不活性雰囲気下で行われる。このような共重合
体の具体例としては、一般式（１）の化合物とアクリル
酸との共重合体である下記一般式（２）の共重合体を挙
げることができる。

【００１３】

【化６】式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、
または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘは、水
素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１００の
整数である。ｐ及びｑは、各繰り返し単位の数を表し、
共重合比（モル比）及び重量平均分子量によって定まる
値である。

【００１４】共重合割合は、一般式（１）の化合物が、
通常０．５〜３０モル％、好ましくは０．７〜２０モル
％、より好ましくは１〜１０モル％であり、アクリル酸
が、通常９９．５〜７０モル％、好ましくは９９．３〜
０．７モル％、より好ましくは９９〜９０モル％であ
る。この共重合体の重量平均分子量は、通常、２０００
〜１０万、好ましくは５０００〜５万、より好ましくは
７０００〜３万程度である。他の好ましい具体例として
は、一般式（１）の化合物とアクリル酸と２−ヒドロキ
シプロピルアクリレートとアクリルアミドとの４元共重
合体である下記一般式（３）の共重合体を挙げることが
できる。

【００１５】

【化７】式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、
または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘは、水
素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１００の
整数である。ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、共重合比（モル
比）及び重量平均分子量によって定まる値である。

【００１６】共重合割合は、一般式（１）の化合物が、
通常０．５〜３０モル％、好ましくは０．７〜２０モル
％、より好ましくは１〜１０モル％であり、アクリル酸
が、通常１０〜７０モル％、好ましくは２０〜６０モル
％、より好ましくは３０〜５５モル％であり、２−ヒド
ロキシプロピルアクリレートが、通常、５〜４０モル
％、好ましくは１０〜３０モル％、より好ましくは１０
〜２５モル％であり、アクリルアミドが、通常１０〜６
０モル％、好ましくは１５〜５０モル％、より好ましく
は２０〜４０モル％である。この共重合体の重量平均分
子量は、通常、２０００〜１０万、好ましくは５０００
〜５万、より好ましくは７０００〜３万程度である。共
重合に使用する一般式（１）の化合物は、分散剤として
使用するものと同じであってもよいが、分散剤として
は、顔料に対する吸着能の高いことが好ましいことか
ら、ポリエチレングリコール鎖（ＰＥＧ鎖）の長い化合
物の方が好ましい。

【００１７】本発明の水性着色ペーストの組成は、水性
媒体中での顔料の濃度が、通常、３〜５０重量％、好ま
しくは５〜４０重量％であり、顔料と分散剤とバインダ
ー樹脂との重量比が、通常、１：０．０１〜２．０：
０．０４〜５．０、好ましくは１：０．０２〜１．５：
０．０５〜４．０の範囲である。顔料の濃度が低過ぎる
と、カラーレジストとしての色特性を出すために、塗膜
の膜厚が厚くなり過ぎ、高すぎると水性ペースト及び水
性カラーレジストの粘度が大きくなり過ぎて、塗布時の
流動性が損なわれ、均一な厚みの塗膜を得ることが困難
となる。分散剤の比率が小さ過ぎると顔料の分散性が悪
くなり、大き過ぎると塗膜の強度が低下する。バインダ
ー樹脂の比率が小さ過ぎると、カラーレジストとしての
感度が低下し、大き過ぎると顔料分散性が低下する。

【００１８】本発明の水性着色ペーストを作成するに
は、先ず、水性媒体中に、前記一般式（１）で表される
化合物（反応性界面活性剤）からなる分散剤を用いて、
顔料を均一に分散させる。顔料を分散させるには、市販
されているサンドミル、ボールミル、ロールミル等の分
散機を使用することができる。次いで、得られた顔料分
散液に、前記共重合体からなるバインダー樹脂を混合す
る。バインダー樹脂は、通常、５〜２０重量％程度の水
溶液にしておき、これを顔料分散液と混合することが好
ましい。

【００１９】本発明の水性カラーレジストは、前記のよ
うにして作成した水性着色ペーストに、水溶性の光重合
開始剤と水溶性の反応性モノマーを混合することにより
得ることができる。水性着色ペースト１００重量部に対
して、通常、水溶性の光重合開始剤を０．２〜２重量
部、水溶性の反応性モノマー２〜２０重量部の割合で混
合する。水溶性の光重合開始剤としては、例えば、化学
式（４）で表されるベンゾフェノン誘導体、及び化学式
（５）で表されるチオキサントン誘導体が好ましい。

【００２０】

【化８】式中、Ｒ₁は、オクチル、ノニル、デシル、ドデシルな
どの炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｘ₁は、１／
２ＳＯ₄ ⁺²、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-などの陰イオンである。

【００２１】

【化９】式中、Ｘ₁は、１／２ＳＯ₄ ⁺²、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-などの陰
イオンである。

【００２２】水溶性の反応性モノマーの例としては、化
学式（６）で表されるポリエチレングリコールジ（メ
タ）アクリレートを挙げることができる。

【００２３】

【化１０】式中、Ｒ¹は、水素原子またはメチル基であり、ｍは、
通常、１〜５０の整数であるが、顔料分散性の観点から
３〜３０の範囲が好ましい。ｍの値が大き過ぎると、水
性カラーレジストの現像性の悪化及び感度の低下を招き
やすい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例を挙げ
て、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これ
らの実施例のみに限定されるものではない。

【００２５】［実施例１］バインダー樹脂の調製（２元共重合体）撹拌棒、窒素導入管、ジムロート、温度計を取り付けた
５００ｍｌの四つ口フラスコに、一般式（１）で表され
る化合物（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝１０）１８．
４ｇ（６モル％）、アクリル酸３０ｇ（９４モル％）、
トルエン２５０ｍｌを入れ、攪拌して均一な溶液とした
後、開始剤としてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリ
ル）を５００ｍｇ、重合調整剤としてメルカプトプロピ
オン酸を適量加え、約１時間、窒素気流下で撹拌した。
この溶液を窒素気流下で６３℃まで昇温しながら撹拌す
ると、３０分後あたりから溶液が白濁し、生成したポリ
マーの析出が見られた。その後約５時間重合を続けた。
沈澱したポリマーをガラスロートでろ過し、得られた沈
澱物を四塩化炭素で洗浄してから、真空オーブンで乾燥
することにより目的とする共重合体（Ａ）の白色粉末を
得た。共重合体（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、２
×１０⁴であった。

【００２６】水性着色ペーストの調製顔料としてＰｉｇ．Ｂｌｕ１５銅フタロシアニン４
０．２ｇに対して、バインダー樹脂の調製で用いた反応
性界面活性剤に比べてＰＥＧ鎖が長く、より顔料に対し
て吸着能が高いと考えられる反応性界面活性剤（Ｒ＝オ
クチル基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝５０）２０．６５ｇ、水３４
３．２ｇを加えて、サンドミルを用いて顔料分散液を得
た。この顔料分散液１重量部に、上記共重合体（Ａ）の
１０重量％水溶液１重量部を加えて水性着色ペーストを
得た。得られた着色ペーストは、大塚電子（株）製粒度
分布計ＥＬＳ−８００で平均粒子径を測定したところ、
平均粒径ｄ＝６７ｎｍであり、良好な顔料分散性を示し
た。そして、この水性着色ペーストをガラス基板上に塗
布・乾燥したところ、均一で良好な塗膜が得られた。

【００２７】感光テスト以上のようにして得られた水性着色ペースト１００重量
部に対して、式（６）で表されるポリエチレングリコー
ルジアクリレート（ｎ＝４〜１４）２重量部、開始剤と
してベンゾフェノンアルキルアンモニウム塩０．１６重
量部、及びチオキサントンアルキルアンモニウム塩０．
０４重量部を加え、バーコーターを用いて塗布を行い、
ホットプレート上で３分間乾燥して塗膜を形成した。こ
のときの膜厚は、約１．５〜２μｍであった。このサン
プルに高圧水銀灯を照射して、グレースケール法により
感度を測定した。共重合体（Ａ）のかわりにＰＶＡ（け
ん化度７８％、重合度１２００）を用いて同様の実験を
行い、相対感度を求めたところ、共重合体（Ａ）を用い
た場合の方が１０〜２０倍の感度を示した。

【００２８】［実施例２］水性着色ペーストの調製顔料としてカーボンブラック（＃１０００、三菱化学
（株））を使用した。カーボンブラック４０．２ｇと一
般式（１）で表される化合物からなる反応性界面活性剤
（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝１０）２０．６５ｇに
水３４３．２ｇを配合し、サンドミルにより分散させ
た。この顔料分散液１重量部に、実施例１で得られた共
重合体（Ａ）の１０重量％水溶液１重量部を加えて、水
性着色ペーストを得た。この水性着色ペーストにおける
顔料の平均粒子径を測定したところ（大塚電子（株）、
ＥＬＳ−８００）、ｄ＝６７．４ｎｍであり、良好な顔
料分散性を示した。この水性着色ペーストに関し、塗膜
の流動性の指標である降伏値を測定したところ（Ｐｈｅ
ｏｍｅｔｒｉｃｓ（株）、ＦｌｕｉｄｓＳｐｅｃｔｒ
ｏｍｅｔｅｒＲＦＳＩＩ）、１．８ｍＰａであっ
た。この水性着色ペーストをガラス基板に塗布し、その
塗膜の６０度光沢を測定したところ（スガ試験機械
（株）、デジタル変角光沢計ＵＧＵ−５Ｄ）、１５１．
１であった。

【００２９】感光テスト以上のようにして得られた水性着色ペースト１００重量
部に対して、式（６）で表されるポリエチレングリコー
ルジアクリレート（ｎ＝４〜１４）２重量部、開始剤と
してベンゾフェノンアルキルアンモニウム塩０．１６重
量部、及びチオキサントンアルキルアンモニウム塩０．
０４重量部を加え、バーコーターを用いて塗布を行い、
ホットプレート上で３分間乾燥して塗膜を形成した。こ
のときの膜厚は、約１．５〜２μｍであった。このサン
プルに高圧水銀灯を照射して、グレースケール法により
感度を測定した。共重合体（Ａ）のかわりにＰＶＡ（け
ん化度７８％、重合度１２００）を用いて同様の実験を
行い、相対感度を求めたところ、共重合体（Ａ）を用い
た場合の方が５〜１０倍の感度を示した。

【００３０】［比較例１］実施例２の水性着色ペースト
と組成は同じであるが、調製方法を変えて、水性着色ペ
ーストの作製実験を行った。最初に、カーボンブラック
４０．２ｇ、共重合体（Ａ）４０．４１ｇ、及び水３２
３．２ｇを混合し、サンドミルにより分散させた。得ら
れた顔料分散液１重量部に、一般式（１）で表される化
合物からなる反応性界面活性剤（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝
Ｈ、ｎ＝１０）の５重量％水溶液１重量部を加えて、着
色ペーストとした。実施例２と同様にして、顔料の平均
粒子径を測定したところ、ｄ＝９８８．０ｎｍであっ
た。また、降伏値を測定したところ、３０１．５ｍＰａ
であった。この着色ペーストを塗膜にして、６０度光沢
を測定したところ、８．１であった。塗膜は、顔料の凝
集が多く観察された。

【００３１】［比較例２］実施例２の水性着色ペースト
と組成は同じであるが、調製方法を変えて、水性着色ペ
ーストの作製実験を行った。カーボンブラック４０．２
ｇ、一般式（１）で表される化合物からなる反応性界面
活性剤（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝１０）２０．６
５ｇ、共重合体（Ａ）４０．４１ｇ、及び水７０６．８
４ｇを一度に混合し、サンドミルにより分散させた。実
施例２と同様にして、顔料の平均粒子径を測定したとこ
ろ、ｄ＝７４７．９ｎｍであった。また、降伏値を測定
したところ、７３５．８ｍＰａであった。この着色ペー
ストを塗膜にして、６０度光沢を測定したところ、２．
１であった。塗膜は、顔料の凝集が多く観察され、流動
性も悪く、均一な塗膜を形成することができなかった。

【００３２】［実施例３］バインダー樹脂の調製（４元共重合体）撹拌棒、窒素導入管、ジムロート、温度計を取り付けた
５００ｍｌの四つ口フラスコに、一般式（１）で表され
る化合物（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝１０）５．０
ｇ（１．３モル％）、アクリル酸１８ｇ（４５．４モル
％）、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート１３．５
ｇ（１８．８モル％）、アクリルアミド１３．５ｇ（３
４．５モル％）、トルエン２５０ｍｌを入れ、均一な溶
液とした後、開始剤としてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチ
ロニトリル）を５００ｍｇ、重合調整剤としてメルカプ
トプロピオン酸を適量加え、約１時間窒素気流下で撹拌
した。この溶液を窒素気流下で６３℃まで昇温しながら
撹拌すると、３０分後あたりから溶液が白濁し、生成し
たポリマーの析出が見られた。その後約５時間重合を続
けた。沈澱したポリマーをガラスロートでろ過し、得ら
れた沈澱物を四塩化炭素で洗浄してから真空オーブンで
乾燥することにより、目的とする共重合体（Ｂ）の白色
粉末を得た。共重合体（Ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）
は、１×１０⁴であった。

【００３３】水溶性着色ペーストの調製顔料としてカーボンブラック４０．２ｇに対して、前記
の共重合体（Ａ）の調製に際して使用した反応性界面活
性剤に比べてＰＥＧ鎖が長く、より顔料に対して吸着能
が高いと考えられる反応性界面活性剤（Ｒ＝オクチル
基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝５０）２０．６５ｇと、水３４３．２
ｇを加えて、サンドミルにより分散させて顔料分散液を
得た。この顔料分散液１重量部に、上記共重合体（Ｂ）
の１０重量％水溶液１重量部を加えて水性着色ペースト
を得た。得られた水性着色ペーストは、良好な顔料分散
性を示し（平均粒径ｄ＝６２．５ｎｍ）、ガラス基板上
に塗布・乾燥したところ、均一で良好な塗膜が得られ
た。

【００３４】感光テスト以上のようにして得られた水性着色ペースト１００重量
部に対して、式（６）で表されるポリエチレングリコー
ルジアクリレート（ｎ＝４〜１４）２重量部、開始剤と
してベンゾフェノンアルキルアンモニウム塩０．１６重
量部、及びチオキサントンアルキルアンモニウム塩０．
０４重量部を加え、バーコーターを用いて塗布を行い、
ホットプレート上で３分間乾燥して塗膜を形成した。こ
のときの膜厚は、約１〜２μｍであった。このサンプル
に、高圧水銀灯を照射し、グレースケール法により感度
を測定した。共重合体（Ｂ）のかわりにＰＶＡ（けん化
度７８％、重合度１２００）を用いて同様の実験を行
い、相対感度を求めたところ、共重合体（Ｂ）を用いた
場合の方が１０〜２０倍の感度を示した。

【００３５】［比較例３］実施例３の水性着色ペースト
と組成は同じであるが、調製方法を変えて、水性着色ペ
ーストの作製実験を行った。最初に、カーボンブラック
４０．２ｇ、共重合体（Ｂ）４０．４ｇ、及び水３２
３．２ｇを混合し、サンドミルにより分散させた。得ら
れた顔料分散液１重量部に、一般式（１）で表される化
合物からなる反応性界面活性剤（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝
Ｈ、ｎ＝１０）の５重量％水溶液１重量部を加えて、着
色ペーストとした。実施例３と同様にして、顔料の平均
粒子径を測定したところ、ｄ＝１３２０．４ｎｍであっ
た。また、降伏値を測定したところ、４６８．６ｍＰａ
であった。この着色ペーストを塗膜にして、６０度光沢
を測定したところ３．３であった。塗膜は、顔料の凝集
が多く観察された。

【００３６】［比較例４］実施例２の水性着色ペースト
と組成は同じであるが、調製方法を変えて、水性着色ペ
ーストの作製実験を行った。カーボンブラック４０．２
ｇ、一般式（１）で表される化合物からなる反応性界面
活性剤（Ｒ＝オクチル基、Ｘ＝Ｈ、ｎ＝１０）２０．５
ｇ、共重合体（Ｂ）４０．４ｇ、及び水７０６．８ｇを
一度に混合し、サンドミルにより分散させた。実施例３
と同様にして、顔料の平均粒子径を測定したところ、ｄ
＝８０６．７ｎｍであった。また、降伏値を測定したと
ころ、９３４．０ｍＰａであった。この着色ペーストを
塗膜にして、６０度光沢を測定したところ、３．１であ
った。塗膜は、顔料の凝集が多く観察され、流動性も悪
く、均一な塗膜を形成することができなかった。

【００３７】［参考例１］実施例１で調製した共重合体
（Ａ）及び実施例３で調製した共重合体（Ｂ）につい
て、バインダー樹脂としての特性に関し、従来より用い
られている水溶性樹脂のＰＶＡ（けん化度７８％、重合
度１２００）及び有機溶媒系の樹脂ＢｚＭＡ／ＡＡ共重
合体（ＢｚＭＡ：ＡＡ＝８０：２０モル比）と対比実験
を行った。なお、ＢｚＭＡ＝ベンジルメタクリレート、
ＡＡ＝アクリル酸である。

【００３８】水溶性各樹脂について、常温で濃度１０重量％の水溶液が得ら
れるか否かについて確認し、得られた場合を○、得られ
なかった場合を×と評価した。顔料分散性顔料としてカーボンブラックを用い、分散剤（ＰＶＰ；
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、使用量
５重量％）及び各樹脂の１０重量％水溶液と共に分散機
（サンドミル）にかけた。バインダー樹脂として、共重
合体（Ａ）、共重合体（Ｂ）、及びＰＶＡを用いた場合
には、各樹脂１重量部に対してカーボンブラック５重量
部を分散することができた（評価：○）。顔料分散性
は、粒度分布計で測定した平均粒子径が７０〜９０ｎｍ
の範囲にあること、そして、分散液をスピンコート法に
よりスライドガラス上に塗布して、１〜３μｍの塗膜を
形成し、８０〜１００℃でホットプレート上で乾燥した
ものを顕微鏡で観察したとき、スライドガラス上に塗り
むらが生じない場合を良好（評価：○）とした。耐熱性顔料を含まない樹脂組成物の塗膜をスライドガラス上
に、上記方法で形成し、２００℃で３時間加熱後、分光
光度計による透過率変化が５％以内である場合を良好
（評価：○）とし、それ以外を不良（評価：×）とし
た。これらの測定結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】（脚注）ＢｚＭＡ／ＡＡについては、水溶性を示さない
ため、顔料分散性及び耐熱性の試験は行わなかった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、顔料分散性及び塗布性
に優れ、色彩劣化のない水性着色ペースト、及び該水性
着色ペーストを用いた高感度な水性カラーレジストが提
供される。また、本発明によれば、このような優れた特
性を有する水性着色ペースト及び水性カラーレジストの
製造方法が提供される。本発明の水性カラーレジスト
は、水性媒体を用いているため、作業環境・自然環境へ
の悪影響がなく、また、分散剤として反応性界面活性剤
を用いているため従来の樹脂を用いた場合に比べて高感
度である。本発明の水性着色ペーストを用いることによ
り、顔料が均一に分散した良好な塗膜・硬化膜が得られ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水性媒体、顔料、分散剤、及びバインダ
ー樹脂を含有する水性着色ペーストであって、分散剤が
下記一般式（１）【化１】（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル
基、または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘ
は、水素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１
００の整数である。）で表される化合物であり、かつ、
バインダー樹脂が一般式（１）で表される化合物と少な
くとも一種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合
体であることを特徴とする水性着色ペースト。
【請求項２】請求項１記載の水性着色ペーストに、水
溶性の光重合開始剤及び水溶性の反応性モノマーを配合
してなることを特徴とする水性カラーレジスト。
【請求項３】水性媒体中に、下記一般式（１）【化２】（式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル
基、または炭素数８〜２０のアラルキル基であり、Ｘ
は、水素原子または−ＳＯ₃ＮＨ₄であり、ｎは、３〜１
００の整数である。）で表される化合物からなる分散剤
の存在下に、顔料を分散させ、次いで、得られた顔料分
散液に、一般式（１）で表される化合物と少なくとも一
種の極性基含有エチレン性モノマーとの共重合体からな
るバインダー樹脂を混合することを特徴とする水性着色
ペーストの製造方法。
【請求項４】請求項３記載の水性着色ペーストに、さ
らに水溶性の光重合開始剤及び水溶性の反応性モノマー
を混合することを特徴とする水性カラーレジストの製造
方法。