JPH1160988A - Resin-coated carbon black - Google Patents
Resin-coated carbon blackInfo
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- JPH1160988A JPH1160988A JP23886397A JP23886397A JPH1160988A JP H1160988 A JPH1160988 A JP H1160988A JP 23886397 A JP23886397 A JP 23886397A JP 23886397 A JP23886397 A JP 23886397A JP H1160988 A JPH1160988 A JP H1160988A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂被覆カーボン
ブラックに関するものであり、詳しくは、例えば、黒色
レジストパターン形成用途などに好適に使用される樹脂
被覆カーボンブラックに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin-coated carbon black, and more particularly, to a resin-coated carbon black suitably used, for example, for forming a black resist pattern.
【0002】[0002]
【従来の技術】カーボンブラックは、その優れた黒色度
を活かして各種の光学的素子の黒色レジストパターンの
形成に利用されている。例えば、光学的カラーフィルタ
ーは、カラーテレビ、液晶表示素子、カメラ等に好適に
使用される光学的素子であり、黒色レジストパターン
(ブラックマトリクス)を設けた透明基板の表面に、
赤、緑、青の3種の異なる色相により、10〜150μ
m幅のストライプ状やモザイク状などの色パターンを数
μmの精度で形成して製造される。2. Description of the Related Art Carbon black is utilized for forming black resist patterns of various optical elements by utilizing its excellent blackness. For example, an optical color filter is an optical element suitably used for a color television, a liquid crystal display element, a camera, and the like, and is provided on a surface of a transparent substrate provided with a black resist pattern (black matrix).
Red, green and blue, three different hues, 10-150μ
It is manufactured by forming a color pattern such as an m-width stripe or mosaic with an accuracy of several μm.
【0003】上記のブラックマトリクスは、カーボンブ
ラックが分散された光重合性組成物(塗布液)を透明基
板上に塗布した後、加熱乾燥、画像露光、現像および熱
硬化の各処理を行って形成することが出来る。[0003] The above-mentioned black matrix is formed by applying a photopolymerizable composition (coating liquid) in which carbon black is dispersed on a transparent substrate, and then performing each of heating, drying, image exposure, development and heat curing. You can do it.
【0004】また、上記のカラーフィルターは、基本的
には、ブラックマトリクスの形成面に、赤、緑、青の材
料が各々分散された各光重合性組成物(塗布液)を塗布
し、加熱乾燥、画像露光、現像および熱硬化処理の各処
理を順次に行って各色の画素画像を形成することによっ
て製造することが出来る(特開平2−902号公報)。
カラーフィルターの駆動のための対向電極(透明電極)
は、ITO等より上記の画素画像面に薄膜状に形成され
る。[0004] The above-mentioned color filter is basically formed by applying a photopolymerizable composition (coating solution) in which red, green and blue materials are respectively dispersed on a surface on which a black matrix is formed, and heating the composition. It can be manufactured by sequentially performing drying, image exposure, development, and heat curing to form a pixel image of each color (Japanese Patent Laid-Open No. 2-902).
Counter electrode (transparent electrode) for driving color filter
Is formed in a thin film form on the pixel image surface from ITO or the like.
【0005】そして、カラーフィルターの実際の製造に
おいては、画素画像面にポリアミド、ポリイミド等のト
ップコート層が設けられる。斯かるトップコート層は、
ブラックマトリクスと透明電極との電気的絶縁や画素画
像面の平滑性を高める等の目的で必要とされている。[0005] In actual production of a color filter, a top coat layer of polyamide, polyimide or the like is provided on the pixel image surface. Such a top coat layer is
It is required for the purpose of electrical insulation between the black matrix and the transparent electrode and enhancement of the smoothness of the pixel image surface.
【0006】本発明者らは、上記の様なブラックマトリ
クス用のカーボンブラックとして、多官能エポキシ樹脂
で被覆処理して成るカーボンブラックを提案した(特開
平9−124969号公報)。斯かる樹脂被覆カーボン
ブラックは、表面が絶縁性であるため、その使用によ
り、カラーフィルターにおける前記のトップコート層を
省略することも出来る。特に、上記のカーボンブラック
は、それとの濡れ性の良好な多官能エポキシ樹の使用に
より、カーボンブラック粒子のミクロな部分まで均一に
樹脂被覆が行われているため、上記の様なブラックマト
リクス用のカーボンブラックとして優れている。The present inventors have proposed carbon black obtained by coating with a polyfunctional epoxy resin as the above-described carbon black for a black matrix (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-124969). Since such a resin-coated carbon black has an insulating surface, the use of the resin-coated carbon black can omit the top coat layer in the color filter. In particular, the above carbon black is uniformly coated with resin up to the microscopic portion of carbon black particles by using a polyfunctional epoxy resin having good wettability with the carbon black. Excellent as carbon black.
【0007】ところで、上記の様なブラックマトリクス
に限らず、黒色レジストパターンは、カーボンブラック
が分散された光重合性組成物(塗布液)を透明基板上に
塗布した後、画像露光および現像の各処理を行って形成
される。従って、上記の塗布液は、カーボンブラックが
良好に分散されて現像特性に優れていることが要求され
る。ここに、現像特性とは、画像露光の際、紫外線が透
明基板上の光重合性組成物層の下部まで到達して十分な
硬化が行われ、その結果、現像の際、良好なプロフィー
ルの黒色レジストパターンが形成されることを意味す
る。斯かる現像特性は、現像の際に一定の線幅のパター
ンを維持し得る現像時間の長さで評価することが出来
る。すなわち、現像時間が長いほど紫外線による硬化処
理が十分に行われていることを意味する。[0007] The black resist pattern is not limited to the above-described black matrix, but may be formed by applying a photopolymerizable composition (coating solution) in which carbon black is dispersed onto a transparent substrate, and then performing image exposure and development. It is formed by performing processing. Therefore, it is required that the above-mentioned coating solution has excellent developing characteristics in which carbon black is well dispersed. Here, the developing property means that at the time of image exposure, ultraviolet rays reach the lower part of the photopolymerizable composition layer on the transparent substrate and are sufficiently cured, and as a result, during development, a black profile having a good profile is obtained. It means that a resist pattern is formed. Such development characteristics can be evaluated based on the length of development time capable of maintaining a pattern having a constant line width during development. In other words, it means that the longer the developing time, the more the curing treatment by the ultraviolet rays is performed.
【0008】ところで、多官能エポキシ樹脂で被覆処理
して成る前記のカーボンブラックは、絶縁性などの点で
優れた特性を有するものの、カーボンブラックが分散さ
れた光重合性組成物(塗布液)の調製の際に要求される
分散性の点では必ずしも十分とは言えない。The above-mentioned carbon black obtained by coating with a polyfunctional epoxy resin has excellent properties in terms of insulation and the like, but the carbon black is dispersed in a photopolymerizable composition (coating solution). The dispersibility required in the preparation is not always sufficient.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、例えば、黒色レ
ジストパターン形成用途などに好適に使用され、そし
て、黒色レジストパターン形成用の光重合組成物の調製
の際の分散性に優れ、その結果、優れた現像特性の光重
合組成物を与え得る樹脂被覆カーボンブラックを提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to be suitably used, for example, for forming a black resist pattern. It is an object of the present invention to provide a resin-coated carbon black which is excellent in dispersibility at the time of preparing a polymer composition and, as a result, can provide a photopolymer composition having excellent developing characteristics.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々検討
を重ねた結果、多官能エポキシ樹脂で被覆処理して成る
カーボンブラックの上記の分散性は、被覆層の多官能エ
ポキシ樹脂の硬化の程度によって影響され、完全に硬化
した多官能エポキシ樹脂被覆層は、光重合組成物の構成
成分との濡れ性(分散性)が必ずしも十分ではないとの
知見を得た。As a result of various studies, the present inventors have found that the above-mentioned dispersibility of carbon black obtained by coating with a polyfunctional epoxy resin is determined by curing the polyfunctional epoxy resin of the coating layer. It has been found that the fully cured multifunctional epoxy resin coating layer, which is affected by the degree of the above, does not necessarily have sufficient wettability (dispersibility) with the components of the photopolymerizable composition.
【0011】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、その要旨は、多官能エポキシ樹脂で被覆さ
れ且つ被覆層の多官能エポキシ樹脂のゲル分率が20〜
70%であることを特徴とする樹脂被覆カーボンブラッ
クに存する。The present invention has been completed on the basis of the above findings, and the gist of the present invention is that the polyfunctional epoxy resin coated with the polyfunctional epoxy resin has a gel fraction of 20 to 40.
70% of the resin-coated carbon black.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の樹脂被覆カーボンブラックにおいては、被覆用
樹脂として多官能エポキシ樹脂が使用される。多官能エ
ポキシ樹脂の具体例としては、グリシジルアミン型エポ
キシ樹脂(住友化学社製の「スミエポキシ」ELM−1
00、120、434等)、トリフェニルグリシジルメ
タン型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製「エピコ
ート」1032H50、1032H60等)、テトラフ
ェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂(油化シェルエ
ポキシ社製「エピコート」1031)、アミノフェノー
ル型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製「エピコー
ト」154、630)、ジアミドジフェニルメタン型エ
ポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製「エピコート」6
04)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(油化シ
ェルエポキシ社製「エピコート」152)、オルソクレ
ゾール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製「エピ
コート」180S65)、ビスフェノールAノボラック
型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製「エピコー
ト」157S65、157S70)等が挙げられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
In the resin-coated carbon black of the present invention, a polyfunctional epoxy resin is used as a coating resin. As a specific example of the polyfunctional epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin (“Sumi Epoxy” ELM-1 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
00, 120, 434, etc.), triphenyl glycidyl methane type epoxy resin (“Epicoat” 1032H50, 1032H60, etc., manufactured by Yuka Shell Epoxy), tetraphenylglycidylmethane type epoxy resin (“Epicoat” 1031, manufactured by Yuka Shell Epoxy) , Aminophenol type epoxy resin (“Epicoat” 154, 630 manufactured by Yuka Shell Epoxy), diamide diphenylmethane type epoxy resin (“Epicoat” 6 manufactured by Yuka Shell Epoxy)
04), phenol novolak type epoxy resin (“Epicoat” 152, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), orthocresol type epoxy resin (“Epicoat” 180S65, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), bisphenol A novolak type epoxy resin (Oiled Shell Epoxy) “Epicoat” 157S65, 157S70).
【0013】本発明の樹脂被覆カーボンブラックの特徴
は、被覆層の多官能エポキシ樹脂のゲル分率を20〜7
0%の範囲に調節した点にある。ゲル分率が20%未満
の場合は、黒色レジストパターン形成用の光重合組成物
の調製の際の分散性には優れるものの、取り扱いが困難
である。しかも、ゲル分率が20%未満の場合は、樹脂
被覆が不十分となる結果、黒色レジストパターン形成用
光重合性組成物(塗布液)から形成される塗膜の絶縁性
が低下する。一方、ゲル分率が70%を超える場合は、
取り扱い性は良好であるものの、上記の分散性の改良効
果が十分ではない。ゲル分率の好ましい範囲は40〜6
0%である。カーボンブラックに対する樹脂の被覆量
は、カーボンブラックと樹脂の合計量に対する樹脂の割
合として、通常5〜40重量%の範囲から選択される。The resin-coated carbon black of the present invention is characterized in that the gel fraction of the polyfunctional epoxy resin in the coating layer is 20 to 7
The point is that it is adjusted to the range of 0%. When the gel fraction is less than 20%, the dispersibility during preparation of the photopolymerizable composition for forming a black resist pattern is excellent, but handling is difficult. In addition, when the gel fraction is less than 20%, the resin coating becomes insufficient, and as a result, the insulating property of the coating film formed from the photopolymerizable composition (coating solution) for forming a black resist pattern is reduced. On the other hand, when the gel fraction exceeds 70%,
Although the handleability is good, the effect of improving the dispersibility described above is not sufficient. The preferred range of the gel fraction is 40 to 6
0%. The amount of the resin coated on the carbon black is usually selected from the range of 5 to 40% by weight as the ratio of the resin to the total amount of the carbon black and the resin.
【0014】上記の様なゲル分率は、全酸素量が15m
g/g以上で且つ全酸素量/比表面積の比が0.1mg
/m2以上であるカーボンブラックを使用し、多官能エ
ポキシ樹脂の被覆処理の際の乾燥処理温度を40〜13
0℃とする他、乾燥処理前の水切りの条件や乾燥工程に
おける樹脂被覆カーボンブラックの配置、特に、層厚さ
(高さ)等を適宜調節することによって容易に得ること
が出来る。すなわち、全酸素量で規定されるカーボンブ
ラックの官能基(−OH、=CO、−COOH等)は、
エポキシ樹脂の硬化剤的作用を有する。そのため、上記
の2個のパラメータで規定される官能基量と種々の硬化
条件(要因)の調節により、多官能エポキシ樹脂のゲル
分率を制御することが出来る。The above gel fraction is such that the total oxygen content is 15 m
g / g or more and the ratio of total oxygen content / specific surface area is 0.1 mg
/ M 2 or more, and the drying temperature at the time of the coating treatment of the polyfunctional epoxy resin is 40 to 13
In addition to the temperature of 0 ° C., it can be easily obtained by appropriately adjusting the draining conditions before the drying treatment and the arrangement of the resin-coated carbon black in the drying step, particularly, the layer thickness (height) and the like. That is, the functional groups (-OH, = CO, -COOH, etc.) of the carbon black defined by the total oxygen amount are as follows:
It acts as a curing agent for epoxy resin. Therefore, the gel fraction of the polyfunctional epoxy resin can be controlled by adjusting the amount of the functional group defined by the above two parameters and various curing conditions (factors).
【0015】また、上記のゲル分率は、例えば次の様に
して測定することが出来る。先ず、500mlのビーカ
ーにエポキシ樹脂被覆カーボンブラック10gとテトラ
ヒドロフラン(THF)200mlを計り採り、スター
ラーで5時間撹拌して溶解分を完全に溶解した後、32
6メッシュの金網で濾過する。次いで、得られた濾液を
70℃で乾燥してTHFを完全に除去した後、残渣(T
HFで溶出したエポキシ樹脂)を計量する。そして、エ
ポキシ樹脂被覆カーボンブラック中のエポキシ樹脂量を
A、THFで溶出したエポキシ樹脂をBとし、[(A−
B)/A]×100(%)の式によりゲル分率を算出す
る。The above gel fraction can be measured, for example, as follows. First, 10 g of epoxy resin-coated carbon black and 200 ml of tetrahydrofuran (THF) were weighed and placed in a 500 ml beaker, and stirred with a stirrer for 5 hours to completely dissolve the dissolved components.
Filter through a 6 mesh wire mesh. Next, the obtained filtrate was dried at 70 ° C. to completely remove THF, and then the residue (T
(Epoxy resin eluted with HF). The amount of the epoxy resin in the epoxy resin-coated carbon black is denoted by A, the epoxy resin eluted with THF is denoted by B, and [(A-
B) / A] × 100 (%) is used to calculate the gel fraction.
【0016】上記の酸素官能基の量は揮発分組成、水酸
基やカルボニル基の量はCO、カルボキシル基の量はC
O 2の各測定によりそれぞれ定量することが出来る。そ
して、上記の全酸素量は、CO及びCO2から換算した
値を意味する。また、上記の揮発分組成および量は、耐
熱性の試料管に一定量の乾燥カーボンブラックを採取
し、10-2mmHgまで減圧した後、950℃に加熱し
た電気炉内に上記の試料管を入れ、30分間で脱離する
揮発分の全量をタンクに捕集し、ガスクロマト分析に供
することによって求めることが出来る。そして、CO及
びCO2の量は、ガスクロマト分析の結果に基づき算出
することが出来る。The amount of the above oxygen functional group depends on the volatile composition,
The amount of groups and carbonyl groups is CO, the amount of carboxyl groups is C
O TwoCan be quantified by each measurement. So
Then, the above total oxygen amount is CO and COTwoConverted from
Mean value. In addition, the above-mentioned volatile composition and amount are
Collect a certain amount of dry carbon black in a thermal sample tube
And 10-2After reducing the pressure to mmHg,
Put the above sample tube in the electric furnace and remove it in 30 minutes
All volatiles are collected in a tank and used for gas chromatographic analysis.
Can be obtained by doing And CO and
And COTwoIs calculated based on the results of gas chromatography analysis.
You can do it.
【0017】本発明の樹脂被覆カーボンブラックは、特
に黒色レジストパターン形成用途に好適に使用される。
すなわち、カーボンブラックが分散された光重合性組成
物として好適に使用される。斯かる光重合性組成物は、
カーボンブラックと共に、光を吸収してラジカルを発生
する光重合開始系と、当該ラジカルにより重合が誘起さ
れる付加重合性のエチレン性不飽和二重結合を少なくと
も1個有する化合物(エチレン性化合物)とを含有す
る。また、上記の組成物は、有機高分子物質(バインダ
ー樹脂)と共に必要に応じて分散剤などを含有する。そ
して、上記の組成物は、適当な溶剤によって調製された
塗布液として使用される。上記の光重合開始系、エチレ
ン性化合物、有機高分子物質および溶剤は、黒色レジス
トパターンの目的に沿って適宜選択される。そして、本
発明の樹脂被覆カーボンブラックは、上記の光重合性組
成物の調製の際に優れた分散性を発揮し、現像特性に優
れた光重合性組成物を与える。The resin-coated carbon black of the present invention is suitably used particularly for forming a black resist pattern.
That is, it is suitably used as a photopolymerizable composition in which carbon black is dispersed. Such a photopolymerizable composition,
A photopolymerization initiation system that absorbs light to generate a radical together with carbon black, and a compound (ethylenic compound) having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated double bond induced by the radical to induce polymerization. It contains. In addition, the above composition contains a dispersant and the like as necessary together with the organic polymer substance (binder resin). Then, the above composition is used as a coating solution prepared with a suitable solvent. The above-mentioned photopolymerization initiation system, ethylenic compound, organic polymer substance and solvent are appropriately selected according to the purpose of the black resist pattern. The resin-coated carbon black of the present invention exhibits excellent dispersibility during the preparation of the above-mentioned photopolymerizable composition, and gives a photopolymerizable composition having excellent developing characteristics.
【0018】カラーフィルターの製造方法においては、
上記の光重合性組成物を透明基板上に塗布した後、加熱
乾燥、画像露光、現像および熱硬化の各処理を行ってブ
ラックマトリクスが形成される。In the method for manufacturing a color filter,
After applying the above-mentioned photopolymerizable composition on a transparent substrate, each process of heat drying, image exposure, development, and thermosetting is performed to form a black matrix.
【0019】塗布装置としては、スピナー、ワイヤーバ
ー、フローコーター、ダイコーター、ロールコーター、
スプレー等が使用される。画像露光は、光重合性層上に
ネガのマトリクスパターンマスクを導き、当該パターン
マスクを介し、紫外または可視の光源を照射して行われ
る。アルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ剤が
使用される。As the coating device, a spinner, a wire bar, a flow coater, a die coater, a roll coater,
A spray or the like is used. The image exposure is performed by guiding a negative matrix pattern mask on the photopolymerizable layer and irradiating an ultraviolet or visible light source through the pattern mask. As the alkali developer, for example, an inorganic alkali agent such as sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate, potassium silicate, sodium hydroxide, and potassium hydroxide is used.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、以下の諸例にお
いては、次の各材料を使用した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention. In the following examples, the following materials were used.
【0021】(1)樹脂被覆カーボンブラックの調製:
表1に示すカーボンブラック540gと純水1450g
とをホモミキサーにより6,000rpmで30分混合
処理してスラリーを調製した。一方、油化シェルエポキ
シ社製「エピコート630」60gをトルエン600g
に溶解してエポキシ樹脂溶液を調製した。スクリュー型
撹拌機付き容器に上記のスラリーを移し、約1,000
rpmの撹拌条件下、上記のエポキシ樹脂溶液を少量ず
つ添加した。約15分経過後、水に分散していたカーボ
ンブラックは、全量トルエン側に移行して約1mmの粒
子となった。次いで、60メッシュの金網で約10分間
水切りを行なった後、幅30cm、長さ70cm、高さ
10cmのステンレス製バットに移した。この際、バッ
トは樹脂被覆カーボンブラックによって満杯となった。
そして、真空乾燥機により70℃で7時間乾燥し、水と
トルエンとを除去した。但し、表1中のカーボンブラッ
クEは、150℃で2時間乾燥した。得られた樹脂被覆
カーボンブラック中の平均残存トルエン量は50pp
m、平均残存水量は500ppmであった。また、エポ
キシ樹脂被覆層のゲル分率の測定結果は表1に示す通り
であった。(1) Preparation of resin-coated carbon black:
540 g of carbon black and 1450 g of pure water shown in Table 1
Was mixed with a homomixer at 6,000 rpm for 30 minutes to prepare a slurry. On the other hand, 60 g of "Epicoat 630" manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
To prepare an epoxy resin solution. Transfer the above slurry to a container equipped with a screw type stirrer,
The above epoxy resin solution was added little by little under the stirring condition of rpm. After about 15 minutes, all of the carbon black dispersed in the water was transferred to the toluene side to become particles of about 1 mm. Next, after draining with a 60-mesh wire net for about 10 minutes, it was transferred to a stainless steel vat having a width of 30 cm, a length of 70 cm and a height of 10 cm. At this time, the bat was filled with the resin-coated carbon black.
And it dried at 70 degreeC with a vacuum dryer for 7 hours, and removed water and toluene. However, carbon black E in Table 1 was dried at 150 ° C. for 2 hours. The average amount of residual toluene in the obtained resin-coated carbon black was 50 pp.
m, and the average residual water amount was 500 ppm. The measurement results of the gel fraction of the epoxy resin coating layer were as shown in Table 1.
【0022】[0022]
【表1】 [Table 1]
【0023】(2)バインダー樹脂の合成:トリレンジ
イソシアネートの三量体(三菱化学(株)性「マイテッ
クGP750A」:樹脂固形分50重量%、酢酸ブチル
溶液)32gと触媒としてのジブチルチンジラウレート
0.02gをプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート(PGMEA)47gに溶解した。次いで、
この溶液に、撹拌条件下、片末端がメトキシ基のポリエ
チレングリコール(日本油脂(株)製「ユニオックスM
−1000」:分子量1,000)14.4gとポリプ
ロピレングリコール(三洋化成工業(株)製「サンニッ
クスPP−1000」:分子量1,000)9.6gと
の混合物を滴下した後、70℃で更に3時間反応させ
た。次いで、この反応物にN,N−ジメチルアミノ−
1,3−プロパンジアミン1gを添加した後、40℃で
更に1時間反応させた。得られた分散樹脂含有溶液のア
ミン価を中和滴定により求めた結果、14mgKOH/
gであった。また、150℃で30分間ホットプレート
により溶剤を除去して重量変化量により樹脂濃度を算出
するドライアップ法により、樹脂含有量を求めた結果、
40重量%であった。(2) Synthesis of binder resin: 32 g of trimer of tolylene diisocyanate (“Mitec GP750A” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, resin solid content: 50% by weight, butyl acetate solution) and dibutyltin dilaurate as a catalyst 0.02 g was dissolved in 47 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). Then
Under stirring conditions, polyethylene glycol having a methoxy group at one end (“UNIOX M” manufactured by NOF CORPORATION)
A mixture of 14.4 g of “-1000”: molecular weight of 1,000) and 9.6 g of polypropylene glycol (“Sannicks PP-1000”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd .: molecular weight of 1,000) was dropped at 70 ° C. The reaction was further performed for 3 hours. The reaction was then added to N, N-dimethylamino-
After 1 g of 1,3-propanediamine was added, the mixture was further reacted at 40 ° C. for 1 hour. The amine value of the obtained dispersion resin-containing solution was determined by neutralization titration, and as a result, 14 mgKOH /
g. Further, as a result of obtaining a resin content by a dry-up method of removing a solvent by a hot plate at 150 ° C. for 30 minutes and calculating a resin concentration by a weight change amount,
It was 40% by weight.
【0024】(3)高分子分散剤の合成:スチレン・ア
クリル酸樹脂(酸価200、分子量5,000)20
g、p−メトキシフェノール0.2g、ドデシルトリメ
チルアンモニウムクロリド0.2g、PGMEA40g
をフラスコに仕込み、(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)メチルアクリレート7.6gを滴下し、100℃の
温度で30時間反応させた。次いで、反応液を水で再沈
殿させ、回収した樹脂を乾燥した。得られた樹脂の酸価
をKOHによる中和滴定により求めた結果、80であっ
た。(3) Synthesis of polymer dispersant: styrene / acrylic acid resin (acid value 200, molecular weight 5,000) 20
g, p-methoxyphenol 0.2 g, dodecyltrimethylammonium chloride 0.2 g, PGMEA 40 g
Was charged into a flask, 7.6 g of (3,4-epoxycyclohexyl) methyl acrylate was added dropwise, and the mixture was reacted at a temperature of 100 ° C. for 30 hours. Next, the reaction solution was reprecipitated with water, and the recovered resin was dried. The acid value of the obtained resin determined by neutralization titration with KOH was 80.
【0025】実施例1〜3及び比較例1〜2 前記(1)で得た各種の樹脂被覆カーボンブラックのそ
れぞれ50重量部と上記(2)で得たバインダー樹脂5
重量部(固形分として)とを混合し、固形分濃度が50
重量%となる様にPGMEAを添加して分散液を調製し
た。次いで、得られた分散液50gを予備撹拌処理した
後、ペイントシェーカーにより、25〜45℃の範囲で
6時間分散処理した。この分散処理には、直径0.5m
mのジルコニアビーズを分散液と同重量の割合で使用し
た。そして、分散処理終了後、フィルターにより、分散
液とビーズとを分離した。Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 50 parts by weight of the various resin-coated carbon blacks obtained in the above (1) and the binder resin 5 obtained in the above (2)
Parts by weight (as a solid content) and a solid content concentration of 50
A dispersion was prepared by adding PGMEA so as to obtain a weight%. Next, 50 g of the obtained dispersion liquid was subjected to a preliminary stirring treatment, and then subjected to a dispersion treatment at 25 to 45 ° C for 6 hours by a paint shaker. This dispersion treatment has a diameter of 0.5 m.
m of zirconia beads were used in the same weight ratio as the dispersion. After the dispersion treatment, the dispersion liquid and the beads were separated by a filter.
【0026】次いで、上記の樹脂被覆カーボンブラック
分散インキを使用し、表2に示す各成分と共に混合処理
してブラックマトリックス用光重合性組成物(塗布液)
を調製し、後記の分散性評価および表面抵抗の測定に供
した。結果を表4に示す。なお、表2中のg数は固形分
としての値である。Next, the above resin-coated carbon black dispersion ink was used and mixed with the components shown in Table 2 to obtain a photopolymerizable composition for a black matrix (coating solution).
Was prepared and subjected to evaluation of dispersibility and measurement of surface resistance described below. Table 4 shows the results. In addition, the g number in Table 2 is a value as a solid content.
【0027】[0027]
【表2】 (a)樹脂被覆カーボンブラック 50g (b)重合開始系 (1)2,2´−(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´ −テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール 2g (2)ブタンジオールビスチオプロピオネート 1g (3)4,4´−ビス−(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン 1g (4)2−メルカプトベンゾチアゾール 1g (c)バインダー樹脂(前記(2)参照) 25g (d)ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 15g (e)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶剤) 300g (f)高分子分散剤(前記(3)参照) 5g(A) 50 g of resin-coated carbon black (b) polymerization initiation system (1) 2,2 ′-(o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′- Biimidazole 2 g (2) Butanediol bisthiopropionate 1 g (3) 4,4'-bis- (diethylamino) benzophenone 1 g (4) 2-mercaptobenzothiazole 1 g (c) Binder resin (see (2) above) 25 g (d) Dipentaerythritol hexaacrylate 15 g (e) Propylene glycol monomethyl ether acetate (solvent) 300 g (f) Polymer dispersant (see (3) above) 5 g
【0028】(1)分散性評価:ガラス基板上に上記の
ブラックマトリックス用光重合性組成物(塗布液)を約
0.5mmの厚さに塗布した後に乾燥して塗膜を形成
し、次いで、エポキシ樹脂で塗膜を包埋した後、ウルト
ラミクロトームで約800Åの厚さの切片を切り出し、
5000倍の電子顕微鏡で観察し、以下の3段階の基準
で評価した。(1) Evaluation of dispersibility: The above-mentioned photopolymerizable composition for black matrix (coating solution) was applied on a glass substrate to a thickness of about 0.5 mm, and then dried to form a coating film. After embedding the coating film with epoxy resin, cut out a slice of about 800 mm thick with an ultra microtome,
Observation was performed using an electron microscope at a magnification of 5000, and the evaluation was performed based on the following three criteria.
【0029】[0029]
【表3】 ◎・・・殆ど0.1μm未満の凝集塊 ○・・・0.1〜1μmの凝集塊 △・・・殆ど1μmを超える凝集塊[Table 3] ・ ・ ・: Aggregates of almost less than 0.1 μm ○: Aggregates of 0.1 to 1 μm △: Aggregates of almost more than 1 μm
【0030】(2)表面抵抗測定:上記の分散性評価で
得た乾燥塗膜を測定試料とし、表面抵抗測定器((株)
ダイアインスツルメント社製「ハイスタMCP−HT2
01」)を使用して表面抵抗を測定した。(2) Surface resistance measurement: The dried coating film obtained in the above evaluation of dispersibility was used as a measurement sample, and a surface resistance measurement device (manufactured by Co., Ltd.)
"Histar MCP-HT2" manufactured by Dia Instruments
01 ") was used to measure the surface resistance.
【0031】[0031]
【表4】 [Table 4]
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、例えば、
黒色レジストパターン形成用途などに好適に使用され、
そして、黒色レジストパターン形成用の光重合組成物の
調製の際の分散性に優れ、その結果、優れた現像特性の
光重合組成物を与え得る樹脂被覆カーボンブラック及び
その製造方法が提供される。According to the present invention described above, for example,
Suitable for use in black resist pattern formation applications, etc.
The present invention provides a resin-coated carbon black which is excellent in dispersibility in preparing a photopolymerizable composition for forming a black resist pattern and, as a result, can provide a photopolymerizable composition having excellent development characteristics, and a method for producing the same.
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成9年12月19日[Submission date] December 19, 1997
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0023】(2)高分子分散剤の合成:トリレンジイ
ソシアネートの三量体(三菱化学(株)性「マイテック
GP750A」:樹脂固形分50重量%、酢酸ブチル溶
液)32gと触媒としてのジブチルチンジラウレート
0.02gをプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート(PGMEA)47gに溶解した。次いで、
この溶液に、撹拌条件下、片末端がメトキシ基のポリエ
チレングリコール(日本油脂(株)製「ユニオックスM
−1000」:分子量1,000)14.4gとポリプ
ロピレングリコール(三洋化成工業(株)製「サンニッ
クスPP−1000」:分子量1,000)9.6gと
の混合物を滴下した後、70℃で更に3時間反応させ
た。次いで、この反応物にN,N−ジメチルアミノ−
1,3−プロパンジアミン1gを添加した後、40℃で
更に1時間反応させた。得られた分散樹脂含有溶液のア
ミン価を中和滴定により求めた結果、14mgKOH/
gであった。また、150℃で30分間ホットプレート
により溶剤を除去して重量変化量により樹脂濃度を算出
するドライアップ法により、樹脂含有量を求めた結果、
40重量%であった。(2) Synthesis of polymer dispersant: 32 g of a trimer of tolylene diisocyanate (“Mitec GP750A” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: resin solid content of 50% by weight, butyl acetate solution) and dibutyl as a catalyst 0.02 g of tindyl laurate was dissolved in 47 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). Then
Under stirring conditions, polyethylene glycol having a methoxy group at one end (“UNIOX M” manufactured by NOF CORPORATION) was added to this solution under stirring conditions.
A mixture of 14.4 g of “-1000”: molecular weight of 1,000) and 9.6 g of polypropylene glycol (“Sannicks PP-1000”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd .: molecular weight of 1,000) was dropped at 70 ° C. The reaction was further performed for 3 hours. The reaction was then added to N, N-dimethylamino-
After 1 g of 1,3-propanediamine was added, the mixture was further reacted at 40 ° C. for 1 hour. The amine value of the obtained dispersion resin-containing solution was determined by neutralization titration, and as a result, 14 mgKOH /
g. Further, as a result of obtaining a resin content by a dry-up method of removing a solvent by a hot plate at 150 ° C. for 30 minutes and calculating a resin concentration by a weight change amount,
It was 40% by weight.
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0024】(3)バインダー樹脂の合成:スチレン・
アクリル酸樹脂(酸価200、分子量5,000)20
g、p−メトキシフェノール0.2g、ドデシルトリメ
チルアンモニウムクロリド0.2g、PGMEA40g
をフラスコに仕込み、(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)メチルアクリレート7.6gを滴下し、100℃の
温度で30時間反応させた。次いで、反応液を水で再沈
殿させ、回収した樹脂を乾燥した。得られた樹脂の酸価
をKOHによる中和滴定により求めた結果、80であっ
た。(3) Synthesis of binder resin: styrene
Acrylic resin (acid value 200, molecular weight 5,000) 20
g, p-methoxyphenol 0.2 g, dodecyltrimethylammonium chloride 0.2 g, PGMEA 40 g
Was charged into a flask, 7.6 g of (3,4-epoxycyclohexyl) methyl acrylate was added dropwise, and the mixture was reacted at a temperature of 100 ° C. for 30 hours. Next, the reaction solution was reprecipitated with water, and the recovered resin was dried. The acid value of the obtained resin determined by neutralization titration with KOH was 80.
Claims (1)
層の多官能エポキシ樹脂のゲル分率が20〜70%であ
ることを特徴とする樹脂被覆カーボンブラック。1. A resin-coated carbon black coated with a polyfunctional epoxy resin and having a gel fraction of 20 to 70% of the polyfunctional epoxy resin in a coating layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23886397A JPH1160988A (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Resin-coated carbon black |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23886397A JPH1160988A (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Resin-coated carbon black |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1160988A true JPH1160988A (en) | 1999-03-05 |
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ID=17036389
Family Applications (1)
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Country | Link |
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- 1997-08-20 JP JP23886397A patent/JPH1160988A/en active Pending
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