JPWO2014104289A1 - カラーフィルター用顔料分散体 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、塗工時に乾燥凝集物が発生した際、乾燥凝集物を容易に除去することを目的として、一部がハロゲン化アリル及び/又はハロゲン化アラルキルと塩形成したアミノ基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顔料分散液が開示されている。
特許文献3には、高透過、高濃度の要求を満たし、かつ、良好な塗工適性を提供することを目的として、バインダ樹脂と側鎖に四級アンモニウム塩基を有するAブロックと、四級アンモニウム塩基を有さないBブロックとからなるA−Bブロック共重合体及び/又はB−A−Bブロック共重合体を含有することを特徴とする着色樹脂組成物が開示されている。
〔1〕一般式(I)で表される顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を含有する、カラーフィルター用顔料分散体。
〔2〕前記〔1〕に記載の顔料分散体と、バインダー成分と、を含有するカラーフィルター用着色組成物。
〔3〕カラーフィルターの製造のための、前記〔1〕に記載の顔料分散体の使用。
〔4〕カラーフィルターの製造のための、前記〔2〕に記載の着色組成物の使用。
〔5〕前記〔1〕に記載の顔料分散体を用いて製造される、カラーフィルター。
また、カラーフィルターは、顔料分散体を用いて調製された着色組成物をガラス基板へ塗工して製造されるものであるが、連続して塗工すると、着色組成物の乾燥により、コーター等のノズルに固着物(乾燥凝集物)が発生し、これを溶媒に再度溶解させて取り除く必要がある。しかし、前記のように顔料同士の凝集力が高まるためか、固着物の溶媒への溶解性が低下し、塗工特性が悪化するという問題があった。
そこで、顔料表面への吸着に優れる吸着基と溶媒への親和性に優れる分散基を導入した分散剤を用いて、分散特性を向上させた顔料分散体を得る検討が行われている。しかしながら、現状において得られる顔料分散体は、分散特性と塗工時に発生する乾燥凝集物の再分散に改善の余地を有するものであった。
そこで、本発明は、平均粒子径が小さく、低粘度であり、保存安定性に優れ、良好な再分散性を有する、新規なカラーフィルター用顔料分散体、これを含む着色組成物、顔料分散体の使用、着色組成物の使用、及び顔料分散体を用いて製造されるカラーフィルターを提供することを課題とする。
〔1〕一般式(I)で表される顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を含有する、カラーフィルター用顔料分散体。
〔2〕前記〔1〕に記載の顔料分散体と、バインダー成分と、を含有するカラーフィルター用着色組成物。
〔3〕カラーフィルターの製造のための、前記〔1〕に記載の顔料分散体の使用。
〔4〕カラーフィルターの製造のための、前記〔2〕に記載の着色組成物の使用。
〔5〕前記〔1〕に記載の顔料分散体を用いて製造される、カラーフィルター。
本発明の顔料分散体は、溶媒親和性が高いアルコキシポリアルキレングリコール基と、顔料表面への強い吸着性を長期的に維持できる4級アンモニウム基とを有し、かつ、特定の構造を有する顔料分散剤を含む。
顔料分散剤のアルコキシポリアルキレングリコール基がエーテル系有機溶媒中に広がるため、顔料分散体中の有機顔料粒子間に強い斥力が生じる。そのため、顔料同士の凝集を有効に抑えることが可能であり、顔料分散体の粘度を低く維持することが可能であると考えられる。一方、4級アンモニウム基は、有機顔料表面に強く吸着し、その強い吸着性を長期的に維持する。そのため、本発明の顔料分散剤は、高い溶媒への親和性を有するにもかかわらず、顔料表面から脱離しにくいと考えられる。従って、本発明の顔料分散剤を用いることにより、分散時の顔料の微粒化に優れ、顔料分散体の高温での長期保存時や、顔料分散体や着色組成物が濃縮される塗工時においても、優れた分散性を維持するものと考えられる。
また、従来の高分子分散剤である窒素原子を有するモノマーの重合物とは異なり、本発明の顔料分散体が含有する分散剤は、窒素の数(すなわち一般式(I)における(n+m+k)の数)及び分散基と結合する4級アンモニウム基の数(すなわち一般式(I)におけるnの数)を少なく、かつ緻密に制御することができる。よって、顔料に対する吸着ロスが少なくなり、分散性や分散安定性に優れるのみならず、乾燥時の顔料同士が接近した際の橋掛け凝集をも抑制すると考えられる。そのため、本発明のカラーフィルター用着色組成物は、ガラス基板へ連続して塗工する際、着色組成物の乾燥によるコーター等のノズルにおいて固着物(乾燥凝集物)発生を抑制し、乾燥物が発生した場合でも溶媒への再分散性が高く、良好な塗工特性を有すると考えられる。
以下、本発明に用いられる各成分、工程等について説明する。
本発明において用いられる顔料分散剤は、下記一般式(I)で表される化合物である。
nは、分散性及び再分散性の観点から、5以下であり、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、更に好ましくは2.2以下であり、また、分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、1以上であり、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.7以上、更に好ましくは2以上である。またnは、優れた分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、更により好ましくは2である。
mは、分散性及び再分散性の観点から、4以下であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.3以下であり、また、分散性及び保存安定性の観点からは、0以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上である。また、高い分散性及び再分散性の観点からは、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.2以下、更に好ましくは0である。
kは、分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、4以下であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下であり、保存安定性の観点からは、0以上であり、また、高い分散性及び再分散性の観点からは、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.2以下、更に好ましくは0である。
nと(n+m+k)との比(n/(n+m+k))は、分散性及び保存安定性の観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.6以上、更に好ましくは0.8以上、更により好ましくは0.9以上、更により好ましくは1.0であり、また、本発明の顔料分散剤の製造容易性の観点から、好ましくは1.0以下である。
上記平均構造単位数、n,m,k,(n+m+k)は、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
なお、n、m、kでその平均構造単位数が示される各構造単位は、いかなる配列順序であってもよい。n、m、kのいずれか1以上が複数である場合、各構造単位は、ランダム、ブロック等のいかなる配列順序であってもよい。
R1、R2、及びR4は、水酸基で置換されていない炭化水素基が好ましい。
R1、R2、及びR4は、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシブチル基、及びヒドロキシヘキシル基から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、好ましくは、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはメチル基である。
R1及びR2は、炭素数1以上10以下の炭化水素基、又は炭素数2以上6以下のヒドロキシアルキル基が好ましく、炭素数1以上5以下の炭化水素基、又は炭素数3以上6以下のヒドロキシアルキル基がより好ましく、炭素数1以上3以下の炭化水素基、又は炭素数4以上6以下のヒドロキシアルキル基が更に好ましい。
R4の炭素数は、好ましくは4以下、より好ましくは3以下である。R4は、好ましくはメチル基又はエチル基であり、より好ましくはメチル基である。
R5のアルカンジイル基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、各種プロパンジイル基、各種ヘキサンジイル基、各種オクタンジイル基及び各種ノナンジイル基から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、分散性及び保存安定性の観点から好ましくはプロパン−1,3−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、及びノナン−1,9−ジイル基から選ばれる少なくとも1種であり、分散性、保存安定性及び再分散性の観点からより好ましくはプロパン−1,3−ジイル基及びヘキサン−1,6−ジイル基から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはヘキサン−1,6−ジイル基である。
また、(R7O)は、エーテル系有機溶媒との親和性の観点から、プロピレンオキシド由来の構成単位を含むことが好ましく、プロピレンオキシド由来の構成単位及びエチレンオキシド由来の構成単位を含むことが好ましい。
bは、分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、好ましくは11以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは21以上、更により好ましくは25以上であり、また、分散性及び製造容易性の観点から、好ましくは60以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは35以下である。
cは、分散性、保存安定性及び製造容易性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは11以上、更により好ましくは15以上であり、また、再分散性及びエーテル系有機溶媒への溶解性の観点から、好ましくは95以下、より好ましくは70以下、更に好ましくは50以下、更に好ましくは30以下、更に好ましくは20以下である。
bとcの合計(b+c)は、分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、好ましくは15以上、より好ましくは21以上、より好ましくは30以上、更に好ましくは40以上であり、また、好ましくは95以下、より好ましくは70以下、更に好ましくは50以下である。
bとcの合計に対するbの割合(b/(b+c))は、分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上であり、また、分散性及び製造容易性の観点から、好ましくは0.97以下、より好ましくは0.86以下、更に好ましくは0.8以下である。
R8としては、メチル基、エチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、オレイル基、ステアリル基、フェニル基、p−オクチルフェニル基、及びp−ノニルフェニル基から選ばれる少なくとも1種が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、オレイル基、ステアリル基、及びフェニル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくは、メチル基、デシル基、ラウリル基、及びフェニル基から選ばれる少なくとも1種であり、再分散性の観点から、好ましくはフェニル基、デシル基及びラウリル基から選ばれる少なくとも1種であり、分散性及び保存安定性の観点から、好ましくはメチル基、デシル基、ラウリル基から選ばれる少なくとも1種であり、優れた分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、より好ましくはデシル基又はラウリル基、更に好ましくはラウリル基である。
上記一般式(I−1)におけるnは、分散性及び再分散性の観点から、5以下であり、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、更に好ましくは2.2以下であり、また、分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、1以上であり、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.7以上、更に好ましくは2以上である。またnは、優れた分散性、保存安定性及び再分散性の観点から、更により好ましくは2である。
本発明において使用される顔料分散剤は、例えば、下記一般式(II)で表されるハロゲン化アルキルエステル化合物と、下記一般式(III)で表されるポリアミン化合物との反応により得られる。
上記原料を無溶媒又は溶媒中で反応させることで、一般式(I)で表される本発明の顔料分散剤が得られる。
反応で用いる溶媒は、例えば後述の本発明に用いられるエーテル系有機溶媒が好ましい。エーテル系有機溶媒としては、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PGMEA」ともいう)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(以下「BCA」ともいう)がより好ましく、フォトリソグラフィー法における顔料分散体の取扱い容易性及び作業性の観点から、PGMEAが更に好ましい。
その他、市販品として、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」)、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.2」)、ポリアミングリコール(花王(株)製「カオーライザーP200」)等を用いることができる。
また、当該工程における反応雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
当該工程における反応の温度は、例えば、好ましくは50℃以上、より好ましくは80℃以上であり、また、好ましくは100℃以下である。
4級化剤としては、3級アミノ基と反応し当該アミノ基を4級アンモニウム化する物質が使用され、例えば、硫酸ジアルキル、ハロゲン化アルキル、p−トルエンスルホン酸アルキル等が挙げられる。硫酸ジアルキルとしては、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル等が挙げられ、ハロゲン化アルキルとしては塩化メチル、ヨウ化メチル、塩化ベンジル等が挙げられ、p−トルエンスルホン酸アルキルとしては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が挙げられる。硫酸ジアルキルが好ましく、硫酸ジメチル、硫酸ジエチルが更に好ましく、硫酸ジメチルが特に好ましい。
4級化剤による処理は、上記の反応で用いる溶媒と同様のものを用いることができる。また、当該工程における反応雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
当該工程における反応の温度は、4級化剤の種類にもよるが、好ましくは50℃以上、反応促進の観点から80以上が好ましく、また、100℃以下が好ましい。
本発明で用いられる有機顔料(以下、単に「顔料」ともいう)としては、カラーフィルターに好適に用いられるものが好ましく、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、縮合多環顔料、レーキ顔料等が挙げられる。
アゾ顔料としてはC.I.ピグメントレッド3等の不溶性アゾ顔料、C.I.ピグメントレッド48:1等の溶性アゾ顔料、C.I.ピグメントレッド144等の縮合アゾ顔料が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:6等の銅フタロシアニン顔料、C.I.ピグメントグリーン58等の亜鉛フタロシアニン顔料等が挙げられる。
縮合多環顔料としては、C.I.ピグメントレッド177等のアントラキノン系顔料、C.I.ピグメントレッド123等のペリレン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ43等のペリノン系顔料、C.I.ピグメントレッド122等のキナクリドン系顔料、C.I.ピグメントバイオレット23等のジオキサジン系顔料、C.I.ピグメントイエロー109等のイソインドリノン系顔料、C.I.ピグメントオレンジ66等のイソインドリン系顔料、C.I.ピグメントイエロー138等のキノフタロン系顔料、C.I.ピグメントイエロー150等のニッケルアゾ錯体系顔料、C.I.ピグメントレッド88等のインジゴ系顔料、C.I.ピグメントグリーン8等の金属錯体顔料、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントオレンジ71等のジケトピロロピロール系顔料等が挙げられる。
これらの中では、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、下記一般式(1)で表されるジケトピロロピロール系顔料が好ましい。
ジケトピロロピロール系顔料の市販品の好適例としては、BASF社製、C.I.ピグメントレッド254、商品名「Irgaphor Red B-CF」、「Irgaphor Red BK-CF」、「Irgaphor Red BT-CF」、「Irgazin DPP Red BO」、「Irgazin DPP Red BL」、「Cromophtal DPP Red BP」、「Cromophtal DPP Red BOC」等が挙げられる。
有機顔料は、明度Y値の向上の観点から、その平均一次粒子径を、好ましくは100nm以下、更に好ましくは20〜60nmにした微粒化処理品を用いることが望ましい。有機顔料の平均一次粒子径は、電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で求めることができる。具体的には、個々の一次粒子の短軸径と長軸径を計測してその平均値をその粒子の粒子径とし、100個以上の粒子について、それぞれの粒子の体積を、粒子径を一辺とする立方体と近似して体積平均粒子径を求め、それを平均一次粒子径とする。
上記の有機顔料は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、有機顔料とエーテル系有機溶媒との親和性を高め、分散性及び保存安定性を高めるという観点から、有機顔料の表面に、樹脂や高分子、顔料誘導体等により予め表面処理を施した顔料を用いることもできる。
本発明の顔料分散体は、顔料の分散性を高めるとともに、カラーフィルターに用いられるバインダー成分等との相溶性を高め、得られる硬化膜の基板密着性と現像性を両立させる観点から、エーテル系有機溶媒を含有する。
エーテル系有機溶媒の25℃での粘度は、顔料分散体及び着色組成物の取扱い容易性の観点から、0.8mPa・s以上が好ましく、0.9mPa・s以上がより好ましく、1.0mPa・s以上が更に好ましく、また、顔料分散体を用いた硬化膜のコントラストを向上させる観点及び着色組成物の塗工をし易くする観点から、5.0mPa・s以下が好ましく、3.5mPa・s以下がより好ましく、2.0mPa・s以下が更に好ましい。
エーテル系有機溶媒のSP値は、顔料表面との適度な親和性、低表面張力、カラーフィルターに用いられるバインダー成分等との相溶性を高め、得られる硬化膜のコントラストを向上させる観点から、7.5以上が好ましく、8.0以上がより好ましく、8.5以上が更に好ましく、また、10.5以下が好ましく、9.5以下がより好ましく、9.0以下が更に好ましい。前記SP値はFedorの方法によって求められる。
エーテル系有機溶媒の沸点は、作業安全性の観点から、50℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、120℃以上が更に好ましく、また、塗膜乾燥での除去の容易さの観点から、300℃以下が好ましく、260℃以下がより好ましく、200℃以下が更に好ましい。
(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテートの例としては、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(PGMEA)、プロピ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ブチルエーテルアセテート(BCA)等が挙げられ、なかでも有機顔料の分散性の観点から、PGMEA(沸点:146℃、25℃での粘度:1.1mPa・s、SP値:8.73)、BCA(沸点:247℃、25℃での粘度:3.1mPa・s、SP値:8.94)が好ましく、PGMEAがより好ましい。
(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネートの例としては、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート等が挙げられる。
(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテルの例としては、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルプロピルエーテル等が挙げられる。
本発明の顔料分散体の製造方法は、平均粒子径が小さく、低粘度であり、保存安定性にも優れるカラーフィルター用顔料分散体を製造する観点から、下記工程を含有することが好ましい。
本発明の顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を混合し、有機顔料を分散する工程。
これらの中では、有機顔料をエーテル系有機溶媒中に均一に混合させる観点から、ホモミキサー等の高速撹拌混合装置、ペイントシェーカーやビーズミル等のメディア式分散機が好ましい。市販のメディア式分散機としては、寿工業(株)製「ウルトラ・アペックス・ミル」、浅田鉄工(株)製「ピコミル」等が挙げられる。
メディア式分散機を用いる場合に、分散工程で用いるメディアの材質としては、ジルコニア、チタニア等のセラミックス、ポリエチレン、ナイロン等の高分子材料、金属等が好ましく、摩耗性の観点からジルコニアが好ましい。また、メディアの直径としては、有機顔料中の凝集粒子を解砕する観点から、好ましくは0.003mm以上、より好ましくは0.01mm以上であり、また、好ましくは0.5mm以下、より好ましくは0.4mm以下である。
分散時間は、有機顔料を十分に微細化する観点から、0.3時間以上が好ましく、1時間以上がより好ましく、また、顔料分散体の製造効率の観点から、200時間以下が好ましく、50時間以下がより好ましい。
予備分散で用いる混合分散機は、上記の種々の分散機を用いることができるが、有機顔料をエーテル系有機溶媒中に均一に混合させる観点から、ペイントシェーカーやビーズミル等のメディア式分散機が好ましい。
予備分散工程において使用するメディアの直径としては、有機顔料中の凝集粒子を解砕する観点から、0.1mm以上が好ましく、また、0.5mm以下が好ましく、0.4mm以下がより好ましい。
予備分散工程における分散時間は、有機顔料中の凝集粒子を解砕する観点から、0.1時間以上が好ましく、0.5時間以上がより好ましく、1時間以上が更に好ましく、また、顔料分散体の製造効率の観点から、10時間以下が好ましく、5時間以下がより好ましく、4時間以下が更に好ましい。
本分散は、予備分散で得られた予備分散液を分散処理する工程であり、前記予備分散工程で得られた混合物を更に微細化するために行われるが、有機顔料を微細化する観点から、メディア式分散機を用いることが好ましく、前記の高圧式分散機を併用してもよい。
本分散工程で用いるメディアの直径としては、有機顔料を微細化する観点から、0.1mm未満が好ましく、0.08mm以下がより好ましく、0.07mm以下が更に好ましく、メディアを顔料と分離する観点から、0.003mm以上がより好ましく、0.01mm以上が更に好ましい。
本分散の分散時間は、有機顔料を十分に微細化する観点から、2時間以上が好ましく3時間以上がより好ましく、また、顔料分散体の製造効率の観点から、200時間以下が好ましく、50時間以下がより好ましい。
本発明の顔料分散体中の有機顔料の含有量は、良好な着色性を得る観点から、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、再分散性を高める観点から12質量%以上が更に好ましく、また、顔料分散体中の平均粒径を小さくする観点及び低い粘度の顔料分散体を得る観点から、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、16質量%以下が更に好ましい。
本発明の顔料分散体中の顔料に対する顔料分散剤の質量比〔顔料分散剤/顔料〕は、顔料分散体の保存安定性を高める観点及びコントラストを向上させる観点から、0.2以上が好ましく、0.3以上が好ましく、0.4以上がより好ましく、再分散性を高める観点から0.6以上が更に好ましい。また、バインダー成分の配合量を増やす観点及び乾燥塗膜の物性を高める観点から、1.5以下が好ましく、1.2以下がより好ましく、0.9以下がより好ましく、0.5以下が更に好ましい。
本発明の顔料分散体中のエーテル系有機溶媒の含有量は、分散体の低粘度化の観点から、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、また、良好な着色性を得る観点から95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
本発明の顔料分散体の顔料濃度10質量%における粘度(20℃)は、カラーフィルター用色材として良好な粘度とするために、1mPa・s以上が好ましく、2mPa・s以上がより好ましく、3mPa・s以上が更に好ましく、また、200mPa・s以下が好ましく、50mPa・s以下がより好ましく、10mPa・s以下が更に好ましく、7mPa・s以下がより更に好ましい。粘度の測定は実施例記載の方法による。
本発明のカラーフィルター用着色組成物は、本発明の顔料分散体とバインダー成分とを含有する。バインダー成分としては、アルカリ可溶性樹脂、重合性基を複数有する多官能モノマー、電離放射線により活性化する光重合開始剤が、好ましく挙げられる。
アルカリ可溶性樹脂の例としては、顔料の硬化膜中での分散を維持し、コントラストを向上させる観点から、(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸の共重合体が好ましく挙げられ、(メタ)アクリル酸アルキル又は(メタ)アクリル酸ベンジルと、(メタ)アクリル酸との共重合体がより好ましく、(メタ)アクリル酸ベンジルと(メタ)アクリル酸との共重合体が更に好ましい。(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸の共重合割合(モル比)は、97/3〜50/50であることが好ましく、95/5〜60/40であることがより好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、5,000以上50,000以下が好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の含有量は、カラーフィルター用着色組成物の溶媒を除いた有効分中、10質量%以上40質量%以下が好ましい。
多官能モノマーの含有量は、カラーフィルター用着色組成物の溶媒を除いた有効分中、5質量%以上30質量%以下が好ましい。
光重合開始剤の含有量は、カラーフィルター用着色組成物の溶媒を除いた有効分中、0.2質量%以上20質量%以下が好ましい。
バインダー成分の含有量は、カラーフィルター用着色組成物の溶媒を除いた有効分中、20質量%以上80質量%以下が好ましい。
<2> 前記顔料分散剤が、下記一般式(I−1)で表される、<1>に記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<4> nが、5以下であり、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、更に好ましくは2.2以下であり、また、1以上であり、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.7以上、更に好ましくは2以上であり、更により好ましくは2である、<1>〜<3>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<5> mが、4以下であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.3以下であり、また、0以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上である、<1>〜<4>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<6> mが、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.2以下、更に好ましくは0である、<1>〜<5>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<7> kが、4以下であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.2以下であり、0以上である、<1>〜<6>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<8> kが、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.2以下、更に好ましくは0である、<1>〜<7>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<9> nと(n+m+k)との比(n/(n+m+k))が、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.6以上、更に好ましくは0.8以上、更により好ましくは0.9以上であり、また、好ましくは1.0以下であり、更により好ましくは1.0である、<1>〜<8>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<11> R1、R2、及びR4が、好ましくは水酸基で置換されていない炭化水素基である、<1>〜<10>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<12> R1、R2、及びR4が、好ましくは、メチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシブチル基、及びヒドロキシヘキシル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくは、メチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはメチル基である、<1>〜<11>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<13> R1及びR2が、好ましく炭素数1以上10以下の炭化水素基、又は炭素数2以上6以下のヒドロキシアルキル基であり、より好ましくは炭素数1以上5以下の炭化水素基、又は炭素数3以上6以下のヒドロキシアルキル基であり、更に好ましくは炭素数1以上3以下の炭化水素基、又は炭素数4以上6以下のヒドロキシアルキル基である、<1>〜<12>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<14> R4の炭素数が、好ましくは4以下、より好ましくは3以下である、<1>〜<13>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<15> R4が、好ましくはメチル基又はエチル基であり、より好ましくはメチル基である、<1>〜<14>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<16> R5のアルカンジイル基の炭素数が、1以上であり、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、また、18以下であり、好ましくは14以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは10以下、更により好ましくは6以下である、<1>〜<15>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<17> R5のアルカンジイル基が、好ましくはメチレン基、エチレン基、各種プロパンジイル基、各種ヘキサンジイル基、各種オクタンジイル基及び各種ノナンジイル基から選ばれる少なくとも1種であり、好ましくはプロパン−1,3−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、及びノナン−1,9−ジイル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはプロパン−1,3−ジイル基及びヘキサン−1,6−ジイル基から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはヘキサン−1,6−ジイル基である、<1>〜<16>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<18> R6の炭素数が、4以下であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1である、<1>〜<17>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<19> R7の炭素数が、4以下であり、好ましくは3以下、また、2以上である、<1>〜<18>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<20> R7が、好ましくはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種である、<1>〜<19>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<21> (R7O)が、好ましくはプロピレンオキシド由来の構成単位を含み、より好ましくはエチレンオキシド由来の構成単位及びプロピレンオキシド由来の構成単位を含む、<1>〜<20>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<22> aが、1以上であり、好ましくは15以上、より好ましくは21以上、より好ましくは30以上、更に好ましくは40以上であり、また、100以下であり、好ましくは95以下、より好ましくは70以下、更に好ましくは50以下である、<1>〜<21>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<23> (R7O)aは、好ましくは下記一般式(I−a)で示される構造単位である、<1>〜<22>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<24> 式(I−a)で示される構造単位が、好ましくはブロック重合体、より好ましくはジブロック共重合体である、<23>に記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<25> 式(I−a)の(PO)末端側が好ましくはR8Oと結合し、(EO)末端側が好ましくはカルボニル基に結合する、<23>又は<24>に記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<26> bが、好ましくは11以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは21以上、更により好ましくは25以上であり、また、好ましくは60以下、より好ましくは50以下、更に好ましくは35以下である、<23>〜<25>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<27> cが、好ましくは1以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは11以上、更により好ましくは15以上であり、また、好ましくは95以下、より好ましくは70以下、更に好ましくは50以下、更に好ましくは30以下、更に好ましくは20以下である、<23>〜<26>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<28> bとcの合計(b+c)が、好ましくは15以上、より好ましくは21以上、より好ましくは30以上、更に好ましくは40以上であり、また、好ましくは95以下、より好ましくは70以下、更に好ましくは50以下である、<23>〜<27>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<29> bとcの合計に対するbの割合(b/(b+c))が、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上であり、また、好ましくは0.97以下、より好ましくは0.86以下、更に好ましくは0.8以下である、<23>〜<28>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<30> R8の炭素数が、1以上であり、好ましくは6以上、より好ましくは10以上であり、また、18以下であり、好ましくは16以下、より好ましくは14以下、更に好ましくは12以下である、<1>〜<29>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<31> R8が、好ましくは脂肪族炭化水素基、及び脂肪族炭化水素基を有してもよい芳香族炭化水素基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくは脂肪族炭化水素基であり、更に好ましくはアルキル基及びアルケニル基から選ばれる少なくとも1種である、<1>〜<30>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<32> R8が、好ましくはメチル基、エチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、オレイル基、ステアリル基、フェニル基、p−オクチルフェニル基、及びp−ノニルフェニル基から選ばれる少なくとも1種であり、好ましくは、メチル基、エチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル基、オレイル基、ステアリル基、及びフェニル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくは、メチル基、デシル基、ラウリル基、及びフェニル基から選ばれる少なくとも1種であり、好ましくはフェニル基、デシル基及びラウリル基から選ばれる少なくとも1種であり、好ましくはメチル基、デシル基、ラウリル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはデシル基又はラウリル基、更に好ましくはラウリル基である、<1>〜<31>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<33> R3の炭素数が、10以下であり、好ましくは7以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは2以下であり、また、1以上である、<1>〜<32>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<34> R3が、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基及びベンジル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはメチル基である、<1>〜<33>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<35> (M1)-が、好ましくはハロゲン化物イオン、より好ましくは、塩化物イオン、臭化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくは塩化物イオンである、<1>〜<34>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<36> (M2)-が、好ましくは、CH3SO4 -、C2H5SO4 -及びCH3C6H4SO3 -から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくは、CH3SO4 -及びC2H5SO4 -から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはCH3SO4 -であり、好ましくはハロゲン化物イオンであり、より好ましくは、塩化物イオン、臭化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくは塩化物イオンである、<1>〜<35>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<37> 顔料分散剤の重量平均分子量が、好ましくは2,000以上、より好ましくは3,000以上、更に好ましくは3,500以上であり、また、好ましくは35,000以下、より好ましくは20,000以下、更に好ましくは10,000以下である、<1>〜<36>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<38> 一般式(I)で表される顔料分散剤が、好ましくは、下記一般式(II)で表されるハロゲン化アルキルエステル化合物と、下記一般式(III)で表されるポリアミン化合物との反応により得られる、<1>〜<37>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<40> エーテル系有機溶媒が、好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートから選ばれる少なくとも1種である、<1>〜<39>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<42> 顔料分散体中の顔料に対する顔料分散剤の質量比〔顔料分散剤/顔料〕が、好ましくは0.2以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.6以上である、<1>〜<41>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<43> 顔料分散体中の顔料に対する顔料分散剤の質量比〔顔料分散剤/顔料〕が、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.2以下、より好ましくは0.9以下、更に好ましくは0.5以下である、<1>〜<42>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<44> 顔料分散体中のエーテル系有機溶媒の含有量が、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である、<1>〜<43>のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
<46> バインダー成分が、好ましくは、アルカリ可溶性樹脂、重合性基を複数有する多官能モノマー、電離放射線により活性化する光重合開始剤を含有する、<45>に記載のカラーフィルター用着色組成物。
一般式(I)で表される顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を混合し、有機顔料を分散する工程
<49> カラーフィルター製造のための、<45>又は<46>に記載の着色組成物の使用。
<50> <1>〜<44>のいずれかに記載の顔料分散体を用いて製造される、カラーフィルター。
<51> <45>又は<46>に記載の着色組成物を用いる、カラーフィルターの製造方法。
NMR測定装置(Varian社製「Mercury400型」)を用いて、アルコキシポリアルキレングリコールの末端水酸基をトリフルオロ酢酸でエステル化したサンプルのプロトン核磁気共鳴(1H−NMR)スペクトルより求めた(測定条件:ノンデカップリング法、緩和時間10秒、積算回数32回)。トリフルオロ酢酸処理したサンプル 0.01gを重クロロホルム 0.99gに溶解した溶液を測定に用いた。PO及びEOの平均付加モル数はそれぞれ以下の式により計算した。
PO平均付加モル数=(ポリオキシプロピレンのメチル基に由来するシグナルの積分値)/(トリフルオロ酢酸エステル基に隣接するメチレン基に由来するシグナルの積分値)/1.5
EO平均付加モル数=(ポリオキシエチレンのメチレン基に由来するシグナルの積分値)/(トリフルオロ酢酸エステル基に隣接するメチレン基に由来するシグナルの積分値)/2
重量平均分子量は、下記<条件1>、<条件2>のいずれかで測定した。
測定試料の調製は、以下の通り行った。後述の製造例で得られた化合物を含む溶液の固形分が0.05gとなる量を、ガラス瓶((株)マルエム製「スクリュー管 No.5」)に採り、下記溶離液を加えて全量を10gとし、密栓した。続いて前記ガラス瓶を試験管ミキサー(IKA社製「Minishaker MS1」)を用いて2500rpmで1分間撹拌し、得られた溶液の100μLを測定試料として用いた。
<条件1>
エタノール/水混合溶媒(質量比8/2)に、臭化リチウムと酢酸をそれぞれ50mmol/Lと1質量%の濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲルクロマトグラフィー法〔(株)東ソー製GPC装置「HLC−8320GPC」、検出器:示差屈折計(装置付属)、(株)東ソー製カラム「TSK−GEL、α−M×2本」、流速:0.6mL/min、カラム温度:40℃〕により、標準物質として、ジーエルサイエンス株式会社製「高分子材料標準物質ポリエチレングリコール(分子量:100、400、1500、6500)」、東ソー株式会社製「標準ポリエチレンオキシド(分子量:5万、25万、90万)」を用いて測定した。
<条件2>
クロロホルムに、ジメチルドデシルアミン(花王(株)製「ファーミン DM20」)を100mmol/Lとなるように溶解した液を溶離液として、ゲルクロマトグラフィー法〔(株)東ソー製GPC装置「HLC−8220GPC」)、検出器:示差屈折計(装置付属)、昭和電工(株)製カラム「K−804L」、流速:1.0mL/min、カラム温度:40℃〕により、標準物質として、東ソー株式会社製「標準ポリスチレン(分子量:500、3600、1.8万、9.6万、42万)」、Pressure Chemical社製「ポリスチレンスタンダード(分子量:4.9万)」を用いて測定した。
シャーレに乾燥無水硫酸ナトリウム10質量部、ガラス棒及び、試料2質量部を加えてガラス棒で混合し、105℃の減圧乾燥機(圧力8kPa)で2時間乾燥した。乾燥後の質量を計り、次式より固形分を算出した。
固形分(質量%)=〔(乾燥後の質量g)−(シャーレ+ガラス棒+乾燥無水硫酸ナトリウムの質量g)〕/(試料の質量g)×100
(塩素イオン量の比率基準)
反応により、アルコキシポリアルキレングリコールモノクロロアセテートの塩素が塩素イオンとなることから、塩素イオン量の比率基準の反応率は、次式より算出した。
反応率(%)=[塩素イオン量(質量%)]/[全塩素含有量(質量%)]×100
塩素イオン量はVolhard法により定量した値、全塩素含有量は、ナトリウムブチラートで分解後、Volhard法により定量した値とした。
(アミン減少量基準)
反応により、ポリアミンが4級塩となり、アミン価が減少することから、アミン減少量基準の反応率は、次式より算出した。
反応率(%)=[(反応前のアミン価mgKOH/g)−(反応後のアミン価mgKOH/g)]/(反応前のアミン価mgKOH/g)×100
前記アミン価は、ASTM D2073−66の「3級アミン価」により測定した。
NMR測定装置(Varian社製「Mercury400型」)を用いて、原料のポリアミン化合物、ハロゲン化アルキルエステル化合物及び4級化物のプロトン核磁気共鳴(1H−NMR)スペクトルを求めた(測定条件:ノンデカップリング法、緩和時間10秒、積算回数32回)。サンプル 0.01gを重クロロホルム 0.99gに溶解した溶液を測定に用いた。
(n+m+k)は反応前のポリアミン化合物の平均アミンモル数(一般式(III)における(n+m+k)から求めた。当該平均アミンモル数は、ポリアミン化合物の1H−NMR測定の積分比によって求めた。より具体的には、合成例11〜13では、得られたポリアミン化合物の1H−NMR測定を、前記「4級化反応の確認」に記載の方法と同様に行い、R1及びR2のOH基に隣接するメチレン基の水素に由来するピーク面積(p)及び、Nに結合するメチル基の水素に由来するピーク面積(q)から、下記の式より算出した。
(n+m+k)=(4×q)/(3×p)
なお、ポリアミン化合物の一分子内のアミン数が単一の化合物を用いた場合には、そのアミン数を(n+m+k)として用いた。
n、m、及びkは、前記反応後のアミン価、及び後述する(M1)-,(M2)-量から求めた。
後述するnKOHとmKOHとkKOHとの比を、nとmとkとの比とし、n+m+kが、製造例で顔料分散剤の合成に用いたポリアミン化合物の平均アミンモル数(n+m+k)と等しくなるように、n、m、及びkをそれぞれ算出した。なお、nKOH及びkKOHは、n,kで示される構造単位に含まれる4級アンモニウム基数をアミン価に換算した数値である。
次式よりnKOHを算出した。
nKOH=[(M1)-量(質量%)]/(100×[(M1)-の分子量])×56×1000
mKOHは、反応後のアミン価(mgKOH/g)と定義した。
次式よりkKOHを算出した。
kKOH={[(M2)-量(質量%)]/(100×[(M2)-の分子量])}×56×1000
(M1)-及び(M2)-量は、Cl-である場合、Volhard法により試料中の固形分に対する塩素濃度を定量した値を用いた。
その他の場合、(M1)-及び(M2)-量は以下の方法により測定した。後述の製造例で得られた顔料分散剤を含む溶液0.1gを超純水で1000〜5000倍に希釈して、顔料分散剤の濃度が既知の溶液を得、その25μLを測定試料とした。測定試料を、イオンクロマトグラフィー法〔装置:サーモサイエンティフィック製「Dionex ICS−2100」、サプレッサ−:ASRS−300、検出器:電気伝導度検出器(装置付属)、検出器温度:35℃、カラム:日本ダイオネクス(株)製「Ion Pac AS11−HC+Ion Pac AG11−HC」、流速:1.5mL/min、カラム温度:35℃、溶離液:水酸化カリウム溶液〕により測定した。溶離液濃度は、10mmol/Lから40mmol/L(25min)のリニアグラジエント溶出とした。標準物質としては、(M1)-又は(M2)-のナトリウム塩を用いた。本実施例においては、顔料分散剤に応じて、メチル硫酸ナトリウム(東京化成工業(株)製、試薬)、エチル硫酸ナトリウム(東京化成工業(株)製、試薬)又はp-トルエンスルホン酸ナトリウム(和光純薬工業(株)製、特級試薬)を用いた。測定結果より、化合物中の(M1)-又は(M2)-量(質量%)を得た。
顔料濃度を10質量%に調整した顔料分散体1mLを試料とし、E型粘度計(東機産業(株)製「TV−25 typeL」 ローター1°34′×R24 20℃ 5min)を用いて、顔料分散体の粘度を測定した。ローターの回転数は20rpmで測定した。ただし、回転数20rpmでの測定値が150mPa・sを超えた場合、ローターの回転数を10rpmに変更して測定した。
顔料濃度10質量%に調整した顔料分散体をガラス製密閉容器に充填し、40℃で7日間静置した。この分散体1mLを試料とし、前記「(7)顔料分散体の粘度の測定」と同様の方法で測定した。
PGMEA 15gを入れたガラス瓶((株)マルエム製「スクリュー管 No.5」)に、実施例及び比較例で得られた顔料分散体を0.01g添加し、試験管ミキサー(IKA社製「Minishaker MS1」)を用いて2500rpmで1分間撹拌したものを試料液とした。前記試料液を、粒径測定装置((株)堀場製作所製「SZ−100」)を用いて、測定条件として、ジケトピロロピロール系顔料の粒子屈折率:1.51、PGMEAの屈折率:1.400とその粘度:1.136mPa・s、測定温度:25℃を入力して、25℃で測定した。粒子径解析−光子相関法(JIS Z 8826)に基づき、キュムラント解析されて求められたキュムラント平均粒径を、顔料分散体の平均粒径とした。
なお、エーテル系溶媒としてBCAを用いた場合には、BCAの屈折率:1.426とその粘度:3.1mPa・sとした。
実施例及び比較例において作製した着色組成物にガラス板(厚さ0.7mm、幅5mm、長さ100mm)を長さ40mmまで1秒間浸漬したあと引き上げ、両面をガラス棒でなぞり余分な液を落としたのち、23℃80%RHの環境下で30分間乾燥し、乾燥塗膜を得た。このガラス板の塗膜部分を、PGMEA 5gに浸漬して15秒間揺動した後、ガラス板を引き上げた。この操作によってPGMEA中へ移行した塗膜の剥離物及び溶解物の状態を、目視で観察した。また、ガラス板を引き上げてから5分以内に、前記の剥離物、溶解物を含むPGMEAを試料液として、前記「(9)顔料分散体の平均粒径の測定」に記載の方法でキュムラント平均粒径を測定した。なお、再分散性の目視による評価は、下記の基準により行った。
A:ガラス板に塗膜が残留せず、塗膜の剥離物は全て溶解または分散する。
B:ガラス板に塗膜が残留しないが、塗膜の剥離物は一部溶解または分散し、一部沈殿物となる。
C:ガラス板に一部の塗膜が残留し、塗膜の剥離物は一部溶解または分散し、一部沈殿物となる。
D:ガラス板に一部の塗膜が残留し、塗膜の剥離物は全て沈殿物となる。
撹拌装置、温度制御装置を備えた容積6.0Lのオートクレーブにメチルプロピレンジグリコール(日本乳化剤(株)製「MFDG」) 267g(1.8モル)、48質量%水酸化カリウム水溶液 17.6gを仕込み、オートクレーブ内を窒素置換した後に100℃、4.7kPaにて1.0時間水分を除去した。窒素で大気圧に戻して110℃まで昇温した後、PO 3060g(52.7モル)を圧力0.1〜0.45MPaとなるように導入しながら36時間、付加反応を行った。140℃まで昇温した後、EO 1300g(29.5モル)を圧力0.1〜0.4MPaとなるように導入しながら12時間、付加反応を行った。その後60℃まで冷却し、氷酢酸(キシダ化学(株)製、特級試薬) 7.6gを添加し、1時間撹拌し、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)を得た。
メチルプロピレンジグリコール(日本乳化剤(株)製「MFDG」) 267g(1.8モル)をラウリルアルコール(花王(株)製「カルコール2098」) 375g(2.0モル)に、48質量%水酸化カリウム水溶液 17.6gを12.4gに、PO 3060g(52.7モル)を3694g(63.6モル)に、EO 1300g(29.5モル)を1405g(31.9モル)に、氷酢酸 7.6gを5.3gに、それぞれ代えた以外は、合成例1と同様の方法により、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)を得た。
メチルプロピレンジグリコール(日本乳化剤(株)製「MFDG」) 267g(1.8モル)をプロピレングリコールモノフェニルエーテル(日本乳化剤(株)製「PhFG」) 304g(2.0モル)に、48質量%水酸化カリウム水溶液 17.6gを12.4gに、PO 3060g(52.7モル)を3804g(65.5モル)に、EO 1300g(29.5モル)を1405g(31.9モル)に、氷酢酸 7.6gを5.3gに、それぞれ代えた以外は、合成例1と同様の方法により、フェノキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)を得た。
メチルプロピレンジグリコール(日本乳化剤(株)製「MFDG」) 267g(1.8モル)をラウリルアルコール(花王(株)製「カルコール2098」) 375g(2.0モル)に、48質量%水酸化カリウム水溶液 17.6gを12.4gに、PO 3060g(52.7モル)を3694g(63.6モル)に、氷酢酸 7.6gを5.3gに、それぞれ代えて、更にEO付加反応は行わなかった以外は、合成例1と同様の方法により、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)を得た。
メチルプロピレンジグリコール(日本乳化剤(株)製「MFDG」) 267g(1.8モル)をラウリルアルコール(花王(株)製「カルコール2098」) 375g(2.0モル)に、48質量%水酸化カリウム水溶液 17.6gを12.4gに、PO 3060g(52.7モル)を1766g(30.4モル)に、EO 1300g(29.5モル)を2810g(63.8モル)に、氷酢酸 7.6gを5.3gに、PO付加時間36時間を14時間に、EO付加時間12時間を25時間に、それぞれ代えた以外は、合成例1と同様の方法により、ラウロキシポリプロピレングリコール(15)ポリエチレングリコール(29)を得た。
撹拌装置、温度計、窒素吹き込み管、冷却管を取り付けた3リットルの四つ口フラスコに、合成例1で得たメトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 1550g、モノクロロ酢酸(和光純薬工業(株)製、特級試薬) 83.3g、p−トルエンスルホン酸・一水和物(キシダ化学(株)製、特級試薬) 11.1gを仕込み、撹拌しながら、窒素置換を行った。140℃まで昇温した後、窒素を吹き込みながら、冷却管につないだ真空ポンプ(佐藤真空機械工業(株)製「BSW−50」)を用いて減圧(−0.1MPa)しながら、16時間反応させた。80℃まで温度を下げた後、無水炭酸ナトリウム(キシダ化学(株)製、特級試薬) 50.6gを添加し、2時間撹拌した。得られた液を濾紙(アドバンテック東洋(株)製「No.5A」)で濾過し、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートを得た。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 1550gを合成例2で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 653gに、モノクロロ酢酸 83.3gを35.1gに、p−トルエンスルホン酸・一水和物 11.1gを3.5gに、無水炭酸ナトリウム 50.6gを26.8gに、それぞれ代えた以外は、合成例3と同様の方法により、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートを得た。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 1550gを合成例3で得られたフェノキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 653gに、モノクロロ酢酸 83.3gを36.1gに、p−トルエンスルホン酸・一水和物 11.1gを3.6gに、無水炭酸ナトリウム 50.6gを28.8gに、それぞれ代えた以外は、合成例6と同様の方法により、フェノキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートを得た。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 1550gを合成例4で得たラウロキシポリプロピレングリコール(29) 458gに、モノクロロ酢酸 83.3gを35.7gに、p−トルエンスルホン酸・一水和物 11.1gを2.8gに、無水炭酸ナトリウム 50.6gを47.0gに、それぞれ代えた以外は、合成例6と同様の方法により、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)モノクロロアセテートを得た。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15) 1550gを合成例5で得たラウロキシポリプロピレングリコール(15)ポリエチレングリコール(29) 450gに、モノクロロ酢酸 83.3gを28.5gに、p−トルエンスルホン酸・一水和物 11.1gを2.7gに、無水炭酸ナトリウム 50.6gを49.5gに、それぞれ代えた以外は、合成例6と同様の方法により、ラウロキシポリプロピレングリコール(15)ポリエチレングリコール(29)モノクロロアセテートを得た。
反応水を分離するための凝縮器および分離器を付けた1Lフラスコに1,6−ヘキサンジオール 600gとCu−Ni触媒(花王(株)製「MX−2141」) 12gを仕込んだ。撹拌しながら系内を窒素で置換し、昇温を開始した。昇温開始と同時に水素ガスを30L/hrの流速で反応系内に吹き込み、約40分かけて185℃まで昇温した。185℃到達後、モノメチルアミンを22L/hrの流速で反応系内に吹き込み、約10分かけて195℃まで昇温した。195℃で6.0時間反応を行った。反応後、モノメチルアミンの供給を停止し、水素のみで反応を1時間続行した。反応物を冷却、濾過することにより、ポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:3.7、一般式(II)において、R1,R2=C6H12OH、R4=CH3、R5=C6H12(ただしR1と隣接しているR5は直接結合),(n+m+k)=3.7である化合物)を得た。
反応時間を6.0時間から6.3時間に代えた以外は、合成例11と同様の方法により、ポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:5.0、一般式(II)において、R1,R2=C6H12OH、R4=CH3、R5=C6H12(ただしR1と隣接しているR5は直接結合),(n+m+k)=5.0である化合物)を得た。
反応時間を6.0時間から6.8時間に代えた以外は、合成例11と同様の方法により、ポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:6.0、一般式(II)において、R1,R2=C6H12OH、R4=CH3、R5=C6H12(ただしR1と隣接しているR5は直接結合),(n+m+k)=6.0である化合物)を得た。
還流冷却器、温度計、窒素導入管、撹拌装置を取り付けたセパラブルフラスコに、合成例6で得られたメトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 80g、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gを仕込み、窒素置換を行った。80℃で撹拌しながら、20時間反応させた。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) 120gを添加し、1時間撹拌後、冷却して、顔料分散剤(1)(メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は43.5質量%であり、重量平均分子量は3800(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は94モル%、アミン減少量から求めた反応率は96モル%であった。nは1.9、mは0.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応により2.2ppmからそれぞれ3.1、3.9ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.5、1.4ppmから2.0、1.5ppmへ移行した。また、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(1)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gをN,N−ジメチルアミノヘキサノール(花王(株)製「カオーライザーNo.25」) 5.3gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(2)(メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N−ジメチルアミノヘキサノール4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は41.5質量%であり、重量平均分子量は2500(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は94モル%、アミン減少量から求めた反応率は96モル%であった。nは1.0、mは0.0、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N−ジメチルアミノヘキサノールのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応により2.2ppmからそれぞれ3.5、3.6ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.5、1.4ppmから2.0、1.5ppmへ移行した。また、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(2)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gを合成例11で得られたポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:3.7) 5.9gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(3)(メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:3.7)4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は41.3質量%であり、重量平均分子量は24000(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は100モル%、アミン減少量から求めた反応率は98モル%であった。nは3.6、mは0.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、ポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:3.7)のNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.1、3.8ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.5、1.3ppmから1.9、1.5ppmへ移行した。また、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.6ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(3)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gを合成例12で得られたポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:5.0) 5.0gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(4)(メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:5.0)4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は41.5質量%であり、重量平均分子量は32000(<条件2>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は97モル%、アミン減少量から求めた反応率は97モル%であった。nは4.9、mは0.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、ポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:5.0)のNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.5、3.6ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.5、1.3ppmから1.9、1.5ppmへ移行した。また、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.6ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(4)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 80gを合成例7で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 100gに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン 3.4gを3.2gに、PGMEA 120gを130gに、それぞれ代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(5)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は41.5質量%であり、重量平均分子量は7600(<条件2>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は94モル%、アミン減少量から求めた反応率は98モル%であった。nは2.0、mは0.0、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応により2.2ppmからそれぞれ3.1、3.9ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.5、1.4ppmから2.0、1.5ppmへ移行した。また、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.8ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(5)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 80gを合成例7で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 90gに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gをN,N,N’,N’−テトラメチルノナンジアミン 4.0gに、PGMEA 120gを125gに、それぞれ代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(6)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルノナンジアミン4級化物))のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は43.8質量%であり、重量平均分子量は4000(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は97モル%、アミン減少量から求めた反応率は100モル%であった。nは2.0、mは0.0、kは0.0であった。なお、上記N,N,N’,N’−テトラメチルノナンジアミンは、特開平7−90040公報「0021」記載の方法により合成した。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルノナンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応により2.2ppmからそれぞれ3.0、3.9ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.4、1.3ppmから1.8、1.4ppmへ移行した。また、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(6)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gをN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.2」) 2.5gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(7)(メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は42.1質量%であり、重量平均分子量は3800(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は94モル%、アミン減少量から求めた反応率は94モル%であった。nは1.9、mは0.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.0、4.0ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.8ppmへ移行した。また、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(7)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 80gを合成例7で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 254gに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン 3.4gをN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.2」) 6.4gに、PGMEA 120gを385gに、それぞれ代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(8)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は39.4質量%であり、重量平均分子量は4000(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は93モル%、アミン減少量から求めた反応率は99モル%であった。nは2.0、mは0.0、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.0、4.0ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.8ppmへ移行した。また、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(8)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gを合成例13で得られたポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:6.0) 4.8gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(9)(メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:6.0)4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は41.4質量%であり、重量平均分子量は40000(<条件2>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は95モル%、アミン減少量から求めた反応率は97モル%であった。nは5.8、mは0.2、kは0.0であった。NMR測定結果では、ポリ3級アミングリコール(平均アミンモル数:6.0)のNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.5、3.6ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基および2つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、それぞれ1.5、1.3ppmから1.9、1.5ppmへ移行した。また、メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.6ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(9)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 80gを合成例7で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 200gに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン 3.4gをペンタメチルジエチレントリアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.3」)7.3gに、PGMEA 120gを200gに、それぞれ代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(10)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるペンタメチルジエチレントリアミン4級化物のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は40.8質量%であり、重量平均分子量は3800(<条件1>による測定値)であった。
全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は92モル%、アミン減少量から求めた反応率は66モル%であった。nは1.8、mは1.2、kは0.0であった。NMR測定結果では、ペンタメチルジエチレントリアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmからそれぞれ3.7,3.8ppmに一部移行した。また、ラウリロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(10)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
ペンタメチルジエチレントリアミン 7.3gをペンタメチルジプロピレントリアミン(エアプロダクツジャパン(株)製「ポリキャット77」) 8.4gに、PGMEA 200gを300gに代えた以外は、製造例10と同様の方法により、顔料分散剤(11)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるペンタメチルジプロピレントリアミン4級化物のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は40.6質量%であり、重量平均分子量は4100(<条件1>による測定値)であった。
全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は93モル%、アミン減少量から求めた反応率は66モル%であった。nは1.9、mは1.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、ペンタメチルジプロピレントリアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmからそれぞれ3.6、3.7ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.1ppmへ一部移行した。また、ラウリロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(11)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
ペンタメチルジプロピレントリアミン 8.4gを16.7gに代えた以外は、製造例11と同様の方法により、化合物(12)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるペンタメチルジプロピレントリアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は40.9質量%であり、重量平均分子量は2200(<条件1>による測定値)であった。
全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は95モル%、アミン減少量から求めた反応率は33モル%であった。nは0.9、mは2.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、ペンタメチルジプロピレントリアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.6、3.7ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.1ppmへ一部移行した。また、ラウリロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(12)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
ガラス容器に製造例11で得られたPGMEA溶液150gを入れ、窒素置換を行った。これに硫酸ジメチル(和光純薬工業株式会社製) 1.6gとPGMEA 10gの混合液を常温で撹拌しながら滴下した。更に5分間撹拌後、窒素雰囲気下、85℃で3時間撹拌し、反応させた。これを冷却して、顔料分散剤(16)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート、及び硫酸ジメチルによるペンタメチルジプロピレントリアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は38.7質量%であり、重量平均分子量は4100(<条件1>による測定値)であった。
アミン減少量から求めた反応率は99モル%であった。nは2.0、mは0.0、kは1.0であった。NMR測定結果では、ペンタメチルジプロピレントリアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.6、3.7ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.1ppmへ移行した。また、ラウリロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(13)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
製造例11で得られたPGMEA溶液を製造例12で得られたPGMEA溶液に、硫酸ジメチル 1.6gを3.2gに代えた以外は、製造例13と同様の方法により、顔料分散剤(14)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート、及び硫酸ジメチルによる ペンタメチルジプロピレントリアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は39.5質量%であり、重量平均分子量は2200(<条件1>による測定値)であった。
アミン減少量から求めた反応率は99モル%であった。nは1.0、mは0.0、kは2.0であった。NMR測定結果では、 ペンタメチルジプロピレントリアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmからそれぞれ3.6、3.7ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.1ppmへ移行した。また、ラウリロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(14)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 80gを合成例8で得られたフェノキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート 248gに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン 3.4gをN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.2」) 6.4gに、PGMEA 120gを385gに、それぞれ代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(15)(フェノキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は40.5質量%であり、重量平均分子量は3900(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は94モル%、アミン減少量から求めた反応率は99モル%であった。nは2.0、mは0.0、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.0、4.0ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.8ppmへ移行した。また、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(15)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート80gを合成例9で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(29)モノクロロアセテート250gに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gをN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.2」) 9.6gに、PGMEA 120gを250gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(16)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は49.9質量%であり、重量平均分子量は3100(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は93モル%、アミン減少量から求めた反応率は90モル%であった。nは1.8、mは0.2、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.0、4.0ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.8ppmへ移行した。また、ラウロキシポリプロピレングリコール(29)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(16)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
メトキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテートを合成例10で得られたラウロキシポリプロピレングリコール(15)ポリエチレングリコール(29)モノクロロアセテートに、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.1」) 3.4gをN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン(花王(株)製「カオーライザーNo.2」) 2.7gに代えた以外は、製造例1と同様の方法により、顔料分散剤(17)(ラウロキシポリプロピレングリコール(15)ポリエチレングリコール(29)モノクロロアセテートによるN,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は41.8質量%であり、重量平均分子量は3500(<条件1>による測定値)であった。全塩素含有量に対する塩素イオン量の比率から求めた反応率は94モル%、アミン減少量から求めた反応率は93モル%であった。nは1.9、mは0.1、kは0.0であった。NMR測定結果では、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパンジアミンのNに結合するメチル基およびメチレン基に由来するシグナルが、反応によりそれぞれ2.2、2.3ppmから3.0、4.0ppmに、Nからさらに1つ離れたメチレン基に由来するシグナルが、1.6ppmから2.8ppmへ移行した。また、ラウロキシポリプロピレングリコール(15)ポリエチレングリコール(29)モノクロロアセテートの塩素が結合しているメチレン基に由来するシグナルが、反応により4.1ppmから4.9ppmへ移行した。本製造例において得られた顔料分散剤(17)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。
硫酸ジメチル 1.6gを硫酸ジエチル2.0gに代えた以外は、製造例13と同様の方法により、顔料分散剤(18)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート、及び硫酸ジエチルによるペンタメチルジプロピレントリアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は38.7質量%であり、重量平均分子量は4100(<条件1>による測定値)であった。本製造例において得られた顔料分散剤(18)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。nは2.0、mは0.0、kは1.0であった。
硫酸ジメチル 1.6gをp−トルエンスルホン酸メチル2.4gに代えた以外は、製造例13と同様の方法により、顔料分散剤(19)(ラウロキシポリプロピレングリコール(29)ポリエチレングリコール(15)モノクロロアセテート、及びp−トルエンスルホン酸メチルによるペンタメチルジプロピレントリアミン4級化物)のPGMEA溶液を得た。該溶液の固形分は38.9質量%であり、重量平均分子量は4100(<条件1>による測定値)であった。本製造例において得られた顔料分散剤(19)の構造を本明細書一般式(I)にあてはめて表1に示した。nは2.0、mは0.0、kは1.0であった。
(顔料分散体(1)の調製)
ジケトピロロピロール系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド254 「クロモファインレッド6156EC」) 15g、PGMEA 121.2g、製造例1で得られた顔料分散剤(1)溶液 13.8g(固形分6.0g)、粒径0.3mmのジルコニアビーズ 300gを500mLポリ容器に入れ、分散機(浅田鉄工(株)製「ペイントシェーカー」)による分散(予備分散)を3時間行い、濾過によりジルコニアビーズを除去した。得られた液 100gと、粒径0.05mmのジルコニアビーズ 200gとを250mLポリ容器に入れ、分散機(浅田鉄工(株)製「ペイントシェーカー」)による分散(本分散)を24時間行い、濾過によりジルコニアビーズを除去して、顔料を10質量%、顔料分散剤を4質量%含む、顔料分散体(1)を得た。
(着色組成物(1)の調製)
顔料分散体(1) 7.5質量部、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(アルカリ可溶性樹脂、モル比:70/30、重量平均分子量:14000、固形分50質量%のPGMEA溶液) 0.85質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(多官能モノマー:日本化薬(株)製「DPHA」) 0.30質量部、2−メチル−4’−(メチルチオ)−2−モルホリノプロピオフェノン(光重合開始剤:和光純薬工業(株)製) 0.23質量部及びPGMEA 1.13質量部を、均一になるまで混合し、着色組成物(1)を得た。
顔料分散剤(1)を、それぞれ顔料分散剤(2)〜(9)に代え、各顔料分散剤溶液の固形分が6.0gとなる量とし、各顔料分散剤溶液とPGMEAの合計量が135gとなるようにPGMEAの量を調整した以外は、実施例1と同様にして、顔料分散体(2)〜(8)及び(51)、着色組成物(2)〜(8)及び(51)を得た。
(顔料分散体(9)の調製)
顔料分散剤(1)溶液の固形分が10.5gとなる量とし、顔料分散剤(1)溶液とPGMEAの合計量が135gとなるようにPGMEAの量を調整した以外は、実施例1(顔料分散体(1)の調製)と同様にして、顔料分散体(9)を得た。
(着色組成物(9)の調製)
顔料分散体(9) 7.5質量部、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(アルカリ可溶性樹脂、モル比:70/30、重量平均分子量:14000、固形分50質量%のPGMEA溶液) 0.64質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(多官能モノマー:日本化薬(株)製「DPHA」) 0.23質量部、2−メチル−4’−(メチルチオ)−2−モルホリノプロピオフェノン(光重合開始剤:和光純薬工業(株)製) 0.17質量部及びPGMEA 1.45質量部を、均一になるまで混合し、着色組成物(9)を得た。
(顔料分散体(10)の調製)
ジケトピロロピロール系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド254「クロモファインレッド6156EC」) 15gを22.5gに代え、顔料分散剤(1)溶液の固形分が9.0gとなる量とし、顔料分散剤(1)とPGMEAの合計量が127.5gとなるようにPGMEAの量を調整し、それ以外は実施例1(顔料分散体(1)の調製)と同様にして、顔料分散体(10)を得た。
(着色組成物(10)の調製)
顔料分散体(1) 7.5質量部を顔料分散体(10) 5質量部に代えた以外は、実施例1(着色組成物(1)の調製)と同様にして、着色組成物(10)を得た。
(顔料分散体(11)、着色組成物(11)の調製)
ジケトピロロピロール系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド254「クロモファインレッド6156EC」)をアントラキノン系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド177「クロモファインレッド6128EC」)に、本分散の時間を24時間から9時間に、それぞれ代えた以外は、実施例1と同様にして、顔料分散体(11)、着色組成物(11)を得た。
(顔料分散体(12)、着色組成物(12)の調製)
ジケトピロロピロール系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド254「クロモファインレッド6156EC」)をフタロシアニン系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントブルー15:6「A454」)に、本分散の時間を24時間から4.5時間に、それぞれ代えた以外は、実施例1と同様にして、顔料分散体(12)、着色組成物(12)を得た。
(顔料分散体(13)、着色組成物(13)の調製)
PGMEA 121.2gをジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(BCA) 121.2gに代えた以外は、実施例1と同様にして、顔料分散体(13)、着色組成物(13)を得た。
(着色組成物(14)の調製)
顔料分散体(1) 7.5質量部を4.62質量部に、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(アルカリ可溶性樹脂、モル比:70/30、重量平均分子量:14000、固形分50質量%のPGMEA溶液) 0.85質量部を1.20質量部に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(多官能モノマー:日本化薬(株)製「DPHA」) 0.30質量部を0.43質量部に、2−メチル−4’−(メチルチオ)−2−モルホリノプロピオフェノン(光重合開始剤:和光純薬工業(株)製) 0.23質量部を0.32質量部に、PGMEA 1.13質量部を3.43質量部に、それぞれ代えた以外は、実施例1(着色組成物(1)の調製)と同様にして、着色組成物(14)を得た。
(顔料分散体(52)の調製)
市販分散剤「ソルスパース76500(ルーブリゾール社製 固形分50質量%)」の溶媒をエバポレーターにより除去し、得られた固形分を顔料分散剤(52)とした。顔料分散剤(52)をPGMEAに溶解して、顔料分散剤(52)溶液(前記固形分の40質量%PGMEA溶液)を得た。
(着色組成物(52)の調製)
顔料分散剤(1)溶液 13.8g(固形分6.0g)を顔料分散剤(52)溶液 15.0g(固形分6.0g)に代え、顔料分散剤(52)溶液とPGMEAの合計量が135gとなるようにPGMEAの量を調整し、それ以外は実施例1と同様にして、顔料分散体(52)、着色組成物(52)を得た。
(顔料分散体(53)、着色組成物(53)の調製)
顔料分散剤(1)を市販分散剤(53)「アジスパーPB821(味の素(株)製)」 6gに代え、「アジスパーPB821」とPGMEAとの合計量が135gとなるようにPGMEAの量を調整し、それ以外は実施例1と同様にして、顔料分散体(53)、着色組成物(53)を得た。
(顔料分散体(54)、着色組成物(54)の調製)
ジケトピロロピロール系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド254「クロモファインレッド6156EC」)をアントラキノン系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド177「クロモファインレッド6128EC」)に、本分散を24時間から9時間に、それぞれ代えた以外は、比較例2と同様にして、顔料分散体(54)、着色組成物(54)を得た。
(顔料分散体(55)、着色組成物(55)の調製)
ジケトピロロピロール系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントレッド254「クロモファインレッド6156EC」)をフタロシアニン系顔料(大日精化工業(株)製 C.I.ピグメントブルー15:6「A454」)に、本分散を24時間から4.5時間に、それぞれ代えた以外は、比較例2と同様にして、比較顔料分散体(55)、着色組成物(55)を得た。
(顔料分散体(14)〜(23)、着色組成物(15)〜(24)及び(51)の調製)
顔料分散剤(1)を、それぞれ顔料分散剤(10)〜(19)に代え、各顔料分散剤溶液の固形分が6.0gとなる量とし、各顔料分散剤溶液とPGMEAの合計量が135gとなるようにPGMEAの量を調整した以外は、実施例1と同様にして、顔料分散体(14)〜(23)、着色組成物(15)〜(24)を得た。
Claims (28)
- 一般式(I)で表される顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を含有する、カラーフィルター用顔料分散体。
- (n+m+k)が2以上3以下であり、nが1以上3以下であり、mが0以上2以下であり、kが0以上2以下である、請求項1に記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- 前記顔料分散剤が、一般式(I−1)で表される、請求項1又は2に記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- nが、2以上3以下である、請求項3に記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- (R7O)が、プロピレンオキシド由来の構成単位を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- (R7O)が、エチレンオキシド由来の構成単位及びプロピレンオキシド由来の構成単位を含む、請求項1〜5のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- aが、15以上100以下である、請求項1〜6のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- R8が、脂肪族炭化水素基である、請求項1〜7のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- R4が、メチル基又はエチル基である、請求項1〜8のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- R1及びR2が、炭素数1以上10以下の炭化水素基、又は炭素数2以上6以下のヒドロキシアルキル基である、請求項1〜9のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- R5のアルカンジイル基の炭素数が、2以上12以下である、請求項1〜10のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- (M1)-及び(M2)-がハロゲン化物イオン、アルキル硫酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン及びアルキル炭酸イオンから選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜11のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の顔料分散体と、バインダー成分と、を含有するカラーフィルター用着色組成物。
- カラーフィルターの製造のための、一般式(I)で表される顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を含有する、顔料分散体の使用。
- n+m+kが2以上3以下であり、nが1以上3以下であり、mが0以上2以下であり、kが0以上2以下である、請求項14に記載の顔料分散体の使用。
- 前記顔料分散剤が、一般式(I−1)で表される、請求項14又は15に記載の顔料分散体の使用。
- nが、2以上3以下である、請求項16に記載の顔料分散体の使用。
- (R7O)が、プロピレンオキシド由来の構成単位を含む、請求項14〜17のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- (R7O)が、エチレンオキシド由来の構成単位及びプロピレンオキシド由来の構成単位を含む、請求項14〜18のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- aが、15以上100以下である、請求項14〜19のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- R8が、脂肪族炭化水素基である、請求項14〜20のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- R8の炭素数が1以上12以下である、請求項14〜21のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- R4が、メチル基又はエチル基である、請求項14〜22のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- R1及びR2が、炭素数1以上10以下の炭化水素基、又は炭素数2以上6以下のヒドロキシアルキル基である、請求項14〜23のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- R5のアルカンジイル基の炭素数が、2以上12以下である、請求項14〜24のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- (M1)-及び(M2)-がハロゲン化物イオン、アルキル硫酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン及びアルキル炭酸イオンから選ばれる少なくとも1種である、請求項14〜25のいずれかに記載の顔料分散体の使用。
- カラーフィルターの製造のための、一般式(I)で表される顔料分散剤、有機顔料、及びエーテル系有機溶媒を含有する、カラーフィルター用顔料分散体と、バインダー成分と、を含有する着色組成物の使用。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の顔料分散体を用いて製造される、カラーフィルター。
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