KR20100003654A

KR20100003654A - 칼라필터용 안료 조성물 제조방법

Info

Publication number: KR20100003654A
Application number: KR1020080063645A
Authority: KR
Inventors: 정현진; 정철우; 송민영; 김민수; 정진배
Original assignee: 주식회사 이엔에프테크놀로지
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2010-01-11

Abstract

본 발명은 안료 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 안료화 공정(pigmentation)을 거친 안료 웨트케이크(wet cake)를 유기용제로 세정하여 얻은 안료 조성물을 포함하는 안료분산 조성물은 콘트라스트 비와 광투과성이 높고 분산안정성이 우수하여 액정 디스플레이의 칼라 필터에 유용하게 사용될 수 있다.

안료, 콘트라스트비, 광투과성, 분산안정성, 유기용제, 안료화공정, 솔벤트솔트밀링

Description

칼라필터용 안료 조성물 제조방법{METHOD FOR PREPARING A PIGMENT COMPOSITION FOR COLOR FILTER}

본 발명은 콘트라스트 비와 광투과성이 높고 분산안정성이 우수한 안료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

칼라필터를 제조하는 방법으로는 염색법, 안료분산법, 전착법, 인쇄법 등이 있으나 안료분산법이 생산성, 품질, 비용 등을 종합적으로 고려하여 현재 양산에 주로 적용되고 있다. 최근에는 색순도 및 투과도에 대한 칼라 특성 향상, 제조비용 절감, 대면적 기판 대응 등의 문제점 개선을 위해 필름 전사법, 잉크젯 프린팅법, 레이저 전사법 등의 신기술 개발이 진행되고 있다.

칼라필터는 삼원색, 즉 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)의 패턴을 유리기판에 형성하여 제조되며, 안료분산법에 의해 칼라 패턴을 제조하는 공정은 스핀코팅기 등을 사용하여 각 칼라 픽셀에 해당하는 안료(pigment)를 함유하는 칼라 레지스트(color resist)를 기판 상에 균일하게 도포하는 단계; 도포된 조성물을 가열-건조하여 필름을 형성하는 단계; 건조된 필름을 원하는 형상의 마스크(mask)를 이용하여 선택 노광한 후, 현상하는 단계; 및 현상된 필름을 가열하여 경화하는 단계로 구성된다.

액정표시 장치의 칼라필터는 특히 높은 투명성이 요구되기 때문에, 투명 용매(vehicle) 중에 아주 미세한 안료를 균일하게 분산시켜야 칼라필터로 유용하게 사용할 수 있다. 그러나, 미세한 안료 입자를 투명 용매에 분산시키는 경우, 안정한 분산 조성물을 얻기 어려우며, 최종 제품의 물성에 여러가지의 문제를 일으키는 것으로 알려져 있다. 우선, 미세한 안료를 분산하는 과정에서 안료분산 조성물은 고점도를 나타내어 제품의 생산이 곤란해지거나, 저장 중에 안료분산 조성물의 점도가 상승하는 문제가 발생하기 쉽다. 저장안정성이 떨어지는 안료분산 조성물은 저장 중에 휘도 및 색선명도가 저하되는 경향을 가진다. 따라서, 우수한 투명도와 색선명도를 가지는 칼라필터를 제작하기 위해서는 보다 미세한 안료를 안정하게 분산하는 기술이 중요하다.

안료분산 조성물의 콘트라스트 비와 광투과성을 높이기 위해서는 안료의 1차 입자 크기를 미세하게 처리할 필요가 있다.

안료의 1차 입자 크기를 미세하게 하기 위해서는 안료를 용매와 염의 존재 하에 혼련하는 방법이 널리 사용되며, 안료를 혼련하는 가장 대표적인 방법으로는, 비점이 높은 극성 유기용매 및 수용성 무기염의 존재 하에 혼련하는, 소위 "솔벤트솔트밀링"법이 있다. 이 방법에서는 솔벤트솔트밀링을 거친 안료 혼련물을 수세하여 용매 및 염을 제거함으로써 안료 웨트케이크(wet cake)를 수득하고, 이를 건조 및 분쇄하여 미세한 1차 입자를 갖는 안료를 얻게 된다.

안료의 콘트라스트 비와 광투과성을 높이기 위해서는 1차 입자 크기를 미세하게 가공할수록 유리하지만, 너무 미세하게 가공되어 일정크기 이하로 되면 안료 입자들이 응집하는 경향이 급격히 커지게 되어 이를 사용한 안료분산 조성물의 분산안정성이 떨어지게 되고, 최종적으로 이를 이용한 칼라필터의 품질이 저하되는 문제가 있다. 뿐만 아니라 수송에 문제가 발생하기도 하며 심지어는 저장중에 겔화를 일으키기도 하여 사용이 곤란해지는 경우도 있다.

이렇게 미세한 안료입자들의 응집하려는 경향을 줄이기 위해서 솔벤트솔트밀링시 안료유도체(일본 특허공개 평10-245501) 또는 폴리머(일본 특허공개 평7-13016)를 사용하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 초미세하게 가공된 안료의 경우에는 상기 방법들로도 여전히 안료입자들의 응집력을 낮추기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 안료입자들의 응집력을 획기적으로 줄임으로써 콘트라스트 비와 광투과성이 높고 분산안정성이 우수한 액정디스플레이의 칼라필터용 안료분산 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적에 따라, 본 발명에서는 안료를 습식 분쇄하는 안료화 공정(pigmentation)으로부터 얻은 안료 웨트케이크를 유기용제로 세정하는 공정을 포함하는 안료 조성물의 제조방법을 제공한다.

여기서, 안료 웨트케이크를 세정하는 유기용제는 일반적으로 표면장력이 40dyne/cm이하이고 비점이 250℃ 이하인 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 유기용제는 글리콜에테르, 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜알킬프로피오네이트, 케톤, 에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 안료화 공정은 극성 용매 및 수용성 무기염의 존재하에 안료를 혼련하는 솔벤트솔트밀링법인 것이 바람직하다.

이러한 안료화 공정에서는 안료 1차 입자를 10 내지 150nm의 입자 크기로 분쇄하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 안료 웨트케이크는 안료화 공정을 거친 안료 혼련물을 수세 공 정을 통해 극성 유기용매와 수용성 무기염을 제거함으로써 수득되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 극성 유기용매는 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

그리고, 상기 수용성 무기염은 염화나트륨, 염화바륨, 염화칼륨, 황산나트륨 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

또한, 솔벤트솔트밀링법에는 수용성 무기염과 극성 유기용매이외에도 안료유도체와 분산제를 추가로 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 솔벤트솔트밀링에 사용하는 수용성 무기염은 안료 100 중량부에 대해 100 내지 2000 중량부가 바람직하며, 상기 극성 유기용매는 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 1000 중량부가 바람직하다.

그리고, 상기 분산제는 아크릴계 블록 코폴리머, 폴리우레탄, 폴리에틸렌이민계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 안료 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 안료유도체는 산성기 또는 염기성기를 치환기로 가지는 화합물을 안료 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 또한 상기의 제조방법들에 의하여 얻어진 안료 조성물을 제공한다.

본 발명에서는 또한 상기의 제조방법들에 의하여 얻어진 안료 조성물을 포함하는 안료분산 조성물 및 안료분산 칼라레지스트를 제공한다.

본 발명의 솔벤트 세정 방법에 따라 얻은 안료 조성물을 포함하는 안료분산 조성물은 콘트라스트 비와 광투과성이 높고 분산안정성이 우수하여 액정디스플레이의 칼라필터용 안료분산 칼라레지스트용으로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 콘트라스트 비와 광투과성이 높고 분산안정성이 우수한 안료 조성물은 안료의 습식 분쇄 공정, 즉 안료화 공정을 통해 얻은 안료 웨트케이크를 유기용제로 세정함으로써 얻을 수 있다.

안료 웨트케이크는 안료입자 사이의 미세한 공극에 물에 채워져 있는 상태이며, 물은 표면 장력이 크고 소수성인 유기안료의 입자 표면과 친화성이 떨어져 접촉각도 크다. 물을 건조하는 과정에서 작용하는 모세관력(capillary force)에 의해 안료 입자간의 응집력이 발생하게 된다. 물에 비해 표면장력이 낮으며 소수성 유기안료의 표면과 친화성이 우수한 유기용제로 안료입자 사이의 미세한 공극에 채워져 있는 물을 치환함으로써 건조 과정에서 작용하는 모세관력을 낮출 수 있으며, 그로인해 안료 입자간 응집력을 낮출 수 있다.

안료 입자의 응집을 일으키는 모세관력(ΔP)은 아래의 식으로 표현된다.

상기 수학식 1에서 γ는 세정액의 표면장력(dyne/cm), θ는 세정액과 안료 입자표면의 접촉각, d는 공극의 간격(cm)을 나타낸다.

상기 수학식 1에 의하면, 모세관 힘은 세정액의 표면장력과 세정액과 입자표면 접촉각의 cos값에 비례하며 공극 사이의 간격에 반비례하는 것을 알 수 있다. 세정액의 표면장력과 세정액과 입자표면 접촉각의 cos값의 곱이 작을수록 모세관 힘은 줄어든다.

안료 웨트케이크를 세정하는 유기용제로는 일반적으로 표면장력이 40 dyne/cm이하이고 비점이 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 표면장력이 15~35 dyne/cm이고 비점이 20~200℃인 것이다.

표면장력이 지나치게 높으면 안료입자들의 응집력을 낮출 수 없고, 상기 범위를 벗어나 지나치게 낮으면 안료 웨트케이크에 포함된 수분과의 친화력이 나빠져 수분에 대한 치환효과가 떨어진다. 또한 유기용제의 비점이 상기 범위를 벗어나 지나치게 높으면 유기용제 세정 후 건조공정에서 건조온도를 높여야 하는데, 안료 건조 온도가 높을 경우 안료입자의 응집 현상이 발생하기 쉽다. 상기 범위를 벗어나 비점이 지나치게 낮으면 건조공정에서 유기용제가 먼저 제거되고 수분이 남게 되어 유기용제의 세정효과가 나타나지 않을 수 있다.

또한 본 발명의 유기용제는 물과 일정 정도이상 혼화(miscible) 가능해야 유기용제가 물을 치환할 수 있다. 1% 이상으로 물을 녹일 수 있는 유기용제가 유기용제의 치환효과 및 세정효과면에서 바람직하다.

본 발명의 유기용제 세정에 적합한 유기용제의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸셀로솔 브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 디에틸렌글리콜류; 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르, 프로 필렌글리콜프로필에테르, 프로필렌글리콜부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜부틸에테르프로피오네이트 등의 프로필렌글리콜알킬프로피오네이트류; 시클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 등의 케톤류; 및 아세트산프로필, 아세트산부틸, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 히드록시아세트산메틸, 히드록시아세트산에틸, 히드록시아세트산부틸, 3-히드록시프로피온산메틸, 3-히드록시프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산프로필, 3-히드록시프로피온산부틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산프로필, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 에톡시아세트산프로필, 에톡시아세트산부틸, 프로폭시아세트산메틸, 프로폭시아세트산에틸, 프로폭시아세트산프로필, 프로폭시아세트산부틸, 부톡시아세트산메틸, 부톡시아세트산에틸, 부톡시아세트산프로필, 부톡시아세트산부틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온 산부틸, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-에톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산부틸, 2-부톡시프로피온산메틸, 2-부톡시프로피온산에틸, 2-부톡시프로피온산프로필, 2-부톡시프로피온산부틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산프로필, 3-메톡시프로피온산부틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산프로필, 3-에톡시프로피온산부틸, 3-프로폭시프로피온산메틸, 3-프로폭시프로피온산에틸, 3-프로폭시프로피온산프로필, 3-프로폭시프로피온산부틸, 3-부톡시프로피온산메틸, 3-부톡시프로피온산에틸, 3-부톡시프로피온산프로필, 3-부톡시프로피온산부틸 등의 에스테르류 등이 있다.

이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.

이와 같은 본 발명에서의 유기용제를 이용한 세정 공정은 안료 웨트케이크와 유기용제를 혼합하는 공정과 이를 필터프레스로 여과하는 공정으로 이루어진다. 안료화 공정을 거친 안료 혼련물을 수세 공정을 통해 극성 유기용매와 수용성 무기염을 제거함으로써 수득되는 안료 웨트케이크의 수분 함량은 대체로 40 내지 90 중량% 수준이다. 유기용제를 이용한 세정공정은 이와 같은 수세 공정을 거친 안료 웨트케이크에 실시하며, 유기용제를 이용한 세정공정은 안료 웨트케이크에 포함된 수분이 10 중량% 미만이 될 때까지 반복 실시하는 것이 바람직하다. 특히, 안료 웨트케이크에 포함된 수분이 1 중량% 이하가 될 때까지 반복 실시하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 안료화 공정에서 바람직하게 사용될 수 있는 솔벤트솔트밀링법에 는 수용성 무기염과 극성 유기용매를 사용한다. 수용성 무기염은 분쇄 보조제로서 역할을 하며, 안료보다 경도가 높아 안료의 1차 입자를 미세하게 만드는데 사용된다. 혼련이 끝난 후, 안료 조성물과 용이하게 분리되기 위해서 물에 잘 녹아야 한다. 또한, 유기용매는 안료와 수용성 무기염을 젖게 하는 역할을 하며, 수용성 무기염과 함께 배합비 및 온도 조건에 따라 안료의 입자크기를 조절할 수 있는데 안료 조성물과 용이하게 분리되기 위해서 물에 잘 녹아야 한다.

상기 수용성 무기염으로는 염화나트륨, 염화바륨, 염화칼륨, 황산나트륨 또는 탄산나트륨 등을 예시할 수 있으며, 바람직하게는 염화나트륨을 사용할 수 있다. 상기 수용성 무기염은 안료 100 중량부에 대해 100 내지 2000 중량부, 바람직하게는 200 내지 1000 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 수용성 무기염의 양이 2000 중량부를 초과하면 안료가 지나치게 미세화 되어 유기용제 세정를 하여도 안료조성물의 분산안정성이 나빴으며, 수용성 무기염의 양이 100 중량부 미만이면 안료입자가 미세화되지 않았다.

안료 혼련에 사용되는 극성 유기용매로는 구체적으로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 같은 알킬렌글리콜모노알킬에테르류 및 부틸알콜, 이소펜틸알콜, 헥산올, 벤질알콜, 시클로헥산올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등과 같은 알콜류를 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 바람직하게는 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 극성 유기용매는 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 1000 중량부, 바람직하게는 10 내지 200 중량부로 사용될 수 있다. 수용성 무기염 및 유기용매에 의한 혼련은 고점도에서 이루어진다. 따라서 유기용매의 사용량이 안료 대비 200 중량부를 초과하면 저점도로 혼련되어 안료입자가 미세화되지 못하며, 높은 광투과성 및 콘트라스트비를 가질 수 없다.

안료 혼련에 사용하는 안료는 칼라필터용으로 사용할 수 있는 유기 안료라면 특별히 제한 없이 사용될 수 있다.

그러한 유기안료의 구체적인 예로는 먼저 노란색의 경우 칼라인덱스명으로 안료 황색(C.I. pigment yellow) 12, 17, 20, 86, 110 ,117, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166 및 185호를 들 수 있고, 오렌지색의 경우 칼라인덱스명으로 안료 오렌지색(C.I. pigment orange) 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71 및 73호를 들 수 있으며, 적색의 경우 칼라인덱스명으로 안료 적색(C.I. pigment red) 9, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 224, 254, 255, 264 및 265호를 들 수 있고, 청색의 경우에는 칼라인덱스명으로 안료 청색(C.I. pigment blue) 15, 15:3, 15:4, 15:6, 60, 64 및 80호를 들 수 있으며, 보라색의 경우 칼라인덱스명으로 안료 자색(C.I. pigment violet) 1, 19, 23, 29 및 32호를 들 수 있고, 마지막으로 녹색의 경우에는 칼라인덱스명으로 안료 녹색(C.I. pigment green) 7, 36 및 58호를 들 수 있다. 그리고 이들 유기 안료는 각각 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용할 수 있다

본 발명의 바람직한 안료 혼련방법인 솔벤트솔트밀링법에는 수용성 무기염과 극성 유기용매 외에도 안료유도체와 분산제를 추가로 사용할 수 있다.

솔벤트솔트밀링법에서 사용될 수 있는 안료유도체로는 상기안료와 친화력을 갖는 분자구조를 모핵으로 갖고 산성기나 염기성기를 치환기로 갖는 것을 특징으로 한다. 시판되고 있는 분산조제로는 아베시아(AVECIA)사에서 시판하는 솔스퍼스(Solsperse)-5000, 솔스퍼스-12000, 솔스퍼스-22000가 있고, BYK-케미(BYK-Chemie)사에서 시판하는 디스퍼빅(DisperByk)-2100, 디스퍼빅-2105, 에프카(EFKA)사에서 시판하는 에프카-6746, 에프카-6750 등이 있다. 이들 분산조제는 각각 단독 또는 2종 이상의 조합으로도 사용할 수 있으며, 안료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다.

솔벤트솔트밀링법에 사용될 수 있는 분산제는 안료에 대해 강한 친화성 작용기를 갖는, 염기성 질소를 함유하는 공중합체로서, 상용화된 것을 분자량에 관계없이 사용할 수 있다. 상기 분산제는 염기성 질소를 갖는 폴리우레탄 공중합체, 폴리아크릴레이트 공중합체 및 폴리에틸렌계 공중합체 성분의 것으로서 바람직하게는 0 내지 50 mg KOH/g 의 산가 및 5 내지 100 mg KOH/g 의 아민가를 갖는 것을 사용할 수 있다. 사용가능한 분산제의 구체적인 예로는 BYK-케미사에서 시판하는 디스퍼빅-160, 디스퍼빅-161, 디스퍼빅-162, 디스퍼빅-165, 디스퍼빅-167, 디스퍼빅-168, 디스퍼빅-2000, 디스퍼빅-2001, 아지노모토(AJINOMOTO)사에서 시판하는 PB-821, PB-822, PB-824, 시바에프카사에서 시판하는 에프카-4046, 에프카-4047, 에프카-4060, 에프카-4300, 에프카-4330, 에프카-4406 등을 들 수 있다. 이들 분산제는 각각 단독 또는 2종 이상의 조합으로도 사용할 수 있으며, 안료 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부가 바람직하다.

본 발명의 솔벤트솔트밀링에서 사용할 수 있는 장치로는 통상적인 혼련 장치가 모두 사용가능하며, 특히 니더(kneader)를 사용하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

안료 조성물의 제조

본 발명의 제조방법에 따라 하기와 같이 안료 조성물을 제조하였다.

실시예 1

200g의 C.I. 안료 녹색 36호(L9361, 바스프(BASF)사)와 1000g의 염화나트륨을 시그마형 니더(KM-2, 장우기계사)에 넣고 실온에서 10분 동안 혼련하였다. 여기에 400g의 디에틸렌글리콜을 추가로 넣고 80℃에서 15시간 동안 혼련한 뒤, 혼련된 안료 조성물을 20kg의 물에 투입하여 40℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이를 필터프레스로 여과하여 수분산액으로부터 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거하여 수분이 포함된 안료 웨트케이크를 얻었다.

얻어진 안료 웨트케이크를 20kg의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 넣고 1시간 동안 교반한 후, 필터프레스로 여과하여 안료 웨트케이크에 잔류한 수분을 제거하고, 80℃에서 36시간 동안 건조하여 180g의 본 발명에 따른 안료 조 성물을 얻었다.

실시예 2

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 청색 15:6호(L6700F, 바스프사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 180g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

실시예 3

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 자색 23호(RL-NF, 클라리언트사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 170g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

실시예 4

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 적색 254호(BT-CF, 시바스페셜티사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 170g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

실시예 5

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 청색 15:6호(L6700F, 바스프사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 180g의 본 발명 에 따른 안료 조성물을 얻었다.

실시예 6

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 청색 15:6호(L6700F, 바스프사)와 일술폰화된 프탈로시아닌 10g 및 20g의 디스퍼빅-2001(고형분44.9%, BYK-케미사)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 185g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

비교예 1

200g의 C.I. 안료 녹색 36호(L9361, BASF사)와 1000g의 염화나트륨을 시그마형 니더(KM-2, 장우기계사)에 넣고 실온에서 10분 동안 혼련하였다. 여기에 400g의 디에틸렌글리콜을 추가로 넣고 80℃에서 15시간 동안 혼련한 뒤, 혼련된 안료 조성물을 20kg의 물에 투입하여 40℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이를 필터프레스로 여과하여 수분산액으로부터 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거하여 수분이 포함된 안료 웨트케이크를 얻었다.

얻어진 안료 웨트케이크를 80℃에서 36시간 동안 건조하여 190g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

비교예 2

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 청색 15:6호(L6700F, 바스프사) 를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 190g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

비교예 3

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 자색 23호(RL-NF, 클라리언트사)를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 185g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

비교예 4

C.I. 안료 녹색 36호 대신 200g의 C.I. 안료 적색 254호(BT-CF, 시바스페셜티사)를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 190g의 본 발명에 따른 안료 조성물을 얻었다.

안료분산 조성물 제조

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4 에서 제조한 각각의 안료 조성물 15중량%, 분산제 디스퍼빅-2001(고형분44.9%, BYK-케미사) 12중량%, 아크릴수지(분자량 20,000, 고형분40%, 산가100) 10중량%, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 63중량%가 되도록 배합하고 교반한 후, 종형비즈밀로 분산하여 안료분산 조성물을 제조하였다.

안료분산 조성물의 물성 평가

제조된 안료분산 조성물을 브룩필드사 제품의 LDVE II를 이용하여 60rpm에서 초기 점도를 측정했다. 45℃로 유지되는 저온배양기에 넣은 후 7일 경과후 점도를 측정하여 경시적 점도 변화를 확인하였다. 실험결과를 아래 표 1에 정리하였다. 일반적으로 1주 동안 점도변화가 10%이내가 되어야 분산안정성이 양호한 안료분산 조성물로 사용될 수 있다.

또한, 얻어진 안료분산 조성물과 아크릴 수지(분자량 20,000, 고형분40%, 산가100)를 1 : 1 의 중량비로 혼합한 후 충분히 교반하여 수지혼합물을 제조하였다. 이를 스핀코터를 이용하여 필름을 형성한 후 100℃ 오븐에서 10분간 건조하여 안료분산 조성물의 코팅 필름을 얻었다. 이 코팅필름을 오츠카사 제품의 색도계 MCPD-3000을 이용하여 C광원에서 (x,y,Y)를 측정하였다. 미놀타사 제품의 휘도계 LS-100과 LG화학 제품의 편광판을 사용하여 최소휘도값과 최대휘도값을 측정하여 콘트라스트 비(=최대휘도값/최소휘도값)을 구하고 그 실험결과를 아래 표1에 정리하였다.

상기 표 1의 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 안료 조성물은 콘트라스트 비와 광투과성이 높고 분산안정성이 우수함을 알 수 있다.

Claims

안료를 습식 분쇄하는 안료화 공정(pigmentation)으로부터 얻은 안료 웨트케이크(wet cake)를 유기용제로 세정하는 공정을 포함하는 안료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유기용제는 표면장력이 40 dyne/cm 이하이고 비점이 250℃ 이하인 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 안료화 공정은 극성 유기용매 및 수용성 무기염의 존재하에 안료를 혼련하는 솔벤트솔트밀링법에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 안료화 공정에서 안료의 1차 입자 크기가 10nm 내지 150nm가 되도록 안료를 분쇄하는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 안료 웨트케이크는 안료화 공정을 거친 안료 혼련물을 수세 공정을 통 해 극성 유기용매와 수용성 무기염을 제거함으로써 수득되는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 유기용제는 글리콜에테르, 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜알킬프로피오네이트, 케톤, 에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 극성 유기용매는 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 수용성 무기염은 염화나트륨, 염화바륨, 염화칼륨, 황산나트륨 및 탄산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 솔벤트솔트밀링법에 수용성 무기염과 극성 유기용매 이외에도 안료유도 체와 분산제를 추가로 사용하는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 수용성 무기염은 안료 100 중량부에 대해 100 내지 2000 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 극성 유기용매는 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 1000 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제9항에 있어서,

상기 분산제로서 아크릴계 블록 코폴리머, 폴리우레탄, 폴리에틸렌이민계 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 안료 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제9항에 있어서,

상기 안료유도체로서 산성기 또는 염기성기를 치환기로 가지는 화합물을 안료 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 안료 조성물의 제조방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 안료 조성물의 제조방법에 따라서 제조된 안료 조성물.
제14항에 따른 안료 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 안료분산 조성물.
제14항에 따른 안료 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 안료분산 칼라레지스트.