TWI441873B - 偶氮顏料或其互變異構物、其製法、顏料分散物、著色組成物、噴墨記錄用印墨、彩色濾光片用著色組成物及彩色濾光片 - Google Patents

偶氮顏料或其互變異構物、其製法、顏料分散物、著色組成物、噴墨記錄用印墨、彩色濾光片用著色組成物及彩色濾光片 Download PDF

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Description

偶氮顏料或其互變異構物、其製法、顏料分散物、著色組成物、噴墨記錄用印墨、彩色濾光片用著色組成物及彩色濾光片
本發明關於新穎的含氮雜環偶氮化合物、偶氮顏料、含該偶氮顏料的顏料分散物、著色組成物、噴墨記錄用印墨、彩色濾光片用著色組成物及彩色濾光片。
近年來、作為圖像記錄材料,尤其用於形成彩色圖像的材料係主流,具體地,噴墨方式的記錄材料、感熱轉印方式的記錄材料、電子照相方式的記錄材料、轉印式鹵化銀感光材料、印刷油墨、記錄筆等係被旺盛地利用。又,於攝影機器的CCD等攝像元件中,在顯示器的LCD或PDP中,為了記錄‧再現彩色圖像而使用彩色濾光片。於此等彩色圖像記錄材料或彩色濾光片中,為了顯示或記錄全彩圖像,使用所謂的加法混色法或減法混色法的3原色之色素(染料或顏料),但是具有可實現良好色再現範圍的吸收特性,而且能耐得住各種使用條件、環境條件的堅牢色素在實際情況下係沒有,而強烈希望改善。
於上述各用途所使用的染料或顏料中,必須共通地具備如下的性質。即,在色再現性上具有良好的吸收特性,於使用環境條件下的堅牢性,例如耐光性、耐熱性、對臭氧等的氧化性氣體之耐性良好等。而且,於色素為顏料時,亦必須具備在水或有機溶劑中實質上不溶的良好耐藥品堅牢性,以及即使作為粒子使用,也不損害分子分散狀態下的良好吸收特性等性質。上述要求特性係可藉由分子間相互作用的強弱來控制,但是由於兩者係成為權衡關係,故使並存係困難。
又,使用顏料時,另外亦必須具有為了展現所欲的透明性所必要的粒徑及粒子形狀,於所使用的環境條件下之堅牢性,例如耐光性、耐熱性、對臭氧等的氧化性氣體之耐性、對其它有機溶劑或亞硫酸氣體等的耐藥品堅牢性良好,於所使用的介質中分散到微小粒子為止,而且該分散狀態係安定等的性質。特別地,強烈希望具有良好色相,在光、濕熱及環境中的活性氣體中,尤其著色力高,對光而言堅牢的顏料。
即,對於顏料的要求性能,與要求作為色素分子的性能之染料相比,係涉及多方面,不僅作為色素分子的性能,而且必須完全滿足作為色素分子的集合體之固體(微粒子分散物)的上述要求性能。結果,作為顏料可使用的化合物群,與染料相比,係極度受限定,即使以高性能的染料來衍生顏料,可滿足作為微粒子分散物的要求性能之數目亦少,而為不能容易開發者。此也可由彩色指數所登記的顏料之數亦未達染料之數的1/10來確認。
偶氮顏料由於色彩特性的色相及著色力優異,故廣泛使用於印刷油墨、噴墨用印墨、電子照相材料等。於此等之中,最典型使用的偶氮顏料係聯苯胺黃(Diarylide Yellow)顏料、萘酚紅偶氮顏料。作為聯苯胺顏料,例如可舉出C.I.顏料黃12、同13、同17等。作為萘酚偶氮顏料,可舉出C.I.顏料紅208、同242等。但是,此等顏料由於堅牢性、尤其耐光性非常差,印字物經由曝光而顏料分解、褪色,不適合於印字物的長期間保存。
為了改良如此的缺點,亦有揭示藉由增大分子量,或導入具有強分子間相互作用的基,而改善堅牢性的偶氮顏料(例如參照專利文獻1~3)。然而,即使於所改良的顏料中,例如專利文獻1記載的顏料,雖然有改善其耐光性,但是還不充分,而且例如專利文獻2及3記載的顏料具有色相為綠色調而著色力變低或色彩特性差等缺點。
又,專利文獻4~7中揭示具有色再現性優異的吸收特性及充分的堅牢性之色素。然而,該專利文獻記載的具體化合物係即使為良好的色相,堅牢性也差,或即使為良好的堅牢性,色相也差,而且易溶解在有機溶劑或水中,或耐藥品堅牢性(耐溶劑性)不充分。
使用黃色、品紅、青色的3色以及再加上黑色的4色之減色混合法來表現全彩時,若使用只有1色堅牢性差的顏料,則隨著時間的經過,印字物的灰平衡發生變化,而且若使用色彩特性差的顏料,則印刷時的色再現性降低。因此,為了得到長期間維持高色再現性的印字物,希望色彩特性及堅牢性並存的顏料及顏料分散物。
向來,偶氮色素由於多具有種種的可見光吸收,而作為色素利用於各種領域,例如在合成樹脂的著色、印刷印墨、昇華型感熱轉印材料用色素、噴墨用印墨、彩色濾光片用色素等各種領域中使用。作為色素的偶氮色素所要求的大性能係有吸收光譜。色素的色相係對於色素所著色的物體之色調、手感等造成大的影響,給予視覺的效果大。因此,自古以來進行關於色素的吸收光譜之研究。
以往已知之以含氮5員環當作偶氮成分的偶氮染料係在專利文獻8~9中亦有揭示。又,專利文獻10中揭示經由偶氮基鍵結有苯環與萘環的萘酚系偶氮顏料。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開昭56-38354號公報
專利文獻2:美國專利2936306號說明書
專利文獻3:日本特開平11-100519號公報
專利文獻4:國際公開第05/052074號
專利文獻5:國際公開第00/023525號
專利文獻6:日本特開2008-13472號公報
專利文獻7:日本特表平9-511278號公報
專利文獻8:日本特開昭55-161856號公報
專利文獻9:日本特開2008-7732號公報
專利文獻10:日本特開2004-123866號公報
於第一態樣中,本發明之目的為提供著色力、色相等的色彩特性優異且堅牢性(尤其耐溶劑性)亦優異的偶氮化合物、偶氮顏料、偶氮顏料分散物及著色組成物。
於第二態樣中,本發明之目的為提供耐光性優異的偶氮化合物、偶氮顏料、偶氮液料分散物及著色組成物。
又,本發明之目的為以良好再現性且高效率地製造本發明的偶氮顏料或其互變異構物。
本發明者們重複專心致力的研究,結果發現在第一態樣中具有特定的構造且在特定的位置具有特徵的X射線繞射峰之含氮雜環偶氮顏料或其互變異構物,係具有良好的著色力及色相,而且發揮良好的堅牢性(尤其耐溶劑性)。再者,發現可高效率地製造如此的含氮雜環偶氮顏料或其互變異構物之方法,終於完成本發明。
本發明者們重複專心致力的研究,結果發現在第二態樣中於特定的位置具有特徵的X射線繞射峰之偶氮顏料,係色相優異,著色力良好,尤其具有優異的耐光性。
又,分散有顏料的著色組成物,例如可製造即使在藉由噴墨等來高速印畫之際,也可出現高的光學濃度等,具有特別優異著色的噴墨記錄用印墨。
即,本發明係如以下。
[1]一種下述式(1)所示的偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物,其係以在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所表示。
[2]一種偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物,其係以在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所表示。
[3]一種下述式(1)所示的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其包含使由下述式(2)所示的雜環胺所衍生的重氮鎓鹽與下述式(3)所示的化合物進行偶氮偶合反應之步驟。
[4]如[3]記載的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其包含更將前述式(1)供應給乾燥步驟及後處理步驟。
[5]如[4]記載的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中前述後處理步驟包含用SP值為7.0至14.0的溶劑之溶劑加熱處理。
[6]如[3]~[5]中任一項記載的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中前述式(1)所示的偶氮顏料係在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰。
[7]如[3]記載的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其包含更在水共存下,對前述式(1)進行後處理步驟。
[8]如[7]記載的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中前述後處理步驟包含用SP值為7.0至14.0的溶劑之溶劑加熱處理。
[9]如[3]、[7]、[8]中任一項記載的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中前述式(1)所示的偶氮顏料係在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰。
[10]一種顏料分散物,其特徵為含有[1]~[9]中任一項記載的偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物。
[11]一種著色組成物,其特徵為含有[10]記載的顏料分散物。
[12]一種噴墨記錄用印墨,其特徵為含有[11]記載的著色組成物。
[13]一種彩色濾光片用著色組成物,其特徵為含有[11]記載的著色組成物。
[14]一種彩色濾光片,其特徵為使用[13]記載的彩色濾光片用著色組成物來製造。
本發明的偶氮顏料或其互變異構物係著色力、色相等的色彩特性優異,而且堅牢性(尤其耐溶劑性)亦優異。
又,本發明的顏料分散物、著色組成物及噴墨記錄用印墨係可使本發明的偶氮顏料分散在各種介質中而成,色彩的特性、耐久性及分散安定性優異。
再者,若依照本發明的偶氮顏料或其互變異構物之製法,則可以良好再現性且高效率製造本發明的偶氮顏料或其互變異構物。
實施發明的最佳形態
以下詳細說明本發明。
本發明的第一態樣之偶氮顏料係以在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所示的偶氮顏料或其互變異構物。
本發明的第二態樣之偶氮顏料係以在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所示的偶氮顏料或其互變異構物。
於本說明書中,以下將在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰之下述式所示的偶氮顏料稱為α型結晶形態偶氮顏料。將在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所示的偶氮顏料稱為β型結晶形態偶氮顏料。
下述式(1)所示的偶氮顏料亦可為不同的結晶多晶形。
顏料係藉由色素分子間的強力相互作用之內聚能,而成為分子彼此互相強固結合的狀態。為了製作此狀態,需要分子間的凡得瓦力、分子間氫鍵,例如在日本圖像學會誌、43卷、10頁(2004年)等中有記載。
為了增強分子間的凡得瓦力,考慮對分子導入芳香族基、極性基及/或雜原子等。又,為了形成分子間氫鍵,考慮對分子導入含有鍵結於雜原子的氫原子之取代基及/或導入供電子性的取代基等。再者,茲認為分子全體的極性係愈高愈佳。因此,例如認為烷基等鏈狀的基係愈短愈佳,分子量/偶氮基的值愈小愈佳。
根據此等觀點,顏料分子一般較佳為含有醯胺鍵結、磺醯胺鍵結、醚鍵結、碸基、氧羰基、亞胺基、胺甲醯基胺基、雜環、苯環等,式(1)所示的化合物係容易藉由其特異的構造而形成色素分子的分子間相互作用,在水或有機溶劑等中的溶解性低,可作為偶氮顏料。
顏料係與在水或有機溶劑等中以分子分散狀態溶解的染料不同,為在溶劑中當作分子集合體等的固體粒子微細地分散者。
於本發明中,上述式(1)所示的α型及β型結晶形態偶氮顏料之X射線繞射測定係可依照日本工業規格JISK0131(X射線繞射分析通則),用粉末X射線繞射測定裝置RINT2500(Rigaku股份有限公司製)來進行。
於單一的結晶形態時,分子間變密,分子間相互作用變強。結果,耐溶劑性、熱安定性、耐光性、耐氣體性、印畫濃度上升,而且色再現範圍擴大。因此,式(1)所示的偶氮顏料及其互變異構物較佳為在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°或7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰之結晶形態。再者,更佳為在7.1°、10.7°、14.5°、25.3°、26.0°及27.2°或7.1°、8.7°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰之結晶形態。
當在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)之27.2°的峰之高度為1時,若在20.0°的峰之高度為0.2以下,從在色相中不易帶黃色調的觀點來看係較宜。
因此,當在27.2°的峰之高度為1時,在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)之20.0°的峰之高度較佳為0~0.2,更佳為0~0.1,最佳為0~0.05。
當在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)之27.1°的峰之高度為1時,若在25.3°的峰之高度為0.5以下,從進一步提高耐光性的觀點來看係較宜。
因此,當在27.1°的峰之高度為1時,在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)之25.3°的峰之高度較佳為0~0.5,更佳為0~0.3,最佳為0~0.2。
以透射型顯微鏡觀察上述式(1)示偶氮顏料的1次粒子之際,長軸方向的長度較佳為0.01μm以上30μm以下,更佳為0.015μm以上10μm以下,特佳為0.02μm以上0.5μm以下。
由於以透射型顯微鏡觀察1次粒子之際長軸方向的長度為0.01μm以上,故可更確實地展現對光或臭氧的堅牢性、及作為顏料分散物時的分散性。另一方面,由於上述長軸方向的長度30μm以下,在分散成為所欲的體積平均粒徑之際,不易變成過分散狀態,不易發生凝聚,故可更確實地展現顏料分散物的保存安定性。
1次粒子的長軸方向之長度若在上述範圍內,則對於光或臭氧顯示高的堅牢性,其顏料分散物係保存安定性優異而較宜。
如以上地,本發明的偶氮顏料,藉由具有特定的構造,而且在特定的位置具有特徵的X射線繞射峰,在著色力、色相等的色彩特性中顯示優異的特性,而且在堅牢性(尤其耐溶劑性)亦顯示優異的特性。
本發明的範圍亦包含式(1)所示的偶氮顏料之互變異構物。式(1)係以來自化學構造上可採取的數種互變異構物之中的極限構造式之形式來表示,但是亦可為所記載的構造以外之互變異構物,也可作為含有複數的互變異構物之混合物來使用。
例如,於式(1)所示的顏料中,考慮下述式(1’)所示的偶氮-腙之互變異構物。
本發明的範圍亦包含式(1)所示的偶氮顏料之互變異構物的以下式(1’)所示的化合物。
偶氮與腙的比率係可藉由固體NMR測定或拉曼吸收測定而容易半定量地掌握。雖然偶氮和腙皆發揮良好的性能,但是從色相的觀點來看,較佳為腙的比率多者。腙較佳為50%以上,更佳為80%以上,最佳90%以上。
特別地,在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所示α型結晶形態偶氮顏料,係在良好的紅色系色素之吸收特性顯示特徵,最適合於照片用途及CF用途之要求色再現性的領域中。另一方面,在CuKα特性X射線繞射的布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰之下述式(1)所示β型結晶形態偶氮顏料,係在高的耐光性顯示特徵,最適合於要求著色圖像的耐久性之領域中。
[偶氮顏料或其互變異構物之製法]
本發明的偶氮顏料或其互變異構物之製法係下述式(1)所示之偶氮顏料或其互變異構物之製法,其含有使由下述式(2)所示的雜環胺所衍生的重氮鎓鹽與下述式(3)所示的化合物進行偶氮偶合反應之步驟。此製法係可以良好再現性且高效率製造式(1)所示的偶氮顏料或其互變異構物之方法。
重氮鎓鹽的調製及重氮鎓鹽與式(3)所示的化合物之偶合反應係可藉由慣用法來實施。
式(2)所示之雜環胺的重氮鎓鹽調製,例如於含有酸(例如鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、丙酸、甲磺酸、三氟甲烷磺酸等)的反應介質中,使用亞硝鎓離子源,例如亞硝酸、亞硝酸鹽或亞硝基硫酸的慣用重氮鎓鹽調製方法係可適用。
作為更佳的酸之例,可舉出單獨或倂用醋酸、丙酸、甲磺酸、磷酸、硫酸而使用的情況,其中更佳為磷酸、或醋酸與硫酸的倂用系、醋酸與丙酸的倂用系、醋酸與丙酸和硫酸的倂用系,特佳為磷酸。
作為反應介質(溶劑)的較佳例,較佳為使用有機酸、無機酸,特佳為磷酸、硫酸、醋酸、丙酸、甲磺酸,其中較佳為磷酸。
作為較佳的亞硝鎓離子源之例,可舉出亞硝酸酯類、亞硝酸鹽類、亞硝基硫酸等。其中,更佳為亞硝酸鈉、亞硝酸鉀、亞硝酸異戊酯、亞硝基硫酸(例如ONHSO4 硫酸溶液),特別地藉由使用亞硝酸鈉,可安定且有效率地調製重氮鎓鹽。於此情況下,在反應介質中,亦可適當添加用於截留來自亞硝酸鈉的過剩量之物質(例如亞硝鎓離子)的截留劑(例如尿素),藉此可抑制起因於上述過剩量的物質所造成的雜質之生成。
相對於式(2)的雜環胺而言,溶劑的使用量較佳為0.5~50質量倍,更佳為1~20質量倍,特佳為3~15質量倍。
於本發明中,式(2)的雜環胺可為分散在溶劑中的狀態,也可為取決於重氮成分的種類而成為溶解液的狀態之任一者,較佳係成為溶解液的狀態。
亞硝鎓離子源的使用量相對於式(2)的雜環胺而言,較佳為0.95~5.0當量,更佳為1.00~3.00當量,特佳為1.00~1.50當量。
反應溫度較佳為-15℃~40℃,尤佳為-10℃~35℃,更佳為-5℃~30℃。若低於-15℃,則反應速度顯著變慢,合成所需要的時間顯著變長,故不經濟,而若在超過40℃的高溫進行合成時,由於副生成物的生成量增加而不宜。
反應時間較佳為30分鐘至300分鐘,尤佳為30分至200分鐘,更佳為30分鐘至150分鐘。
式(3)所示的化合物亦可由市售品取得,可依照特開2008-13472號公報記載的方法來製造。
[偶合反應步驟]
偶合反應步驟係可在酸性反應介質中~鹼性反應介質中實施,但本發明的偶氮顏料較佳為在酸性~中性反應介質中實施,可抑制重氮鎓鹽的分解而高效率地衍生成偶氮顏料。
作為反應介質(溶劑)的較佳例,可使用有機酸、無機酸、有機溶劑,特佳為有機溶劑,較佳為在反應時不發生液體分離現象、與溶劑呈現均勻溶液的溶劑。例如,可舉出甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、第三丁醇、戊醇等的醇性有機溶劑、丙酮、甲基乙基酮等的酮系有機溶劑、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇等的二醇系有機溶劑、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇二乙基醚等的醚系有機溶劑、四氫呋喃、二烷、乙腈等,此等溶劑亦可為2種類以上的混合液。
較佳係極性參數(ET)值為40以上的有機溶劑。其中,較佳為溶劑分子中具有2個以上羥基的二醇系溶劑、或碳原子數3個以下的醇系溶劑、總碳數5以下的酮系溶劑,較佳為碳原子數2以下的醇溶劑(例如甲醇、乙二醇)、總碳數4以下的酮系溶劑(例如丙酮、甲基乙基酮)。又,亦包含此等的混合溶劑。
又,作為反應介質的較佳例,亦可合適地舉出極性非質子性溶劑,作為極性非質子性溶劑之例,可舉出N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲亞碸、四甲基脲、丙酮、甲基乙基酮、乙腈及此等的混合溶劑等。於此等溶劑之中,特佳為丙酮、甲基乙基酮、N,N-二甲基乙醯胺、乙腈。使用此等溶劑時,上述式(3)的化合物可完全或不完全溶解在溶劑中。
於本發明中,式(3)所示的化合物可為分散在溶劑中的狀態,也可為溶解液的狀態,任一狀態皆可。
又,以上所例示的反應介質亦可含有為了將式(2)所示的雜環胺衍生成重氮鎓鹽而使用之含酸的反應介質。
溶劑的使用量較佳為上述式(3)所示的化合物之1~100質量倍,尤佳為1~50質量倍,更佳為2~30質量倍。
式(3)所示的化合物之使用量,相對於重氮鎓鹽而言,較佳為0.5~5當量,更佳為0.6~3當量,特佳為0.6~1.5當量。
反應溫度較佳為-30℃~30℃,尤佳為-20℃~20℃,更佳為-10℃~10℃。若低於-30℃,則反應速度顯著變慢,合成所需要的時間顯著變長,故不經濟,而若在超過30℃的高溫進行合成時,由於副生成物的生成量增加而不宜。
反應時間較佳為30分鐘至300分鐘,尤佳為30分鐘至250分鐘,更佳為30分鐘至200分鐘。
於本發明的偶氮顏料或其互變異構物之合成方法中,藉由此等反應所得之生成物(粗偶氮顏料)係在按照通常的有機合成反應之後處理方法進行處理後,可精製或不精製而供給。
即,例如可不將由反應系所游離者精製,或是可單獨或組合地進行藉由再結晶、造鹽等的精製操作,而供給。
又,於反應結束後,亦可餾去反應溶劑,或不餾去而倒入水或冰中,進行中和或不中和,將游離者或以有機溶劑/水溶液所萃取者,不精製或單獨或組合地進行藉由再結晶、晶析、造鹽等的精製操作後,而供給。
更詳細地說明本發明的偶氮顏料或其互變異構物之合成方法。
本發明的偶氮顏料或其互變異構物之製法,較佳為在上述式(2)所示的雜環胺經重氮鎓化的重氮鎓化合物、與上述式(3)所示的化合物之偶合反應中,使該式(3)所示的化合物溶解在有機溶劑後,進行偶合反應。
上述式(2)所示的雜環胺之重氮鎓化反應,例如可藉由在硫酸、磷酸、醋酸等的酸性溶劑中,使與亞硝酸鈉、亞硝基硫酸等的試藥在30℃以下的溫度反應10分鐘~6小時左右來進行。偶合反應較佳為藉由使上述方法所得的重氮鎓鹽與上述式(3)所示的化合物在40℃以下、較佳20℃以下反應10分鐘~12小時左右來進行。
作為製造偶氮顏料的方法,例如較佳為用在使上述式(3)所示的化合物一次溶解在有機溶劑後,進行偶合反應的本發明之方法。作為此時可使用的有機溶劑,例如可舉出醇溶劑、酮系溶劑、極性非質子性溶劑。作為醇溶劑之例,較佳為甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、二乙二醇等,其中特佳為甲醇。作為酮系溶劑之例,較佳為丙酮、甲基乙基酮、環己酮等,其中特佳為丙酮。作為極性非質子性溶劑之例,除了作為酮系溶劑所例示的丙酮及甲基乙基酮,較佳還有N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲亞碸、四甲基脲、乙腈等,其中特佳為N,N-二甲基乙醯胺。
於以上所說明的偶氮顏料或其互變異構物之製法中,特佳為作為式(2)所示的雜環胺,藉由使用該雜環胺溶解在磷酸中的溶液,調製由該雜環胺所衍生的重氮鎓鹽之溶液,接著藉由混合前述重氮鎓鹽之溶液、與前述式(3)所示的化合物溶解在N,N-二甲基乙醯胺中的溶液,進行前述偶氮偶合反應。
於上述較佳的形態中,偶合反應步驟的反應介質,除了N,N-二甲基乙醯胺,還可成為含有磷酸當作式(2)所示的雜環胺之重氮化所使用之含酸的反應介質之狀態。
再者,為了將式(2)所示的雜環胺衍生成重氮鎓鹽而使用的磷酸,在上述含酸的反應介質中,係具有酸和反應介質的機能。
由上述製法所得之化合物,按照用途而定,可供應給精製步驟。作為精製步驟,亦可添加鹼來調整pH。當調整pH時,pH較佳為4~10。其中,pH更佳為5~8,特佳為5.5~7.5。
pH若為10以下,則色相亦不會增加黃色調,從色相的觀點來看係較佳。pH為4以上時,例如在用作為噴墨記錄用印墨時,不易發生腐蝕噴嘴等問題而較宜。
於本發明的製造方法中,前述式(1)較佳為更供應給乾燥步驟及後處理步驟。藉此,可得到良好純度的偶氮顏料。
[後處理步驟]
本發明的式(1)所示之化合物較佳為進行溶劑加熱處理當作後處理步驟。藉此,可得到良好純度的α型結晶形態偶氮顏料。
於本發明中,後處理步驟較佳為包含用SP值為7.0至14.0的溶劑之溶劑加熱處理。藉由此溶劑加熱處可去除顏料內所倂入的雜質。
作為用於溶劑加熱處理的溶劑,較佳為使用SP值為7.0~14.0的溶劑,SP值尤佳為9.0至13.0,更佳為醋酸乙酯、苯二甲酸二丁酯、丙酮、異丙醇、乙腈、醋酸、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺,最佳為使用丙酮、乙腈、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺。
用於溶劑加熱處理的溶劑之量,雖然隨著溶劑種類而不同,但是較佳為式(1)所示的化合物之1~100重量倍,更佳為5~70重量倍,特佳為5~30重量倍。
於上述所舉出的溶劑中,更可添加無機或有機的酸或鹼。溶劑加熱處理的溫度係隨著所欲顏料的一次粒徑大小而不同,較佳為40~150℃,更佳為60~100℃。又,處理時間較佳為30分鐘~24小時。
上述互變異構性及結晶多晶形的控制係可藉由後處理時的製造條件來控制。作為此後處理,例如可舉出藉由溶劑鹽磨、鹽磨、乾磨、溶劑研磨、酸糊等的磨碎處理、溶劑加熱處理等的顏料粒子控制步驟,藉由樹脂、界面活性劑及分散劑等的表面處理步驟。
作為溶劑鹽磨,例如可舉出將粗偶氮顏料、無機鹽及不溶解其的有機溶劑投入混煉機中,在其中進行混煉磨碎。作為上述無機鹽,可合適地使用水溶性無機鹽,例如較佳為使用氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉等的無機鹽。又,更佳為使用平均粒徑0.5~50μm的無機鹽。該無機鹽的使用量,相對粗偶氮顏料而言較佳為3~20質量倍,更佳為5~15質量倍。作為有機溶劑,可合適地使用水溶性有機溶劑,由於混煉時的溫度上升而使溶劑成為容易蒸發的狀態,故從安全性之點來看,較佳為高沸點溶劑。作為如此的有機溶劑,例如可舉出二乙二醇、甘油、乙二醇、丙二醇、液體聚乙二醇、液體聚丙二醇、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(異戊氧基)乙醇、2-(己氧基)乙醇、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、三乙二醇、三乙二醇單甲基醚、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇或此等的混合物。該水溶性有機溶劑的使用量,相對於粗偶氮顏料而言較佳為0.1~5質量倍。混煉溫度較佳為20~130℃,特佳為40~110℃。作為混煉機,例如可舉出捏合機或混合研磨機等。
[乾燥步驟]
於本發明的製法中,前述式(1)視需要可供應給乾燥步驟。
式(1)所示的化合物,較佳為在偶氮偶合反應之後,於供應給溶劑加熱處理之前,將經由過濾等所得之粉末中和,更使乾燥而得之化合物。藉此,可以更良好的再現性、更高的效率來製造α型結晶形態偶氮顏料。再者,此化合物較佳為使用送風乾燥機,在1小時、50℃中,以重量變化為20%以下使充分乾燥。
較佳為使用送風乾燥機,在1小時、50℃中,經由乾燥所致的重量變化為10%以下,更佳為5%以下,特佳為1%以下。重量變化愈小,愈可減少加熱處理所使用的溶劑量。
[水共存下之後處理步驟]
於本發明的另一態樣中,前述式(1)較佳為在水共存下進行後處理步驟。藉此,可以更良好的再現性、更高的效率來製造β型結晶形態偶氮顏料。
作為後處理步驟,較佳為進行前述的溶劑加熱處理。
供應給溶劑加熱處理的式(1)所示之化合物,較佳為在偶氮偶合反應之後,將經由過濾等所得之粉末中和,已進行過濾步驟之水共存下之化合物。
水共存下的化合物之含水量,較佳為經由乾燥所致的重量變化係100%以上,更佳為200%以上,特佳為500%以上。
[顏料分散物]
本發明的顏料分散物係以含有α型結晶形態偶氮顏料或其互變異構物、或由本發明的製法所得之偶氮顏料或其互變異構物當作特徵。藉此,可成為色彩特性及分散安定性優異的顏料分散物。
又,本發明的另一態樣之顏料分散物係以含有β型結晶形態偶氮顏料或其互變異構物、或由本發明的製法所得之偶氮顏料或其互變異構物當作特徵。藉此,可成為耐久性及分散安定性優異的顏料分散物。
本發明的顏料分散物係可為水系或非水系,較佳為水系的顏料分散物。於本發明的水系顏料分散物中,分散顏料的水性液體係可使用以水當作主成分,按照所欲加有親水性有機溶劑的混合物。
作為前述親水性有機溶劑,例如可舉出甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、第二丁醇、第三丁醇、戊醇、己醇、環己醇、苯甲醇等的醇類、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、丙三醇、己三醇、硫二甘醇等的多元醇類、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚、三乙二醇單甲基醚、乙二醇二醋酸酯、乙二醇單甲基醚醋酸酯、三乙二醇單乙基醚、乙二醇單苯基醚等的二醇衍生物、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、嗎啉、N-乙基嗎啉、乙二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、聚乙烯亞胺、四甲基丙二胺等的胺、甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲亞碸、環丁碸、2-吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、2-唑啉酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、乙腈、丙酮等。
再者,於本發明的水系顏料分散物中亦可含有水性樹脂。作為水性樹脂,可舉出溶解在水中的水溶解性樹脂、分散在水中的水分散性樹脂、膠體分散樹脂或此等的混合物。作為水性樹脂,具體地可舉出丙烯酸系、苯乙烯-丙烯酸系、聚酯系、聚醯胺系、聚胺甲酸酯系、氟系等的樹脂。
當本發明的水系顏料分散物含有水性樹脂時,其含有率係沒有特別的限制。例如,相對於顏料而言,可為0~100質量%。
再者,為了提高顏料的分散及圖像的品質,亦可使用界面活性劑及分散劑。作為界面活性劑,可舉出陰離子性、非離子性、陽離子性,兩離子性的界面活性劑,可使用任一種界面活性劑,較佳為使用陰離子性或非離子性界面活性劑。
當本發明的水系顏料分散物含有界面活性劑時,其含有率係沒有特別的限制。例如,相對於顏料而言,可為0~100質量%。
作為陰離子性界面活性劑,例如可舉出脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基二芳基醚二磺酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚硫酸鹽、聚氧化乙烯烷基芳基醚硫酸鹽、萘磺酸福馬林縮合物、聚氧化乙烯烷基磷酸酯鹽、甘油硼酸酯脂肪酸酯、聚氧化乙烯甘油脂肪酸酯等。
作為非離子性界面活性劑,例如可舉出聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基芳基醚、聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段共聚物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基胺、氟系,矽系等。
本發明的非水系顏料分散物係將前述式(1)所示的顏料分散在非水系媒液中所成者。非水系媒液中所使用的樹脂,例如可為石油樹脂、酪蛋白、蟲膠、松香改性馬來酸樹脂、松香改性酚樹脂、硝基纖維素、乙酸丁酸纖維素、環化橡膠、氯化橡膠、氧化橡膠、鹽酸橡膠、酚樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、胺基樹脂、環氧樹脂、乙烯基樹脂、氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、矽樹脂、氟樹脂、乾性油、合成乾性油、苯乙烯/馬來酸樹脂、苯乙烯/丙烯酸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯并胍胺樹脂、蜜胺樹脂、尿素樹脂氯化聚丙烯、丁醛樹脂、偏二氯乙烯樹脂等。作為非水系媒液,亦可使用光硬化性樹脂。
又,作為非水系媒液所使用的溶劑,例如可舉出甲苯或二甲苯、甲氧基苯等的芳香族系溶劑、醋酸乙酯或醋酸丁酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯等的醋酸酯系溶劑、丙酸乙氧基乙酯等的丙酸酯系溶劑、甲醇、乙醇等的醇系溶劑、丁基溶纖劑、丙二醇單甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇二甲基醚等的醚系溶劑、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等的酮系溶劑、己烷等的脂肪族烴系溶劑、N,N-二甲基甲醯胺、γ-丁內醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、苯胺、吡啶等的氮化合物系溶劑、γ-丁內酯等的內酯系溶劑、胺基甲酸甲酯與胺基甲酸乙酯的48:52之混合物般的胺基甲酸酯等。
於本發明中,顏料粒子的體積平均粒徑較佳為10nm以上250nm以下。再者,顏料粒子之體積平均粒徑係指顏料本身的粒徑,或當分散劑等的添加物附著於顏料時,指附著有添加物的粒徑。於本發明中,顏料粒子之體積平均粒徑的測定裝置係可使用Nanotrac UPA粒度分析計(UPA-EX150:日機裝公司製)。其測定係將3ml的顏料分散體置入測定盒內,依照指定的測定方法來進行。再者,作為測定時的輸入參數,黏度係用印墨黏度,分散粒子的密度係用顏料的密度。
尤佳的體積平均粒徑為10nm以上250nm以下,更佳為20nm以上230nm以下。當顏料分散物中的粒子之數平均粒徑低於10nm時,有無法確保保存安定性的情況,另一方面,當超過250nm時,有光學濃度變低的情況。
本發明的顏料分散物中所含有的顏料之濃度較佳為1~35質量%的範圍,更佳為2~25質量%的範圍。濃度若不滿1質量%,則在單獨使用顏料分散物當作印墨時,會得不到充分的圖像濃度。濃度若超過35質量%,則分散安定性會降低。
本發明的顏料分散物係可藉由使用分散裝置將上述偶氮顏料及水系或非水系介質分散而得。作為分散裝置,可使用簡單的攪拌器或葉輪攪拌方式、線內攪拌方式、研磨方式(例如膠體磨機、球磨機、砂磨機、珠磨機、立式球磨機、輥磨機、噴射磨機、油漆攪拌機、攪拌研磨機等)、超音波方式、高壓乳化分散方式(高壓均化器;具體的市售裝置為Gaulin均化器、微流體化床、DeBEE2000等)。
作為本發明的偶氮顏料之用途,可舉出用於形成圖像,尤其彩色圖像的圖像記錄材料,具體地有以下詳述的噴墨方式記錄材料,以及感熱記錄材料、感壓記錄材料、用電子照相方式的記錄材料、轉印式鹵化銀感光材料、印刷印墨、記錄筆等,較佳為噴墨方式記錄材料、感熱記錄材料、用電子照相方式的記錄材料,更佳為噴墨方式記錄材料。
又,亦可適用於CCD等的固體攝像元件或LCD、PDP等的顯示器所用之為了記錄‧再現彩色圖像的彩色濾光片、為了各種纖維的染色之染色液。
本發明的偶氮顏料係可藉由取代基來調整適合於其用途的耐溶溶劑性、分散性、熱移動性等物性而使用。又,本發明的偶氮顏料,係按照所用的系統可為乳化分散狀態,而且即使為固體分散狀態也可使用。
[著色組成物]
本發明的著色組成物意味含有上述偶氮顏料或其互變異構物、或上述顏料分散物的著色組成物。本發明的著色組成物係可含有介質,但是於使用溶劑當作介質時,特別適合作為噴墨記錄用印墨。本發明的著色組成物係可藉由使用親油性介質或水性介質當作介質,使本發明的偶氮顏料分散在彼等之中來製作。較佳為使用水性介質的情況。於本發明的著色組成物中,亦包含去掉介質後的印墨用組成物。在不損害本發明的效果之範圍內,本發明的著色組成物可按照需要含有其它添加劑。作為其它添加劑,例如可舉出防乾燥劑(濕潤劑)、防褪色劑、乳化安定劑、滲透促進劑、紫外線吸收劑、防腐劑、防黴劑、pH調整劑、表面張力調整劑、消泡劑、黏度調整劑、分散劑、分散安定劑、防銹劑、螯合劑等眾所周知的添加劑(特開2003-306623號公報中記載)。於水溶性印墨的情況,此等各種添加劑係直接加到墨液中。於油溶性印墨的情況,一般係在偶氮顏料分散物的調製後加到分散物中,但是亦可在調製時加到油相或水相中。
[噴墨記錄用印墨]
接著,說明本發明的噴墨記錄用印墨。
本發明的噴墨記錄用印墨(以下亦稱為「印墨」)係使用上述說明的本發明之顏料分散物。較佳為混合水溶性溶劑、水等來調製。但是,沒有特別問題時,亦可照原樣地使用前述本發明的顏料分散物。
本發明的印墨中之顏料分散物的含有比例,若考慮記錄媒體上所形成的圖像之色相、色濃度、彩度、透明性等,則較佳為1~100質量%的範圍,特佳為3~20質量%的範圍,其中最佳為3~10質量%的範圍。
於本發明之100質量份的印墨中,較佳為含有0.1質量份以上20質量份以下的本發明之顏料,尤佳含有0.2質量份以上10質量份以下,更佳含有1~10質量份。又,於本發明的印墨中,連同本發明的顏料,亦可倂用其它顏料。於倂用2種類以上的顏料時,顏料的含量合計較佳為在前述範圍。
本發明的印墨不僅可使用於單色的圖像形成,也可使用於全彩的圖像形成。為了形成全彩圖像,可用品紅色調印墨、青色調印墨及黃色調印墨,而且為了調整色調,亦可更使用黑色調印墨。
再者,除了使用上述本發明的偶氮顏料,本發明的印墨亦可同時使用其它顏料。作為可適用的黃色顏料,例如可舉出C.I.P.Y.74、C.I.P.Y.128、C.I.P.Y155、C.I.P.Y.213,作為可適用的品紅顏料,可舉出C.I.P.V.19、C.I.P.R.122,作為可適用的青色顏料,可舉出C.I.P.B.15:3、C.I.P.B.15:4,此等可另外各自使用任意者。作為可適用的黑色材,可舉出雙偶氮、三偶氮、四偶氮顏料以及碳黑的分散體。
作為本發明的噴墨記錄用印墨中所用的水溶性溶劑,使用多元醇類、多元醇類衍生物、含氮溶劑、醇類、含硫溶劑等。作為具體例,在多元醇類可舉出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇等。
作為前述多元醇衍生物,可舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、丙二醇單丁基醚、二丙二醇單丁基醚、二甘油的環氧乙烷加成物等。
又,作為前述含氮溶劑,可舉出吡咯啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮、環己基吡咯啶酮、三乙醇胺等,作為醇類,可舉出乙醇、異丙醇、丁醇、苯甲醇等的醇類,作為含硫溶劑,可舉出硫二乙醇、硫二甘油、環丁碸、二甲亞碸等。此外,亦可使用碳酸伸丙酯、碳酸伸乙酯等。
本發明中所使用的水溶性溶劑係可單獨使用,也可混合2種類以上使用。水溶性溶劑的含量係以印墨全體的1質量%以上60質量%以下來使用,較佳以5質量%以上40質量%以下來使用。印墨中的水溶性溶劑量若比1質量%還少,則有得不到充分光學濃度的情況,相反地若比60質量%還多,則液體的黏度變大,有印墨液體的噴射特性變成不安定的情況。
本發明的噴墨記錄用印墨之較佳物性係如以下。印墨的表面張力較佳為20mN/m以上60mN/m以下,尤佳為20mN以上45mN/m以下,更佳為25mN/m以上35mN/m以下。表面張力若低於20mN/m,則在記錄頭的噴嘴面會溢出液體,有無法正常印字的情況。另一方面,若超過60mN/m,則印字後對記錄媒體的滲透性變慢,乾燥時間會變慢。
再者,上述表面張力係與前述同樣使用威廉密(Wilhelmy)型表面張力計,在23℃、55%RH的環境下測定。
印墨的黏度較佳為1.2mPa‧s以上8.0mPa‧s以下,尤佳為1.5mPa‧s以上且低於6.0mPa‧s,更佳為1.8mPa‧s以上且低於4.5mPa‧s。黏度大於8.0mPa‧s時,吐出性會降低。另一方面,小於1.2mPa‧s時,長期噴射性會變差。
再者,上述黏度(包含後述者)之測定係使用旋轉式黏度計Rheomat 115(Contraves公司製),以23℃的剪切速度為1400s-1 來進行。
於印墨中,除了前述各成分,亦添加水以使成為上述較佳表面張力及黏度之範圍。水的添加量係沒有特別的限制,相對於印墨全體而言,較佳為10質量%以上99質量%以下,更佳為30質量%以上80質量%以下。
再者按照需要,以吐出性改善等的特性控制為目的,可使用聚乙烯亞胺、聚胺類、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙二醇、乙基纖維素、羧甲基纖維素等的纖維素衍生物、多醣類及其衍生物、其它水溶性聚合物、丙烯酸系聚合物乳液、聚胺甲酸酯系乳液、親水性乳膠等的聚合物乳液、親水性聚合物凝膠、環糊精、大環狀胺類、樹枝狀高分子、冠醚類、尿素及其衍生物、乙醯胺、聚矽氧系界面活性劑、氟系界面活性劑等。
又,為了調整導電率、pH,可使用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰等的鹼金屬類化合物、氫氧化銨、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、2-胺基-2-甲基-1-丙醇等的含氮化合物、氫氧化鈣等的鹼土類金屬類化合物、硫酸、鹽酸、硝酸等的酸、硫酸銨等的強酸與弱鹼的鹽等。
另外按照需要,亦可添加pH緩衝劑、抗氧化劑、防黴劑、黏度調整劑、導電劑、紫外線吸收劑等。
[彩色濾光片用著色組成物]
本發明的彩色濾光片用著色組成物含有上述本發明的顏料組成物,較佳為更含有聚合性化合物及溶劑。
又,於製造本發明的彩色濾光片用著色組成物之際,如上述所得之偶氮顏料係可照原樣地配合,也可配合已分散在溶劑中的顏料分散物。較佳為使偶氮顏料成為顏料分散物,而變成色彩特性、耐久性及分散安定性、耐光性或耐候性優異者。
本發明的彩色濾光片用著色組成物中有機顏料的使用量,相對於1質量份的聚合性化合物而言,較佳為0.01~2質量份,特佳為0.1~1質量份。
[聚合性化合物]
聚合性化合物係可考慮彩色濾光片的製程來適宜選擇,作為聚合性化合物,可舉出感光性化合物及/或熱硬化性化合物等,特佳為感光性化合物。
作為感光性化合物,較佳為從光聚合性樹脂、光聚合性單體及光聚合性寡聚物的至少1種以上所選出的具有乙烯性不飽和鍵者。於彩色濾光片用著色組成物中,只要含有成為硬化狀態的樹脂即可,於未硬化的狀態中包含僅含有未樹脂化的成分之情況。
作為光聚合性化合物、光聚合性單體及光聚合性寡聚物,例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚A型環氧二(甲基)丙烯酸酯、雙酚F型環氧二(甲基)丙烯酸酯、雙酚茀型環氧二(甲基)丙烯酸酯等的(甲基)丙烯酸酯類等。又,亦可舉出丙烯酸(共)聚合物、(甲基)丙烯酸(共)聚合物、馬來酸(共)聚合物等的乙烯基樹脂、或聚環氧乙烷、聚乙烯吡咯啶酮、聚醯胺、聚胺甲酸酯、聚醚、聚酯等之在側鏈具有乙烯性雙鍵的樹脂類。此等係可單獨使用,也可倂用2種以上。聚合性化合物的配合量可為彩色濾光片用組成物中的全部固體成分中20~95質量%,較佳為40~80質量%的範圍。
聚合性化合物的配合率較佳為彩色濾光片用組成物中的全部固體成分中40~95質量%,更佳為50~90質量%。於組成物中,按照需要可配合其它樹脂類等,於此情況下,加上其它樹脂類的合計量宜在上述範圍內。再者,全部固體成分係指乾燥、硬化後當作固體成分而殘留的成分,不含溶劑,但含單體。
[光聚合引發劑]
使用感光性化合物當作聚合性化合物時,連同感光性化合物的單體及/或寡聚物,使用光聚合引發劑。作為光聚合引發劑,可舉出由二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、苯偶姻衍生物、苯偶姻醚衍生物、噻噸酮衍生物、蒽醌衍生物、萘醌衍生物及三衍生物等的化合物所選出的1種以上。與此光聚合引發劑一起,更可使用眾所周知的光增感劑。
作為熱硬化性樹脂,例如可舉出蜜胺樹脂、尿素樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、二環戊二烯樹脂等。
再者,於本說明書及申請專利範圍中,「感光性樹脂」及「熱硬化性樹脂」各自不僅為硬化後的樹脂,亦包含聚合性的單體及/或寡聚物。
連同上述感光性樹脂及/或熱硬化性樹脂,作為其它聚合性化合物,亦可使用具有酸性基的黏結劑樹脂、及丙烯酸樹脂、胺甲酸酯樹脂等一般印墨中所使用的樹脂。
[溶劑]
顏料分散物係可為水系或非水系,隨著其彩色濾光片的製法而不同,例如於微影法中,較佳為非水系,於噴墨法中,任一者皆可。
作為本發明的著色組成物中所用的溶劑,可舉出醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯等的脂肪酸酯類,丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、二丙酮醇等的酮類,苯、甲苯、二甲苯等的芳香族類,甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇等的醇類,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、三亞甲基二醇、己三醇等的二醇類,甘油,乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚等的烷二醇單烷基醚類,三乙二醇二甲基醚、三乙二醇二乙基醚、四乙二醇二甲基醚、四乙二醇二乙基醚等的烷二醇二烷基醚類,四氫呋喃、二烷、二乙二醇二乙基醚等的醚類,單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等的烷醇胺類,N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、2-吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等之含氮極性有機溶劑,水等。
此等溶劑中的水溶性者係可與水混合而當作水性介質使用。又,亦可混合由水以外的上述溶劑中所選出二種以上當作油性介質使用。
於本發明的彩色濾光片用著色組成物中,較佳為更含有由界面活性劑、聚矽氧系添加劑、矽烷系偶合劑及鈦系偶合劑中所選出的1種以上之分散劑。此等分散劑亦可組合2種以上來使用。
以下說明前述分散劑的具體例。
界面活性劑只要是具有界面活性作用,則沒有特別的限定,可舉出陽離子性、陰離子性、非離子性或兩性等的界面活性劑,作為其具體例,可舉出烷磺酸鹽、直鏈烷基苯磺酸鹽、支鏈烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物、烷基硫酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚磷酸鹽、及脂肪族單羧酸鹽等的陰離子性界面活性劑,烷基胺鹽及四級胺鹽等的陽離子性界面活性劑,甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、及聚氧化乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯等的非離子性界面活性劑,烷基甜菜鹼等的兩性界面活性劑,可為陽離子性、陰離子性、非離子性、兩性中的任一者之高分子系界面活性劑等。
作為聚矽氧系添加劑的具體例,可舉出聚烷基矽氧烷、聚烷基苯基矽氧烷、聚有機矽氧烷、聚二甲基矽氧烷、聚有機矽氧烷聚醚共聚物、聚氟矽氧烷、有機矽烷等。此等聚矽氧系添加劑亦可組合2種以上來使用。
作為矽烷系偶合劑之具體例,可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、羥丙基三甲氧基矽烷、正十六基三甲氧基矽烷及正十八基三甲氧基矽烷等。
作為鈦系偶合劑的具體例,可舉出異丙基三(N-胺乙基胺乙基)鈦酸酯、及二丁氧基雙三乙醇胺鈦酸酯等。
上述分散劑的使用量亦取決於所使用的分散劑的種類,相對於100質量份的有機顏料而言,較佳為使用0.1~100質量份,特佳為使用0.5~80質量份。
分散劑的使用方法係沒有特別的限制,可依照眾所周知的微影法用之著色組成物的調製方法。
本發明也提供使用上述彩色濾光片用著色組成物而得之彩色濾光片。該彩色濾光片顯示高對比及良好的透光性。具體地,在650nm的波長中,較佳顯示85%以上,更佳90%以上的透光性。
為了製造本發明的彩色濾光片,可使用眾所周知的任一方法,合適地可舉出微影法及噴墨法。以下詳細說明微影法及噴墨法。
(1)微影法
於藉由微影法來形成彩色濾光片時,作為本發明的彩色濾光片用著色組成物之聚合性化合物,使用感光性樹脂。感光性樹脂係與作為單體及/或寡聚物的光聚合引發劑一起摻混在著色組成物中,藉由光照射而硬化,在透明基板上形成被膜。
作為感光性樹脂,前述在分子中具有一個以上的乙烯性雙鍵之聚合性單體的聚合物或共聚物係適用。
作為此等感光性樹脂(聚合性單體),特佳為丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯,具體地可舉出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、雙酚A二丙烯酸酯、雙酚A二甲基丙烯酸酯等。
使用微影法時,於本發明的彩色濾光片用著色組成物中,除了前述感光性樹脂,亦使用具有酸性基的黏結劑樹脂。作為具有酸性基的黏結劑樹脂,可舉出具有羧基、羥基、磺酸基等的樹脂,較佳為具有羧基及/或羥基的黏結劑樹脂。
作為上述具有酸性基的黏結劑樹脂,較宜使用由丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、苯乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、N-乙烯基吡咯啶酮及丙烯醯胺等所選出之具有乙烯性雙鍵的單體、與由丙烯酸、甲基丙烯酸、對苯乙烯羧酸、對苯乙烯磺酸、對羥基苯乙烯及馬來酸酐等所選出之具有酸性基的具有乙烯性雙鍵的單體之共聚物。
具有酸性基的黏結劑樹脂,相對於1質量份的感光性樹脂(聚合性單體)而言,較佳使用0.5~4質量份,特佳使用1~3質量份。
作為微影法用的著色組成物中所用的溶劑,可舉出由脂肪酸酯類、酮類、芳香族類、醇類、二醇類、甘油、烷二醇單烷基醚類、烷二醇二烷基醚類、醚類及含氮極性有機溶劑所選出的1種以上之油性介質。
此等溶劑的使用量,相對於著色組成物中的溶劑以外成分之總質量而言,較佳為3~30倍質量,特佳為4~15倍質量。
又,於本發明的微影法用之著色組成物中,除了前述成分,按照需要還可舉出濕潤劑、防褪色劑、乳化安定劑、紫外線吸收劑、防腐劑、防黴劑、pH調整劑、表面張力調整劑、消泡劑、黏度調整劑、分散安定劑、防銹劑、螯合劑等眾所周知的添加劑(特開2003-306623號公報中記載)。此等各種添加劑可在調製時以油相或水相進行添加。
本發明的彩色濾光片用著色組成物係可藉由一種方法來調製,其包含例如使用珠磨機、球磨機、砂磨機、二輥磨機、三輥磨機、均化機、捏合機、振動式分散機等的機器,將上述本發明的顏料組成物、聚合性化合物、溶劑及其它各種添加劑均勻混合、使分散的步驟,及使用前述溶劑等來進行黏度調整的步驟。
使用本發明的彩色濾光片用著色組成物在顯示基板上形成彩色濾光片之方法,係可使用眾所周知的微影法。例如,可藉由一種方法來得到彩色濾光片,該方法包含藉由印刷法、噴霧法、桿塗法、輥塗法、旋塗法等眾所周知的方法將本發明的著色組成物均勻塗佈在顯示基板上之步驟,藉由加熱以去除印墨中的溶劑之步驟,使用高壓水銀燈等將顯示基板上的彩色濾光片圖案曝光之步驟,鹼顯像步驟,洗淨步驟,及烘烤步驟。
(2)噴墨法
使用噴墨法來形成彩色濾光片時,作為本發明的彩色濾光片用著色組成物之聚合性化合物,只要是噴墨方式用印墨中所習用者,則沒有特別的限定,可使用任一者。感光性樹脂及/或熱硬化性樹脂的單體係適用。
作為此等感光性樹脂,可舉出丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂及環氧樹脂等,較宜使用丙烯酸樹脂及甲基丙烯酸樹脂。丙烯酸樹脂及甲基丙烯酸樹脂,較佳為組合由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺甲酸酯丙烯酸酯、胺甲酸酯甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸胺基烷酯等所選出的光聚合性單體、與由二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、苯偶姻衍生物、苯偶姻醚衍生物、噻噸酮衍生物、蒽醌衍生物、萘醌衍生物及三衍生物等的化合物所選出的光聚合引發劑而使用。又,除了上述光聚合性單體,亦可添加丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、醋酸乙烯酯等之具有親水性基的光聚合性單體。
作為熱硬化性樹脂,例如可舉出蜜胺樹脂、尿素樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、酚樹脂及環戊二烯樹脂等。
使用噴墨法時,著色組成物中所用的溶劑係可為油性介質或水性介質,水性介質係更適用。水性介質係使用水、或水及水溶性有機溶劑的混合溶劑,較佳為水及水溶性有機溶劑的混合溶劑。又,宜使用經脫離子處理者。
上述著色組成物中所使用的油性介質係沒有特別的限定,例如可使用以作為微影法所用的著色組成物用之溶劑所舉出者等。
作為水性介質中所使用的溶劑,可舉出由醇類、酮類、醚類、二醇類、甘油、烷二醇單烷基醚類、烷二醇二烷基醚類、烷醇胺類及含氮極性有機溶劑等所選出的具有水溶性者。此等水溶性有機溶劑可單獨使用,也可使用二種以上。
此等溶劑的使用量係沒有特別的限定,以著色組成物的黏度在室溫成為20mPa‧s以下、較佳成為10mPa‧s以下的方式,可適宜調節使用量。
本發明的著色組成物係與微影法用的著色組成物同樣地,可藉由含有將成分分散、混合的步驟之方法來調製。分散時按照需要亦可與微影法時同樣地摻混分散劑。
又,於本發明的著色組成物中,除了前述成分,按照需要亦可含有濕潤劑、防褪色劑、乳化安定劑、紫外線吸收劑、防腐劑、防黴劑、pH調整劑、表面張力調整劑、消泡劑、黏度調整劑、分散安定劑等眾所周知的各種添加劑。
用如上述所得之著色組成物的彩色濾光片之形成方法,只要是藉由眾所知的噴墨方式來形成彩色濾光片的方法,則沒有特別的限定。例如,可藉由一種方法來形成彩色濾光片,該方法包括在顯示基板上以液滴狀形成指定的彩色濾光片圖案之步驟,使其乾燥之步驟,及進行熱處理或光照射或此等兩者而使基板上的彩色濾光片圖案硬化、皮膜化之步驟。
以上說明微影法與噴墨法,惟本發明的彩色濾光片亦可藉由其它方法來獲得。
於使用上述以外的彩色濾光片形成方法(例如平版印刷法等的各種印刷法)時,若著色組成物含有前述聚合性化合物及溶劑,使用式(1)所示的偶氮化合物於著色劑,則彩色濾光片用著色組成物、所得之彩色濾光片亦皆包含在本發明的範圍中。
例如,關於聚合性化合物、溶劑、添加劑等成分以及彩色濾光片形成時的處方,可依照慣用例來選擇,不限於上述微影法及噴墨法的說明中所舉例者。
如以上所得之本發明的彩色濾光片,係可藉由眾所周知的方法來形成G(綠)、B(藍)的彩色濾光片圖案以及畫素。該濾光片係可給予透明性非常高、分光特性優異、消偏光作用小、能顯示鮮明圖像的液晶顯示器。
作為彩色濾光片的形成方法,有首先藉由光阻來形成圖案,接著進行染色的方法,或如特開平4-163552號、特開平4-128703號、特開平4-175753號公報揭示地,藉由加有色素的光阻來形成圖案的方法。作為將本發明的色素導入彩色濾光片時所用的方法,可使用此等任一方法,作為較佳的方法,可舉出特開平4-175753號或特開平6-35182號中記載之含有熱硬化性樹脂、醌二疊氮化合物、交聯劑、色素及溶劑所成的正型光阻組成物,以及將其塗佈在基體上後,通過光罩進行曝光,將該曝光部顯像而形成正型光阻圖案,對上述正型光阻圖案進行全面曝光,接著使曝光後的正型光阻圖案硬化而構成彩色濾光片之形成方法。又,依照常用方法形成黑色矩陣,可得到RGB原色系或Y、M、C互補色系彩色濾光片。於彩色濾光片的情況,本發明的顏料組成物中有機顏料的使用量亦沒有限制,較佳為0.1~50質量%。
關於此時所使用的熱硬化性樹脂、醌二疊氮化合物、交聯劑及溶劑與彼等的使用量,較佳可使用前述專利文獻中記載者。
實施例
以下,以實施例為基礎來具體說明本發明,惟本發明不受此等實施例所限定。以下,份係意味質量份。
結晶形態偶氮顏料之X射線繞射測定係依照日本工業規格JIS K 0131(X射線繞射分析通則),藉由粉末X射線繞射測定裝置RINT2500(Rigaku股份有限公司製),使用CuKα線,在以下的條件下進行。
所用測定器:Rigaku公司製自動X射線繞射裝置RINT2500
X射線管球:Cu
管電壓:55KV
管電流:280mA
掃描方法:2θ/θ掃描
掃描速度:6deg./min
取樣間隔:0.100deg.
開始角度(2θ):5deg.
停止角度(2θ):55deg.
發散縫:2deg.
散射縫:2deg.
接收縫:0.6mm
使用縱型測角器
α型偶氮顏料(D-1)及β型偶氮顏料(D-2)係藉由以下路徑來合成。
[合成例1] α型偶氮顏料(D-1)的合成
將20克式(2)所示的化合物加到200ml的磷酸中,於室溫下使完全溶解,將此溶液冰冷,保持在-5℃,添加8.0克亞硝酸鈉,攪拌40分鐘,然後追加3.3克亞硝酸鈉,更攪拌20分鐘。於此反應液中添加1.5克尿素,而得到重氮鎓鹽溶液。於N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)(400ml)中溶解有21克式(3)所示的化合物之溶液中,邊將該重氮鎓鹽溶液保持在5~10℃邊費80分鐘滴下。將所得之溶液保持在5~10℃邊攪拌2小時,然後追加240ml的甲醇,更攪拌10分鐘。過濾分離所析出的結晶,以300ml的甲醇進行澆洗。不將結晶乾燥而添加500ml的水、50ml的飽和碳酸氫鈉來中和。使用送風乾燥機,在50℃乾燥24小時。使所得之結晶懸浮在400mL的DMAc中後,在80℃中攪拌30分鐘後,追加300ml的純水,在80℃中攪拌30分鐘。然後,費二小時冷卻到室溫,過濾分離所得之結晶,於室溫下24小時,在50℃的減壓乾燥器中使乾燥10小時,而得到25.6克α型結晶形態偶氮顏料(D-1)。收率73%。
於上述條件下進行所得之α型結晶形態偶氮顏料的X射線繞射測定,結果在布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°顯示特徵的X射線繞射峰。第1圖中顯示CuKα特性X射線繞射圖。
[合成例2] β型偶氮顏料(D-2)的合成
將20克式(2)所示的化合物加到200ml的磷酸中,於室溫下使完全溶解,將此溶液冰冷,保持在-5℃,添加8.0克亞硝酸鈉,攪拌40分鐘,然後追加3.3克亞硝酸鈉,更攪拌20分鐘。於此反應液中添加1.5克尿素,而得到重氮鎓鹽溶液。於N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)(400ml)中溶解有21克式(3)所示的化合物之溶液中,邊將該重氮鎓鹽溶液保持在5~10℃邊費80分鐘滴下。將所得之溶液保持在5~10℃邊攪拌2小時,然後追加240ml的甲醇,更攪拌10分鐘。過濾分離所析出的結晶,以300ml的甲醇進行澆洗。不將結晶乾燥而添加500ml的水、50ml的飽和碳酸氫鈉來中和。使所得之結晶懸浮在400mL的DMAc中後,在80℃中攪拌30分鐘後,追加300ml的純水,在80℃中攪拌30分鐘。然後,費二小時冷卻到室溫,過濾分離所得之結晶,於室溫下24小時,在50℃的減壓乾燥器中使乾燥10小時,而得到26.0克β型結晶形態偶氮顏料(D-2)。收率74%。
於上述條件下進行所得之β型結晶形態偶氮顏料的X射線繞射測定,結果在布拉格角(2θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°顯示特徵的X射線繞射峰。第2圖中顯示CuKα特性X射線繞射圖。
[實施例1]顏料分散物1的製作
混合2.5份的合成例1所合成之α型結晶形態偶氮顏料、0.5份的油酸鈉、5份的甘油、42份的水,使用行星型球磨機連同100份直徑0.1mm的氧化鋯珠,以每分鐘300回轉進行6小時分散。分散結束後,分離氧化鋯珠,而得到紅色顏料分散物1(體積平均粒徑;Mv≒82nm:用日機裝(股)製Nanotrac 150(UPA-EX150)測定)。
[實施例2]顏料分散物2的製作
混合2.5份的合成例2所合成之β型結晶形態偶氮顏料、0.5份的油酸鈉、5份的甘油、42份的水,使用行星型球磨機連同100份直徑0.1mm的氧化鋯珠,以每分鐘300回轉進行6小時分散。分散結束後,分離氧化鋯珠,而得到紅色顏料分散物2(體積平均粒徑;Mv≒82nm:用日機裝(股)製Nanotrac 150(UPA-EX150)測定)。
[比較例1]比較顏料分散物1的製作
除了代替實施例1所用的α型結晶形態偶氮顏料,使用C.I.顏料紅254(汽巴特殊公司製B-CF)以外,與實施例1同樣地得到紅色比較顏料分散物1。
(評價) <著色力評價>
使用No.3的桿塗機,將上述所得之各顏料分散物塗佈在精工愛普生(股)製Photomat<顏料專用>紙上。用反射濃度計(X-Rite公司製X-Rite 938)測定所得塗佈物之圖像濃度,藉由以下基準來評價「著色力(OD:光學密度)」。表1中顯示結果。
◎;OD值為1.6以上
○:OD值為1.4以上且低於1.6
△:OD值為1.2以上且低於1.4
×:OD值低於1.2
<耐溶劑性評價>
就耐溶劑性而言,關於顏料分散物1(實地例1)所用的式(1)所示的α型結晶形態偶氮顏料、及比較顏料分散物1(比載例1)所用之C.I顏料紅254的各自,使10mg顏料懸浮在50mL的N-甲基吡咯啶酮中,於內溫60℃加熱10分鐘之際,將完全溶解者評價為×,將未完全溶解者評價為○。
<色相評價>
藉由上述著色力評價所用的方法,於OD值為1.0的塗佈物之反射光譜中,經以下的目視之3個基準來判斷。
判斷
(1)沒有帶黃色調
(2)沒有帶藍色調
(3)鮮明。
◎:皆滿足的情況
○:滿足2個的情況
△:滿足1個的情況
×:皆不滿足的情況
<耐光性評價>
製作著色力評價所用的圖像濃度1.0之塗佈物,使用褪色計,照射14日的氙光(170000lux;325nm以下截止濾光片存在下),使用反射濃度計來測定氙照射前後的圖像濃度,當作色素殘存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]來評價。表1中顯示結果。
如由表1的結果可明知,本發明的α體結晶形態顏料係顯示高的耐溶劑性,同時在作為顏料分散物時,著色力及色相特別優異。另一方面,本發明的β體結晶形態顏料係顯示特別高的耐溶劑性,同時在作為顏料分散物時,著色力及耐溶劑性優異。
因此,用本發明的顏料之顏料分散物,例如可適用於噴墨等的印刷用印墨等。
[實施例3]
以氫氧化鉀水溶液來中和國際公開號碼WO06/064193號手冊的第22頁中記載的Dispersant 10所示的高分子分散劑。於75質量份的所得之分散劑水溶液(固體成分濃度20%)中,添加30質量份的前述合成之偶氮顏料(D-1)及95質量份的離子交換水,藉由分散攪拌翼來進行混合、粗分散。於經混合‧粗分散的液中,置入600質量份的氧化鋯珠,將此以分級機(砂磨機)分散4小時後,分離珠與分散液。邊攪拌所得之混合物,邊在25℃徐徐添加2質量份的聚乙二醇二縮水甘油醚,在50℃攪拌6小時。再者,使用分劃分子數300K的超濾膜來去除雜質,以安裝有孔大小5μm的過濾器(乙醯纖維素膜,外徑:25mm,富士軟片(股)公司製)的容量20ml之針筒來過濾此,去除粗大粒子而得到固體成分濃度10%的顏料分散物3(粒徑80nm:用日機裝(股)公司製Nanotrac 150(UPA-EX150)測定)。
[比較例2]
除了代替實施例3中所用的化合物D-1,使用比較化合物1以外,與實施例3同樣地得到比較顏料分散物2。
[實施例4]
以成為5質量%以固體成分計的實施例3所得之顏料分散物3、10質量%的甘油、5質量%的2-吡咯啶酮、2質量%的1,2-己二醇、2質量%的三乙二醇單丁基醚、0.5質量%的丙二醇、75.5質量%的離子交換水的方式,添加各成分,以安裝有孔大小1μm的過濾器(乙醯纖維素膜,外徑:25mm,富士軟片(股)公司製)的容量20ml之針筒來過濾所得之混合液,去除粗大粒子而得到本發明的顏料印墨液3。
[比較例3]
除了代替實施例3所得之顏料分散物3,使用比較例2所得之比較顏料分散物2以外,與實施例4同樣地得到比較顏料印墨液4。
再者,於表2中,「吐出安定性」、「光堅牢性」、「熱堅牢性」、「臭氧堅牢性」、「金屬光澤」、「印墨液安定性」,係將各印墨裝填在精工愛普生(股)公司製噴墨印表機PX-V630的黃色印液墨匣內,其它色的印墨係使用PX-V630的顏料印墨液,受像片係精工愛普生(股)公司製照片用紙<光澤>及精工愛普生(股)公司製照片用紙Crispia<高光澤>,在其上印畫所推薦漂亮的階梯狀濃度變化之單色圖像圖案以及綠色、紅色、灰色的圖像圖案,進行圖像品質及印墨吐出性和圖像堅牢性的評價。金屬光澤以外的評價係以單色進行。
對於上述實施例4(顏料印墨液4)及比較例3(比較顏料印墨液3)的噴墨用印墨,進行下述評價。表2中顯示其結果。
(評價實驗)
(1)關於吐出安定性,將墨匣固定在印表機上,確認印墨由全部噴嘴吐出後,輸出20張A4,藉由以下基準來評價。
A:從印刷開始到結束為止沒有印字的錯亂
B:發生有印字錯亂的輸出
C:從印刷開始到結束為止有印字的錯亂
(2)關於圖像保存性,係使用印畫樣品,進行以下的評價。
[1]光堅牢性係使用X-Rite公司製照相密度計310(X-rite 310)來測定印畫後立即的圖像濃度Ci後,使用ATLUS公司製氣候計對圖像照射氙光(10萬lux)14日後,再測定圖像濃度Cf,求得圖像殘存率Cf/Ci×100而進行評價。
與圖像殘像率有關的反射濃度係以1、1.5、2的三點來評價,將在任何的濃度皆圖像殘存率為80%以上的情況當作A,將1或2點未達80%的情況當作B,將全部的濃度未達80%的情況當作C。
[2]關於熱堅牢性,係對在80℃ 60%RH的條件下將印字樣品保存7日的前後之濃度,以反射濃度計X-rite 310來測定,求得圖像殘存率而進行評價。關於圖像殘像率的反射濃度係以1、1.5及2的三點來評價,將在任何的濃度皆圖像殘存率為95%以上的情況當作A,將1或2點未達95%的情況當作B,將全部的濃度未達95%的情況當作C。
[3]關於耐臭氧性(臭氧堅牢性),係於臭氧氣體濃度經設定在5ppm(25℃,50%)的箱內放置14日,使用反射濃度計X-Rlte 310來測定臭氧氣體下放置前後的圖像濃度,當作圖像殘存率來評價。再者,前述反射濃度係以1、1.5及2的三點來測定。箱內的臭氧氣體濃度係使用APPLICS製臭氧氣體監視器(模型:OZG-EM-01)來設定。將在任何的濃度皆圖像殘存率為80%以上的情況當作A,將1或2點未達80%的情況當作B,將全部的濃度未達70%的情況當作C,以三等級來評價。
(3)有無金屬光澤的發生:藉由反射光來目視觀察黃色及綠色、紅色的全面印畫部。
將沒有看到金屬光澤者評價為「○」,將能看到金屬光澤者評價為「×」。
(4)印墨液安定性:使實施例及比較例的顏料印墨液在60℃經過10日後,將顏料印墨液中的粒徑沒有變化者評價為「○」,將有粒徑變化者評價為「×」。顯示於下述表2中。
表2的結果可知,使用本發明的顏料之顏料印墨液係吐出性、堅牢性優異,抑制金屬光澤的發生,顏料印墨液安定性優異。
由表2的結果可明知,於使用本發明的印墨液之系統中,皆性能優異。特別地相對於比較例而言,光堅牢性、臭氧堅牢性及印墨液安定性優異。
[實施例5]
用實施例4所製作的顏料印墨液,藉由愛普生(股)公司製的PX-V630,將圖像印刷在富士軟片(股)公司製噴墨紙照相光澤紙「畫彩」上,進行與實施例7同樣的評價,得到同樣的結果。
如由表1、表2的結果可明知,用本發明的顏料之顏料分散物1~3及顏料印墨液4係色調優異,顯示高的著色力及耐光性。
因此,用本發明的顏料之顏料分散物,例如可適用於噴墨等的印刷用印墨等。
[實施例201] [以微影法來製作彩色濾光片]
使用合成例1所合成的α型結晶形態偶氮顏料(D-1)。在70ml的美乃滋瓶中,投入下述所示的材料,以振動式分散機(LAU公司製DAS200)將此振盪6小時,而得到顏料分散物201。
[實施例202]
除了代替實施例201所用的α型結晶形態偶氮顏料(D-1),使用β型結晶形態偶氮顏料(D-2)以外,與實施例201同樣地,得到顏料分散物202。
[顏料分散物經時安定性的評價]
將實施例201、202、比較例201、202所作成的顏料分散物201~202、比較顏料分散物201、202在暗處室溫保存2星期後,藉由目視異物的析出程度,依照下述判定基準來評價。
<判定基準>
○:沒有看到析出。
△:稍微看到析出。
×:看到析出。
含有式(1)所示的偶氮化合物當作著色劑之本發明的顏料分散物201及202,與使用比較例201及202的顏料者相比較下,係看到經時所致的異物,而分散物經時安定性優異。
[實施例203]
於顏料分散物201中添加下述所示的材料,藉由上述振動式分散機更振盪30分鐘,而調製微影法用的彩色濾光片用著色組成物201。
[實施例204]
除了代替實施例203所用的α型結晶形態偶氮顏料(D-1),使用β型結晶形態偶氮顏料(D-2)以外,與實施例203同樣地,得到彩色濾光片用著色組成物202。
[實施例205、206]
使用桿塗機Rod No.10,將上述實施例203及實施例204所得之彩色濾光片用著色組成物201及202塗佈在載玻璃上後,在80℃的烘箱中乾燥5分鐘而得到印墨塗膜。
適當地遮蔽塗膜的一部分後,使用高壓水銀燈,在200mJ/cm2 的條件下照射以使上述塗膜曝光。然後,使用0.5%碳酸鈉水溶液,在25℃進行顯像,更在220℃的烘箱中進行20分鐘乾燥,以製作彩色濾光片205及206。使用分光光度計(日立製作所(股)製,U-3310)來測定此彩色濾光片的透光率。又,在波長540~610nm之間,求出所得之彩色濾光片的透過率顯示5%的波長。表5中顯示結果。
[實施例207]
於實施例201中,對於0.6克的α型結晶形態偶氮顏料(D-1)而言,更添加0.5克當作分散劑的界面活性劑(BYK(股)公司製顏料濕潤分散劑BYK-161),進行分散,結果在分散時間6小時得到具有與實施例201同等性能的彩色濾光片207。
[比較例201及202]
除了代替實施例201中所使用的α型結晶形態偶氮顏料(D-1),各自使用C.I.顏料紅254(IRGAPHORE DPP RED,汽巴特殊化學品公司製)及下述式[I]所示的顏料以外,與實施例201完全同樣地調製彩色濾光片。進行所得之彩色濾光片的透光率測定,求得透光率最低的波長與650nm的透光率、540nnn的透光率。表6中顯示結果。
使用含有當作著色劑的α型結晶形態偶氮顏料(D-1)及β型結晶形態偶氮顏料(D-2)之本發明的彩色濾光片用著色組成物所作成的彩色濾光片205及206,係透過率曲線尖銳地站立著,而且在650~750nm的範圍中,透過率高,顯示優異的透過率曲線。再者,比較例201的彩色濾光片係在540nm有透過率高的部分。
又,使用本發明的彩色濾光片用著色組成物所作成的彩色濾光片,與比較例201及比較例202中所得之彩色濾光片相比較下,350~400nm的藍色光之透過率係非常低,可顯示色純度高的紅色。
即,本發明的彩色濾光片用著色組成物,係藉由選擇式(1)所示的偶氮化合物之構造,而可在約540nm至約610nm之間適宜調節透過率急劇變化的波長,在對應於顯示器的背光之光源波長可得到最合適色相的紅色之點係有用者。
[耐熱性評價]
使用實施例205、實施例206、比較例201及202所得之彩色濾光片,進行耐熱性試驗。
<耐熱性試驗方法>
將彩色濾光片暴露在250℃中90分鐘,用分光光度計(SAKATA INX公司製Macbeth Coloreye-3000)測定其前後的色差(△E*ab )。依照下述判定基準來評價,表7中顯示此等的結果。
<判定基準>
○:△E*ab <1.0
△:1.0≦△E*ab <1.1
×:1.1≦△E*ab
使用含有當作著色劑的α型結晶形態偶氮顏料(D-1)及β型結晶形態偶氮顏料(D-2)之本發明的彩色濾光片用著色組成物所作成的彩色濾光片205及206,與使用比較例201、比較例202的顏料者相比,係顯示同等以上的耐熱性。
[耐光性評價]
對所作成的彩色濾光片,使用褪色計,照射20日的氙光(170000lux;325nm以下截止濾光片存在下,Suga試驗機),用分光光度計(SAKATA INX公司製Macbeth Coloreye-8000)測定其前後的色差(△E*ab )。依照下述判定基準來評價,表8中顯示此等的結果。
<判定基準>
◎:△E*ab ≦2.0
○:2.0<△E*ab ≦3.0
△:3.0<△E*ab ≦6.0
×:6.0<△E*ab
使用含有當作著色劑的式(1)所示之偶氮化合物的本發明之彩色濾光片用著色組成物所作成的實施例205及206之彩色濾光片,與使用比較例201、202的顏料者相比,係顯示同等以上的耐光性。
<對比評價>
使用壷坂電機股份有限公司製的對比試驗計CT-1來測定彩色濾光片205及206的對比。評價係對比≧23000為○,23000>對比≧18000為△,18000>對比為×,表9中顯示結果。
使用含有當作著色劑的α型結晶形態偶氮顏料(D-1)及β型結晶形態偶氮顏料(D-2)之本發明的彩色濾光片用著色組成物所作成的實施例205、206之彩色濾光片205及206,與使用比較例202的顏料者相比,係顯示優異的對比。
(實施例219) <綠顏料分散液的調製> -綠顏料分散液P1的調製-
藉由珠磨機來混合‧分散由12.6份當作顏料的C.I.顏料綠36與C.I.顏料黃139之100/55(質量比)混合物、5.2份當作分散劑的BYK2001(Disperbyk:必克化學(BYK)公司製,固體成分濃度45.1質量%)、2.7份當作分散樹脂的甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價134mgKOH/g,Mw=30,000)、78.3份當作溶劑的丙二醇單甲基醚醋酸酯所成的混合液15小時,以調製綠顏料分散液P1。
<紅顏料分散液的調製> -紅顏料分散液P2的調製-
藉由珠磨機來混合‧分散由12.1份當作顏料的D-1與C.I.顏料黃139之100/45(質量比)混合物、10.4份當作分散劑的BYK2001(Disperbyk:必克化學(BYK)公司製,固體成分濃度45.1質量%)、3.8份當作分散樹脂的甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價134mgKOH/g,Mw=30,000)、73.7份當作溶劑的丙二醇單甲基醚醋酸酯所成的混合液15小時,以調製紅顏料分散液P2。
<藍顏料分散液的調製> -藍顏料分散液P3的調製-
藉由珠磨機來混合‧分散由14份當作顏料的C.I.顏料藍15:6與C.I.顏料紫23之100/25(質量比)混合物、4.7份當作分散劑的BYK2001(Disperbyk:必克化學(BYK)公司製,固體成分濃度45.1質量%)、3.5份當作分散樹脂的甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(酸價134mgKOH/g,Mw=30,000)、77.8份當作溶劑的丙二醇單甲基醚醋酸酯所成的混合液15小時,以調製藍顏料分散液P3。
<綠著色感光性組成物(塗佈液)A-1的調製>
使用上述綠顏料分散液P1,以成為下述組成的方式進行混合、攪拌,而調製著色感光性組成物A-1。
<紅著色感光性組成物(塗佈液)B-1的調製>
使用上述紅顏料分散液P2,以成為下述組成的方式進行混合、攪拌,而調製著色感光性組成物B-1。
<藍著色感光性組成物(塗佈液)C-1的調製>
使用上述藍顏料分散液P3,以成為下述組成的方式進行混合、攪拌,而調製著色感光性組成物C-1。
將前述中所調製的綠著色感光性組成物A-1,塗佈在預先噴霧有六甲基二矽氮烷的8吋之裝置形成完之矽晶圓上,以形成光硬化性的塗佈膜。然後,以此塗佈膜的乾燥膜厚成為1.0μm的方式,使用100℃的加熱板進行180秒的加熱處理(預烘烤)。接著,使用i線步進曝光裝置FPA-3000i5+(Canon(股)製),在365nm的波長通過1.0μm四方的拜耳圖案光罩,以50~1000mJ/cm2 照射(每50mJ/cm2 變化曝光量)。然後,將形成有經照射的塗佈膜之矽晶圓載置在旋轉‧噴淋顯像機(DW-30型:(股)CHEMITRONICS製)的水平回轉台上,使用CD-2000(富士軟片電子材料(股)製)的40%稀釋液,在23℃進行180秒的淺坑(puddle)顯像,而在矽晶圓上形成著色圖案。
以真空夾持方式將形成有著色圖案的矽晶圓固定在前述水平回轉台上,藉由回轉裝置,邊以50rpm的回轉數來旋轉該矽晶圓,邊由其回轉中心的上方從噴嘴噴出純水,以噴淋狀供給,而進行沖洗處理,然後進行噴霧乾燥。
接著,在200℃的加熱板上加熱5分鐘,而得到形成有圖案的彩色濾光片。
再者,除了使用上述紅著色感光性組成物B-1、藍感光性組成物C-1,使曝光圖案通過1.0μm四方的島圖案光罩進行曝光以外,藉由重複與綠同樣的步驟,而形成以RGB的圖案所形成的彩色濾光片。
若使用形成有此彩色濾光片的裝置來製造照相機模組,則可確認具有良好的分光特性。
酸價54mgKOH/g
Mw:15,000
產業上的利用可能性
本發明的偶氮顏料或其互變異構物係著色力、色相等的色彩特性優異,而且堅牢性(尤其耐溶劑性)亦優異。
又,本發明的顏料分散物、著色組成物及噴墨記錄用印墨,係可使本發明的偶氮顏料分散在各種介質中而成,色彩特性、耐久性及分散安定性優異。
已詳細地且參照特定的實施態樣來說明本發明,惟在不脫離本發明的精神與範圍內,可加以各式各樣的變更或修正,此為本業者所可明知。
本申請案係以2008年12月12日申請的日本發明專利申請案(特願2008-317629)、2009年12月9日申請的日本發明專利申請案(特願2009-279405)為基礎,其內容在此當作參照而納入。
第1圖係依照合成例1所合成的式(1)所示之α型結晶形態偶氮顏料的CuKα特性X射線繞射圖。
第2圖係依照合成例2所合成的式(1)所示之β型結晶形態偶氮顏料的CuKα特性X射線繞射圖。

Claims (24)

  1. 一種下述式(1)所示的偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物,其係在CuK α特性X射線繞射的布拉格角(2 θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰,
  2. 一種下述式(1)所示的偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物,其係在CuK α特性X射線繞射的布拉格角(2 θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰,
  3. 一種下述式(1)所示的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其包含使由下述式(2)所示的雜環胺所衍生的重氮鎓鹽與下述式(3)所示的化合物進行偶氮偶合反應之步驟,
  4. 如申請專利範圍第3項的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其包含將該式(1)進一步供應給乾燥步驟及後處理步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中該後處理步驟包含用醋酸乙酯、苯二甲酸二丁酯、丙酮、異丙醇、乙腈、醋酸、N,N-二甲基乙醯胺、或N,N-二甲基甲醯胺之溶劑加熱處理。
  6. 如申請專利範圍第3至5項中任一項的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中該式(1)所示的偶氮顏料係在CuK α特性X射線繞射的布拉格角(2 θ±0.5°)為7.1°、25.3°、26.0°及27.2°具有特徵的X射線繞射峰。
  7. 如申請專利範圍第3項的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其包含進一步在水共存下,對該式(1)進行後處理步驟。
  8. 如申請專利範圍第7項的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中該後處理步驟包含用醋酸乙酯、苯二甲酸二丁酯、丙酮、異丙醇、乙腈、醋酸、N,N-二甲基乙醯胺、或N,N-二甲基甲醯胺之溶劑加熱處理。
  9. 如申請專利範圍第3、7、8項中任一項的偶氮顏料或其互變異構物之製法,其中該式(1)所示的偶氮顏料係在 CuK α特性X射線繞射的布拉格角(2 θ±0.5°)為7.1°、11.7°、20.0°及27.1°具有特徵的X射線繞射峰。
  10. 一種顏料分散物,其特徵為含有申請專利範圍第1或2項的偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物。
  11. 一種著色組成物,其特徵為含有申請專利範圍第10項的顏料分散物。
  12. 一種噴墨記錄用印墨,其特徵為含有申請專利範圍第11項的著色組成物。
  13. 一種彩色濾光片用著色組成物,其特徵為含有申請專利範圍第11項的著色組成物。
  14. 一種彩色濾光片,其特徵為使用申請專利範圍第13項的彩色濾光片用著色組成物來製造。
  15. 一種顏料分散物,其特徵為含有申請專利範圍第6項的偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物。
  16. 一種著色組成物,其特徵為含有申請專利範圍第15項的顏料分散物。
  17. 一種噴墨記錄用印墨,其特徵為含有申請專利範圍第16項的著色組成物。
  18. 一種彩色濾光片用著色組成物,其特徵為含有申請專利範圍第16項的著色組成物。
  19. 一種彩色濾光片,其特徵為使用申請專利範圍第18項的彩色濾光片用著色組成物來製造。
  20. 一種顏料分散物,其特徵為含有申請專利範圍第9項的 偶氮顏料、其互變異構物、鹽、水合物或溶劑化物。
  21. 一種著色組成物,其特徵為含有申請專利範圍第20項的顏料分散物。
  22. 一種噴墨記錄用印墨,其特徵為含有申請專利範圍第21項的著色組成物。
  23. 一種彩色濾光片用著色組成物,其特徵為含有申請專利範圍第21項的著色組成物。
  24. 一種彩色濾光片,其特徵為使用申請專利範圍第23項的彩色濾光片用著色組成物來製造。
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