TWI529222B - A pigment dispersant, a pigment dispersant, and a pigment dispersion - Google Patents

A pigment dispersant, a pigment dispersant, and a pigment dispersion Download PDF

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Description

顏料分散劑，顏料分散劑之製造方法及顏料分散液
本發明係關於在油性之油墨、塗料、塗佈劑等中，構成使用作為顏料著色劑之顏料分散液的顏料分散劑、及顏料分散劑之製造方法、使用此等顏料分散劑而成之油墨或塗料等可用於作為顏料著色劑的顏料分散液。
近年來，使用作為影像顯示或影像記錄劑之油墨、塗料、塗佈劑，係要求高畫質、高影像、高印字性等，因此，要求有顏料經細微分散之顏料分散液。作為其具體用途，可列舉水性噴墨油墨用、彩色濾光片之著色劑用、紫外線硬化型噴墨油墨用、凹版印刷油墨用等。本發明中所謂顏料分散液，係指於水或有機溶劑或聚合性化合物中顏料高濃度地分散含有者。例如，藉由將此顏料高濃度地分散含有之顏料分散液使用作為著色劑，使其含於水性介質或油性介質或樹脂等之介質中，則可作成顏料經微分散之油墨或塗料等之屬於以顏料分散液作為構成成分的顏料分散液組成物的製品。
於上述油墨等中，雖使用顏料分散液作為著色劑，但尤其在上述列舉之用途中，係強烈期望顏料高度分散、並維持其狀態。因此，已開發有各種構造之顏料分散劑，作為其要求性能，係要求顯示更高之微分散性、高安定性、高流動性者(參照例如專利文獻1、2、3)。又，尚有利用丙烯酸系聚合物作為此等顏料分散劑之一種者。而 且，在此種情況下所使用之丙烯酸系聚合物的製造方法中，為了控制其構造，雖發明有各種活性自由基聚合方法，但該技術不僅止於顏料分散劑，亦應用於黏著劑或彈性體等之製造(例如專利文獻4)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-298967號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-270089號公報
[專利文獻3]日本專利特開平9-176511號公報
[專利文獻4]日本專利特開2011-68865號公報
本發明之目的在於當對顏料依少量添加即發揮其效果、使顏料分散於水或有機溶劑或聚合性化合物時，可達成習知物所未能實現之高微分散性、高安定性、高流動性的顏料分散劑，以及使用其將顏料分散而得之可應用至要求高度分散性之多樣製品的優越之顏料分散液。此外，目的在於提供利用對環境友善、步驟簡易、關於成本亦優異之活性自由基聚合方法可獲得上述具有優越性能之顏料分散劑的技術。
上述目的係藉由下述本發明而達成。亦即，本發明提供一種顏料分散劑，係將使用聚合起始化合物將特定單體類進行活性自由基聚合而成之聚合物作為主成分者；其特徵為，該聚合物係藉由相對於聚合起始化合物1莫耳，將2種以上的單體類依於原料之單體類 中甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數成為20~50莫耳之比率使用了下述單體類的活性自由基聚合所形成之接枝共聚物；上述單體類係至少含有：具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)，與其分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)；該接枝共聚物係具有由上述甲基丙烯酸酯(A)所衍生之酸性基或鹼性基鍵結之主鏈、與屬於來自上述巨單體(B)之聚合物鏈的側鏈；且構成該接枝共聚物之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之聚合物鏈於接枝共聚物中所佔的比例，係以其質量比計為50~90質量%。
作為本發明之顏料分散劑的較佳形態可列舉下述者。上述甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數中，上述甲基丙烯酸酯系巨單體(B)所佔比率係相對於上述合計莫耳數為10~50%的顏料分散劑；作為上述主成分之聚合物的數量平均分子量為5000~25000，且其酸價為15~70mgKOH/g、或其胺價為15~70mgKOH/g的顏料分散劑。
另外，本發明之其他實施形態提供一種顏料分散劑之製造方法，係製造以使用聚合起始化合物將特定單體類進行活性自由基聚合而成之聚合物作為主成分而成之顏料分散劑的製造方法，其特徵為，相對於聚合起始化合物1莫耳，使用至少含有：具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)，與在分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之2種以上的單體類，作為原料，此時， 依於該單體類中之甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數成為20~50莫耳之比率、且構成上述聚合物鏈於所形成之聚合物中所佔的比例以其質量比計成為50~90質量%之方式使用，於上述聚合起始化合物與觸媒的存在下，將此等單體類進行活性自由基聚合而得到該聚合物。
另外，本發明之其他實施形態提供一種顏料分散劑之製造方法，係製造以使用聚合起始化合物將特定單體類進行活性自由基聚合而成之聚合物作為主成分而成之顏料分散劑的製造方法，其特徵為，係對下述聚合物(E)，依在所形成之聚合物中來自下述化合物(G)之聚合物鏈所佔的比例以其質量比計為50~90質量%之方式，使用下述化合物(F)及化合物(G)，使其反應而得到該聚合物；該聚合物(E)係至少將含有具環氧基之甲基丙烯酸酯及/或具異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)的1種以上的單體類，於聚合起始化合物與觸媒的存在下，依上述甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於該聚合起始化合物1莫耳成為20~50莫耳之比率使用，進行活性自由基聚合而得之具有環氧基及/或異氰酸酯基的聚合物(E)；該化合物(F)係具有1個之由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之任一種官能基，且具有酸性基或鹼性基的化合物(F)；化合物(G)係末端具有由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基，且具有其分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的化合物(G)。
作為本發明之顏料分散劑之製造方法的較佳形態，係可列舉於上述進行活性自由基聚合之步驟中所使用之聚合起始化合物，係碘或碘化合物之至少任一種；該步驟所使用之觸媒，係從鹵化磷、 亞磷酸鹽系化合物、次磷酸鹽系化合物、醯亞胺系化合物、酚系化合物、二苯基甲烷系化合物及環戊二烯系化合物所組成群中選擇之至少1種化合物。
另外，本發明之其他實施形態提供一種顏料分散液，係將上述任一者記載之顏料分散劑與顏料，分散於選自水、有機溶劑及聚合性化合物之任一種以上之液體介質中而成。
作為本發明之顏料分散液的較佳形態，係可列舉進一步含有色素衍生物；在屬於上述顏料分散劑之主成分之聚合物之合成原料的具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)為具酸性基之甲基丙烯酸酯的情況，上述色素衍生物為具有鹼性基之色素衍生物；在具鹼性基之甲基丙烯酸酯的情況，上述色素衍生物為具有酸性基之色素衍生物。
根據本發明，可提供當對顏料依少量添加即發揮其效果、使顏料分散於水或有機溶劑或聚合性化合物時，可達成習知物所未能實現之高水準之高微分散性、高安定性、高流動性的顏料分散劑。根據本發明，藉由利用上述優越之顏料分散劑，可得到使顏料高度微分散之顏料分散液；其結果，藉由將該顏料分散液使用作為例如彩色濾光片用光阻用之顏料著色劑、或水性、油性之噴墨油墨用之顏料著色劑等，則可提供此等用途所必要之依非常高水準使顏料微分散之顏料分散液組成物。根據本發明，本發明所提供之顏料分散劑係對顏料依少量使用即發揮效果，且所得顏料分散液係賦予習知未有之高微分散性，因此當使用於上述般之影像顯示或影像記錄劑的用途時，藉由其製品，可得到習知未實現之高畫質或高影像，可形成優越的影像。 又，使用了本發明之顏料分散劑的顏料分散液中的顏料，係長期間保持微粒子分散的狀態、顯示高保存安定性，進而該顏料分散液即便以高濃度含有顏料，仍可成為低黏度化者，因此亦可得到如下述之優越效果。亦即，對於其操作性或物品(製品)之使用可賦予有利的高流動性，因此當應用至各種製品時，可提供非常優越之顏料分散液組成物的製品。
另外，本發明之顏料分散劑係首次藉由將特定單體依特定條件進行活性自由基聚合的簡便之本發明製造方法而獲得。活性自由基聚合係可進行具有酸性基或胺基之乙烯系單體的聚合者，尤其是本發明中所利用之活性自由基聚合方法，並不需要特殊材料，僅於習知之自由基聚合中添加聚合起始化合物與觸媒即可進行的容易之聚合方法，亦不需要特殊之製造設備或材料之精製，故具有成本上亦較有利、對環境亦友善之優點。
接著，列舉本發明較佳形態詳細說明本發明。本發明者等人針對上述習知技術之課題進行了潛心研究，結果發現，藉由活性自由基聚合所形成之具有特有構造之聚合物，作為可解決習知技術課題之顏料分散劑而成為具有極有用的特性者，遂完成本發明。更具體而言，發現藉由使用由該聚合物所構成之本發明之顏料分散劑，對顏料依少量添加即可發揮優越效果、可實現於介質中顏料的高微分散性、高安定性、高流動性之所有性能的顏料分散液。又，發現使用該顏料分散液作為顏料著色劑而成的油墨等製品，尤其是使用彩色濾光片用著色劑的彩色光阻劑或噴墨油墨，係顯示高畫質、高影像、高 印字性，遂完成本發明。
詳言之，本發明之顏料分散劑之屬於主成分的聚合物，係至少以：由特定群所選擇之聚合物鏈之單末端具有屬於自由基聚合性基之甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)、與屬於具酸性基或鹼性基之單體的甲基丙烯酸酯(A)作為構成成分，將此等進行聚合而成者。具體而言，係至少將該甲基丙烯酸酯(A)、與具有特定聚合物鏈之具有甲基丙烯酸酯殘基的巨單體(B)作為原料，使此等自由基聚合性基進行聚合而成，其係屬於由來自甲基丙烯酸酯(A)之酸性基或鹼性基鍵結之主鏈，與屬於來自巨單體(B)之分子量500~5000、選自特定群之特定聚合物鏈的側鏈所構成之接枝共聚物。該接枝共聚物之構造係如下述，必須進行活性自由基聚合而可獲得者。
亦即，活性自由基聚合中，由於可精密地控制單體之聚合物的分子量，故藉由利用活性自由基聚合，本發明特有之聚合物，係成為使自由基聚合性基進行聚合而得之主鏈的分子量呈均勻整齊之構造者。再者，本發明特有之聚合物，係利用此種活性自由基聚合，相對於聚合起始化合物1莫耳，含有具有甲基丙烯酸酯殘基之至少上述2種特定之甲基丙烯酸酯系單體類作為自由基聚合性基，並依於該單體原料中甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數成為20~50莫耳之比率使用，予以聚合、形成，即可輕易獲得。再者，此時，單體原料之構成，係依來自巨單體(B)之本發明所規定之特定聚合物鏈於所形成之聚合物中所佔的比例，以其質量比計成為50~90質量%的方式所構成。如此所形成之本發明特有之聚合物，結果成為具有分子鏈長較短之主鏈，且具有分子量整齊之聚合物主鏈。而且，成為於上述分子量整齊之短主鏈上，來自巨單體(B)之具有與其主鏈相同程度之分子長度的聚 合物鏈有多數分枝之構造。
<顏料分散劑之構造與作用>
本發明之顏料分散劑，係以接枝共聚物作為主成分而成；該接枝共聚物係以末端具有屬於自由基聚合性基之甲基丙烯酸酯殘基之巨單體(B)(以下亦簡稱為巨單體(B)或B成分)、與具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)(以下亦簡稱為甲基丙烯酸酯(A)或A成分)之至少2種的單體類作為構成成分，相對於聚合起始化合物依特定莫耳比使用此種甲基丙烯酸酯系單體類，進行活性自由基聚合而得之接枝共聚物。本發明中，係藉由巧妙地利用藉由聚合起始化合物之使用與其量的調整，而可進行分子量調整並可得到分子量整齊之聚合物的活性自由基聚合的特徵，而可實現本發明目標之可有效作為具有優越性能之顏料分散劑的上述聚合物的構造。具體而言，本發明中，係藉由調整聚合起始化合物、以及活性自由基聚合中所使用之甲基丙烯酸酯(A)、與巨單體(B)所具有之屬於自由基聚合性基之甲基丙烯酸酯殘基的量的平衡，而實現了具有分子量整齊之短主鏈、與在其主鏈上來自巨單體(B)之聚合物鏈有多數分枝之可作為顏料分散劑之有用的聚合物構造。上述中，當使用具有酸性基者作為甲基丙烯酸酯(A)而進行活性自由基聚合時，則成為於主鏈酸性基鍵結的酸性顏料分散劑；當使用具有鹼性基之甲基丙烯酸酯時，則成為於主鏈鹼性基鍵結的鹼性顏料分散劑。
活性自由基聚合中，一般使用具有容易解離之基作為自由基的聚合起始化合物。例如，若將該聚合起始化合物設為R-X，活性自由基聚合可依以下反應式(1)所表示作為一般式。
上述R-X，係因熱或光、觸媒，而X脫離，成為R之自由基，於該R之自由基中插入1分子之單體。假設，例如在此狀態下進行通常之自由基聚合，則直接進行鏈轉移而單體插入，最終自由基停止反應而結束。又，由於自由基壽命如此短暫，故無法控制其鏈轉移，此情況下所得之聚合物成為由分子量小者至分子量大者，而形成分子量分佈寬廣者。相對於此，活性自由基聚合中，係於上述式中反應偏左，若單體插入，則由於X立即加成而使其安定化，故單體之插入停止，不發生停止反應。接著，再次因熱或光、觸媒而X脫離，且X脫離而於末端生成自由基，單體插入，X再次結合而安定化。然後，由於從機率論而言該自由基的生成呈均勻，故得到分子量整齊的結果。此外，該聚合起始化合物成為聚合的起始點，分子由此延伸，故可藉由該聚合起始化合物之量控制分子量。
本發明中，係利用該活性自由基聚合，且調整聚合起始化合物、與用於聚合之構成單體類之屬於自由基聚合性基的甲基丙烯酸酯的量的平衡，藉此實現可得到小分子量、且具有分子量整齊之主鏈的聚合物。而且，根據本發明者等人的檢討，對於達成本發明目的而言重要之具體的量平衡，係以莫耳比計，相對於聚合起始化合物1莫耳，依屬於自由基聚合性基之甲基丙烯酸酯殘基之莫耳數成為20~50莫耳之方式，作成成為原料之單體類的構成。藉由此種量平衡，當使特定之單體類進行聚合時，可形成平均聚合度為20~50，且分子量整齊之主鏈。例如，若將甲基丙烯酸酯殘基之分子量設為下述構造的殘基，則其分子量為85，該主鏈之分子量成為1700~4250，可作成較低分子量的主鏈。
本發明者等人係根據上述見解，發現藉由利用活性自由基聚合、以及該聚合時之聚合起始化合物與甲基丙烯酸酯殘基的最佳比例(量平衡)，則可得到具有能發揮高機能作為顏料分散劑的特有構造的聚合物，遂完成本發明。具體而言，具有本發明特徵之聚合物，係以至少含有：具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)、與在分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之2種以上的單體類作為構成成分，進行活性自由基聚合而形成。再者，具有本發明特徵之聚合物中，此時，重要的是對依來自上述B成分之聚合物鏈於所形成之聚合物中所佔的比例以其質量比計成為50~90質量%之方式所構成的單體類進行活性自由基聚合。其結果，具有本發明特徵之聚合物成為：其主鏈為來自上述A成分之酸性基或鹼性基被導入至主鏈的較短分子量且分子整齊者，再者，於該主鏈上作為側鏈之來自屬於上述B成分之巨單體之聚合物鏈有多數分枝之特定聚合物構造的接枝共聚物。
上述接枝共聚物由於具有此特有構成，故如下述般當利用作為顏料分散劑時顯示高機能性。首先，該接枝共聚物，其主鏈由於具有來自A成分之酸性基或鹼性基，故對於顏料，可成為藉由離子鍵、氫鍵等之吸附作用而進行吸附的聚合物部分(吸附部)。具體而言，在此主鏈具有酸性基的情況下，該酸性基成為吸附性基，與鹼性顏料或具有鹼性基之色素衍生物處理顏料表面之鹼性基進行離子鍵結，而 顯示吸附於顏料的作用。又，在顏料分散劑之主鏈具有鹼性基的情況下，該鹼性基成為吸附性基，與酸性顏料或具有酸性基之色素衍生物處理顏料表面之酸性基進行離子鍵結，而顯示吸附於顏料的作用。上述接枝共聚物係如上述般，其主鏈發揮吸附於鹼性或酸性之各種顏料的作用，具有作為顏料吸附鏈的作用，其結果，可達成顏料的高微分散。
根據本發明者等人更進一步檢討，若該主鏈之分子量過小，則上述吸附部過小而對顏料的吸附性較差；另一方面，若分子量過大，則有分散劑吸附於顏料粒子間(顏料多粒子間吸附)而無法達成微分散、或在長期保存時顏料發生凝集的情形。基於上述理由，主鏈之分子量必須具有某範圍之分子量。為了達成此點，本發明係依相對於聚合起始化合物1莫耳，成為聚合所使用之原料的單體類中之甲基丙烯酸酯殘基的莫耳數(甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數)為20~50莫耳的方式而規定。亦即，具有本發明特徵之接枝共聚物，係由於如此設計進行活性自由基聚合而成，故其主鏈成為上述分子量(1700~4250)程度之低分子量者。與上述理由相同，若此甲基丙烯酸酯殘基之合計莫耳數小於20莫耳，則其吸附部過小而吸附性不足；另一方面，若為50莫耳以上，則有發生顏料多粒子間吸附、無法微分散、欠缺保存安定性的可能性。本發明中，更佳範圍係相對於聚合起始化合物1莫耳，甲基丙烯酸酯殘基之合計莫耳數為25~40莫耳。
根據本發明者等人之檢討，為了提高作為顏料分散劑之性能，較佳係聚合物之主鏈的分子量整齊。亦即，在主鏈之分子量不整齊、含有分子量較大者至較小者，具體而言，若較多地含有超過上述主鏈之分子量範圍者或小於該範圍者，則其聚合物將難以成為本發 明目標之高性能的顏料分散劑。相對於此，本發明之主要特徵在於，藉由將相對於聚合起始化合物1莫耳，聚合所使用之甲基丙烯酸酯殘基之合計莫耳數規定為特定範圍，可決定所形成之主鏈的分子量，進而採用可使其分子量整齊者的活性自由基聚合，則形成具有本發明特徵之有用的聚合物。
相對於此，習知之自由基聚合中，由於難以控制聚合物之構造與分子量，故即便使與本發明所使用之單體類相同者進行聚合，仍有主鏈之分子量變大而聚合溶液之黏度變高、或其構造黏性成為凝膠狀、或高分子量之巨單體之末端難以參與至聚合而原料之巨單體殘留的情形，而無法得到具有本發明特徵之接枝共聚物構造。本發明係利用活性自由基聚合，而活性自由基聚合之特徵可列舉屬於末端基之反應且可控制聚合。而且，藉此使聚合度均勻延伸，自由基聚合性基隨著聚合進行而被消費，故所形成之聚合物成為具有本發明之顏料分散劑特徵的多分枝構造的接枝共聚物。
另外，作為構成本發明之顏料分散劑的接枝共聚物整體的酸價或胺價，由於主鏈與側鏈之平衡而無法一言概論，但較佳為15~70mgKOH/g。若為此種範圍之酸性基或鹼性基的量，則可作成良好吸附於顏料的主鏈。又，若僅著眼於接枝共聚物之主鏈部分，上述範圍之酸價或胺價可類推為於主鏈上密集具有酸性基或鹼性基。僅在主鏈之酸價或胺價較佳為70~450mgKOH/g，意味著其係由高酸價或高胺價之聚合物鏈所構成的主鏈。構成本發明之顏料分散劑的接枝共聚物，其主鏈中密集的酸性基或鹼性基的存在係發揮強力吸附於顏料的作用，主鏈所吸附之酸性基或鹼性基即使由顏料之吸附發生脫離，仍然由於在主鏈上所密集存在的酸性基或胺基，立即吸附存在於附近之 酸性基或胺基而提高顏料之吸附性，其結果，提高了保存安定性。然而，若接枝共聚物整體之酸價或胺價未滿15mgKOH/g，則有吸附性不足的可能性；另一方面，若大於70mgKOH/g，則主鏈之酸價或胺價過高而不溶於溶媒中，有耐水性不足的情形，故不佳。接枝共聚物整體之酸價或胺價的更佳範圍為20~50mgKOH/g。
接著，屬於本發明之顏料分散劑之主成分的接枝共聚物(以下亦稱為本發明之顏料分散劑)，係如上述般，採用來自B成分之特定聚合物鏈在上述構成之主鏈上作為分枝進行接枝的構造。此側鏈係溶解於液體分散介質(亦簡稱為「液體介質」)而進行立體反發，防止顏料凝集，防止分散液中因機械性能量所進行之分散時的顏料凝集，於更加微分散之方向作用，且在保存安定性方面，藉由其立體反發而對於高度之保存安定性發揮效果。此外，此枝鏈(側鏈)對於幹鏈(主鏈)的導入量多，產生非常高之立體反發，其結果，可賦予微分散性、高安定性。又，由於對於主鏈呈多數分枝之密集狀態，故反發力變更大，可高度地達成顏料之微分散與分散安定性。本發明係依來自此B成分之聚合物鏈於接枝共聚物中所佔的比例以質量比計為50~90質量%的方式構成。
可成為本發明之顏料分散劑之側鏈的上述特定之聚合物鏈，具體而言，係分子量為500~5000之範圍內，屬於聚伸烷(碳數：C2~C4)二醇鏈及/或聚伸烷(碳數：C2~C4)二醇單烷基(碳數：C1~C18)醚鏈及/或聚(羥烷基(碳數：C2~C18)羧酸)鏈等之二醇鏈或聚酯鏈的聚合物鏈(以下亦稱為特定之聚合物鏈)。此等特定之聚合物鏈係對液體介質之溶解性高而較佳。有關此等特定之聚合物鏈的細節將後述。
為了對顏料分散液賦予上述之因側鏈之立體反發所造 成之微分散性、安定性，重要的是上述二醇鏈或聚酯鏈之聚合物鏈的分子量，且其分子量必須為500~5000。相對於此，若分子量未滿500，則立體反發不足而欠缺保存安定性；又，若分子量超過5000，相反地有保存安定性變差的情形。此現象可認為係若分子量超過5000，則發生分子鏈纏合所致。再者，可認為若分子量超過5000，則相對於其導入量，分枝根數變少，無法產生充足之立體反發，並可認為溶解部過大，而顏料分散劑整體之溶解性提高，即使主鏈吸附於顏料上仍有發生脫離的可能性。上述聚合物鏈之分子量更佳為1000~3000。
另外，本發明之顏料分散劑之以數量平均分子量除以重量平均分子量所得的值的分子量分佈，並無特別限定。其理由在於，接枝共聚物即使是視其構造藉活性自由基聚合而可獲得，在以凝膠層析法進行分子量測定時，在其溶解狀態下，視分子之擴展或接枝位置等，有測定為分佈變廣的可能性，而難以正確地測定原本之分子量分佈。基於此點，較佳之分子量分佈為2以下、更佳為1.6以下。
另外，構成本發明之顏料分散劑之側鏈的聚合物鏈，係為了展現充分的立體反發，較佳為多數分枝。因此，巨單體(B)之莫耳比，係依相對於聚合起始化合物1莫耳所使用之甲基丙烯酸酯殘基之合計莫耳數20~50莫耳中之10~50%，亦即2~25莫耳的範圍予以使用為較佳。然而，此範圍係視構成該巨單體(B)之聚合物鏈的分子量而異。例如，可認為若將具有分子量為500之聚合物鏈的巨單體，相對於聚合起始化合物1莫耳(亦即聚合起始基1莫耳)而使用2莫耳，則該巨單體之聚合物鏈相對於顏料分散劑的質量比變少，無法得到充分之立體反發。因此，為了得到達成本發明之顯著效果的充分之立體反發，重要的是將該聚合物鏈之質量比調整為顏料分散劑之質量中的50~90質量%。 若未滿50質量%，則無法得到充分之反發而保存安定性惡化；若多於90質量%，則相對地屬於吸附部之主鏈量變少，無法得到充分之吸附性，而無法達成高水準之微分散或保存安定性。
另外，作為屬於本發明之顏料分散劑之主成分的接枝共聚物的分子量，其數量平均分子量較佳為5000~25000。此值未滿5000時，對來自巨單體(B)之分子量為500~5000之聚合物鏈之該分子量造成的影響較大，故表示主鏈之吸附部較小，或主鏈之構造佔據較大、構成側鏈之巨單體量較少。因此，若此值未滿5000，則有對顏料之吸附性變差，或無法得到立體反發，而有無法得到充分之微分散與安定性的情形，故不佳。另一方面，若大於25000，則有聚合物之分子量過大，而無法如下述列舉般得到充分效果之虞，故不佳。首先，此時，雖可認為係主鏈變大，但此情況下，屬於吸附部之主鏈的分子量過大，而難以實現如上述般之充分的微分散。或者，可認為係側鏈過多或側鏈之分子量變大，但此情況下，相較於主鏈之吸附性，屬於溶解部之側鏈的溶解性變得過高，即使已吸附，仍有分散劑由顏料脫離的可能性。因此，任一情況下均不佳。根據本發明者等人的檢討，該接枝共聚物之更佳分子量範圍為10000~20000。
(顏料分散劑之製造方法)
本發明之顏料分散劑，由於其主成分具有如上述般特有之聚合物構造，故可發揮來自該構造的作用、效果。成為形成該聚合物之原料的單體類的組成，必須為至少含有具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)、與在其分子量為500~5000之特定聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)的2種以上的單體類。再 者，視需要亦可以能與該甲基丙烯酸酯(A)與巨單體(B)進行共聚合之其他自由基聚合性單體作為構成成分。
安定並輕易獲得屬於本發明之顏料分散劑之主成分的特定構造的接枝共聚物的方法有2種，以下針對此等方法進行說明。首先，第1方法之I法，係將至少含有：具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)、與在其分子量為500~5000之特定聚合物鏈、具體而言為由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈(以下亦簡稱為「特定之聚合物鏈」)的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之2種以上的單體類，依成為本發明所規定之特定平衡的方式，於聚合起始化合物的存在下，進行活性自由基聚合而獲得的方法。
另外，第2方法之II法，係藉由利用活性自由基聚合，使下述各化合物不停止地連續反應，而得到具有本發明特徵之特有構造的接枝共聚物。具體而言，II法係至少將含有具環氧基之甲基丙烯酸酯及/或具異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)的1種以上的單體類，於聚合起始化合物的存在下，依上述甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於該聚合起始化合物1莫耳成為20~50莫耳之比率使用，進行活性自由基聚合而得到具有環氧基及/或異氰酸酯基的聚合物(E)。然後接著，對該聚合物(E)，使具有1個之由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之任一種官能基，且具有酸性基或鹼性基的化合物(F)，及末端具有由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基，且具有特定聚合物鏈的化合物(G)進行反應，藉此得到具有本發明特徵之特有構造的接枝共聚物的方法。
首先，針對I法進行說明。此方法中，係至少使用具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)、與具有特定聚合物鏈之巨單體(B)進行活性自由基聚合，而得到具有本發明特徵之接枝共聚物構造。為了在該接枝共聚物之主鏈中導入酸性基或鹼性基而使用的具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)中，作為其酸性基，可列舉羧基、磷酸基或磺酸基。更佳之酸性基為羧基或磷酸基。
具有此種酸性基之甲基丙烯酸酯並無特別限定，可使用如以下例示者。例如，作為具有羧基之甲基丙烯酸酯，可列舉例如甲基丙烯酸；對甲基丙烯酸羥烷基酯，使琥珀酸、順丁烯二酸、鄰苯二甲酸、1,2-環己烷二羧酸、偏苯三甲酸、焦蜜石酸等之多元酸、此等之酸鹵化物、酸酐反應的單體；對甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯，使具有胺基或羥基且具有羧基之化合物，例如乳酸等反應的單體等。
另外，作為具有磷酸基之單體，可列舉磷酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-(膦醯基氧基)丙酯、磷酸2-(甲基丙烯醯氧基)丙酯、甲基丙烯酸2-(苯氧基磷醯氧基)乙酯、酸式膦氧基聚氧乙二醇單甲基丙烯酸酯、酸式膦氧基聚氧丙二醇單甲基丙烯酸酯等。又，磷酸雙(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯等之2官能甲基丙烯酸酯，亦可依所得共聚物不凝膠化的範圍使用。尤其是磷酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯具有通用性，亦有市售品，進而分子量最小，故適合於本發明。
另一方面，作為對顏料具有吸附性基作用的具鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)中的鹼性基，可列舉胺基、藉胺基之鹵化烷基或硫酸烷基所得的四級銨鹽。作為此具有鹼性基的甲基丙烯酸酯(A)，並無特別限定，可使用如下述例示者。可列舉例如：甲基丙烯酸胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙基胺基乙酯、甲基丙烯 酸第三丁基胺基乙酯等之甲基丙烯酸胺基烷酯；對甲基丙烯酸環氧丙酯使2級胺基、例如二乙基胺、二乙醇胺等反應而獲得的甲基丙烯酸酯；此等之藉氯化苄基或二乙基硫酸所得的四級氯化甲基丙烯酸酯等。
接著，針對具有特定聚合物鏈之巨單體(B)進行說明。該巨單體(B)係在其分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體。該巨單體係成為構成本發明之顏料分散劑之接枝共聚物的側鏈的聚合物，藉此發揮溶媒溶解性之作用與立體反應的效果。
作為此等特定聚合物鏈的具體例，可列舉例如下述者。作為聚伸烷(C2~C4)二醇鏈，可列舉聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇，以乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇或四亞甲基二醇作為單體單位之均聚物、無規共聚物、嵌段共聚物。作為聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈，可列舉上述聚伸烷(C2~C4)二醇鏈之單末端甲基醚、乙基醚、月桂基醚、硬脂基醚等。作為聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈，可列舉聚乳酸、聚己內酯、聚12-羥基硬脂酸等。本發明中，係使用於此等特定之聚合物鏈的末端上酯鍵結了甲基丙烯酸酯殘基的巨單體(B)。
製造屬於本發明之顏料分散劑之主成分之接枝共聚物的I法，係至少使用此等之(A)與(B)的單體而進行活性自由基聚合，但亦可依可成為具有本發明特徵之構造之範圍內使用可與此等進行共聚合的其他自由基聚合性單體(a)。作為該單體(a)，可使用苯乙烯單體或醋酸乙烯酯等之乙烯基系單體、丙烯酸乙酯等之丙烯酸酯系單體、甲基丙烯酸甲酯等之甲基丙烯酸酯系單體、丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺等之醯胺系單體、苯基順丁烯二醯亞胺等之順丁烯二酸系單體等的可進 行自由基聚合的單體。本發明中，為了作成作為顏料分散劑之有用之特有構造的接枝共聚物，必須藉由活性自由基聚合進行合成，故作為所併用之單體(a)，較佳為甲基丙烯酸酯系單體。針對其作用將後述。
此情況下，作為所使用之甲基丙烯酸酯系單體，並無特別限定，可列舉甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、2-甲基丙烷甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸山萮酯、甲基丙烯酸異硬脂酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸第三丁基環己酯、甲基丙烯酸異酯、甲基丙烯酸三甲基環己酯、甲基丙烯酸環癸酯、甲基丙烯酸環癸基甲酯、甲基丙烯酸三環癸酯、甲基丙烯酸金剛烷酯等之甲基丙烯酸(環)烷基酯；甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸苄酯等之甲基丙烯酸芳基酯；甲基丙烯酸烯丙酯等之甲基丙烯酸烯基酯；甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯等之含羥基甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸八氟辛酯、甲基丙烯酸四氟乙酯等之含鹵素甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸2-(4-苯甲醯氧基-3-羥基苯氧基)乙酯、2-(2'-羥基-5-甲基丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑等之吸收紫外線的甲基丙烯酸酯；具有三甲氧基矽基或二甲基聚矽氧鏈的含矽原子甲基丙烯酸酯等；可使用1種以上。製造構成本發明之顏料分散劑的接枝共聚物的I法，視需要以此等作為構成成分，與聚合起始化合物一起進行活性自由基聚合，製造具有特有構造之接枝共聚物而得到本發明之顏料分散劑。
作為製造構成本發明之顏料分散劑之接枝共聚物的方法，除了上述I法以外，尚有II法。此方法係至少將含有具環氧基之甲基丙烯酸酯及/或具異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)的1種以上的單體類，於聚合起始化合物存在下，依上述甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於該聚合起始化合物1莫耳成為20~50莫耳之比率使用，進行活性自由基聚合而作成所獲得之具有環氧基及/或異氰酸酯基的聚合物(E)，對該聚合物(E)，使具有1個之由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基且具有酸性基或鹼性基的化合物(F)，及末端具有由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基且具有上述說明之特有聚合物鏈的化合物(G)進行反應，而得到具有特有構造的接枝共聚物。本發明中，此時，依來自上述化合物(G)之聚合物鏈於所形成聚合物中所佔的比例以其質量比計成為50~90質量%之方式，使用成為原料之化合物。
針對上述II法之細節進行說明，首先，至少將具環氧基及/或異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)於聚合起始化合物的存在下，進行活性自由基聚合。又，此時，上述說明之可進行自由基聚合的單體，較佳為可視需要將上述說明之甲基丙烯酸酯進行共聚合。藉此而得之聚合物(E)，其莫耳之範圍係如上述般，相對於聚合起始化合物1莫耳，依甲基丙烯酸酯殘基為20~50莫耳之範圍進行聚合而成；所得之聚合物係成為具有環氧基及/或異氰酸酯基作為官能基，平均聚合度為20~50莫耳之分子量小且分子量整齊的甲基丙烯酸酯系聚合物。
為了製造屬於本發明之顏料分散劑之主成分的接枝共聚物所特有的構造於主鏈具有酸性基或鹼性基且接枝了特定聚合物鏈的構造，對此聚合物(E)，使具有1個之由羥基、一級胺基、二級胺基、 羧基之群所選擇之一種官能基且具有酸性基或鹼性基的化合物(F)，及末端具有由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基且具有特定聚合物鏈的化合物(G)反應。
作為上述所使用之具有環氧基的甲基丙烯酸酯基，可列舉甲基丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧基環己基甲酯等，並無特別限定。作為具有異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯，可列舉使用甲基丙烯酸異氰酸基乙酯(昭和電工公司製，商品名：Karenz MOI)、或其之異氰酸酯的嵌段化物、異佛酮二異氰酸酯等之2個反應性相異之具有異氰酸酯的化合物，對其中一個異氰酸酯使甲基丙烯酸2-羥基乙酯等反應而得到的甲基丙烯酸酯等，但並無特別限定。
已知對於環氧基或異氰酸酯基，羧基、一級胺基、二級胺基或羥基(以下稱為官能基b)將進行反應，其反應可利用習知公知之方法，並無特別限定。而且，為了將所製造之共聚物的構造作成為具有本發明特徵之構造，而對如上述所得之聚合物(E)，使具有可與該聚合物(E)之環氧基或異氰酸酯基進行反應之官能基(b)且具有於本發明之顏料分散劑中作為顏料吸附性基之機能的酸性基或鹼性基的化合物(F)反應，將酸性基或鹼性基導入至主鏈。
此時作為化合物(F)所使用之具有被導入至主鏈之酸性基且具有與環氧基或異氰酸酯基進行反應之官能基(b)的化合物，並無特別限定。在酸性基為羧基的情況下，由於其環氧基或異氰酸酯基與該羧基有進行反應的可能性，故較佳係具有反應性較羧基高的官能基(b)；在環氧基的情況下，較佳係具有一級胺基或二級胺基作為官能基(b)。可列舉例如胺乙烷羧酸或各種之胺基酸等，在異氰酸酯基的情況下，較佳係具有羥基、一級胺基或二級胺基之官能基(b)，可列舉例如 上述胺基酸或羥基乙烷羧酸等。在酸性基為磷酸或磺酸的情況下，任一官能基(b)均可，可列舉例如羥基乙基磷酸或牛磺酸、羥基乙基磺酸等。
使用作為此化合物(F)之具有被導入至主鏈之鹼性基且具有上述官能基(b)的化合物並無特別限定。此時，在鹼性基為一級、二級之胺基的情況下，由於其鹼基性與異氰酸酯基或環氧基進行反應，故較佳為三級胺基。若例示化合物，即可列舉二甲胺基乙醇、二甲胺丙基胺、胺甲基吡啶、N-甲胺甲基吡啶、二甲胺乙基羧酸等，可使用1種以上。
又，在聚合物(E)具有環氧基的情況下，作為化合物(F)，亦可為僅具有一級胺基或二級胺基的單官能之化合物。此係由於若此等胺基與環氧基進行反應，則在一級胺基的情況下將生成二級胺基與羥基，在二級胺基的情況下將生成三級胺基與羥基，故於主鏈中可導入胺基。雖無特別限定，但若例示，可列舉丁胺、二丁胺、十二胺等。
若對聚合物(E)之環氧基及/或異氰酸酯基，使上述化合物(F)全部進行反應，則無法成為構成本發明之顏料分散劑之接枝共聚物的構造，故係依本發明所規定之莫耳範圍，較佳係依上述說明之酸價或胺價、經接枝之聚合物鏈之莫耳範圍與重量範圍的方式予以調整。
接著，針對具有由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基，且具有特定聚合物鏈的化合物(G)進行說明。作為構成該化合物(G)之聚伸烷(C2~C4)二醇鏈，可列舉聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇，以乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇或四亞甲基二醇作為單體單位之均聚物、無規共聚物、嵌段共聚物。又，作為聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈，可列舉上述聚伸烷(C2~C4) 二醇鏈之單末端甲基醚、乙基醚、月桂基醚、硬脂基醚等。又，作為聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈，可列舉聚乳酸、聚己內酯、聚12-羥基硬脂酸等。此外，作為聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈，可列舉上述聚伸烷(C2~C4)二醇鏈之單末端甲基醚、乙基醚、月桂醚、硬脂醚且單末端為胺基、羧基等之二醇鏈。以胺基作為末端的二醇鏈，有Huantsman公司製之JEFFAMINE或SURFONAMINE(均為商品名)。此等可使用1種以上，無特別限定。
此外，關於上述聚合物(E)的分子量分佈，由於並非如上述般之接枝構造，故雖可測定出屬於活性自由基聚合之特徵為狹窄分子量，但並無特別限定。然而，較佳係分子量分佈為1.0~1.6、更佳為1.0~1.3。屬於本發明之顏料分散劑之主成分的接枝共聚物，係藉由以上說明之I法或II法，而可作成為具有其特有構造者。
<顏料分散劑之聚合方法>
如上述，本發明之顏料分散劑係由具有分子量短且分子量整齊之主鏈的接枝共聚物所構成，作為得到該主鏈之方法，係採用活性自由基聚合方法。較佳係包括有該活性自由基聚合於聚合起始化合物及觸媒的存在下，將含有上述甲基丙烯酸酯系單體類之單體成分進行活性自由基聚合的步驟；上述聚合起始化合物為碘與碘化合物之至少任一種；觸媒為鹵化磷、亞磷酸鹽系化合物、亞磷酸酯系化合物、醯亞胺系化合物、酚系化合物、二苯甲烷系化合物及環戊二烯系化合物所組成群中選擇之至少1種化合物。
作為活性自由基聚合，已發明有各種方法，可列舉利用氧化胺自由基之解離與結合的氮氧化物媒介聚合法(Nitroxide mediated polymerization，NMP法)；使用銅、釕、鎳、鐵等重金屬，及與此等重金屬形成錯合物之配位體，以鹵化物作為起始化合物使用而進行聚合的原子轉移自由基聚合(Atom transfer radical polymerization，ATRP法)；以二硫羧酸酯或黃酸酯(xanthate)化合物等作為起始化合物使用，同時使用加成聚合性單體與自由基起始劑而進行聚合的可逆加成-斷裂鏈轉移聚合(Reversible addition-fragmentation chain transfer，RAFT法)及MADIX法(Macromolecular Design via Interchange of Xanthate，高分子間通過黃酸酯之間的交換)；使用有機碲、有機鉍、有機銻、鹵化銻、有機鍺、鹵化鍺等重金屬之方法(Degenerative transfer，DT法，衰減鏈轉移)等。此等方法亦可使用聚合起始化合物，而應用至本發明。
然而，上述方法在得到具有本發明特徵之接枝共聚物方面存在問題。例如，NMP法係使用四甲基哌啶氧化物自由基等之氧化胺，但需要於100℃以上之高溫條件下進行聚合，在使用甲基丙烯酸酯系單體的情況下，亦有不進行聚合的問題。
ATRP法由於必須使用重金屬，且伴隨氧化還原的聚合方法，故必須去除氧，以胺化合物作為配位基使錯合體形成的聚合方法；其中，由於在聚合系中若存在酸性物質，則將妨礙錯合體形成，故難以使具有酸基之加成聚合性單體直接進行聚合。必須將藉保護基保護了酸基之單體進行聚合，於聚合後再使保護基脫離，但繁雜，且不易將酸基導入至聚合物嵌段中。
RAFT法及MADIX法中，首先，必須有二硫羧酸酯或黃酸酯化合物等特殊化合物，由於此等為硫系化合物，故所得之聚合物中容易殘存硫系之不良氣味，亦有被著色的情形。因此，必須從所得之聚合物去除臭氣或著色。亦有甲基丙烯酸酯系單體之聚合無法順 利進行的情形。
再者，DT法係與ATRP法同樣地必須使用重金屬。因此，必須從所得之聚合物去除重金屬，且有含有所產生之重金屬的排水必須予以淨化的問題。
於此種狀況下，本發明所使用之聚合方法，不需使用重金屬化合物，不需精製聚合物，不需合成特殊化合物，僅藉由使用市面上即有之較廉價材料即可輕易進行製造。又，聚合條件緩和，可依與習知自由基聚合方法相同之條件進行聚合，尤其值得一提的是，可將具有羧基或磷酸基等之單體直接進行活性自由基聚合。
具體而言，具有本發明特徵之接枝共聚物的製造方法，係包括於聚合起始化合物及觸媒的存在下，將至少含有2種特有的甲基丙烯酸酯系單體之單體成分進行活性自由基聚合的步驟(聚合步驟)。而且，聚合起始化合物為碘與碘化合物之至少任一種。於此活性自由基聚合中，可使用各種官能基。
聚合步驟中，係使用碘與碘化合物之至少任一種作為聚合起始化合物，將含有甲基丙烯酸酯系單體之單體成分藉活性自由基聚合進行聚合。若對作為聚合起始化合物所使用之碘或碘化合物賦予熱或光，則碘自由基發生解離。然後，碘自由基依解離狀態被插入單體後，碘自由基立即與聚合物末端自由基再度結合而安定化，且一邊防止停止反應，一邊進行聚合反應。
作為碘化合物之具體例，可列舉2-碘基-1-苯乙烷、1-碘基-1-苯乙烷等烷基碘化物；2-氰基-2-碘丙烷、2-氰基-2-碘丁烷、1-氰基-1-碘環己烷、2-氰基-2-碘基-2,4-二甲基戊烷、2-氰基-2-碘基-4-甲氧基-2,4-二甲基戊烷等含有氰基之碘化物等。
此等碘化合物可直接使用市售品，亦可使用藉由習知公知之方法而調製者。例如，藉由使偶氮二異丁腈等偶氮化合物與碘反應，而可獲得碘化合物。又，對上述碘化物之碘被溴或氯等鹵素原子取代之有機鹵化物，使四級碘化銨或碘化鈉等碘化物鹽反應，藉由鹵素交換，亦可得到碘化合物。
聚合步驟中，係聚合起始化合物與可抽離聚合起始化合物之碘的觸媒一起使用。作為觸媒，較佳係使用鹵化磷、亞磷酸鹽系化合物、亞磷酸酯化合物等之磷系化合物；醯亞胺系化合物等之氮系化合物；酚系化合物等之氧系化合物；二苯基甲烷系化合物、環戊二烯系化合物等之烴系化合物。又，此等觸媒可單獨使用1種或組合2種以上使用。
作為磷系化合物之具體例，可列舉三碘化磷、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二丁酯、乙氧基苯基亞磷酸酯、苯基苯氧基亞磷酸酯等。作為氮系化合物之具體例，可列舉丁二醯亞胺、2,2-二甲基丁二醯亞胺、順丁烯二醯亞胺、酞醯亞胺、N-碘代丁二醯亞胺、乙內醯脲等。作為氧系化合物之具體例，可列舉苯酚、對苯二酚、甲氧基對苯二酚、第三丁基苯酚、鄰苯二酚、二第三丁基羥基甲苯等。作為烴系化合物之具體例，可列舉環己二烯、二苯基甲烷等。
上述觸媒之使用量(莫耳數)，較佳係設為未滿聚合起始化合物之使用量(莫耳數)。若觸媒之使用量(莫耳數)過多，則過度控制聚合，有聚合變得難以進行的情形。又，活性自由基聚合時之溫度(聚合溫度)較佳係設為30~100℃。若聚合溫度過高，則聚合末端之碘發生分解，有末端不穩定而無法成為活性聚合的情形。又，此聚合方法中，較佳係末端鍵結碘，使此碘解離為自由基而產生自由基，其末端呈安 定狀態。於此，在丙烯酸酯或乙烯基系等的情況下，末端為二級之碘化物，因較安定而不脫離成為碘自由基，有聚合不進行、或分佈變廣的可能性。雖可提高溫度進行解離，但就環境、能量的觀點而言，較佳係依上述溫度範圍進行緩和之聚合。因此，較佳係容易產生自由基、較安定的三級碘化物，本發明所使用之活性自由基聚合中，較適合係甲基丙烯酸酯系單體。
另外，聚合步驟中，通常添加可產生自由基的聚合起始劑。作為聚合起始劑，係使用習知公知之偶氮系起始劑或過氧化物系起始劑。又，較佳係使用於上述聚合溫度範圍內充分產生自由基的聚合起始劑。具體而言，較佳為使用2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等之偶氮系起始劑。該聚合起始劑之使用量，相對於單體較佳係設為0.001~0.1莫耳倍，更佳係設為0.002~0.05莫耳倍。若聚合起始劑之使用量過少，則有聚合反應未充分進行的情形。另一方面，若聚合起始劑之使用量過多，則有非活性自由基聚合反應之通常自由基聚合反應作為副反應進行的情形。
活性自由基聚合亦可為不使用有機溶劑的塊狀聚合，但較佳係使用有機溶劑的溶液聚合。作為有機溶劑，較佳係可溶解聚合起始化合物、觸媒、單體成分、及聚合起始劑等成分者。
作為有機溶劑之具體例，可列舉己烷、辛烷、癸烷、異癸烷、環己烷、甲基環己烷、甲苯、二甲苯、乙苯等烴系溶劑；甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、己醇、苄醇、環己醇等醇系溶劑；乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇丙醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、丁基卡 必醇、丁基三乙二醇、甲基二丙二醇、甲基賽珞蘇醋酸酯、丙二醇單甲醚醋酸酯、二丙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇單丁醚醋酸酯等二醇系溶劑；二乙醚、二丙醚、甲基環丙醚、四氫呋喃、二烷、茴香醚等醚系溶劑；甲乙酮、二乙酮、甲基異丁酮、環己酮、異佛爾酮、苯乙酮等酮系溶劑；醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、己內酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、琥珀酸二甲酯、己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯等酯系溶劑；氯仿、二氯乙烷等鹵化溶劑；二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、吡咯啶酮、N-甲基吡咯啶酮、己內醯胺等醯胺系溶劑；此外，二甲亞碸、環丁碸、四甲基脲、碳酸伸乙酯、丙烯碳酸酯、碳酸二甲酯等。另外，該等有機溶劑係可單獨使用1種、或組合2種以上使用。但，在依上述說明之本發明之II法進行聚合與反應的情況下，作為所使用之溶媒，係必須不具有可與異氰酸酯或環氧基進行反應的官能基者。
又，於此等聚合所使用之有機溶劑，可直接作為顏料分散液之構成成分，視需要亦可由溶液取出聚合物而作成為固形。作為其方法並無特別限定，例如可使其於貧溶劑中析出並予以過濾、乾燥，或將溶液乾燥而僅取出聚合物，以聚合物之固形物的型式獲得。所得之固體聚合物可直接使用作為本發明之顏料分散液，或者在依固體取出的情況下，可使其溶解於本發明之顏料分散液所使用之液體介質中而使用。
當進行溶液聚合時，聚合液的固形份濃度(單體濃度)較佳係設為5~80質量%、更佳係設為20~60質量%。若聚合液的固形份濃度未滿5質量%，則有單體濃度過低而聚合無法完成的情況。另一方面，若聚合液的固形份濃度超過80質量%或屬於塊狀聚合，則聚合液 的黏度過高，導致攪拌困難，而有聚合產率降低的傾向。活性自由基聚合較佳係進行至單體消失為止。具體而言，聚合時間較佳係設為0.5~48小時、實質上更佳係設為1~24小時。又，聚合環境並無特別的限定，可在依通常範圍內存在氧的環境，亦可為氮氣流環境。又，聚合所使用的材料(單體等)可使用經利用蒸餾、活性碳處理、或氧化鋁處理等而去除雜質者，亦可直接使用市售品。又，可在遮光下進行聚合，亦可在玻璃等透明容器中進行聚合。
如上述，具有本發明特徵之接枝共聚物係藉由依莫耳比調整進行活性自由基聚合時之甲基丙烯酸酯系單體類、與聚合起始化合物的使用平衡，而成為控制主鏈之分子量者。具體而言，藉由相對於聚合起始化合物之莫耳數，而適當設定單體之莫耳數，則可得到其主鏈為任意分子量的聚合物。例如，當使用聚合起始化合物1莫耳，並使用分子量100之單體500莫耳進行聚合時，可得到具有「1×100×500=50000」之理論分子量的聚合物。亦即，可由下式(1)算出主鏈之聚合物的理論分子量。又，上述「分子量」係包括數量平均分子量(Mn)與重量平均分子量(Mw)之任一者的概念。
「主鏈之聚合物的理論分子量」=「聚合起始化合物1莫耳」×「單體分子量」×「單體之莫耳數/聚合起始化合物之莫耳數」...(1)
聚合起始化合物之量係如上述。
尚且，聚合步驟中，由於有伴隨2分子停止或不均化之副反應的情況，故有無法得到具有上述理論分子量之主鏈的聚合物的情形；但本發明中，較佳係不發生此等副反應而獲得者。又，聚合率亦可不為100%。再者，聚合暫時結束後，亦可添加聚合起始化合物或觸媒使殘存之單體消費而完成聚合。亦即，本發明之顏料分散劑若為 藉由如上述之製造方法，生成具有特定主鏈之上述構造的接枝共聚物，而含有其作為主成分即可。較佳係若所製造之共聚物之80%以上為具有特定主鏈之構造的接枝共聚物，則可稱其為能得到充分效果的主成分。
藉上述說明之I法或II法所得之具有本發明特徵之接枝共聚物，可為保持鍵結來自聚合起始化合物之碘原子的狀態，但較佳係使碘原子脫離。作為使碘原子由聚合物脫離的方法，若為習知公知之方法則無特別限定。具體而言，可加熱聚合物、或藉酸或鹼進行處理。又，亦可藉硫代硫酸鈉等處理聚合物。經脫離之碘可藉由活性碳或氧化鋁等之碘吸附劑予以處理而去除。依上述之聚合方法可得到屬於本發明之顏料分散劑之主成分的接枝共聚物。本發明之顏料分散劑可使用於塗料、油墨、文具、塗佈劑等，尤其適合於要求微粒子化與安定性、吐出性、防止沉澱或沉澱回復性的噴墨油墨或紫外線硬化型油墨、彩色濾光片用著色劑用的顏料分散液。
<顏料分散液、顏料分散液組成物>
針對使用具有上述特徵之本發明之顏料分散劑而成的顏料分散液、以該顏料分散液作為構成成分的顏料分散液組成物進行說明。顏料分散液的特徵在於將顏料分散劑與顏料，分散於選自水、有機溶劑及聚合性化合物的任一種以上之液體介質中而成。作為此時所使用之顏料，可使用有機顏料、無機顏料、金屬粉末或微粒子等金屬系顏料、無機填料等，並無特別限定。作為有機顏料及無機顏料的具體例，可列舉：由喹吖啶酮系顏料、蒽醌系顏料、二酮吡咯并吡咯顏料、苝系顏料、酞菁藍系顏料、酞菁綠系顏料、異吲哚啉酮系顏料、靛藍‧硫 靛藍顏料、二系顏料、喹啉黃顏料、鎳偶氮顏料、不溶性偶氮系顏料、溶性偶氮系顏料、高分子量偶氮系顏料、碳黑顏料、複合氧化物系黑色顏料、氧化鐵黑顏料、氧化鈦系黑色顏料、甲亞胺偶氮系黑色顏料、及氧化鈦系顏料所構成群組中選擇的紅色、綠色、藍色、黃色、橙色、紫色、黑色及白色顏料。作為金屬系顏料的具體例，可列舉銅粉末、鋁碎片等。又，作為無機填料的具體例，可列舉雲母系顏料、天然礦物、二氧化矽等，並無特別限定。
在本發明中，此等之中，較佳係具有與於本發明之顏料分散劑之主鏈鍵結的酸性基(羧基等)或鹼性基(胺基等)進行離子鍵結或氫鍵結般之基的顏料的分子構造或經表面改質的顏料。具體而言，可列舉如酸性碳或鹼性碳、溶性偶氮、二酮吡咯并吡咯或喹吖啶酮般之氫鍵較強的顏料等。
具體而言，作為噴墨油墨所使用之顏料，有顏料索引(C.I.)顏料藍15：3、15：4、C.I.顏料紅122、269、C.I.顏料紫19、C.I.顏料黃74、155、180、183、C.I.顏料綠7、36、58、C.I.顏料橙43、C.I.顏料黑7、C.I.顏料白6。其平均一次粒徑為未滿350nm。更佳係針對顏料藍15：3、15：4、C.I.顏料紅122、269、C.I.顏料紫19、C.I.顏料黃74、155、180、183、C.I.顏料綠7、36、58、C.I.顏料橙43、C.I.顏料黑7，其平均粒徑為未滿150nm，針對C.I.顏料白6，未滿300nm為佳。關於噴頭的堵塞或影像的鮮銳性，粒徑越小越佳。亦可為藉由偶合劑或活性劑等之表面處理劑或樹脂進行表面處理或膠囊化等的處理顏料。
另外，作為彩色濾光片用的顏料，較佳係使用有機顏料、或黑矩陣用無機顏料。作為紅色顏料，可列舉C.I.顏料紅(PR)56、 58、122、166、168、176、177、178、224、242、254、255。作為綠色顏料，可列舉C.I.顏料綠(PG)7、36、58、聚(14~16)溴化酞菁銅、聚(12~15)溴化-聚(4~1)氯化酞菁銅。作為藍色顏料，可列舉C.I.顏料藍15：1、15：3、15：6、60、80等。
再者，作為相對於上述彩色濾光片用顏料的互補色顏料或多色型像素用顏料，可列舉以下者。作為黃色顏料，可列舉：C.I.顏料黃(PY)12、13、14、17、24、55、60、74、83、90、93、126、128、138、139、150、154、155、180、185、216、219、C.I.顏料紫(PV)19、23。又，作為黑矩陣用的黑色顏料，可列舉：C.I.顏料黑(PBK)6、7、11、26、銅‧錳‧鐵系複合氧化物。
顏料分散後的數量平均粒徑並無特別限定，對於碳黑或有機顏料，係10~200nm、較佳係20~150nm。對於氧化鈦等之無機顏料，係50~300nm、較佳係100~250nm。又，顏料之平均粒徑可藉穿透型電子顯微鏡(TEM)進行觀察而求得。將如此微粒子化之顏料藉本發明之顏料分散劑分散所得的本發明之顏料分散液，係賦予高發色性、高畫質、高光澤、高印畫性等的著色劑。
本發明之顏料分散液係將本發明之顏料分散劑與上述顏料分散於液體介質中而成。作為此種液體介質，可使用水、有機溶劑、聚合性化合物之任一種以上的液體介質，可配合其用途之應用顏料分散液而成之顏料分散液組成物(製品)的目的而適當選擇。作為液體介質，以水作為主成分的顏料分散液，係成為水性之顏料分散液組成物；在有機溶劑的情況下則成為油性之顏料分散液組成物；在聚合性化合物的情況下則成為紫外線硬化性或電子束硬化性的顏料分散液組成物。作為顏料分散液組成物(製品)，可列舉塗料、油墨、塗佈劑等。 作為可使用之具體的液體介質，係在水、上述有機溶劑、聚合性化合物的情況下，可使用如下述列舉之屬於自由基聚合性化合物、陽離子性聚合化合物的單體、寡聚物。
作為上述可使用之自由基聚合性化合物，具體而言，較佳為丙烯酸系單體及寡聚物。作為單體之具體例，可列舉丙烯酸丁酯、2-甲基丙烷丙烯酸酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸山萮酯、丙烯酸異硬脂酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸第三丁基環己酯、丙烯酸異酯、丙烯酸三甲基環己酯、丙烯酸環癸酯、丙烯酸環癸基甲酯、丙烯酸三環癸酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸萘酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、(聚)乙二醇單甲基醚丙烯酸酯、(聚)乙二醇單月桂醚丙烯酸酯、(聚)丙二醇單甲基醚丙烯酸酯、丙烯酸八氟辛酯、丙烯酸四氟乙酯、壬基酚的環氧乙烷加成物的丙烯酸酯、丙烯醯氧基乙基磷酸酯、丙烯醯氧基酞酸等。又，亦可使用上述甲基丙烯酸系單體。
另外，自由基聚合性的寡聚物，係於1分子中具有2個以上聚合性基的化合物，作為其具體例，可列舉乙二醇、丁二醇、己二醇、壬二醇、環己烷二甲醇、丁烯二醇、丁炔二醇新戊二醇等之烷、烯、環烷二醇的二丙烯酸酯化物；聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、雙酚A之環氧乙烷加成物等的聚(n=2以上)二醇醚的二丙烯酸酯化物；聚(己二醇己二酸酯)或聚丁二醇琥珀酸、聚己內酯等之聚酯二醇的二丙烯酸酯化物；聚六亞甲碳酸酯等之碳酸酯二醇的二丙烯酸酯；甲苯二異氰酸酯等之二異氰酸酯與二醇、三醇、二胺等所得的胺基甲 酸乙酯多元醇的聚丙烯酸酯化物；雙酚A環氧丙基醚之加成物等之環氧樹脂的聚丙烯酸酯化物；聚甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇等之含多價羥基的化合物及此等環氧烷加成物的聚丙烯酸酯化物等。
作為陽離子聚合性化合物，於上述丙烯酸酯或自由基聚合性的寡聚物中，可使用陽離子聚合性者，亦可使用乙烯基醚系的化合物。作為乙烯基醚系化合物的具體例，可使用乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、環己基乙烯基醚、羥乙基乙烯基醚等之單官能乙烯基醚；(聚)乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、三羥甲基丙烷三乙烯基醚等之多官能乙基醚等。進而亦可使用環氧化合物或氧環丁烷化合物等。
本發明之顏料分散液，可將本發明之顏料分散劑、顏料分散於液體介質中而獲得，但為了使該顏料分散劑與顏料的分散性更良好，較佳係為了積極地施加離子鍵使其吸附於顏料表面，而加入與本發明之顏料分散劑之主鏈之官能基進行離子鍵結的色素衍生物，或以該色素衍生物對顏料表面進行處理。具體而言，在顏料分散劑之主鏈具有酸性基的顏料分散劑中，較佳係使用具有鹼性基的色素衍生物；在主鏈具有鹼性基的顏料分散劑中，較佳係使用具有酸性基的色素衍生物。又，所謂色素衍生物，可列舉與顏料之構造相同者；與顏料構造類似的構造者；與形成顏料之原料為相同或類似者；例如偶氮系色素骨架、酞菁系色素骨架、蒽醌系色素骨架、三系色素骨格、吖啶系色素骨架、苝系色素骨架等；於其構造之一部分鍵結著1個以上官能基者。其可直接鍵結於色素骨架，亦可經由烷基或芳基等之烴基、酯、醚、磺醯胺、胺基甲酸乙酯鍵而鍵結於色素骨架。
作為具有鹼性基之色素衍生物，可列舉具有鹼性基為胺基之官能基的色素衍生物。關於具有酸性基之色素衍生物，可列舉其酸性基為羧基、磷酸基、磺酸基者。其中，由酸性度之強度而言，較佳為磺酸基。此等色素衍生物係在顏料合成時或顏料結晶化時、顏料之細微化時進行添加，由於與顏料屬於相同或類似之構造，故可吸附於顏料表面而使顏料表面官能基化。又，色素衍生物之量，係相對於顏料，為3~50%、較佳為5~30%。此等可採用習知公知之化合物、表面處理方法、添加量，並無特別限定。
如以上所述，添加本發明之顏料分散劑、顏料、液體介質、視需要之色素衍生物，可作成本發明之顏料分散液。作為顏料之濃度並無限定。由於視無機顏料與有機顏料、或使用用途而異，故無法一言概論，例如在無機顏料的情況下，顏料濃度為30~70質量%；在有機顏料的情況下為10~30質量%。又，關於本發明之顏料分散劑相對於顏料的量，由於視粒徑而表面積改變，故無特別限定，相對於顏料為3~100質量%、更佳為5~80質量%、進而更佳為5~50質量%，可減少顏料分散劑之量而予以分散。
此外，本發明之顏料分散液、或使用其之顏料分散液組成物，亦可使用分別列舉以外的其他添加劑。例如可任意添加消泡劑、均染劑、光安定劑、紫外線吸收劑、表面調整劑、染料等之著色劑、用於輔助分散安定性或用於改良膜特性的聚合物成分、撥水劑、撥油劑、伴隨化學鍵之交聯劑、消光劑、矽烷偶合劑、界面活性劑、光聚合起始劑或光增感劑、共增感劑、聚合禁止劑、抗氧化劑等之各種添加劑的1種以上，並無特別限定。
接著，作為得到本發明之顏料分散液的方法，可採用任 意之分散方法，並無特別限定。作為所使用之分散機，可列舉例如捏合機、雙輥、三輥、MIRACLE KCK(淺田鋼鐵公司製)之混練機，或超音波分散機、高壓均質機之微流化器(MIZUHO工業公司製)、奈米化機(吉田機械興業公司製)、星爆機(SUGINO機器公司製)、G-SMASHER(RIX公司製)等。又，使用了玻璃或鋯石等之珠球介質者，可使用球磨、砂磨或橫型介質研磨分散機、膠體磨等。其分散處方並無特別限定。
本發明中，為了得到具有所需粒度或分佈的顏料分散體，可使用將分散機之粉碎介質的尺寸減小、將粉碎介質之填充率增大、或增長處理時間、使吐出速度減慢、以粉碎後過濾器或離心機等進行分級等之手法。又，可列舉此等手法的組合。接著，所得之顏料分散劑可為原狀態，但較佳係施加至離心機、或通過任意之過濾器，去除粗大粒子。如以上所述，可得到本發明之顏料分散液。
關於所得之本發明之可列舉顏料分散液的物性，其黏度等物性並無特別限定而為任意。作為黏度範圍，為1~100mPa‧s、較佳為3~50mPa‧s，視所需之顏料濃度或用途而異，沒有任何限定。關於其他物性亦無特別限定。
本發明之顏料分散液可使用作為各種物品的著色劑。例如可使用作為塗料、凹版油墨、平版印墨、噴墨油墨、塗佈劑、文具用色彩等之顏料著色劑組成物。尤其可進行低黏度化與顏料之高細微化，且使長期保存安定性良好，故適合作為彩色濾光片用著色劑或噴墨油墨用著色劑。
[實施例]
接著，列舉合成例、實施例及比較例，進一步詳細說明 本發明。以下，文中之「部」及「%」，在未特別限定之下係指質量基準。又，本發明並不限定於該實施例。各化合物之分子量以Mw表示。
(合成例1：酸性顏料分散劑-1)
於安裝有回流管、氣體導入裝置、溫度計及攪拌裝置的1L分離燒瓶中，填裝下述各材料，如下述般，在屬於聚合起始化合物之碘的存在下進行活性自由基聚合，得到本發明規定之接枝共聚物，將其作為酸性顏料分散劑-1。此製造方法係等於上述說明之I法。
使用丙二醇單甲基醚乙酸酯(以下稱為PGMAc)426.8份作為溶劑，以碘(I2：Mw=253.8)3.1份(0.0122莫耳)作為聚合起始化合物，使用2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(Mw=308.42)(和光純藥工業公司製，以下稱為V-70)14.8份(0.0480莫耳)作為可產生自由基之聚合起始劑。本發明之活性自由基聚合中，由於碘原子1個成為聚合起始化合物，故本合成例中之聚合起始化合物的使用量成為0.0122×2=0.0244莫耳。
藉由上述聚合起始化合物與觸媒，進行使填裝於系統內之下述具有酸性基之甲基丙烯酸酯(A)、甲基丙烯酸酯系巨單體(B)、與其他甲基丙烯酸酯成長反應的活性自由基聚合。觸媒係使用二苯基甲烷(以下稱為DPM)0.5份。本合成例中所填裝之單體類，係使用甲基丙烯酸苄酯(Mw=176.21)(以下稱為BzMA)33.3份(0.189莫耳)、作為甲基丙烯酸酯(A)之2-甲基丙烯醚氧基乙基酞酸(以下稱為PA)(Mw=278.26)83.5份(0.300莫耳)、作為甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之聚丙二醇單甲基醚甲基丙烯酸酯(分子量500之聚丙二醇單甲基醚的末端為甲基丙烯酸酯殘基，以下稱為PP500)(Mw=585)175份(0.299莫耳)。因此，甲基丙 烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為32.3/1。
活性自由基聚合中之起始反應、其接著所發生之成長反應係如下述般進行。首先，一邊吹入氮、一邊依40℃進行聚合9小時。溶解時之碘的褐色係於2小時時消失而成為淡檸檬色。於此時點，於V-70開裂而產生之起始劑末端產生鍵結碘之聚合起始化合物。接著進行聚合並進入成長反應後，黏度漸漸出現。在碘之褐色消失的時點起9小時後，採樣一部分藉凝膠層析法(THF展開溶液，聚苯乙烯換算，以下簡稱為GPC)所測定的Mn為12400，PDI為1.23，波峰頂之分子量為15100。藉此，藉上述聚合反應，確認到形成了顯示狹窄分子量分佈的聚合物。又，依通常之樹脂的聚合反應，則容易殘留來自原料的單體，尤其是巨單體，但完全無法檢測出此等之波峰。
另外，將此時點之採樣物以150℃乾燥1小時後的固形份為40.3%，確認到聚合幾乎完成。又，以下所示之固形份，係均依此乾燥條件進行乾燥，以同樣的方式所測定之值。又，將此時點之採樣物以甲苯、乙醇稀釋後，以酚酞溶液作為指示劑，藉使用了0.1%乙醇性氫氧化鉀溶液之酸鹼滴定，求得酸價，結果為56.4mgKOH/g。又，以下所示之酸價，均係進行與上述相同之操作所算出的值。
其後，停止氮之吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，於此溫度保持30分鐘，溶液之顏色由淡檸檬色再次變化為褐色。此係由於末端之碘脫離，再次生成碘分子所致。接著，為了去除此碘分子，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入PGMAc247.3份，攪拌至均勻為止。添加作為活性碳之白鷺M(日本EnviroChemicals公司製)50g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後， 藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。測定此液體的固形份，結果為30.2%。針對所得之樹脂溶液的聚合物，藉GPC測定進行分子量測定，藉紅外分光光度計(以下稱為IR)之測定，進行酸價測定，但任一者均幾乎未被觀察到有變化，確認到聚合物未被活性碳所去除。又，其他合成例中亦進行相同確認。將此樹脂溶液作為酸性顏料分散劑-1，屬於本發明之實施例。
(合成例2：酸性顏料分散劑-2)
使用與合成例1相同的裝置，依與合成例1相同的I法，藉活性自由基聚合得到本發明規定之顏料分散劑。本合成例中，使用二乙二醇單丁基醚(以下稱為BDG)401份作為溶劑，填裝碘3.1份(0.0122莫耳)、V-70 14.8份、BzMA 47.4份(0.269莫耳)、作為具有酸性基之甲基丙烯酸酯(A)之磷酸2-(甲基丙烯醯氧基)乙酯(共榮社化學公司製，商品名P1M，以下稱為P1M)(Mw=210.12)18.0份(0.0857莫耳)、作為甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之聚乙二醇單甲基醚甲基丙烯酸酯(分子量1000之聚乙二醇單甲基醚的末端為甲基丙烯酸酯殘基，以下稱為PME1000)(Mw=1085)214.2份(0.197莫耳)、DPM 0.5份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為22.6/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為8500，PDI為1.30，波峰峰頂之分子量為11100，且並無來自原料之波峰，尤其是來自巨單體之波峰。針對採樣物測定固形份，結果為40.5%，確認到聚合幾乎完成。又，其酸價為22.2mgKOH/g。
其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升 溫至90℃，於此溫度保持30分鐘，使末端之碘脫離。接著，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入BDG233份，攪拌至均勻為止。添加作為活性碳之白鷺M50g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附至活性碳後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。測定所得液體的固形份，結果為30.4%。將此樹脂溶液作為酸性顏料分散劑-2，屬於本發明之實施例。
(合成例3：酸性顏料分散劑-3)
使用與合成例1相同的裝置，依I法進行合成。本合成例中，首先如下述般，得到經由尿素鍵於二醇鏈末端鍵結著甲基丙烯酸酯殘基的巨單體。填裝作為溶劑之PGMAc 57份、甲基丙烯酸異氰酸基乙酯(Mw=155.15)(昭和電工公司製，商品名Karenz MOI，以下稱為MOI)11.6份(0.0748莫耳)並攪拌。接著，添加於分子量2000之單末端胺基聚乙二醇丙二醇無規聚合物單甲基醚(Huntsman公司製，商品名JEFFAMINE M-2005，以下稱為M2005)150份與PGMAc 150份的混合液。可觀察到稍微發熱。攪拌30分鐘後，藉IR進行異氰酸酯之吸收的消滅與尿素鍵結的生成之確認，結果確認到所有異氰酸酯基均反應。因此，此係經由尿素鍵於二醇鏈之末端鍵結了甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)。本合成例中，係使用此巨單體作為原料，其使用量為0.0748莫耳。
接著，於上述巨單體中，填裝作為甲基丙烯酸酯(A)之PA 41.7份(0.150莫耳)、甲基丙烯酸甲酯(以下稱為MMA)(Mw=100.1)7.5份(0.075莫耳)並均勻化，再填裝入碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份。接著，一邊吹入氮，一邊 依40℃進行聚合9小時。本合成例中之聚合起始化合物的使用量成為0.00591×2=0.0118莫耳。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為25.4/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為17500，PDI為1.50，波峰峰頂之分子量為26100，且並無來自原料之波峰，尤其是來自巨單體之波峰。固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。酸價為39.8mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，於此溫度保持30分鐘，使末端之碘脫離。接著，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入PGMAc 175.7份，攪拌至均勻為止。添加作為活性碳之白鷺M 25g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。測定所得液體的固形份，結果為30.7%。將此樹脂溶液作為酸性顏料分散劑-3，屬於本發明之實施例。
(合成例4：酸性顏料分散劑-4)
使用與合成例1相同的裝置，依I法進行合成。填裝PGMAc 402.1份、碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、MMA 7.5份(0.075莫耳)、PA 41.7份(0.150莫耳)、作為甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之分子量3000之聚ε-己內酯單甲基丙烯酸酯(以甲基丙烯酸2-羥乙酯作為起始劑，將ε-己內酯進行開環聚合而得的聚ε-己內酯末端甲基丙烯酸酯，片狀，平均聚合度26.3，以下稱為CLMA)的巨單體225份(0.075莫耳)、DPM 0.3份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為25.4/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為22600，PDI為1.45，波峰峰頂之分子量為32000，且並無來自原料之波峰、尤其是來自巨單體之波峰。測定其固形份，結果為40.9%，確認到聚合幾乎完成。酸價為30.7mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，於此溫度保持30分鐘，使末端之碘脫離。接著，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入PGMAc 228.5份，攪拌至均勻為止。添加作為活性碳之白鷺M 50g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾去除活性碳，得到黃色的透明液體。測定所得液體的固形份，結果為30.3%。將此樹脂溶液作為酸性顏料分散劑-4，屬於本發明之實施例。
(合成例5：酸性顏料分散劑-5)
使用與合成例1相同的裝置，依I法進行合成。本合成例中，首先，如下述般，得到經由尿素鍵於二醇鏈末端鍵結著甲基丙烯酸酯殘基的巨單體。填裝作為溶劑之二元酸二酯(INVISTA公司製，商品名：DBE，以下稱為DBE)64份、MOI 11.6份(0.0748莫耳)並攪拌。接著，添加M2005 150份與DBE 200份的混合液，於室溫攪拌30分鐘。藉IR確認異氰酸酯之反應完成。本合成例中，由於以此巨單體作為原料，故本合成例中所使用之甲基丙烯酸酯系巨單體(B)的使用量為0.0748莫耳。接著，於上述巨單體中，填裝作為甲基丙烯酸酯(A)之甲基丙烯酸(以下稱為MMA)12.9份(0.150莫耳)、MMA 7.5份(0.075莫耳)並均勻化，再填裝入碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸 酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為25.4/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為14900，PDI為1.32，波峰峰頂之分子量為19600，且並無來自原料之波峰、尤其是來自巨單體之波峰，而固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。酸價為45.5mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，於此溫度保持30分鐘，使末端之碘脫離。接著，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入DBE 151.7份將溶液稀釋後，攪拌至均勻為止。添加作為活性碳之白鷺M 25g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.0%。將此樹脂溶液作為酸性顏料分散劑-5，屬於本發明實施例。
(比較合成例1：比較顏料分散劑-1)
使用與合成例1相同的裝置，如下述般合成聚合物。首先，填裝PGMAc 57份、MOI 11.6份並攪拌。接著，添加M2005 150份與PGMAc 150份的混合液，於室溫下攪拌30分鐘。藉IR確認異氰酸酯基之反應完成。如上述，合成與合成例3所使用之相同的甲基丙烯酸酯系巨單體。接著，以此巨單體作為原料，填裝PA 41.7份、MMA 7.5份並均勻化，再填裝屬於聚合起始劑之V-70 10份，以40℃加熱進行聚合。此係與合成例3相同的單體組成，但為藉通常之自由基聚合所得的無規共聚物。然而，在30分鐘後出現黏度並立即成為凝膠狀。
採樣此凝膠物之一部分，試著使其溶解於THF中，結果為不溶份。又，測定了於THF中可溶分之分子量，結果多量檢測到屬 於原料的巨單體。因此，可認為無法控制來自尿素之強氫鍵所造成的分子間結合、主鏈之分子量而變成大分子量，溶解性惡化，故系統發生凝膠化。又，可認為由於在聚合未完全結束前即凝膠化，故多量殘留了巨單體原料。
因此，由上述合成例3與比較合成例1之比較可確認到，在本發明所利用之活性自由基聚合中，由於即使為多分枝仍可高度地控制構造，故非常適合用於獲得將本發明之顏料分散劑作成為可得到顯著效果者所需的樹脂構造。
表1係整合表示使用於上述合成例1~5所得之屬於本發明實施例之各酸性顏料分散劑的本發明所規定之各聚合物的組成及物性。
(合成例6：鹼性顏料分散劑-1)
使用與合成例1相同的裝置，依與合成例相同的I法，與聚合起 始化合物一起將單體類進行活性自由基聚合而得到本發明所規定的顏料分散劑。本合成例中，係使用具有鹼性基者作為甲基丙烯酸酯(A)。填裝作為溶劑之PGMAc 443.8份、碘3.1份(0.0122莫耳)、V-70 14.8份、作為具有鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)的甲基丙烯酸二甲基胺乙酯(以下稱為DMAEMA)(Mw=157.2)47.1份(0.300莫耳)、BzMA 21.0份(0.119莫耳)、作為甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之聚丙二醇單甲基醚甲基丙烯酸酯(分子量800之聚丙二醇單甲基醚的末端為甲基丙烯酸酯殘基，以下稱為PP800)(Mw=885)240份(0.271莫耳)、DPM 0.5份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為28.3/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為12800，PDI為1.33，波峰峰頂之分子量為17000，並無來自原子之波峰、尤其是來自巨單體之波峰，而固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。又，將採樣物以甲苯、2-丙醇稀釋後，以溴甲酚綠溶液作為指示劑，藉由使用了0.1N之2-丙醇性鹽酸溶液的酸鹼滴定，求得胺價，結果為54.6mgKOH/g。其他合成例中，胺價亦進行與上述相同的操作而算出。
其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物鏈末端之碘脫離。接著，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入PGMAc 256.7份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 50g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附。其後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.7%。將此樹脂溶液作為鹼性顏料分散劑-1，屬於本發明實施例。
(合成例7：鹼性顏料分散劑-2)
使用與合成例1相同的裝置，依I法進行合成。本合成例中，首先，如下述般，得到經由尿素鍵於二醇鏈末端鍵結著甲基丙烯酸酯殘基的巨單體。填裝作為溶劑之PGMAc 89.9份、MOI 11.6份(0.0748莫耳)並攪拌。接著，添加M-2005 150份(0.075莫耳)與PGMAc 200份的混合液，室溫下攪拌30分鐘。藉IR確認異氰酸酯基之反應完成。因此，此係經由尿素鍵於二醇鏈之末端鍵結了甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)。由於將所得之巨單體使用作為原料，故其使用量為0.0748莫耳。
接著，於上述巨單體中，填裝原料之DMAEMA 23.6份(0.150莫耳)、MMA 7.5份(0.075莫耳)並均勻化，再填裝入碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為25.4/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為16000，PDI為1.44，波峰峰頂之分子量為23000，且並無來自原子之波峰、尤其是來自巨單體之波峰，而固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。胺價為43.6mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物末端之碘脫離。接著，將反應溶液移至2L燒杯中，依固形份成為30%的方式加入PGMAc 166.2份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 25g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附至活性碳後，藉過濾器進行過濾去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.5%。將此樹脂溶 液作為鹼性顏料分散劑-2，屬於本發明實施例。
(合成例8：鹼性顏料分散劑-3)
使用與合成例1相同的裝置，依I法進行合成。填裝PGMAc 349.3份、CLMA 180份(0.060莫耳)、DMAEMA)47.1份(0.300莫耳)、MMA 18.0份(0.180莫耳)，使CLMA溶解並均勻化。接著，填裝碘3.1份(0.0122莫耳)、V-70 14.8份、DPM 0.5份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為22.1/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為10200，PDI為1.43，波峰峰頂之分子量為15000，且並無來自原子之波峰、尤其是來自巨單體之波峰，而固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。胺價為67.9mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物鏈末端之碘脫離，藉由聚合物溶液成為褐色透明液體而確認碘游離。再加入PGMAc 204.2份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 50g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.2%。將此樹脂溶液作為鹼性顏料分散劑-3，屬於本發明實施例。
(合成例9：鹼性顏料分散劑-4)
使用與合成例1相同的裝置，依I法進行合成。本合成例中，首先，如下述般，得到經由尿素鍵於二醇鏈末端鍵結著甲基丙烯酸酯殘基的巨單體。填裝作為溶劑之DBE 102.7份、MOI 11.6份(0.0748莫耳) 並攪拌。接著，添加M-2005 150份與DBE 200份的混合液，室溫下攪拌30分鐘。藉IR確認異氰酸酯基之反應完成。因將所得巨單體作為原料，故本合成例中所使用之甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之使用量為0.0748莫耳。接著，於上述巨單體中，填裝DMAEMA 23.6份(0.150莫耳)、MMA 22.5份(0.225莫耳)並均勻化，再填裝入碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份。接著，一邊吹入氮，一邊依40℃進行聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為38/1。
9小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為17300，PDI為1.41，波峰峰頂之分子量為24200，且並無來自原子之波峰、尤其是來自巨單體之波峰，而固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。胺價為40.0mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物末端之碘脫離，藉聚合物溶液成為褐色透明液體而確認碘游離。再加入DBE 173.3份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 25g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為29.9%。將此樹脂溶液作為鹼性顏料分散劑-4，屬於本發明實施例。
表2係整合表示使用於上述合成例6~9所得之屬於本發明實施例之各鹼性顏料分散劑的本發明所規定之各聚合物的組成及物性。
(合成例10：鹼性顏料分散劑-5)
使用與合成例1相同的裝置，如下述般依上述說明之II法得到聚合物。本合成例中，首先，填裝PGMAc 174.7份、作為具有異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)的MOI 34.9份(0.225莫耳)、BzMA 26.4份(0.150莫耳)、碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份，以45℃進行活性自由基聚合8小時。8小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為4900，PDI為1.22，波峰峰頂之分子量為6000，且固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。又，藉IR測定確認異氰酸酯。上述所得之聚合物係等同本發明所規定之聚合物(E)。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為31.7/1。
其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物鏈末端之碘游離，藉由聚合物溶液成為褐色透明液體而確認碘游離。接著，以上述所得聚合物為原料，作成等 同於本發明所規定之化合物(G)的M2005 150份、PGMAc 133份的混合液，添加至反應容器中。可觀察到稍微發熱。採樣此一部分，進行IR測定，結果異氰酸酯減少，可確認出現尿素鍵結。又，固形份為40.5%。此外，如下述般測定異氰酸酯%。將採樣物之0.5份取於錐型燒杯中，以甲苯50ml稀釋後，加入0.1N之二丁基胺的異丙醇溶液10ml，接著以溴酚藍作為指示劑，以0.1N之氯化氫異丙醇溶液進行滴定，藉算式算出異氰酸酯%。其結果，異氰酸酯%為2.95%。此狀態係於主鏈殘留可反應之異氰酸酯的狀態。又，以下合成例中，亦以同樣的方式求得異氰酸酯%。
接著，添加等同本發明所規定之化合物(F)的3-N,N-二甲基胺基丙胺(以下稱為DMAPA)15.3份、PGMAc 23.0份的混合液，於室溫下反應30分鐘，藉IR測定確認到異氰酸酯基的消失。藉GPC測定測定分子量，結果Mn為18900，PDI為1.51，波峰峰頂之分子量為28100，胺價為37.4mgKOH/g。加入PGMAc 188.8份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 30g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.9%。將此樹脂溶液作為鹼性顏料分散劑-5，屬於本發明實施例。
(合成例11：鹼性顏料分散劑-6)
使用與合成例1相同的裝置，如下述般依II法得到聚合物。填裝PGMAc 166份、作為具有環氧基之甲基丙烯酸酯(D)的甲基丙烯酸環氧丙酯(以下稱為GMA)(Mw=142.15)32.0份(0.225莫耳)、BzMA 26.4份(0.150莫耳)、碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份，以 45℃進行活性自由基聚合8小時。8小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為5900，PDI為1.21，波峰峰頂之分子量為7100，且固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。又，藉IR測定確認異氰酸酯。上述所得之聚合物係等同本發明所規定之聚合物(E)。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為31.7/1。
其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物鏈末端之碘游離，藉由聚合物溶液成為褐色透明液體而確認碘游離。接著，以上述所得聚合物為原料，加溫至70℃，添加等同於本發明所規定之化合物(F)的4-胺基甲基吡啶(以下稱為AMP)16.2份並加溫3小時，使胺基與環氧基反應，接著，再加入等同於本發明所規定之化合物(G)的M2005 150份與PGMAc 161.7份的混合液，反應3小時。藉IR測定確認環氧基的消失。藉GPC測定測定分子量，結果Mn為18500，PDI為1.53，波峰峰頂之分子量為18200，胺價為37.3mgKOH/g。加入PGMAc 187.2份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 30g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.1%。將此樹脂溶液作為鹼性顏料分散劑-6，屬於本發明實施例。
(合成例12：酸性顏料分散劑-7)
使用與合成例1相同的裝置，如下述般依II法得到聚合物。填裝作為溶劑之四乙二醇二甲基醚(以下稱為DMTG)158.5份、作為具有異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)的MOI 16.3份(0.105莫耳)、BzMA 39.6份(0.225莫耳)、碘1.5份(0.00591莫耳)、V-70 7.4份、DPM 0.3份， 以45℃進行活性自由基聚合8小時。8小時聚合後，採樣一部分以GPC測定測定分子量，結果Mn為4800，PDI為1.25，波峰峰頂之分子量為6100，且固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。又，藉IR測定確認異氰酸酯。上述所得之聚合物係等同本發明所規定之聚合物(E)。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為27.9/1。
接著，作成等同於本發明所規定之化合物(G)的M2005 150份、PGMAc 141.1份的混合液，添加至反應容器中。採樣此一部分，進行IR測定，結果異氰酸酯減少，確認出現尿素鍵結。又，固形份為40.6%。此外，異氰酸酯%為0.60%。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物鏈末端之碘游離，藉由聚合物溶液成為褐色透明液體而確認碘游離。
接著，添加等同本發明所規定之化合物(F)的磷酸單2-羥乙酯(以下稱為HEP)4.3份、作為觸媒之二月桂酸二丁基錫0.2份，以70℃反應3小時。藉IR測定確認到異氰酸酯基的消失。藉GPC測定測定分子量，結果Mn為17400，PDI為1.55，波峰峰頂之分子量為26200，酸價為22.4mgKOH/g。此係於主鏈鍵結著磷酸基的酸性分散劑。
加入DMTG181.7份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 30g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.0%。將此樹脂溶液作為酸性顏料分散劑-6，屬於本發明實施例。
(比較合成例2：比較顏料分散劑-2)
取代合成例8所使用之屬於分子量3000之聚己內酯單甲基丙烯酸 酯的CLMA，填裝分子量358之聚己內酯甲基丙烯酸酯(DAICEL公司製，商品名Placcel FM2D，液狀，平均聚合度2，以下稱為FM2D)214.8份(0.60莫耳)、PGMAc 397.5份、DMAEMA 47.1份(0.300莫耳)、MMA 15.0份(0.150莫耳)，予以均勻化。接著，填裝碘3.1份(0.0122莫耳)、V-70 14.8份、DPM 0.5份。接著，一邊吹入氮氣，一邊以40℃進行活性自由基聚合9小時。上述中，甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於聚合起始化合物1莫耳的比率為43.0/1。然而，其構造中並不具有本發明所必須之特定聚合物鏈。
採樣一部分，藉GPC測定測定分子量，結果Mn為11500，PDI為1.38，波峰峰頂之分子量為15700，且並無來自原料之波峰、尤其是來自巨單體之波峰，而固形份測定的結果，為幾乎100%的聚合率。胺價為60.7mgKOH/g。其後，停止氮吹入，取而代之係一邊吹入空氣，一邊升溫至90℃，使鍵結於聚合物鏈末端之碘游離，藉由聚合物溶液成為褐色透明液體而確認碘游離。再加入PGMAc 230.2份將溶液稀釋後，添加作為活性碳之白鷺M 50g，於室溫下攪拌12小時，使碘吸附後，藉過濾器進行過濾而去除活性碳，得到黃色的透明液體。所得液體的固形份為30.1%。將此作為比較顏料分散劑-2。
表3係整合表示使用於上述合成例10~12所得之屬於本發明實施例之各酸性顏料分散劑的本發明所規定之各聚合物的組成及物性。此等合成例均使用II法而製造。
表4係整合表示使用於上述比較合成例2所得之等同於本發明比較例之顏料分散劑的聚合物的組成及物性。
<彩色濾光片用著色劑的應用> [實施例1~12、比較例1：顏料分散液] (a)顏料之細微化處理
準備PR254、PG58、PY138、PY150、PB15-6及PV23作為彩色濾 光片用顏料，依以下所示方法進行細微化處理。將顏料100份、氯化鈉400份、及二乙二醇130份，填裝至安裝有加壓時所使用之密閉用蓋的捏合器(MORIYAMA公司製加壓捏合器)中。於捏合器內進行預備混合至出現均勻濕潤的塊為止。閉封加壓蓋，一邊依壓力6kg/cm2擠入內容物，一邊進行混練及磨碎處理7小時而得到磨碎物。將所得磨碎物投入至2%硫酸3000份中，攪拌處理1小時。予以過濾而去除氯化鈉及二乙二醇後，充分水洗，接著進行乾燥及粉碎而得到顏料粉末。所得顏料粉末之平均粒徑為約30nm。
(b)顏料分散液之調製-1
依表5所示量(份)調配表5所示各成分，以溶解器攪拌2小時。確認顏料塊消失後，使用橫型介質分散機進行分散處理而調製顏料分散液。又，表5中，「增效劑1」係由下述構造式(1)(式中之n=1~2)所表示，「增效劑2」係由下述構造式(2)所表示，「增效劑3」係由下述構造式(3)(式中之n=1~2)所表示，均為具有胺基之色素衍生物。又，表5中之「丙烯酸樹脂」，係使用單體組成為BzMA/MAA=80/20(質量比)，且由GPC測定屬於Mn為5500，PDI為2.02者(藉固形份濃度為30%的PGMAc溶液所測定)。
[顏料分散液之評價(1)]
表6整合表示了上述所得之各顏料分散液中所含顏料的平均粒徑的測定結果、顏料分散液之初期黏度、及依45℃放置3日後之黏度(保存後之黏度)的測定結果。又，黏度測定係使用E型黏度計，依60rpm、25℃進行測定。
如表6所示，實施例1~6之顏料分散液所含的顏料的平均粒徑，均為50nm以下，且判明了經細微化之顏料被充分微分散。又， 實施例1~6之顏料分散液之任一者的初期黏度均為10mPa‧s以下。又，若比較初期之黏度與保存後之黏度，則確認到黏度變化極小。由以上所述，可闡明實施例1~6之顏料分散液具有充分的分散安定性。
(c)顏料分散液之調製-2
依表7所示量(份)調配表7所示各成分，以溶解器攪拌2小時。確認顏料塊消失後，使用橫型介質分散機進行分散處理而調製顏料分散液。又，表7中，「增效劑4」係由下述構造式(4)(n=1~2)所表示，「增效劑5」係由下述構造式(5)(n=1~2)所表示，「增效劑6」係由下述構造式(6)(n=1~2)所表示，均為具有磺酸基之色素衍生物。又，表7中之「丙烯酸樹脂」，係使用單體組成為BzMA/MAA=80/20(質量比)，且由GPC測定屬於Mn為5500，PDI為2.02者(藉固形份濃度為30%的PGMAc溶液所測定)。
[顏料分散液之評價(2)]
表8整合表示了上述所得之各顏料分散液中所含顏料的平均粒徑的測定結果、顏料分散液之初期黏度、及依45℃放置3日後之黏度(保存後之黏度)的測定結果。
如表8所示，實施例7~12之顏料分散液所含的顏料的平均粒徑，均為50nm以下，且判明了經細微化之顏料被充分微分散。又，實施例7~12之顏料分散液之任一者的初期黏度均為10mPa‧s以下。又，若比較初期之黏度與保存後之黏度，則確認到黏度變化極小。由以上所述，可闡明實施例7~12之顏料分散液具有充分的分散安定性。
相對於此，相較於使用了相同顏料與增效劑的實施例11的顏料分散液，比較例1之顏料分散液的顏料平均粒徑較大，可知其未充分微分散。再者，由於保存後之黏度大幅增加，故可知分散安定性亦不充分。此係由於屬於溶劑溶解部之己內酯鏈較短，故雖然分散初期之黏度良好，但於保存中發生顏料凝集，分散安定性變得不充分所致。
<彩色濾光片用光阻劑的應用> [應用例1~6：彩色濾光片用光阻劑]
以含有實施例所得之顏料分散液作為著色劑的表9所示各成分，依表9所示量(份)進行調配，以混合機予以充分混合，得到屬於彩色光阻劑之各色的彩色濾光片用顏料著色劑組成物(顏料油墨)。又，表9中之「感光性丙烯酸樹脂清漆」係含有對BzMA/MAA共聚物使甲基丙烯酸環氧丙酯反應而得之丙烯酸樹脂的清漆。此丙烯酸樹脂係Mn為6000、PDI為2.38，酸價為110mgKOH/g。又，「TMPTA」係表示三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，「HEMPA」表示2-羥乙基-2-甲基丙酸，「DEAP」表示2,2-二乙氧基苯乙酮。
將藉矽烷偶合劑進行了處理之玻璃基板安裝於旋塗器。將應用例1之紅色顏料油墨-1依300rpm、5秒之條件於玻璃基板上進行旋塗。以80℃預烘烤10分鐘後，使用超高壓水銀燈依100mJ/cm2之光量進行曝光，製造紅色玻璃基板。又，對應用例2~6亦進行同樣操作，製造各色之玻璃基板。
所得之各色的玻璃基板(彩色玻璃基板)，均具有優越的分光曲線特性，且耐光性或耐熱性等之牢固性優越。又，任一彩色玻 璃基板的光穿透性或對比率等之光學特性亦優越。
[比較應用例1：彩色濾光片用光阻劑]
(i)除了取代實施例5所使用之「酸性顏料分散劑-3」，使用聚酯系分散劑(以12-羥基硬脂酸作為起始化合物之聚ε-己內酯與聚乙亞胺的縮合物，Mn：12000，胺價：12mgKOH/g)，並(ii)取代「增效劑3」而使用「增效劑6」以外，其餘與上述實施例5以同樣的方式進行而調製比較用藍色顏料分散液。
然後，除了取代應用例3之「實施例5之藍色顏料分散液-1」，使用上述調製之比較用藍色顏料分散液以外，其餘與應用例3的情況以同樣的方式進行，而調製藍色顏料油墨(比較應用例1)，並製造比較用之藍色玻璃基板。
(鹼顯影性試驗)
對於使用應用例1~3及比較應用例1之各顏料油墨所製造的彩色玻璃基板，分別依每5秒點上0.1N之四甲基氫氧化銨水溶液。然後，針對「於幾秒後塗膜之曝光部溶解」，以目視確認。於表10表示其結果。
如表10所示，於使用應用例1之紅色顏料油墨-1、應用例2之綠色顏料油墨-1及應用例3之藍色顏料油墨-1所製造的玻璃基 板，均於短時間內曝光部之塗膜發生溶解，且不發生溶解殘渣(膜狀之渣)，顯示良好的顯影性。又，以顯微鏡觀察未溶解而殘存之塗膜端部(邊緣)，結果任一者均可確認為銳利。亦即，若使用應用例1~3之顏料著色劑組成物(顏料油墨)，則可縮短顯影時間，故可期待生產性的提升。
相對於此，使用比較應用例1之藍色顏料油墨所製造之玻璃基板，均需要60秒以上塗膜之曝光部才能完全消失。顯影時間如此增長的理由可認為係因使用了不適於鹼顯影的顏料分散劑所致。又，關於玻璃基板，塗膜之曝光部亦脫離為膜狀，產生殘渣。此可認為係由於顏料分散劑並非鹼溶解性所致。如以上所述，可判明使用了本發明之顏料分散劑的應用例1~3之顏料油墨所形成的塗膜，係鹼顯影性優越。
<水性噴墨油墨用著色劑的應用> [實施例13、14]
於500ml之桶中，將合成例2所得之酸性顏料分散劑-2 16.4份、水83.6份混合並均勻化。成為透明溶液。接著，將此溶液一邊以溶解器攪拌，一邊慢慢添加氧化鈦顏料(JR-407，TAYCA公司製，平均粒徑210nm)100份而得到磨劑基底。接著，以橫型介質分散機使顏料充分分散，藉10μm之膜過濾器進行過濾，得到氧化鈦水性顏料分散液。將此顏料分散液稀釋至最適濃度，以光學顯微鏡(倍率400倍)觀察，結果確認到良好之顏料分散狀態。平均粒徑為253nm，黏度為40.6mPa‧s。
又，作為保存安定性試驗，將此顏料分散液以70℃進行保存試驗1週。氧化鈦顏料沉澱而可觀察到透明之上清液。將此沉澱物試著以刮棒刮取，結果為稍有黏度的沉澱物。接著，振盪10次，結果其沉澱物 消失。如上述般，以光學顯微鏡進行確認，結果為良好之顏料分散狀態，平均粒徑為284nm，且確認使沉澱物再度分散的再分散性良好。將此作為水性氧化鈦顏料分散液-1(實施例13)。
另外，將上述顏料分散劑之量變更為32.4份、水67.2份而進行相同試驗，結果同樣確認到良好的顏料分散狀態。於保存安定性試驗中，雖然有氧化鈦之沉澱物，但未見到透明上清液。接著，予以振盪後，結果沉澱物消失，確認到再度分散。將此作為水性氧化鈦顏料分散液-2(實施例14)。
將上述水性氧化鈦顏料分散液-1或2的27.5份、甘油3.6份、1,2-己二醇1.8份、水67.1份藉溶解器攪拌而均勻化，通過10μm過濾器及5μm過濾器，調製顏料濃度16.5%的油墨。將使用了上述調製之水性氧化鈦顏料分散液-1的油墨作為白油墨-1，將使用了水性氧化鈦顏料分散液-2的油墨作為白油墨-2。
由於在靜置保管中沉澱硬餅之形成，需要非常長的時間，故作為於更短期間內形成硬餅的方法，使用離心機強制性地施加離心加速度而進行促進溶液內顏料粒子的移動之評價。以下表示試驗方法。將上述白油墨-1或白油墨-2以水稀釋2倍，調製顏料濃度8.25%之類油墨。將其於2ml容量的聚丙烯微量管中秤量1.5g，以小型離心機(Disc Boy FB-4000，倉敷紡績公司製)依9000旋轉操作1分鐘，於微量管底部強制性地形成沉澱物。接著，依所形成之沉澱物成為下側的方式將微量管保持鉛直並於室溫靜置30分鐘後，以手操作振盪混合，使所形成之沉澱物再分散。藉由其沉澱物未再分散的次數進行評價。
使用上述油墨進行沉澱加速試驗，結果於底部可確認到沉澱物。將其保持鉛直後，使其振盪，結果油墨-1在12次時於目視上 沉澱物消失，且油墨-2在5次振盪時於目視上沉澱物消失。如此，確認到兩者油墨均再分散性良好，尤其是顏料分散劑量較多之白油墨-2可得到再沉澱立即回復的良好結果。
另外，將此等油墨使用噴墨印刷機「EM-930C」(Seiko Epson公司製)於黑帶展色紙上進行固體印刷，確認黑帶部分之基底的隱蔽性，結果任一油墨均顯示高隱蔽性。接著，於美國Xerox公司製Xerox紙4024上，依相片360dpi之印刷模式連續印刷1小時。各油墨均無噴頭堵塞，於印畫物上亦未發生紋路或皺摺，達成良好的印刷。
<紫外線硬化型噴墨油墨用著色劑的應用> [實施例15~18] (a)顏料分散液之調製-3
作為黃色(Y)、洋紅色(M)、靛色(C)、黑色(Bk)之紫外線硬化型噴墨油墨用著色劑的調製，將含有先前合成之鹼性顏料分散劑-4的表11所示各成分，依表11所示之量(份)進行調配，以溶解器攪拌2小時。確認顏料塊消失後，使用橫型介質分散機進行分散處理而調製顏料分散液(顏料著色劑組成物)。又，表11中，「增效劑5」係由上述構造式(5)(n=1~2)所表示，「增效劑6」係由下述構造式(6)(n=1~2)所表示，「增效劑7」係由下述構造式(7)(n=1~2)所表示，均為具有酸性基之色素衍生物。又，表11中之「PY-150」係使用Lever Screen yellow(LANXESS公司製)，「PR-122」、「PB-15：4」為大日精化工業公司製，碳黑係使用MB-1000(三菱化學公司製)。
(b)顏料分散液之評價-3
將所得之顏料分散液中所含顏料的平均粒徑的測定結果、初期黏度、及依70℃放置1週後之黏度(保存後之黏度)的測定結果示於表12。
如表12所示，顏料分散液所含之顏料的平均粒徑為100nm左右，可知初期黏度較低。接著，於保存安定性試驗中，亦無平均粒徑與黏度之變化，非常安定。
<實施例19>
將先前合成之酸性顏料分散劑-5 33.3份、丙烯酸異酯66.7份、氧化鈦(JR-405，TAYCA公司製，平均粒徑240nm)100份添加混合，以溶解器攪拌2小時。確認顏料塊消失後，使用橫型介質分散機進行分散處理而調製顏料分散液。將所得之白色(W)顏料分散液通過10μm過濾器及5μm過濾器。此時，完全無過濾器之堵塞。所得之白色顏料分散液中所含的顏料的平均粒徑為234nm，黏度為10.5mPa‧s。
將上述所得之白色顏料分散液置入遮光之玻璃瓶中，於設定為60℃之恆溫槽中放置一個月，測試黏度與粒徑之變化、上清液有無與沉澱物有無之確認、試驗沉澱物是否因振盪而消失。其結果，平均粒徑為206nm，黏度為10.6mPa‧s。未觀察到因保存所造成的物性變化，可確認到保持著高度之分散安定性。完全未觀察到上清液。雖可確認到若干沉澱物，但試著以刮棒刮拭後，可觀察到稍微黏稠的沉澱物。接著，經振盪，結果沉澱物幾乎消失，且回復到原本之顏料分散液的狀態。測定其平均粒徑，結果為245nm，雖因沉澱物經凝集的部分而平均粒徑稍微變大，但沉澱物進行再度分散，而可確認到良好的顏料分散狀態。
此等實施例15~19之Y、M、C、Bk、W之各色之顏料分散液，由於高度分散、安定性亦高，故可認為適合用於紫外線硬化型油墨。尤其是無顏料凝集、呈微粒子分散、高度安定，於氧化鈦中即使沉澱仍回復再度分散，故可認為最適合用於要求吐出安定性或高速印字性的紫外線硬化型噴墨油墨。
(產業上之可利用性)
根據本發明，使用以本發明所利用之活性自由基聚合始 能獲得之具有特定構造的接枝共聚物作為主成分而成的顏料分散劑，將顏料分散於液體介質中，藉此可得到習知分散劑中未能實現之以高水準進行微分散之保存安定性高的顏料分散液。此顏料分散液非常適合作為塗料、油墨、塗佈劑等之著色劑，尤其是要求高水準之微粒子化與保存安定性的噴墨油墨或彩色濾光片用著色劑，可期待其廣泛的利用。

Claims (8)

  1. 一種顏料分散劑，係以使用聚合起始化合物將特定單體類進行活性自由基聚合而成之聚合物作為主成分者；其特徵為，該聚合物係藉由相對於聚合起始化合物1莫耳，將2種以上的單體類依於原料之單體類中甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數成為20~50莫耳之比率所使用之活性自由基聚合而形成之接枝共聚物；上述2種以上的單體類係至少含有：具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)；與在其分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)；該接枝共聚物係具有由上述甲基丙烯酸酯(A)所衍生之鍵結著酸性基或鹼性基之主鏈、與屬於來自上述巨單體(B)之聚合物鏈的側鏈；且構成該接枝共聚物之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之聚合物鏈於接枝共聚物中所佔的比例，係以其質量比計為50~90質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項之顏料分散劑，其中，上述甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數中，上述甲基丙烯酸酯系巨單體(B)所佔比率係相對於上述合計莫耳數為10~50%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之顏料分散劑，其中，作為上述主成分之聚合物的數量平均分子量為5000~25000，且其酸價為15~70mgKOH/g、或其胺價為15~70mgKOH/g。
  4. 一種顏料分散劑之製造方法，係製造以使用聚合起始化合物將特定單體類進行活性自由基聚合而成之聚合物作為主成分而成之顏料分散劑的製造方法，其特徵為，相對於聚合起始化合物1莫耳，使用至少含有：具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)；與在其分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的單末端上具有甲基丙烯酸酯殘基的甲基丙烯酸酯系巨單體(B)之2種以上的單體類，作為原料，此時，依於該單體類中之甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數成為20~50莫耳之比率，且構成為上述聚合物鏈於所形成之聚合物中所佔的比例以其質量比計成為50~90質量%之方式使用，於上述聚合起始化合物與觸媒的存在下，將此等單體類進行活性自由基聚合而得到該聚合物。
  5. 一種顏料分散劑之製造方法，係製造以使用聚合起始化合物將特定單體類進行活性自由基聚合而成之聚合物作為主成分而成之顏料分散劑的製造方法，其特徵為，對下述聚合物(E)，依在所形成之聚合物中來自下述化合物(G)之聚合物鏈所佔的比例以其質量比計為50~90質量%之方式，使用下述化合物(F)及化合物(G)，使其反應而得到該聚合物；該聚合物(E)係至少將含有具環氧基之甲基丙烯酸酯及/或具異氰酸酯基之甲基丙烯酸酯(D)的1種以上的甲基丙烯酸酯系單體類，於聚合起始化合物與觸媒的存在下，依上述甲基丙烯酸酯系單體類之合計莫耳數相對於該聚合起始化合物1莫耳成為20~50莫耳之比率使用，進行活性自由基聚合而得之具有環氧基及/或異氰酸酯基的聚合 物(E)；該化合物(F)係具有1個之由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之任一種官能基，且具有酸性基或鹼性基的化合物(F)；該化合物(G)係末端具有由羥基、一級胺基、二級胺基、羧基之群所選擇之一種官能基，且具有其分子量為500~5000之由聚伸烷(C2~C4)二醇鏈、聚伸烷(C2~C4)二醇單烷基(C1~C18)醚鏈及聚(羥烷基(C2~C18)羧酸)鏈之群所選擇之任一聚合物鏈的化合物(G)。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之顏料分散劑之製造方法，其中，於上述進行活性自由基聚合之步驟中所使用之聚合起始化合物，係碘或碘化合物之至少任一種；該步驟所使用之觸媒，係從由鹵化磷、亞磷酸鹽系化合物、次磷酸鹽系化合物、醯亞胺系化合物、酚系化合物、二苯基甲烷系化合物及環戊二烯系化合物所組成群中選擇之至少1種化合物。
  7. 一種顏料分散液，係將申請專利範圍第1或2項之顏料分散劑與顏料，分散於選自水、有機溶劑及聚合性化合物之任一種以上之液體介質中而成。
  8. 如申請專利範圍第7項之顏料分散液，其中，進一步含有色素衍生物；在上述屬於顏料分散劑之主成分之聚合物之合成原料的具酸性基或鹼性基之甲基丙烯酸酯(A)為具酸性基之甲基丙烯酸酯的情況，上述色素衍生物為具有鹼性基之色素衍生物；在甲基丙烯酸酯(A)為具鹼性基之甲基丙烯酸酯的情況，上述色素衍生物為具有酸性基之色素衍生物。
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