JP6645335B2 - Coloring composition for color filter, and color filter - Google Patents
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Description
本発明は、カラー液晶表示装置、カラー撮像管素子等に用いられるカラーフィルタの製造に使用されるカラーフィルタ用着色組成物、及びこれを用いて形成されてなるフィルタセグメントを備えるカラーフィルタに関するものである。 The present invention relates to a color composition for a color filter used for manufacturing a color filter used for a color liquid crystal display device, a color image pickup tube element and the like, and a color filter including a filter segment formed using the same. is there.
液晶表示装置は、近年その薄型であることゆえの省スペース性や軽量性、また省電力性などが評価され、最近ではテレビ用途への普及が急速に進んでいる。テレビ用途向けでは、輝度やコントラストなどの性能をより高めることが要求されており、カラー液晶表示装置を構成する部材であるカラーフィルタにおいても、さらなる透過度の向上、コントラストの高度化などが望まれている。 In recent years, liquid crystal display devices have been evaluated for space saving, light weight, power saving, and the like due to their thinness, and recently have been rapidly spreading to television applications. For TV applications, it is required to further improve the performance such as brightness and contrast, and it is desired that color filters, which are components of a color liquid crystal display device, further improve transmittance and enhance contrast. ing.
カラーフィルタの作製方法としては、フォトレジストによるパターン形成の後、パターンを染色する染色法や、予め所定パターンの透明電極を形成しておき、電圧印加により溶媒に溶解・分散された顔料含有樹脂をイオン化させパターン形成する電着法、熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂を含むインクを用いてオフセット印刷等する印刷法、フォトレジスト材料に顔料等の着色剤を分散させたカラーレジスト剤を使用する顔料分散法、などが知られており、最近では、顔料分散法が主流になっている。しかし、顔料を着色剤として用いたカラーフィルタは、顔料粒子による光の散乱等により、液晶によって制御された偏光度合いを乱してしまい、その結果、カラー液晶表示装置の輝度やコントラストの低下を招きやすいという問題がある。 As a method of manufacturing a color filter, after forming a pattern with a photoresist, a dyeing method for dyeing the pattern, or forming a transparent electrode of a predetermined pattern in advance, and applying a pigment-containing resin dissolved and dispersed in a solvent by applying a voltage. Electrodeposition method for patterning by ionization, printing method such as offset printing using ink containing thermosetting resin or ultraviolet curing resin, pigment dispersion using color resist agent in which colorant such as pigment is dispersed in photoresist material The pigment dispersion method has recently become mainstream. However, a color filter using a pigment as a colorant disturbs the degree of polarization controlled by the liquid crystal due to light scattering by the pigment particles and the like, and as a result, lowers the brightness and contrast of the color liquid crystal display device. There is a problem that it is easy.
この問題を解消する技術として、硬化性組成物の媒体中に溶解した状態で存在し得る染料を着色剤とした染料系の硬化性組成物の実用化が検討、提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、カラーレジスト剤に用いる染料には、耐熱性、耐光性と樹脂及び樹脂に使用される有機溶剤への溶解性、という課題があった。 As a technique for solving this problem, the practical use of a dye-based curable composition using a dye that can exist in a state of being dissolved in a medium of the curable composition as a coloring agent has been studied and proposed (for example, Patent Reference 1). However, dyes used for color resist agents have problems of heat resistance, light resistance, and solubility in resins and organic solvents used in resins.
そこで、溶解性を増すために、アニオン性染料とカチオン系界面活性剤との塩を着色剤として用いたカラーフィルタが提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。一般に、アニオン性染料のスルホン酸ナトリウム基(−SO3Na)を有機アミンの塩に変えるこ
とによって、アニオン性染料の有機溶剤への溶解性が増すことが知られている。上記の着色剤では、アニオン性染料のスルホン酸ナトリウム基をカチオン性界面活性剤の母体の塩に変えることによって、有機溶剤へのアニオン性染料の溶解性が増す。しかしながら、これらの方法では、カラーフィルタ作製時に使用する溶剤に対し、十分な溶解性を得ることができず、樹脂との相溶性も悪いため、カラーフィルタ用着色組成物の長期保存安定性と塗膜とガラス等の透明基板との間で強固な密着性を与えることは困難であると同時に、塗膜の耐溶剤性やアルカリ現像性といった、カラーフィルタにおいて重要な課題を解決することはできなかった。
Therefore, in order to increase solubility, color filters using a salt of an anionic dye and a cationic surfactant as a colorant have been proposed (for example, see Patent Documents 2 and 3). Generally, it is known that the solubility of an anionic dye in an organic solvent is increased by changing the sodium sulfonate group (—SO 3 Na) of the anionic dye into a salt of an organic amine. In the above colorant, the solubility of the anionic dye in an organic solvent is increased by changing the sodium sulfonate group of the anionic dye into a base salt of the cationic surfactant. However, these methods cannot provide sufficient solubility in a solvent used for producing a color filter and have poor compatibility with a resin. It is difficult to provide strong adhesion between the film and a transparent substrate such as glass, and at the same time, it is not possible to solve important problems in color filters such as solvent resistance and alkali developability of the coating film. Was.
また、アニオン性染料の造塩化合物としては、カチオン性樹脂をカウンターとして用いたものが結晶性水性着色材料として検討されているが(例えば、特許文献4参照)、これらのものは染料を粒子状態で使用することが目的であり、溶解状態での使用が求められるカラーフィルタ用途では、詳細な検討がなされていない。 As salt forming compounds of anionic dyes, those using a cationic resin as a counter have been studied as crystalline water-based coloring materials (for example, see Patent Document 4). However, no detailed study has been made for color filter applications which require use in a dissolved state.
一方、アミド構造を有する単量体を共重合させた共重合体溶液にアニオン性染料を添加した着色樹脂組成物も提案されている(例えば、特許文献5参照)。これは、アミド構造がアニオン性染料との染着点として働くことにより、塗膜中の染料を安定化させ、耐性を向上させている。しかし、ここで開示される方法では、有機溶剤中で共重合体とアニオン染料を混合するため、極性の高い染料が十分溶解されず、異物が発生するという問題があった。 On the other hand, a colored resin composition in which an anionic dye is added to a copolymer solution obtained by copolymerizing a monomer having an amide structure has been proposed (for example, see Patent Document 5). This is because the amide structure acts as a dyeing point with the anionic dye, thereby stabilizing the dye in the coating film and improving the resistance. However, in the method disclosed herein, since the copolymer and the anionic dye are mixed in an organic solvent, there is a problem that a highly polar dye is not sufficiently dissolved, and foreign matter is generated.
一方、耐熱・耐光性を向上させるために、染料を化学的にポリマーに結合させた着色組成物が提案されている(例えば、特許文献6参照)。しかしながら、単にポリマーと染料を結合させただけでは耐溶剤性や耐性が不十分であり、アルカリ現像性についても近年の要求レベルを満たすことはできなかった。 On the other hand, in order to improve heat resistance and light resistance, a coloring composition in which a dye is chemically bonded to a polymer has been proposed (for example, see Patent Document 6). However, simply combining a polymer and a dye has insufficient solvent resistance and resistance, and has not been able to satisfy the recent required level of alkali developability.
本発明の目的は、保存安定性に優れたカラーフィルタ用着色組成物、並びに塗膜への異物発生もなく、ガラス等の透明基板との間での強固な密着性を有し、耐熱性、耐溶剤性が高く、アルカリ溶解性に優れるカラーフィルタを提供することである。 An object of the present invention is to provide a color composition for a color filter having excellent storage stability, and no generation of foreign matter in a coating film, having strong adhesion to a transparent substrate such as glass, heat resistance, An object of the present invention is to provide a color filter having high solvent resistance and excellent alkali solubility.
本発明者らは、前記諸問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、側鎖にカチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であることを特徴とするアクリル樹脂(B)と、アニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含有するカラーフィルタ用着色組成物が高い保存安定性を持ち、また塗膜への異物発生もなく、密着性に優れ、耐熱試験において高い耐熱性を示すことを見出し、この知見に基づいて本発明をなしたものである。
造塩染料にブロック樹脂を使用することは特開2011−242752号公報に示されており、高tg、架橋性樹脂を使用した造塩染料については特開2013−33194号公報に例示されている。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, an A block having a cationic group in the side chain and a B block having no heat-crosslinkable functional group without a cationic group. The coloring composition for a color filter containing a salt-forming compound (D) of an acrylic resin (B) and an anionic dye (C), which is a block resin comprising, has high storage stability; It has been found that there is no generation of foreign matter in the coating film, the adhesiveness is excellent, and high heat resistance is exhibited in a heat resistance test, and the present invention has been made based on this finding.
The use of a block resin for a salt forming dye is disclosed in JP-A-2011-242752, and a high-tg, salt-forming dye using a crosslinkable resin is exemplified in JP-A-2013-33194. .
すなわち、本発明は、少なくとも着色剤(A)、バインダー樹脂、および有機溶剤からなるカラーフィルタ用着色組成物であって、
該着色剤(A)が、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)とアニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含有し、
前記側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)が、下記一般式(1)で表される構造単位を含むアクリル樹脂であって、前記アクリル樹脂が、
下記一般式(1)で表されるカチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物に関する。
The colorant (A) contains a salt-forming compound (D) of a resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye (C),
The resin (B) having a cationic group in the side chain is an acrylic resin containing a structural unit represented by the following general formula (1), wherein the acrylic resin is
A color filter characterized by being a block resin comprising an A block having a cationic group represented by the following general formula (1) and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group. It relates to a coloring composition.
さらに、本発明は、前記熱架橋性官能基がヒドロキシル基、およびカルボキシル基からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。 Further, the present invention relates to the coloring composition for a color filter, wherein the thermally crosslinkable functional group is at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group and a carboxyl group.
さらに、本発明は、前記カチオン性基を有するブロック樹脂が、前記一般式(1)で表される構造単位を含むアクリル樹脂であって、さらに、前記一般式(1)の構造単位を樹脂組成の合計100重量%のうち3〜90重量%含むブロック樹脂であることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。 Further, in the present invention, the block resin having a cationic group is an acrylic resin containing a structural unit represented by the general formula (1), and further, the structural unit represented by the general formula (1) is a resin composition. A block resin containing 3 to 90% by weight of the total of 100% by weight of the coloring composition for a color filter.
さらに、本発明は、前記一般式(1)で表される構造単位を含むアクリル系樹脂のアンモニウム塩価が、10〜200mgKOH/gであることを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。 Further, the present invention relates to the coloring composition for a color filter, wherein the ammonium salt value of the acrylic resin containing the structural unit represented by the general formula (1) is 10 to 200 mgKOH / g.
さらに、本発明は、前記有機溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを主成分とすることを特徴とする前記記載のカラーフィルタ用着色組成物に関する。 Further, the present invention relates to the coloring composition for a color filter as described above, wherein the organic solvent contains propylene glycol monomethyl ether acetate as a main component.
さらに、本発明は、着色剤が、さらに顔料を含有することを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。 Further, the present invention relates to the coloring composition for a color filter, wherein the coloring agent further contains a pigment.
さらに、本発明は、アニオン性染料(C)が、アシッドレッド52、アシッドレッド289、および下記一般式(2)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。
一般式(2)
[X1、X3は、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表す。
X2、X4は、置換基を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基を表し、少なくともいずれか一方がスルホ基を有する。]
Further, the present invention provides the color filter, wherein the anionic dye (C) contains at least one selected from Acid Red 52, Acid Red 289, and a compound represented by the following general formula (2). The present invention relates to a coloring composition for use.
General formula (2)
[X1 and X3 represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
X2 and X4 represent a monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and at least one of them has a sulfo group. ]
さらに、本発明は、さらに光重合性単量体および/または光重合開始剤を含有することを特徴とする前記カラーフィルタ用着色組成物に関する。 Furthermore, the present invention relates to the coloring composition for a color filter, further comprising a photopolymerizable monomer and / or a photopolymerization initiator.
さらに、本発明は、水溶液中で側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)とアニオン性染料(C)を混合し、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)の対アニオンとアニオン性染料(C)の対カチオンとからなる塩を除去し、造塩化合物(D)を得ることを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載のカラーフィルタ用着色組成物の製造方法に関する。 Further, the present invention relates to a method of mixing a resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye (C) in an aqueous solution to form a counter anion of the resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye. The method for producing a coloring composition for a color filter according to any one of claims 1 to 7, wherein a salt comprising a counter cation of the dye (C) is removed to obtain a salt forming compound (D).
また、本発明は、前記カラーフィルタ用着色組成物により形成されてなるカラーフィルタに関する。 Further, the present invention relates to a color filter formed by using the coloring composition for a color filter.
本発明においては、側鎖にカチオン性基を有するすなわちカチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であることを特徴とするアクリル樹脂(B)と、アニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含有するカラーフィルタ用着色組成物を用いることで、高い保存安定性を有し、塗膜形成時の異物発生もなく、密着性に優れ、さらに高い耐熱性と耐溶剤性を示すとともに、優れたアルカリ現像を示すカラーフィルタを得ることができる。 In the present invention, a block resin having a cationic group in the side chain, that is, a block resin including an A block having a cationic group and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group, The use of a coloring composition for a color filter containing a salt forming compound (D) of an acrylic resin (B) and an anionic dye (C) makes it possible to have high storage stability, It is possible to obtain a color filter which has no occurrence, has excellent adhesion, shows higher heat resistance and solvent resistance, and shows excellent alkali development.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、バインダー樹脂と有機溶剤を含む着色剤担体
中に、側鎖にカチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であることを特徴とするを有する樹脂(B)と、アニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含むカラーフィルタ用着色組成物である。
まず、側鎖にカチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であることを特徴とする樹脂(B)について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The color composition for a color filter of the present invention has a heat-crosslinkable functional group without having an A block having a cationic group in a side chain and a cationic group in a colorant carrier containing a binder resin and an organic solvent. A coloring composition for a color filter, comprising a salt-forming compound (D) of a resin (B) having a feature of being a block resin comprising a B block and an anionic dye (C).
First, the resin (B), which is a block resin composed of an A block having a cationic group in a side chain and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group, will be described.
<側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B>
本発明の側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)は、側鎖にカチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であることを特徴する。
カチオン性基が、アニオン性染料(C)のアニオン性基と塩形成することで、本発明の造塩化合物(D)を得ることができる。
<Resin having cationic group in side chain (B)>
The resin (B) having a cationic group in the side chain according to the present invention is a block resin comprising an A block having a cationic group in the side chain and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group. It is characterized by being.
When the cationic group forms a salt with the anionic group of the anionic dye (C), the salt forming compound (D) of the present invention can be obtained.
[カチオン性基を有するAブロック]
本発明のカチオン性基を有するAブロックは、下記一般式(1)で表されるカチオン性基を有することを特徴とする。
[A block having a cationic group]
The A block having a cationic group according to the present invention is characterized by having a cationic group represented by the following general formula (1).
(一般式(1)中、R1は水素原子、または置換もしくは無置換のアルキル基を表す。R2〜R4 は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基、または置換されていてもよいアリール基を表し、R2〜R4のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。Qはアルキレン基、アリーレン基、−CONH−R5−、−COO−R5−を表し、R5はアルキレン基を表す。Y-は無機または有機のアニオンを表す。) (In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, Represents an optionally substituted alkenyl group or an optionally substituted aryl group, and two of R 2 to R 4 may combine with each other to form a ring, and Q represents an alkylene group, an arylene group, —CONH -R 5 -, - COO-R 5 - represents, .Y R 5 is representative of the alkylene group - represents an inorganic or organic anion).
一般式(1)中、R1は、水素原子、または置換若しくは無置換のアルキル基を表す。R1におけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基が挙げられる。該アルキル基としては、炭素数1〜12のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が特に好ましい。 In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group. Examples of the alkyl group for R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, and a cyclohexyl group. As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
R1で表されるアルキル基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、水酸基、アルコキシル基等が挙げられる。 When the alkyl group represented by R 1 has a substituent, examples of the substituent include a hydroxyl group and an alkoxyl group.
上記の中でも、R1としては、水素原子またはメチル基が最も好ましい。 Of the above, R 1 is most preferably a hydrogen atom or a methyl group.
一般式(1)中、R2〜R4としては、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアルケニル基、または置換されていてもよいアリール基が挙げられる。 In the general formula (1), R 2 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted aryl group. No.
ここで、R2〜R4におけるアルキル基としては、例えば、直鎖アルキル基(メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル及びn−オクタデシル等)、分岐アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、イソヘキシル、2−エチルヘキシル及び1,1,3,3−テトラメチルブチル等)、シクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等)及び架橋環式アルキル基(ノルボルニル、アダマンチル及びピナニル等)が挙げられる。該アルキル基としては、炭素数1〜18のアルキル基が好ましく、さらに好ましくは炭素数1〜8のアルキル基である。 Here, as the alkyl group for R 2 to R 4 , for example, a linear alkyl group (methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-octyl, n-decyl, n-dodecyl, n-dodecyl) -Tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl, etc.), branched alkyl groups (isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, isohexyl, 2-ethylhexyl and 1,1,3,3) -Tetramethylbutyl etc.), cycloalkyl groups (cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl etc.) and bridged cyclic alkyl groups (norbornyl, adamantyl and pinanyl etc.). The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
R2〜R4におけるアルケニル基としては、例えば、直鎖又は分岐のアルケニル基(ビニル、アリル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−メチル−1−プロペニル、1−メチル−2−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル及び2−メチル−2−プロぺニル等)、シクロアルケニル基(2−シクロヘキセニル及び3−シクロヘキセニル等)が挙げられる。該アルケニル基としては、炭素数2〜18のアルケニル基が好ましく、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基である。 Examples of the alkenyl group for R 2 to R 4 include a linear or branched alkenyl group (vinyl, allyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-1 -Propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-1-propenyl and 2-methyl-2-propenyl and the like, and cycloalkenyl groups (such as 2-cyclohexenyl and 3-cyclohexenyl). The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms.
R2〜R4におけるアリール基としては、例えば、単環式アリール基(フェニル等)、縮合多環式アリール基(ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニル、アントラキノリル、フルオレニル及びナフトキノリル等)及び芳香族複素環炭化水素基(チエニル(チオフェンから誘導される基)、フリル(フランから誘導される基)、ピラニル(ピランから誘導される基)、ピリジル(ピリジンから誘導される基)、9−オキソキサンテニル(キサントンから誘導される基)及び9−オキソチオキサンテニル(チオキサントンから誘導される基)等)が挙げられる。 Examples of the aryl group for R 2 to R 4 include a monocyclic aryl group (such as phenyl), a condensed polycyclic aryl group (such as naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, anthraquinolyl, fluorenyl, and naphthoquinolyl) and an aromatic heterocyclic hydrocarbon. Groups (thienyl (group derived from thiophene), furyl (group derived from furan), pyranyl (group derived from pyran), pyridyl (group derived from pyridine), 9-oxoxanthenyl (xanthone Derived groups) and 9-oxothioxanthenyl (a group derived from thioxanthone) and the like.
R2〜R4で表されるアルキル基、アルケニル基、アリール基が置換基を有する場合、該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシル基、アリールオキシ基、アルケニル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、及びフェニル基等から選択される置換基が挙げられる。該置換基としては、中でも、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシル基、フェニル基が特に好ましい。 When the alkyl group, alkenyl group, or aryl group represented by R 2 to R 4 has a substituent, examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxyl group, an aryloxy group, an alkenyl group, an acyl group, And a substituent selected from an alkoxycarbonyl group, a carboxyl group, a phenyl group, and the like. As the substituent, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxyl group, and a phenyl group are particularly preferable.
R2〜R4としては、安定性の観点から置換されていてもよいアルキル基が好ましく、無置換のアルキル基が更に好ましい。 As R 2 to R 4 , an alkyl group which may be substituted is preferable from the viewpoint of stability, and an unsubstituted alkyl group is more preferable.
また、R2〜R4のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。 Further, two of R 2 to R 4 may be bonded to each other to form a ring.
一般式(1)中、アクリル部位とアンモニウム塩基を連結するQの成分はアルキレン基、アリーレン基、−CONH−R5−、−COO−R5−を表し、R5はアルキレン基を表すが、中でも、重合性、入手性の理由から、−CONH−R5−、−COO−R5−であることが好ましい。また、R5がメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基である
ことが更に好ましく、エチレン基であることが特に好ましい。
In the general formula (1), component of the Q connecting the acrylic sites and ammonium base is an alkylene group, an arylene group, -CONH-R 5 -, - COO-R 5 - represents, but R 5 represents an alkylene group, Among them, the polymerizable, for reasons of availability, -CONH-R 5 -, - COO-R 5 - is preferably. Further, R 5 is more preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group, and particularly preferably an ethylene group.
当該樹脂の対アニオンを構成する一般式(1)中におけるY-の成分は、無機または有機
のアニオンであればよい。対アニオンとしては、公知のものが制限なく採用でき、具体的には、水酸化物イオン;塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等のハロゲンイオン;ギ酸イオン、酢酸イオン等のカルボン酸イオン;炭酸イオン、重炭酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、クロム酸イオン、ニクロム酸イオン、リン酸イオン、シアン化物イオン、過マンガン酸イオン、さらには、ヘキサシアノ鉄(III)酸イオンのような錯体イオン等が挙げられる。合成適性や安定性の点からは、ハロゲンイオン及びカルボン酸イオンが好ましく、ハロゲンイオンが最も好ましい。対アニオンがカルボン酸イオン等の有機酸イオンである場合は、樹脂中に有機酸イオンが共有結合し、分子内塩を形成していてもよい。
Y in the general formula (1) which constitutes a counter anion of the resin - components may be any anion of an inorganic or organic. As the counter anion, known ones can be adopted without limitation, and specifically, hydroxide ion; halogen ion such as chloride ion, bromide ion and iodide ion; carboxylate ion such as formate ion and acetate ion; Such as carbonate, bicarbonate, nitrate, sulfate, sulfite, chromate, dichromate, phosphate, cyanide, permanganate, and even hexacyanoferrate (III) ions Complex ions and the like. From the viewpoint of synthesis suitability and stability, halogen ions and carboxylate ions are preferred, and halogen ions are most preferred. When the counter anion is an organic acid ion such as a carboxylate ion, the organic acid ion may be covalently bonded in the resin to form an inner salt.
一般式(1)で表される構造単位を含むアクリル系樹脂を得るには、アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体を単量体成分として共重合する方法だけでなく、アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体を単量体成分として共重合したアミノ基を有するアクリル系樹脂を得た後、オニウム塩化剤を反応させ、アンモニウム塩化する方法により得ても良い。 In order to obtain an acrylic resin containing a structural unit represented by the general formula (1), not only a method of copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having an ammonium group as a monomer component but also an amino resin having an amino group After obtaining an acrylic resin having an amino group obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer as a monomer component, it may be obtained by a method of reacting with an onium chloride and ammonium chloride.
以下に、アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体と、アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体、およびオニウム塩化剤の具体例を示す。なお、本明細書において「アクリル、メタクリル」、のいずれか或いは双方を示す場合「(メタ)アクリル」、と記載することがある。同様に、「アクリロイル、メタクリロイル」のいずれか或いは双方を示す場合、「(メタ)アクリロイル」と記載することがある。 Hereinafter, specific examples of the ethylenically unsaturated monomer having an ammonium group, the ethylenically unsaturated monomer having an amino group, and an onium chlorinating agent will be shown. In addition, in this specification, when either or both of “acryl and methacryl” are indicated, “(meth) acryl” may be described. Similarly, when any or both of “acryloyl and methacryloyl” are indicated, they may be described as “(meth) acryloyl”.
アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルオキシエチルメチルモルホリノアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリレート系第4級アンモニウム塩、(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルトリエチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイルアミノエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等のアルキル(メタ)アクリロイルアミド系第4級アンモニウム塩、ジメチルジアリルアンモニウムメチルサルフェート、トリメチルビニルフェニルアンモニウムクロライド等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an ammonium base include (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyltriethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloyl Alkyl (meth) acrylate-based quaternary ammonium salts such as oxyethylmethylmorpholinoammonium chloride, (meth) acryloylaminopropyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloylaminoethyltriethylammonium chloride, (meth) acryloylaminoethyldimethylbenzylammonium chloride (Meth) acryloylamide quaternary ammonium salts such as Allyl ammonium methyl sulfate, trimethyl vinyl phenyl ammonium chloride.
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジt−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジイソプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジイソブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジt−ブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のジアルキルアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリルアミドが挙げられ、ジメチルアミノスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン等のジアルキルアミノ基を有するスチレン類、ジアリルメチルアミン、ジアリルアミン等のジアリルアミン化合物、N−ビニルピロリジン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカルバゾール等のアミノ基含有芳香族ビニル系単量体が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an amino group include, for example, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dipropylaminoethyl (meth) acrylate, diisopropylaminoethyl (meth) acrylate, dibutylamino Ethyl (meth) acrylate, diisobutylaminoethyl (meth) acrylate, di-t-butylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide, dipropylaminopropyl (meth) acrylamide, diisopropyl Aminopropyl (meth) acrylamide, dibutylaminopropyl (meth) acrylamide, diisobutylaminopropyl (meth) acrylamide, di-t-butyl (Meth) acrylic acid ester having a dialkylamino group such as minopropyl (meth) acrylamide or (meth) acrylamide; styrenes having a dialkylamino group such as dimethylaminostyrene and dimethylaminomethylstyrene; diallylmethylamine; diallylamine And amino-containing aromatic vinyl monomers such as N-vinylpyrrolidine, N-vinylpyrrolidone and N-vinylcarbazole.
オニウム塩化剤としては、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、またはジプロピル硫酸等のアルキル硫酸、p−トルエンスルホン酸メチル、またはベンゼンスルホン酸メチル等のスルホン酸エステル、メチルクロライド、エチルクロライド、プロピルクロライド、またはオクチルクロライド等のアルキルクロライド、メチルブロマイド、エチルブロマイド、プロピルブロマイド、またはオクチルクロブロマイド等のアルキルブロマイド、あるいは、ベンジルクロライド、またはベンジルブロマイド等が挙げられる。 Examples of the onium chlorinating agent include, for example, alkyl sulfates such as dimethyl sulfate, diethyl sulfate, or dipropyl sulfate, sulfonates such as methyl p-toluenesulfonate, or methyl benzenesulfonate, methyl chloride, ethyl chloride, propyl chloride, or Examples include alkyl chlorides such as octyl chloride, alkyl bromides such as methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, and octyl clobromide, and benzyl chloride or benzyl bromide.
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体とオニウム塩化剤との反応は、通常はアミノ基に対して等モル以下のオニウム塩化剤を、アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体溶液に滴下することによって行うことができる。アンモニウム塩化反応時の温度は90℃程度以下であり、特にビニルモノマーをアンモニウム塩化する場合には30℃程度以下が好ましく、反応時間は1〜4時間程度である。 The reaction between the ethylenically unsaturated monomer having an amino group and the onium chlorinating agent is usually carried out by dropping an onium chlorinating agent in an equimolar amount or less with respect to the amino group into the ethylenically unsaturated monomer solution having the amino group. You can do this by doing The temperature during the ammonium salification reaction is about 90 ° C. or less, and particularly when the vinyl monomer is ammonium salified, the temperature is preferably about 30 ° C. or less, and the reaction time is about 1 to 4 hours.
別に、オニウム塩化剤として、アルコキシカルボニルアルキルハライドを使用することもできる。アルコキシカルボニルアルキルハライドは下記一般式(3)で表される。 Alternatively, alkoxycarbonylalkyl halides can be used as onium chlorinating agents. The alkoxycarbonylalkyl halide is represented by the following general formula (3).
Z−R6−COOR7 一般式(3)
ZR 6 —COOR 7 General formula (3)
(一般式(3)中、Zは、塩素、または臭素等のハロゲン、好ましくは臭素であり、R6
は、炭素数1〜6、好ましくは1〜5、より好ましくは1〜3のアルキレン基であり、R7は、炭素数1〜6、好ましくは1〜3の低級アルキル基である。)
(In the general formula (3), Z is chlorine or a halogen such as bromine, preferably bromine, R 6
Is an alkylene group having 1 to 6, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and R 7 is a lower alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms. )
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体とアルコキシカルボニルアルキルハライドとの反応は、アミノ基に対して等モル以下のアルコキシカルボニルアルキルハライドを上記オニウム塩化剤同様に反応させた後、−COOR7を加水分解してカルボキシレートイオン(−COO-)に変換することにより得られる。これにより、一般式(3)で示すカルボキシベタイン構造を有しアンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体を得ることができる。 The reaction between an ethylenically unsaturated monomer having an amino group and an alkoxycarbonylalkyl halide is carried out by reacting an alkoxycarbonylalkyl halide in an equimolar amount or less with respect to the amino group in the same manner as the above onium chloride, and then -COOR 7 is added. It is obtained by hydrolysis and conversion to carboxylate ion (—COO − ). Thereby, an ethylenically unsaturated monomer having a carboxybetaine structure represented by the general formula (3) and having an ammonium base can be obtained.
[熱架橋性官能基を有するBブロック]
本発明のBブロックは、熱架橋性官能基を含有することを特徴とする。
[B block having a thermally crosslinkable functional group]
The B block of the present invention is characterized by containing a thermally crosslinkable functional group.
(架橋性官能基)
本発明の熱架橋製官能基を有するアクリル樹脂は、カラーフィルタの製造における加熱工程において、熱架橋製官能基を有するアクリル樹脂同士、またはバインダー樹脂との架橋を形成する。それにより強固な被膜が形成され、塗膜の色変化を防ぐ、すなわち耐熱性を向上させることができ、また、耐溶剤性も向上する。
(Crosslinkable functional group)
The acrylic resin having a thermally crosslinked functional group of the present invention forms a crosslink between acrylic resins having a thermally crosslinked functional group or with a binder resin in a heating step in the production of a color filter. As a result, a strong film is formed, and the color change of the film can be prevented, that is, the heat resistance can be improved, and the solvent resistance can be improved.
上記熱架橋性官能基の好適な構造としては特に限定されないが、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボン酸無水物、1級または2級アミノ基、イミノ基、オキセタニル基、t−ブチル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、アリル基、(メタ)アクリル基等が挙げられる。
中でもカラーフィルタ用着色組成物という用途における保存安定性や他の材料との反応性の観点から、ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキセタニル基、t−ブチル基、イソシアネート基、(メタ)アクリル基が好ましく、特にヒドロキシル基を有していることが好ましい。
また、アルカリ現像性の観点からはカルボキシル基を有していることが好ましい。
The preferred structure of the heat-crosslinkable functional group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxylic anhydride, a primary or secondary amino group, an imino group, an oxetanyl group, a t-butyl group, Group, mercapto group, isocyanate group, allyl group, (meth) acryl group and the like.
Among them, a hydroxyl group, a carboxyl group, an oxetanyl group, a t-butyl group, an isocyanate group, and a (meth) acryl group are preferable from the viewpoint of storage stability and reactivity with other materials in the application of the coloring composition for a color filter. In particular, it is preferable to have a hydroxyl group.
Further, from the viewpoint of alkali developability, it preferably has a carboxyl group.
本発明に用いる、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)中のBブロックに熱架橋性官能基を導入する1つの方法は、熱架橋性官能基を有するエチレン性不飽和単量体を、共重合する方法である。 One method of introducing a thermally crosslinkable functional group into the B block in the resin (B) having a cationic group in the side chain used in the present invention is to prepare an ethylenically unsaturated monomer having a thermally crosslinkable functional group. And copolymerization.
ヒドロキシル基を有するエチレン性不飽和単量体の例としては、特に限定されないが、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、2−ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレートまたはこれらモノマーのカプロラクトン付加物(付加モル数は1〜5が好ましい)などが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a hydroxyl group include, but are not particularly limited to, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, Examples include glycerol mono (meth) acrylate, 4-hydroxyvinylbenzene, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, and a caprolactone adduct of these monomers (the number of moles to be added is preferably 1 to 5).
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体の例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、及びクロトン酸等が挙げられ、カルボン酸無水物基を有するエチレン性不飽和単量体としては、無水マレイン酸、及び無水イタコン酸等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid, and the like. Examples of the unsaturated monomer include maleic anhydride and itaconic anhydride.
オキセタニル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、3−(アクリロイルオキシメチル)3−メチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)3−メチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)3−エチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)3−エチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)3−ブチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)3−ブチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)3−ヘキシルオキセタン及び3−(メタクリロイルオキシメチル)3−ヘキシルオキセタンなどが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an oxetanyl group include 3- (acryloyloxymethyl) 3-methyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) 3-methyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) 3-ethyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) 3-ethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) 3-butyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) 3-butyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) 3-hexyloxetane and 3- (Methacryloyloxymethyl) 3-hexyloxetane and the like.
t−ブチル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタクリレートなどが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a t-butyl group include t-butyl acrylate and t-butyl methacrylate.
イソシアネート基を有するエチレン性不飽単量体としては、例えば、2−イソシアネートエチルメタクリレート、2−イソシアネートエチルアクリレート、4−イソシアネートブチルメタクリレート、4−イソシアネートブチルアクリレートなどが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an isocyanate group include 2-isocyanate ethyl methacrylate, 2-isocyanate ethyl acrylate, 4-isocyanate butyl methacrylate, and 4-isocyanate butyl acrylate.
本発明におけるイソシアネート基としては、ブロックイソシアネート基も含まれ、好ましく使用することができる。ブロックイソシアネート基とは、通常の条件では、イソシアネート基を他の官能基で保護することにより該イソシアネート基の反応性を抑える一方で、加熱により脱保護し、活性なイソシアネート基を再生させることができるイソシアネートブロック体のことを示す。 The isocyanate group in the present invention includes a blocked isocyanate group, and can be preferably used. A blocked isocyanate group means that, under normal conditions, the reactivity of the isocyanate group is suppressed by protecting the isocyanate group with another functional group, and the active isocyanate group can be regenerated by deprotection by heating. Indicates an isocyanate block.
このようなブロックイソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体の市販品としては、例えば、2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボキシアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI−BP,昭和電工製);メタクリル酸2−(0−[1'メチルプロビリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル(カレンズMOI−BM,昭和電工製)などが
挙げられる。
Commercial products of such ethylenically unsaturated monomers having a blocked isocyanate group include, for example, 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl) carboxyamino] ethyl methacrylate (Karenz MOI-BP, manufactured by Showa Denko); 2- (0- [1′-methylpropylideneamino] carboxyamino) ethyl methacrylate (Karenz MOI-BM, manufactured by Showa Denko).
また、ブロックイソシアネート基を有するエチレン性不飽和単量体としては、市販品を使用できるほか、公知の方法で調製して使用することもできる。例えば、エチレン性不飽和結合を有しているイソシアネート化合物とブロック剤とを溶媒中0〜200℃程度の温度で撹拌し、濃縮、濾過、抽出、晶析、蒸留等の公知の分離精製手段を用いて分離することにより得ることができる。 As the ethylenically unsaturated monomer having a blocked isocyanate group, a commercially available product can be used, or it can be prepared and used by a known method. For example, an isocyanate compound having an ethylenically unsaturated bond and a blocking agent are stirred in a solvent at a temperature of about 0 to 200 ° C., and a known separation and purification means such as concentration, filtration, extraction, crystallization, or distillation is performed. And can be obtained by separation.
本発明に用いる側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)中の熱架橋性官能基をアクリル樹脂に導入する他の方法は、アクリル樹脂を得た後に、該アクリル樹脂が有する官能基に、前記官能基に対し反応し得る官能基と熱架橋性官能基を有する化合物を反応させる方法である。例えば、カルボキシル基を有するアクリル樹脂中のカルボキシル基に、グリシジル基を有するエチレン性不飽和単量体のグリシジル基を反応させることで、熱架橋性官能基として(メタ)アクリロイル基を有するアクリル樹脂を得ることができる。 Another method of introducing a thermally crosslinkable functional group in the resin (B) having a cationic group in a side chain used in the present invention into an acrylic resin is as follows: This is a method of reacting a functional group capable of reacting with the functional group with a compound having a thermally crosslinkable functional group. For example, by reacting a glycidyl group of an ethylenically unsaturated monomer having a glycidyl group with a carboxyl group in an acrylic resin having a carboxyl group, an acrylic resin having a (meth) acryloyl group as a thermally crosslinkable functional group can be obtained. Obtainable.
上記熱架橋性官能基は樹脂中に少なくとも一種類含まれている必要があり、二種類以上含まれていてもよい。 The resin must contain at least one kind of the heat crosslinkable functional group, and may contain two or more kinds.
さらに、熱架橋性官能基が二種類以上含まれている場合、熱架橋性官能基同士には好ましい組み合わせがある。これは熱架橋性官能基同士が熱時により反応しやすい組み合わせであり、この場合に架橋の効果が向上する。例えば、オキセタニル基とカルボキシル基を同時に用いると効果的である。同様に、t-ブチル基は熱時にカルボキシル基になるため、オキセタニル基とt-ブチル基の組み合わせも効果的である。また、ヒドロキシル基とブロックイソシアネート基及びイソシアネート基の組み合わせも効果的である。特に、ヒドロキシル基とカルボキシル基の組み合わせは熱架橋により強固な被膜が得られるだけでなく、熱架橋する前のアルカリ現像の工程では、カルボキシル基の存在によりアルカリ現像性が向上するため最も好ましい。 Furthermore, when two or more types of the thermally crosslinkable functional groups are contained, there is a preferable combination between the thermally crosslinkable functional groups. This is a combination in which the thermally crosslinkable functional groups are more likely to react with each other when heated, and in this case, the effect of crosslinking is improved. For example, it is effective to use an oxetanyl group and a carboxyl group simultaneously. Similarly, since the t-butyl group becomes a carboxyl group when heated, a combination of an oxetanyl group and a t-butyl group is also effective. Further, a combination of a hydroxyl group, a blocked isocyanate group and an isocyanate group is also effective. In particular, a combination of a hydroxyl group and a carboxyl group is most preferable because not only a strong film can be obtained by thermal crosslinking, but also in the alkali developing step before thermal crosslinking, the alkali developability is improved by the presence of the carboxyl group.
続いて、本発明に用いる、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)のガラス転移温度について説明する。 Next, the glass transition temperature of the resin (B) having a cationic group in a side chain used in the present invention will be described.
(ガラス転移温度)
本発明に用いる、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)を合成する際に、用いるエチレン性不飽和単量体を選択することで、ガラス転移温度(以下Tgと略記する)が50℃以上のアクリル樹脂を得ることができる。用いるエチレン性不飽和単量体を他の物性に影響がない範囲で適宜選択することで、アクリル樹脂のTgをコントロールすることが可能である。アクリル樹脂のTgはカラーフィルタの耐熱性に直接影響するため、このTgが50℃未満で、かつ熱架橋性官能基を有さない場合、高温時における色変化、すなわち耐熱性不良が発生する。
(Glass-transition temperature)
When synthesizing the resin (B) having a cationic group in a side chain used in the present invention, the glass transition temperature (hereinafter abbreviated as Tg) is 50 ° C. by selecting an ethylenically unsaturated monomer to be used. The above acrylic resin can be obtained. The Tg of the acrylic resin can be controlled by appropriately selecting the ethylenically unsaturated monomer to be used within a range that does not affect other physical properties. Since the Tg of the acrylic resin directly affects the heat resistance of the color filter, if the Tg is less than 50 ° C. and does not have a thermally crosslinkable functional group, a color change at a high temperature, that is, poor heat resistance occurs.
200℃以上の加熱工程があるカラーフィルタ等のエレクトロニクス分野での使用を考えると、アクリル部位のTgは、70℃以上がより好ましい。Tgの上限は特にないが、150℃を超えると、実用上、加工性や造膜性に問題を生じる場合があるので、150℃未満が好ましい。 Considering use in the field of electronics such as a color filter having a heating step of 200 ° C. or more, the Tg of the acrylic portion is more preferably 70 ° C. or more. Although there is no particular upper limit for Tg, if it exceeds 150 ° C., there may be problems in workability and film forming properties in practical use.
本発明のアクリル樹脂のTgとは、共重合するエチレン性不飽和単量体それぞれの単独重合体のTgから、下記に示すFoxの式で算出した値を示している。
Foxの式
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn
W1からWnは、使用している単量体の重量分率を示し、Tg1からTgnは、単量体の単独重合体のガラス転移温度(単位は絶対温度「K」)を示す。
算出に使用する主な単量体の単独重合体のTg(ガラス転移温度)を下記に例示する。
エチルアクリレート:−22℃(251K)
ブチルアクリレート:−54℃(219K)
ベンジルメタクリレート:55℃(328K)
アクリル酸:106℃(379K)
メチルメタクリレート:105℃(378K)
n−ブチルメタクリレート:20℃(293K)
2−エチルヘキシルメタクリレート:−10℃(263K)
ヒドロキシエチルメタクリレート:55℃(328K)
メタクリル酸:130℃(403K)
3−(メタクリロイルオキシメチル)3−エチルオキセタン:105℃(378K)
2−イソシアネートエチルメタクリレート:60℃(333K)
t−ブチルメタクリレート:107℃(380K)
メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩:58℃(331K)
The Tg of the acrylic resin of the present invention indicates a value calculated from the Tg of a homopolymer of each of the ethylenically unsaturated monomers to be copolymerized by the following Fox equation.
Fox equation 1 / Tg = W1 / Tg1 + W2 / Tg2 +... + Wn / Tgn
W1 to Wn indicate the weight fraction of the monomer used, and Tg1 to Tgn indicate the glass transition temperature (unit: absolute temperature “K”) of the homopolymer of the monomer.
The Tg (glass transition temperature) of the homopolymer of the main monomer used in the calculation is exemplified below.
Ethyl acrylate: -22 ° C (251K)
Butyl acrylate: -54 ° C (219K)
Benzyl methacrylate: 55 ° C (328K)
Acrylic acid: 106 ° C (379K)
Methyl methacrylate: 105 ° C (378K)
n-butyl methacrylate: 20 ° C (293K)
2-ethylhexyl methacrylate: -10 ° C (263K)
Hydroxyethyl methacrylate: 55 ° C (328K)
Methacrylic acid: 130 ° C (403K)
3- (methacryloyloxymethyl) 3-ethyloxetane: 105 ° C (378K)
2-isocyanate ethyl methacrylate: 60 ° C (333K)
t-butyl methacrylate: 107 ° C (380K)
Methacrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt: 58 ° C (331K)
例えば、上記方法で計算を行うとメチルメタクリレート90重量部、エチルアクリレート10重量部を用いて合成したエチレン性不飽和単量体をラジカル重合してなるビニル重合体部位のガラス転移温度は86.8℃となる。 For example, when calculated by the above method, the glass transition temperature of a vinyl polymer site obtained by radical polymerization of an ethylenically unsaturated monomer synthesized using 90 parts by weight of methyl methacrylate and 10 parts by weight of ethyl acrylate is 86.8. ° C.
Tgを高くするためには、単独重合体のTgが高いエチレン性不飽和単量体を共重合組成に含有することが必要である。前記エチレン性不飽和単量体の中でも以下のものは、Tgが高く、アクリル樹脂のTgを高くするには効果的である。
単独重合体のTgが比較的高い単量体を列記する。
メチルメタクリレート:105℃(378K)
t−ブチルメタクリレート:107℃(380K)
メタクリル酸:130℃(403K)
アクリル酸:106℃(379K)
3−(メタクリロイルオキシメチル)3−エチルオキセタン:105℃(378K)
イソボルニルアクリレート:94℃(367K)
イソボルニルメタクリレート:180℃(453K)
ジシクロペンタニルアクリレート:120℃(393K)
ジシクロペンタニルメタクリレート:175℃(448K)
アダマンチルアクリレート:153℃(426K)
アダマンチルメタクリレート:250℃(523K)
この中でも、t−ブチルメタクリレート、メタクリル酸はTgを高くできるのに加え、熱架橋性官能基を導入することができるので特に好ましい。また、メチルメタクリレートは汎用性の観点から好ましい。
In order to increase the Tg, it is necessary that the homopolymer contains an ethylenically unsaturated monomer having a high Tg in the copolymer composition. Among the ethylenically unsaturated monomers, the following are high in Tg, and are effective in increasing the Tg of the acrylic resin.
Monomers having a relatively high homopolymer Tg are listed.
Methyl methacrylate: 105 ° C (378K)
t-butyl methacrylate: 107 ° C (380K)
Methacrylic acid: 130 ° C (403K)
Acrylic acid: 106 ° C (379K)
3- (methacryloyloxymethyl) 3-ethyloxetane: 105 ° C (378K)
Isobornyl acrylate: 94 ° C (367K)
Isobornyl methacrylate: 180 ° C (453K)
Dicyclopentanyl acrylate: 120 ° C (393K)
Dicyclopentanyl methacrylate: 175 ° C (448K)
Adamantyl acrylate: 153 ° C (426K)
Adamantyl methacrylate: 250 ° C (523K)
Among them, t-butyl methacrylate and methacrylic acid are particularly preferable because they can increase Tg and can introduce a thermally crosslinkable functional group. In addition, methyl methacrylate is preferable from the viewpoint of versatility.
その他、上記エチレン性不飽和単量体以外で用いることができるエチレン性不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、(メタ)アクリロニトリルなどが好ましい。 In addition, examples of the ethylenically unsaturated monomer that can be used other than the above-mentioned ethylenically unsaturated monomer include, for example, (meth) acrylates, crotonic esters, vinyl esters, maleic diesters, Preferred are fumaric diesters, itaconic diesters, (meth) acrylamides, vinyl ethers, vinyl alcohol esters, styrenes, (meth) acrylonitrile and the like.
このようなビニルモノマーの具体例としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。 Specific examples of such a vinyl monomer include, for example, the following compounds.
(メタ)アクリル酸エステル類の例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸t−オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸アセトキシエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(2−メトキシエトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸トリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、(メタ)アクリル酸β−フェノキシエトキシエチル、(メタ)アクリル酸ノニルフェノキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸トリフロロエチル、(メタ)アクリル酸オクタフロロペンチル、(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニルオキシエチルなどが挙げられる。 Examples of (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate. , Isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylate Ethylhexyl, t-octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, acetoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-methoxyethyl) methacrylate (Xy) ethyl, benzyl (meth) acrylate, diethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, triethylene glycol mono (meth) acrylate Ethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, β-phenoxyethoxyethyl (meth) acrylate, nonylphenoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Dicyclopentenyl, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate , Perfluorooctylethyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate, tribromophenyloxyethyl (meth) acrylate, and the like.
クロトン酸エステル類の例としては、クロトン酸ブチル、及びクロトン酸ヘキシル等が挙げられる。 Examples of crotonic esters include butyl crotonate and hexyl crotonate.
ビニルエステル類の例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、及び安息香酸ビニルなどが挙げられる。マレイン酸ジエステル類の例としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、及びマレイン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl methoxy acetate, vinyl benzoate, and the like. Examples of maleic acid diesters include dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
フマル酸ジエステル類の例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、及びフマル酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of fumaric acid diesters include dimethyl fumarate, diethyl fumarate, and dibutyl fumarate.
イタコン酸ジエステル類の例としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、及びイタコン酸ジブチルなどが挙げられる。 Examples of itaconic acid diesters include dimethyl itaconate, diethyl itaconate, and dibutyl itaconate.
(メタ)アクリルアミド類の例としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチルアクリル(メタ)アミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−シクロヘキシル(メタ)アクリルアミド、N−(2−メトキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−ベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。 Examples of (meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-n -Butylacryl (meth) amide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N-cyclohexyl (meth) acrylamide, N- (2-methoxyethyl) (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N , N-diethyl (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, diacetoneacrylamide and the like.
ビニルエーテル類の例としては、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、及びメトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。スチレン類の例としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基(例えばt−Bocなど)で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、及びα−メチルスチレンなどが挙げられる。 Examples of vinyl ethers include methyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hexyl vinyl ether, and methoxyethyl vinyl ether. Examples of styrenes include styrene, methylstyrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, ethylstyrene, isopropylstyrene, butylstyrene, hydroxystyrene, methoxystyrene, butoxystyrene, acetoxystyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, bromostyrene, and chloromethyl. Examples include styrene, hydroxystyrene protected with a group that can be deprotected by an acidic substance (such as t-Boc, etc.), methyl vinylbenzoate, and α-methylstyrene.
(ブロック樹脂)
本発明のブロック樹脂は、エチレン性不飽和単量体を共重合することで得ることができる。
本願発明の一般式(1)で表されるカチオン性基を有するAブロックと一般式(1)で表されるカチオン性基を有さないBブロックとからなるブロック樹脂は、A―Bブロック、B−A−Bブロック、または、A−B−Aが好ましく、A―Bブロック、B−A−Bブロックがさらに好ましく用いることができる。
このようなブロック共重合体は、例えば、以下に示すリビング重合法にて調製される。ここでリビング重合とは、一般的なラジカル重合に起こる副反応が抑制され、さらには重合の成長が均一に起こるため、容易にブロックポリマーや分子量の揃った樹脂を合成する重合方法である。重合時に添加する重合開始剤とビニル系モノマーとの仕込み比によって、重合体の分子量やブロック共重合するモノマーの比率を自由にコントロールでき、ブロックポリマー・グラジエントポリマー・星形ポリマー・くし型ポリマー、さらには、末端官能性ポリマーなどの製造に利用することができる。
(Block resin)
The block resin of the present invention can be obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer.
The block resin of the present invention comprising the A block having a cationic group represented by the general formula (1) and the B block having no cationic group represented by the general formula (1) is an AB block, BAB block or ABA is preferable, and AB block and BAB block can be more preferably used.
Such a block copolymer is prepared, for example, by the following living polymerization method. Here, the living polymerization is a polymerization method for easily synthesizing a block polymer or a resin having a uniform molecular weight since side reactions occurring in general radical polymerization are suppressed and furthermore, the growth of polymerization occurs uniformly. Depending on the charge ratio of the polymerization initiator and the vinyl monomer added during the polymerization, the molecular weight of the polymer and the ratio of the monomers to be block-copolymerized can be freely controlled, and the block polymer, gradient polymer, star polymer, comb polymer, Can be used for the production of terminal functional polymers and the like.
本発明のブロック共重合体は公知のラジカルリビング重合法によって合成することが出来る。具体例としては、下記に列挙した方法などが開発され、幅広く研究開発が行われている。アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するニトロキサイド法(Nitroxide mediated polymerization :NMP法)(参考文献1参照)。銅やルテニウム、ニッケル、鉄などの重金属、そして、それと錯体を形成するリガンドを使用して、ハロゲン化合物を開始化合物として重合する原子移動ラジカル重合(Atom transfer radical polymerization :ATRP法)(参考文献2、参考文献3、及び、参考文献4参照)。ジチオカルボ
ン酸エステルやザンテート化合物などを開始化合物として、付加重合性モノマーとラジカル開始剤を使用して重合する可逆的付加解裂型連鎖移動重合( Reversible addition- fragmentation chain transfer :RAFT法)(参考文献5参照)や、 Macromolecular Designvia Interchange of Xanthate (MADIX法)(参考文献6参照)。有機テルルや有機ビスマス、有機アンチモン、ハロゲン化アンチモン、有機ゲルマニウム、ハロゲン化ゲルマニウムなどの重金属を用いる方法( Degenerative transfer :DT法)(参考文献7、及び、参考文献8参照)。
The block copolymer of the present invention can be synthesized by a known radical living polymerization method. As specific examples, the methods listed below have been developed and widely researched and developed. A nitroxide mediated polymerization (NMP) method utilizing dissociation and binding of an amine oxide radical (see Reference 1). Atom transfer radical polymerization (ATRP method) in which a heavy compound such as copper, ruthenium, nickel, and iron, and a ligand that forms a complex therewith are used as a starting compound to polymerize with a halogen compound (Reference 2, References 3 and 4). Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT method) in which a dithiocarboxylic acid ester, a xanthate compound, or the like is used as an initiating compound and is polymerized using an addition-polymerizable monomer and a radical initiator. 5) and Macromolecular Designvia Interchange of Xanthate (MADIX method) (see reference document 6). A method using a heavy metal such as organic tellurium, organic bismuth, organic antimony, antimony halide, organic germanium, and germanium halide (Degenerative transfer: DT method) (see References 7 and 8).
(参考文献1)ChemicalReview (2001)101,3661
(参考文献2)特表2000−500516号公報
(参考文献3)特表2000−514479号公報
(参考文献4)ChemicalReview (2001)101,3689
(参考文献5)特表2000−515181号公報
(参考文献6)国際公開第1999−05099号パンフレット参照
(参考文献7)特開2007−277533号公報
(参考文献8)JournalofAmericanChemicalSociety(2002)124,2874
(Reference 1) Chemical Review (2001) 101,3661.
(Reference Document 2) JP-T-2000-500516 (Reference Document 3) JP-T-2000-514479 (Reference Document 4) Chemical Review (2001) 101, 3689
(Reference 5) Japanese Patent Publication No. 2000-515181 (Reference 6) International Publication No. 1999-05099 pamphlet (Reference 7) JP 2007-277533 A (Reference 8) Journalnal American Chemical Society (2002) 124, 2874
これらラジカルリビング重合のなかでも、有機ハロゲン化物、またはハロゲン化スルホニル化合物を開始剤、遷移金属を中心金属とする金属錯体を触媒として重合する原子移動ラジカル重合法(ATRP法)は重合体の分子量・分子量分布の制御の観点のみならず、広範囲な単量体に適応出来る点、既存の設備に適応可能な重合温度を採用出来る点で好ましい。 Among these radical living polymerizations, an atom transfer radical polymerization method (ATRP method) in which an organic halide or a sulfonyl halide compound is used as an initiator and a metal complex having a transition metal as a central metal as a catalyst is used as a catalyst. It is preferable not only from the viewpoint of controlling the molecular weight distribution, but also because it can be applied to a wide range of monomers and a polymerization temperature that can be applied to existing equipment can be adopted.
原子移動ラジカル重合法では、レドックス重合触媒として、銅、ルテニウム、鉄、ニッケルなどの遷移金属錯体を用いて行われる。遷移金属錯体の具体的な例としては、塩化銅(I)臭化銅(I)などの低原子価のハロゲン化遷移金属が挙げられる。 The atom transfer radical polymerization method is performed using a transition metal complex such as copper, ruthenium, iron, or nickel as a redox polymerization catalyst. Specific examples of the transition metal complex include a low-valent halogenated transition metal such as copper (I) chloride and copper (I) bromide.
上記繊維金属錯体には有機配位子が使用される。有機配位子は、重合溶剤への可溶性およびレドックス重合触媒の可逆的な変化を可能にするために使用される。遷移金属の配位原子としては、窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子等が挙げられる。 An organic ligand is used for the fiber metal complex. Organic ligands are used to enable solubility in polymerization solvents and reversible changes in redox polymerization catalysts. Examples of the coordination atom of the transition metal include a nitrogen atom, an oxygen atom, a phosphorus atom, and a sulfur atom.
原子ラジカル重合法に使用される開始剤としては、公知のものを使用出来るが、主に、反応性の高い炭素ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物、ハロゲン化スルホニル化合物等が用いられる。具体的に例示すると、ブロモイソ酪酸エチル、ブロモ酪酸エチル、クロロイソ酪酸エチル、クロロ酪酸エチル、パラトルエンスルホン酸クロライド、1−ブロモエチルベンゼン、クロロエチルベンゼン等である。これらは単独又は併用で用いる。 As the initiator used in the atomic radical polymerization method, a known initiator can be used, but mainly an organic halide having a highly reactive carbon-halogen bond, a sulfonyl halide compound, or the like is used. Specific examples include ethyl bromoisobutyrate, ethyl bromobutyrate, ethyl chloroisobutyrate, ethyl chlorobutyrate, p-toluenesulfonic acid chloride, 1-bromoethylbenzene, chloroethylbenzene, and the like. These are used alone or in combination.
ブロック共重合体固形分に対する、側鎖に一般式(1)で表されるカチオン性基を有する部分構造(Aブロック)の含有率は1重量%〜99重量%含有することが好ましく、さらに3重量%〜90重量%含有することが好ましく、特に5重量%〜30重量%含有することが好ましい。Aブロックが20重量%〜30重量%含有することで、残りの70重量%〜80重量%がBブロックを構成する。その為、Bブロックが分散媒である溶剤に親和することにより、造塩化合物を分散媒中に安定に存在させることができ経時安定性が良くなる。 The content of the partial structure (A block) having a cationic group represented by the general formula (1) in the side chain with respect to the solid content of the block copolymer is preferably 1% by weight to 99% by weight, and more preferably 3% by weight. The content is preferably from 90% by weight to 90% by weight, particularly preferably from 5% by weight to 30% by weight. When the A block contains 20% to 30% by weight, the remaining 70% to 80% by weight constitutes the B block. Therefore, when the B block has affinity for the solvent as the dispersion medium, the salt forming compound can be stably present in the dispersion medium, and the stability over time is improved.
本発明で用いるブロック共重合体はA−Bブロック共重合体であっても、B−A−Bブロック共重合体であっても、その共重合体を構成するAブロック/Bブロック比(重量比)は通常1/99以上、中でも20/80以上、また通常80/20以下、中でも60/40以下の範囲であることが好ましい。この範囲外では良好な経時安定性と耐溶剤性を両立することが出来ない場合がある。 Regardless of whether the block copolymer used in the present invention is an AB block copolymer or a BAB block copolymer, the A block / B block ratio (weight) Ratio) is usually 1/99 or more, preferably 20/80 or more, more preferably 80/20 or less, especially preferably 60/40 or less. Outside this range, it may not be possible to achieve both good temporal stability and solvent resistance.
本発明のブロック共重合体は、アンモニウム塩価が10〜200mgKOH/gであることが好ましく、20〜130mgKOH/gであることがより好ましい。アンモニウム塩価10mgKOH/gより少ないと、反応させるアニオン性染料(C)の割合が少なくなるため着色力が低下し、レジスト材中により多くの造塩化合物(D)を必要とする。そのため、本来レジスト材中に添加されるバインダー樹脂や硬化性樹脂等が少なくなり、レジスト膜のガラス密着性の悪化やレジスト膜の塗膜耐性の悪化が起こることがある。一方200mgKOH/gより多くなると、造塩化合物(D)の溶剤溶解性が悪化し、レジスト材中に異物として析出してしまう。
樹脂のアンモニウム塩価が、上記範囲を満たすためには、4級アンモニウム塩基を有する構造単位の好ましい含有量は、樹脂を構成する構造単位の合計100重量%中、4〜74重量%であり、より好ましい範囲は8〜48重量%である。
The block copolymer of the present invention preferably has an ammonium salt value of 10 to 200 mgKOH / g, more preferably 20 to 130 mgKOH / g. If the ammonium salt value is less than 10 mgKOH / g, the proportion of the anionic dye (C) to be reacted is reduced, so that the coloring power is reduced, and more salt forming compound (D) is required in the resist material. Therefore, the amount of the binder resin or the curable resin which is originally added to the resist material is reduced, so that the glass adhesion of the resist film and the coating resistance of the resist film may deteriorate. On the other hand, when it exceeds 200 mgKOH / g, the solubility of the salt forming compound (D) in the solvent is deteriorated, and the salt forming compound (D) is precipitated as a foreign substance in the resist material.
In order for the ammonium salt value of the resin to satisfy the above range, the preferred content of the structural unit having a quaternary ammonium salt group is 4 to 74% by weight based on 100% by weight of the total of the structural units constituting the resin, A more preferred range is from 8 to 48% by weight.
また、本発明のブロック共重合体はカチオン性基を有するAブロックに造塩する染料がランダム体と造塩するよりも染料同士での会合体を作りやすくなるため、結果として染料の耐熱性が向上すると考えられる。 In addition, since the block copolymer of the present invention makes it easier to form an association between the dyes than the salt that forms a salt with the A block having a cationic group and the salt with a random form, the heat resistance of the dye is reduced as a result. It is thought to improve.
また、本発明のブロック共重合体の分子量はポリスチレン換算の重量平均で、通常1,000以上、100,000以下の範囲が好ましい。ブロック共重合体の分子量が1,000未満であると造塩化合物の経時安定性が低下し、100,000を超えると耐溶剤性が低下する傾向がある。 The molecular weight of the block copolymer of the present invention is preferably in the range of usually 1,000 or more and 100,000 or less in terms of weight average in terms of polystyrene. If the molecular weight of the block copolymer is less than 1,000, the stability over time of the salt-forming compound tends to decrease, and if it exceeds 100,000, the solvent resistance tends to decrease.
上記側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)を製造する工程では、無溶剤又は場合によって溶剤を使用することができる。溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、ヘキサン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メトキシプロピルアセテート、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピ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、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、又はジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が用いられるが、特にこれらに限定されるものではなく、用途、コストなどから任意に選択することができる。重合溶媒は、2種類以上混合して用いてもよい。 In the step of producing the resin (B) having a cationic group in the side chain, a solvent can be used or a solvent can be used in some cases. Examples of the solvent include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, hexane, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methoxypropyl acetate, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl. Ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and the like are used, but are not particularly limited thereto, and can be arbitrarily selected from applications and costs. Two or more polymerization solvents may be used as a mixture.
使用する溶剤量はエチレン性不飽和単量体100重量部に対して、0〜300重量部が好ましく、更には0〜100重量部が好ましい。使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により取り除くか、あるいはそのまま、分散剤の製品の一部として使用することもできる。 The amount of the solvent used is preferably 0 to 300 parts by weight, more preferably 0 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ethylenically unsaturated monomer. The used solvent can be removed by an operation such as distillation after the completion of the reaction, or can be used as it is as a part of the product of the dispersant.
(アニオン性染料(C))
次に、本発明の造塩化合物(D)を得るためのアニオン性染料(C)について説明する。アニオン性染料(C)としては、上述したカチオン性基とイオン結合するアニオン性基を有する着色化合物であればよい。このような着色化合物としては、分子中にカルボン酸基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、リン酸基、またはこれらの金属塩などを有するものであれば、特に限定はなく、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩形成性、吸光度、本組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを勘案して適宜選択することができる。
(Anionic dye (C))
Next, the anionic dye (C) for obtaining the salt forming compound (D) of the present invention will be described. The anionic dye (C) may be any colored compound having an anionic group that is ionically bonded to the above-mentioned cationic group. Such a coloring compound is not particularly limited as long as it has a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenolic hydroxyl group, a phosphoric acid group, or a metal salt thereof in a molecule. Can be appropriately selected in consideration of all required properties such as solubility in water, salt forming property, absorbance, interaction with other components in the composition, light resistance, heat resistance and the like.
アニオン性染料(C)としては、例えば、アントラキノン系アニオン性染料、モノアゾ系アニオン性染料、ジスアゾ系アニオン性染料、オキサジン系アニオン性染料、アミノケトン系アニオン性染料、キサンテン系アニオン性染料、キノリン系アニオン性染料、トリフェニルメタン系アニオン性染料などが挙げられる。以下に、造塩化合物(D)の合成に使用可能なアニオン性染料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。 Examples of the anionic dye (C) include an anthraquinone-based anionic dye, a monoazo-based anionic dye, a disazo-based anionic dye, an oxazine-based anionic dye, an aminoketone-based anionic dye, a xanthene-based anionic dye, and a quinoline-based anion. And a triphenylmethane-based anionic dye. Hereinafter, specific examples of the anionic dye that can be used for the synthesis of the salt forming compound (D) are shown by color index numbers.
赤色系染料としては、C.I.アシッドレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、23、24、25、25:1、26、26:1、26:2、27、29、30、31、32、33、34、35、36、37、39、40、41、42、43、44、45、47、50、52、53、54、55、56、57、59、60、62、64、65、66、67、68、70、71、73、74、76、76:1、80、81、82、83、85、86、87、88、89、91、92、93、97、99、102、104、106、107、108、110、111、113、114、115、116、120、123、125、127、128、131、132、133、134、135、137、138、141、142、143、144、148、150、151、152、154、155、157、158、160、161、163、164、167、170、171、172、173、175、176、177、181、229、231、237、239、240、241、242、249、252、253、255、257、260、263、264、266、267、274、276、280、286、289、299、306、309、311、323、333、324、325、326、334、335、336、337、340、343、344、347、348、350、351、353、354、356、388等が挙げられる。 Red dyes include C.I. I. Acid Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 25: 1, 26, 26: 1, 26: 2, 27, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 47, 50, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 59, 60, 62, 64, 65, 66, 67, 68, 70, 71, 73, 74, 76, 76: 1, 80, 81, 82, 83, 85, 86, 87, 88, 89, 91, 92, 93, 97, 99, 102, 104, 106, 107, 108, 110, 111, 113, 114, 115, 116, 120, 123, 125, 127, 128, 131, 132, 133, 134, 135, 37, 138, 141, 142, 143, 144, 148, 150, 151, 152, 154, 155, 157, 158, 160, 161, 163, 164, 167, 170, 171, 172, 173, 175, 176, 177,181,229,231,237,239,240,241,242,249,252,253,255,257,260,263,264,266,267,274,276,280,286,289,299 306, 309, 311, 323, 333, 324, 325, 326, 334, 335, 336, 337, 340, 343, 344, 347, 348, 350, 351, 353, 354, 356, 388 and the like.
また、C.I.ダイレクトレッド1、2、2:1、4、5、6、7、8、10、10:1、13、14、15、16、17、18、21、22、23、24、26、26:1、28、29、31、33、33:1、34、35、36、37、39、42、43、43:1、44、46、49、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、67、67:1、68、72、72:1、73、74、75、77、78、79、81、81:1、85、86、88、89、90、97、100、101、101:1、107、108、110、114、116、117、120、121、122、122:1、124、125、127、127:1、127:2、128、129、130、132、134、135、136、137、138、140、141、148、149、150、152、153、154、155、156、169、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、186、189、204、211、213、214、217、222、224、225、226、227、228、232、236、237、238等も使用できる。 C.I. I. Direct Red 1, 2, 2: 1, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 10: 1, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 21, 22, 23, 24, 26, 26: 1, 28, 29, 31, 33, 33: 1, 34, 35, 36, 37, 39, 42, 43, 43: 1, 44, 46, 49, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 67, 67: 1, 68, 72, 72: 1, 73, 74, 75, 77, 78, 79, 81, 81: 1, 85, 86, 88, 89, 90, 97, 100, 101, 101: 1, 107, 108, 110, 114, 116, 117, 120, 121, 122, 122: 1, 124, 125, 127, 127: 1, 127: 2, 128, 129, 130, 132, 134, 135, 136, 137, 1 8, 140, 141, 148, 149, 150, 152, 153, 154, 155, 156, 169, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 186, 189, 204, 211, 213, 214, 217, 222, 224, 225, 226, 227, 228, 232, 236, 237, 238, etc. can also be used.
黄色系染料としては、C.I.アシッドイエロー2,3、4、5、6、7、8、9、9:1、10、11、11:1、12、13、14、15、16、17、17:1、18、20、21、22、23、25、26、27、29、30、31、33、34、36、38、39、40、40:1、41、42、42:1、43、44、46、48、51、53、55、56、60、63、65、66、67、68、69、72、76、82、83、84、86、87、90、94、105、115、117、122、127、131、132、136、141、142、143、144、145、146、149、153、159、166、168、169,172、174、175、178、180、183、187、188、189、190、191、192、199等が挙げられる。 As yellow dyes, C.I. I. Acid Yellow 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 9: 1, 10, 11, 11: 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 17: 1, 18, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 29, 30, 31, 33, 34, 36, 38, 39, 40, 40: 1, 41, 42, 42: 1, 43, 44, 46, 48, 51, 53, 55, 56, 60, 63, 65, 66, 67, 68, 69, 72, 76, 82, 83, 84, 86, 87, 90, 94, 105, 115, 117, 122, 127, 131, 132, 136, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 149, 153, 159, 166, 168, 169, 172, 174, 175, 178, 180, 183, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 199 etc. And the like.
また、C.I.ダイレクトイエロー1、2、4、5、12、13、15、20、24、25、26、32、33、34、35、41、42、44、44:1、45、46、48、49、50、51、61、66、67、69、70、71、72、73、74、81、84、86、90、91、92、95、107、110、117、118、119、120、121、126、127、129、132、133、134等も使用できる。 C.I. I. Direct Yellow 1, 2, 4, 5, 12, 13, 15, 20, 24, 25, 26, 32, 33, 34, 35, 41, 42, 44, 44: 1, 45, 46, 48, 49, 50, 51, 61, 66, 67, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 81, 84, 86, 90, 91, 92, 95, 107, 110, 117, 118, 119, 120, 121, 126, 127, 129, 132, 133, 134 etc. can also be used.
橙色系染料としては、C.I.アシッドオレンジ1、1:1、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、17、18、19、20、20:1、22、23、24、24:1、25、27、28、28:1、30、31、33、35、36、37、38、41、45、49、50、51、54、55、56、59、79、83、94、95、102、106、116、117、119、128、131、132、134、136、138等が挙げられる。
また、C.I.ダイレクトオレンジ1、2、3、4、5、6、7、8、10、13、17、19、20、21、24、25、26、29、29:1、30、31、32、33、43、49、51、56、59、69、72、73、74、75、76、79、80、83、84、85、87、88、90、91、92、95、96、97、98、101、102、102:1、104、108、112、114等も使用できる。
Examples of orange dyes include C.I. I. Acid Orange 1, 1: 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 20: 1, 22, 23, 24, 24: 1, 25, 27, 28, 28: 1, 30, 31, 33, 35, 36, 37, 38, 41, 45, 49, 50, 51, 54, 55, 56, 59, 79, 83, 94, 95, 102, 106, 116, 117, 119, 128, 131, 132, 134, 136, 138 and the like.
C.I. I. Direct Orange 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 13, 17, 19, 20, 21, 24, 25, 26, 29, 29: 1, 30, 31, 32, 33, 43, 49, 51, 56, 59, 69, 72, 73, 74, 75, 76, 79, 80, 83, 84, 85, 87, 88, 90, 91, 92, 95, 96, 97, 98, 101, 102, 102: 1, 104, 108, 112, 114, etc. can also be used.
青色染料としては、C.I.アシッドブルー1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、13、14、15、17、19、21、22、23、24、25、26、27、29、34、35、37、40、41、41:1、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、62、62:1、63、64、65、68、69、70、73、75、78、79、80、81、83、8485、86、88、89、90、90:1、91、92、93、95、96、99、100、103、104、108、109、110、111、112、113、114、116、117、118、119、120、123、124、127、127:1、128、129、135、137、138、143、145、147、150、155、159、169、174、175、176、183、198、203、204、205、206、208、213、227、230、231、232、233、235、239、245、247、253、257、258、260、261、262、264、266、269、271、272、273、274、277、278、280等が挙げられる。 Blue dyes include C.I. I. Acid Blue 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 17, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 29, 34, 35, 37, 40, 41, 41: 1, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 62, 62: 1, 63, 64, 65, 68, 69, 70, 73, 75, 78, 79, 80, 81, 83, 8485, 86, 88, 89, 90, 90: 1, 91, 92, 93, 95, 96, 99, 100, 103, 104, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 124, 127, 127: 1, 128, 129, 135, 137, 138, 143, 145, 147, 1 0, 155, 159, 169, 174, 175, 176, 183, 198, 203, 204, 205, 206, 208, 213, 227, 230, 231, 232, 233, 235, 239, 245, 247, 253, 257, 258, 260, 261, 262, 264, 266, 269, 271, 272, 273, 274, 277, 278, 280 and the like.
また、C.I.ダイレクトブルー1、2、3、4、6、7、8、8:1、9、10、12、14、15、16、19、20、21、21:1、22、23、25、27、29、31、35、36、37、40、42、45、48、49、50、53、54、55、58、60、61、64、65、67、79、96、97、98:1、101、106、107、108、109、111、116、122、123、124、128、129130、130:1、132、136、138、140、145、146、149、152、153、154、156、158、158:1、164、165、166、167、168、169、170、174、177、181、184、185、188、190、192、193、206、207、209、213、215、225、226、229、230、231、242、243、244、253、254、260、263等も使用できる。 C.I. I. Direct Blue 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 8: 1, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 19, 20, 21, 21: 1, 22, 23, 25, 27, 29, 31, 35, 36, 37, 40, 42, 45, 48, 49, 50, 53, 54, 55, 58, 60, 61, 64, 65, 67, 79, 96, 97, 98: 1, 101, 106, 107, 108, 109, 111, 116, 122, 123, 124, 128, 129130, 130: 1, 132, 136, 138, 140, 145, 146, 149, 152, 153, 154, 156, 158, 158: 1, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 174, 177, 181, 184, 185, 188, 190, 192, 193, 206, 207, 209, 213 215,225,226,229,230,231,242,243,244,253,254,260,263 and the like can also be used.
紫色染料としては、C.I.アシッドバイオレット1、2、3、4、5、5:1、6、7、7:1、9、11、12、13、14、15、16、17、19、20、21、23、24、25、27、29、30、31、33、34、36、38、39、41、42、43、47、49、51、63、67、72、76、96、97、102、103、109等が挙げられる。 Examples of the purple dye include C.I. I. Acid Violet 1, 2, 3, 4, 5, 5: 1, 6, 7, 7: 1, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 27, 29, 30, 31, 33, 34, 36, 38, 39, 41, 42, 43, 47, 49, 51, 63, 67, 72, 76, 96, 97, 102, 103, 109, etc. Is mentioned.
また、C.I.ダイレクトバイオレット1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、16、17、18、21、22、25、26、27、28、29、30、31、32、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、45、51、52、54、57、58、61、62、63、64、71、72、77、78、79、80、81、82、83、85、86、87、88、93、97等も使用できる。 C.I. I. Direct violet 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 51, 52, 54, 57, 58, 61, 62, 63, 64, 71, 72, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 85, 86, 87, 88, 93, 97, etc. can also be used.
緑色染料としては、C.I.アシッドグリーン2、3、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17、18、19、20、22、25、25:1、27、34、36、37、38、40、41、42、44、54、55、59、66、69、70、71、81、84、94、95等が挙げられる。
また、C.I.ダイレクトグリーン11、13、14、24、30、34、38、42、49、55、56、57、60、78、79、80等も使用できる。
Green dyes include C.I. I. Acid Green 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 25, 25: 1, 27, 34, 36, 37, 38, 40, 41, 42, 44, 54, 55, 59, 66, 69, 70, 71, 81, 84, 94, 95 and the like.
C.I. I. Direct Green 11, 13, 14, 24, 30, 34, 38, 42, 49, 55, 56, 57, 60, 78, 79, 80, etc. can also be used.
また、一般式(2)で表される染料が挙げられる。
一般式(2)
X2、X4は、置換基を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基を表し、少なくともいずれか一方がスルホ基を有する。]
Further, a dye represented by the general formula (2) may be mentioned.
General formula (2)
X2 and X4 represent a monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and at least one of them has a sulfo group. ]
特に、アシッドレッド52、アシッド289、一般式(2)で表される染料が好ましい。 In particular, Acid Red 52, Acid 289, and the dye represented by Formula (2) are preferable.
(塩形成)
本発明の造塩化合物(D)は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)と、アニオン性染料(C)とを溶解させた水溶液を攪拌または振動させるか、あるいは側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)の水溶液とアニオン性染料(C)の水溶液とを攪拌または振動下で混合させることにより、容易に得ることができる。水溶液中で、樹脂のカチオン性基と染料のアニオン性基がイオン化され、これらがイオン結合し、該イオン結合部分が水不溶性となり析出する。逆に、樹脂の対アニオンと酸性染料の対カチオンからなる塩は水溶性のため、水洗等により除去が可能となる。使用する側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)、およびアニオン性染料(C)は、各々単一種類のみを使用しても、構造の異なる複数種類を使用してもよい。
(Salt formation)
The salt forming compound (D) of the present invention is prepared by stirring or vibrating an aqueous solution in which a resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye (C) are dissolved, or It can be easily obtained by mixing the aqueous solution of the resin (B) having a group and the aqueous solution of the anionic dye (C) with stirring or vibration. In the aqueous solution, the cationic group of the resin and the anionic group of the dye are ionized, and these are ion-bonded, and the ion-bonded portion becomes water-insoluble and precipitates. Conversely, the salt comprising the counter anion of the resin and the counter cation of the acid dye is water-soluble and can be removed by washing with water or the like. As the resin (B) having a cationic group in the side chain and the anionic dye (C) to be used, only a single type may be used, or a plurality of types having different structures may be used.
塩形成時に使用する水溶液として、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)、およびアニオン性染料を溶解させるため、水と水溶性有機溶剤との混合溶液を使用してもよい。水溶性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレンゴリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、グリセリン、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、アセトン、ジアセトンアルコール、アニリン、ピリジン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、メチルエチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、2−ピロリドン、2−メチルピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,2−ヘキサンジオール、2,4,6−ヘキサントリオール、テトラフルフリルアルコール、4−メトキシ−4メチルペンタノン等が挙げられる。これらの水溶性有機溶剤は、水溶液の全重量を基準(100重量%)として、5〜50重量%用いることが好ましく、5〜20重量%用いることが最も好ましい。 As the aqueous solution used for salt formation, a mixed solution of water and a water-soluble organic solvent may be used to dissolve the resin (B) having a cationic group in the side chain and the anionic dye. Examples of the water-soluble organic solvent include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, n-butanol, isobutanol, 2- (methoxymethoxy) ethanol, and 2- (methoxymethoxy) ethanol. Butoxyethanol, 2- (isopentyloxy) ethanol, 2- (hexyloxy) ethanol, ethylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene Glycol, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol, glycerin, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, acetone, diacetone alcohol, aniline, pyridine, ethyl acetate, isopropyl acetate, methyl ethyl ketone , N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran (THF), dioxane, 2-pyrrolidone, 2-methylpyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,2-hexanediol, 2,4,6-hexanetriol , Tetrafurfuryl alcohol, 4-methoxy-4-methylpentanone and the like. These water-soluble organic solvents are preferably used in an amount of 5 to 50% by weight, most preferably 5 to 20% by weight, based on the total weight of the aqueous solution (100% by weight).
側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)と、アニオン性染料(C)との比率は、樹脂の全カチオンユニットとアニオン性染料(C)の全アニオン性基とのモル比が10/1〜1/4の範囲であれば本発明の造塩化合物(D)を好適に調整でき、2/1〜1/2の範囲であればより好ましい。 The ratio of the resin (B) having a cationic group in the side chain to the anionic dye (C) is such that the molar ratio of all the cation units of the resin to all the anionic groups of the anionic dye (C) is 10/1. When it is in the range of 〜 to で き, the salt forming compound (D) of the present invention can be suitably adjusted, and in the range of 2/1 to 、 2, it is more preferable.
<顔料>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、さらに顔料を添加し、カラーフィルタ用着色組成物として使用することができる。
顔料としては、有機または無機の顔料を、単独または2種類以上混合して用いることができる。顔料は、発色性が高く、且つ耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましく、通常は有機顔料が用いられる。以下に、カラーフィルタ用着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。
<Pigment>
The coloring composition for a color filter of the present invention can be used as a coloring composition for a color filter by further adding a pigment.
As the pigment, an organic or inorganic pigment can be used alone or in combination of two or more. As the pigment, a pigment having a high coloring property and a high heat resistance, particularly a pigment having a high thermal decomposition resistance is preferable, and an organic pigment is usually used. Hereinafter, specific examples of the organic pigment that can be used in the coloring composition for a color filter are shown by color index numbers.
赤色フィルタセグメントを形成するための赤色着色組成物には、例えばC.I.ピグメントレッド7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、57:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、97、122、123、146、149、150、168、169、176、177、178、180、184、185、187、192、200、202、208、209、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、268、270、272、273、274、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、または287等の赤色顔料を用いることができる。また赤色着色組成物には、C.I.ピグメントオレンジ36、38、43、51、55、59、61、71、または73等の橙色顔料及び/またはC.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、198、199、213、214、218、219、220、または221等の黄色顔料を併用することができる。 The red coloring composition for forming the red filter segment includes, for example, C.I. I. Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 97, 122, 123, 146, 149, 150, 168, 169, 176, 177, 178, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 209, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224,226,227,228,240,242,246,254,255,264,268,270,272,273,274,276,277,278,279,280,281,282,283,284,285, A red pigment such as 286 or 287 can be used. The red coloring composition includes C.I. I. Orange pigments such as CI Pigment Orange 36, 38, 43, 51, 55, 59, 61, 71 or 73 and / or C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 17 It can be used in combination with yellow pigments such as 177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,198,199,213,214,218,219,220 or 221,.
緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色組成物には、例えばC.I.ピグメントグリーン7、10、36、37、58等の緑色顔料を用いることができる。また緑色
着色組成物には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、10、12、
13、14、15、16、17、18、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、126、127、128、129、138、139、147、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、198、199、213、214、218、219、220、または221等の黄色顔料を併用することができる。
The green coloring composition for forming the green filter segment includes, for example, C.I. I. Green pigments such as CI Pigment Green 7, 10, 36, 37, and 58 can be used. The green coloring composition includes C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12,
13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35: 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 198 199,213,214,218,219,220, or a yellow pigment 221 and the like can be used in combination.
青色フィルタセグメントを形成するための青色着色組成物には、例えばC.I.ピグメントブルー1、1:2、1:3、2、2:1、2:2、3、8、9、10、10:1、11、12、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、18、19、22、24、24:1、53、56、56:1、57、58、59、60、61、62、64等の青色顔料を用いることができる。また青色着色組成物には、C.I.ピグメントバイオレット1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料を併用することができる。また、アルミフタロシアニン顔料を用いることも好ましく、特開2004−333817号公報、特許第4893859号公報等に記載のアルミニウムフタロシアニン顔料等を用いることもできる。 The blue coloring composition for forming the blue filter segment includes, for example, C.I. I. Pigment Blue 1, 1: 2, 1: 3, 2: 1, 2: 2, 3, 8, 9, 10, 10: 1, 11, 12, 15, 15: 1, 15: 2, 15: Blue pigments such as 3, 15: 4, 15: 6, 16, 18, 19, 22, 24, 24: 1, 53, 56, 56: 1, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 64, etc. Can be used. The blue coloring composition includes C.I. I. Violet pigments such as CI Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, and 50 can be used in combination. It is also preferable to use an aluminum phthalocyanine pigment, and it is also possible to use an aluminum phthalocyanine pigment described in JP-A-2004-333817, JP-A-4893859, and the like.
シアン色フィルタセグメントを形成するためのシアン色着色組成物には、例えばC.I.ピグメントブルー15:1、15:2、15:4、15:3、15:6、16、81等の青色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。 The cyan coloring composition for forming the cyan filter segment includes, for example, C.I. I. Blue pigments such as CI Pigment Blue 15: 1, 15: 2, 15: 4, 15: 3, 15: 6, 16, 81 and the like can be used alone or in combination.
マゼンタ色フィルタセグメントを形成するためのマゼンタ色着色組成物には、例えばC.I.ピグメントバイオレット1、19、C.I.ピグメントレッド144、146、177、169、81等の紫色顔料および赤色顔料を単独でまたは混合して用いることができる。マゼンタ色組成物には、黄色顔料を併用することができる。 The magenta coloring composition for forming the magenta color filter segment includes, for example, C.I. I. Pigment Violet 1, 19, C.I. I. A violet pigment and a red pigment such as CI Pigment Red 144, 146, 177, 169, and 81 can be used alone or in combination. A yellow pigment can be used in combination with the magenta color composition.
また、無機顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト
緑、アンバー、合成鉄黒等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、有機顔料と組合せて用いられる。
Inorganic pigments include titanium oxide, barium sulfate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red iron oxide (III), cadmium red, ultramarine, navy blue, chrome oxide green, cobalt green, and amber. And synthetic iron black. Inorganic pigments are used in combination with organic pigments in order to ensure good coatability, sensitivity, developability, etc. while maintaining a balance between chroma and lightness.
(顔料の微細化)
本発明の着色組成物に添加する顔料としては、高い透過度および高度なコントラストに対応させるため、ソルトミリング処理などにより微細化されていることが好ましい。顔料の一次粒子径は、着色剤担体中への分散が良好なことから、10nm以上であることが好ましい。また、コントラストが高いフィルタセグメントを形成できることから、80nm以下であることが好ましい。特に好ましい範囲は、20〜60nmの範囲である。
(Pigment refinement)
The pigment to be added to the coloring composition of the present invention is preferably finely divided by a salt milling treatment or the like in order to cope with high transmittance and high contrast. The primary particle size of the pigment is preferably 10 nm or more because the pigment is well dispersed in the colorant carrier. Further, the thickness is preferably 80 nm or less because a filter segment having high contrast can be formed. A particularly preferred range is from 20 to 60 nm.
ソルトミリング処理とは、顔料と水溶性無機塩と水溶性有機溶剤との混合物を、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、アトライター、サンドミル等の混練機を用いて、加熱しながら機械的に混練した後、水洗により水溶性無機塩と水溶性有機溶剤を除去する処理である。水溶性無機塩は、破砕助剤として働くものであり、ソルトミリング時に無機塩の硬度の高さを利用して顔料が破砕される。顔料をソルトミリング処理する際の条件を最適化することにより、一次粒子径が非常に微細であり、また、分布の幅がせまく、シャープな粒度分布をもつ顔料を得ることができる。 Salt milling is a process in which a mixture of a pigment, a water-soluble inorganic salt, and a water-soluble organic solvent is heated using a kneader such as a kneader, a two-roll mill, a three-roll mill, a ball mill, an attritor, and a sand mill. This is a process of removing the water-soluble inorganic salt and the water-soluble organic solvent by rinsing with water. The water-soluble inorganic salt functions as a crushing aid, and the pigment is crushed by utilizing the hardness of the inorganic salt during salt milling. By optimizing the conditions for the salt milling treatment of the pigment, it is possible to obtain a pigment having a very fine primary particle diameter, a narrow distribution range, and a sharp particle size distribution.
水溶性無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化バリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等を用いることができるが、価格の点から塩化ナトリウム(食塩)を用いるのが好ましい。水溶性無機塩は、処理効率と生産効率の両面から、顔料の全重量を基準(100重量%)として、50〜2000重量%用いることが好ましく、300〜1000重量%用いることが最も好ましい。 As the water-soluble inorganic salt, sodium chloride, barium chloride, potassium chloride, sodium sulfate and the like can be used, but sodium chloride (salt) is preferably used in terms of cost. The water-soluble inorganic salt is preferably used in an amount of 50 to 2000% by weight, and most preferably 300 to 1000% by weight, based on the total weight of the pigment (100% by weight) in terms of both processing efficiency and production efficiency.
水溶性有機溶剤は、顔料及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解(混和)し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点120℃以上の高沸点溶剤が好ましい。例えば、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール等が用いられる。水溶性有機溶剤は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、5〜1000重量%用いることが好ましく、50〜500重量%用いることが最も好ましい。 The water-soluble organic solvent functions to wet the pigment and the water-soluble inorganic salt, and is not particularly limited as long as it dissolves (mixes) with water and does not substantially dissolve the inorganic salt to be used. However, since the temperature rises during salt milling and the solvent is likely to evaporate, a high boiling solvent having a boiling point of 120 ° C. or higher is preferred from the viewpoint of safety. For example, 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2- (isopentyloxy) ethanol, 2- (hexyloxy) ethanol, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, Liquid polyethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, liquid polypropylene glycol, and the like are used. The water-soluble organic solvent is preferably used in an amount of 5 to 1000% by weight, and most preferably 50 to 500% by weight, based on the total weight of the pigment (100% by weight).
顔料をソルトミリング処理する際には、必要に応じて樹脂を添加してもよい。用いられる樹脂の種類は特に限定されず、天然樹脂、変性天然樹脂、合成樹脂、天然樹脂で変性された合成樹脂等を用いることができる。用いられる樹脂は、室温で固体であり、水不溶性であることが好ましく、かつ上記有機溶剤に一部可溶であることがさらに好ましい。樹脂の使用量は、顔料の全重量を基準(100重量%)として、5〜200重量%の範囲であることが好ましい。 When the pigment is subjected to the salt milling treatment, a resin may be added as necessary. The type of the resin used is not particularly limited, and a natural resin, a modified natural resin, a synthetic resin, a synthetic resin modified with a natural resin, or the like can be used. The resin used is preferably solid at room temperature, insoluble in water, and more preferably partially soluble in the organic solvent. The amount of the resin used is preferably in the range of 5 to 200% by weight based on the total weight of the pigment (100% by weight).
<バインダー樹脂>
バインダー樹脂は、着色剤、特に造塩化合物(D)および顔料を分散するもの、もしくは造塩化合物を染色、浸透させるものであって、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
<Binder resin>
The binder resin disperses a coloring agent, particularly the salt forming compound (D) and the pigment, or dyes and penetrates the salt forming compound, and examples thereof include a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン(HDPE、LDPE)、ポリブタジエン、およびポリイミド樹脂等が挙げられる。 As the thermoplastic resin, for example, acrylic resin, butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin , Polyester resin, vinyl resin, alkyd resin, polystyrene resin, polyamide resin, rubber resin, cyclized rubber resin, celluloses, polyethylene (HDPE, LDPE), polybutadiene, and polyimide resin.
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびフェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a benzoguanamine resin, a rosin-modified maleic resin, a rosin-modified fumaric resin, a melamine resin, a urea resin, and a phenol resin.
バインダー樹脂としては、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において分光透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂であることが好ましい。また、本発明のカラーフィルタ用着色組成物はアルカリ現像型着色レジスト材の形態であるため、酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性ビニル系樹脂を用いることが好ましい。 The binder resin is preferably a resin having a spectral transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region. Since the coloring composition for a color filter of the present invention is in the form of an alkali-developing colored resist material, it is preferable to use an alkali-soluble vinyl resin obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer having an acidic group.
酸性基含有エチレン性不飽和単量体を共重合したアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、スルホン基等の酸性基を有する樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性樹脂として具体的には、酸性基を有するアクリル樹脂、α−オレフィン/(無水)マレイン酸共重合体、スチレン/スチレンスルホン酸共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、またはイソブチレン/(無水)マレイン酸共重合体等が挙げられる。中でも、酸性基を有するアクリル樹脂、およびスチレン/スチレンスルホン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種の樹脂、特に酸性基を有するアクリル樹脂は、耐熱性、透明性が高いため、好適に用いられる。 Examples of the alkali-soluble resin obtained by copolymerizing an acidic group-containing ethylenically unsaturated monomer include a resin having an acidic group such as a carboxyl group or a sulfone group. Specific examples of the alkali-soluble resin include an acrylic resin having an acidic group, an α-olefin / (anhydride) maleic acid copolymer, a styrene / styrene sulfonic acid copolymer, an ethylene / (meth) acrylic acid copolymer, or Isobutylene / (anhydride) maleic acid copolymer; Above all, at least one resin selected from an acrylic resin having an acidic group and a styrene / styrenesulfonic acid copolymer, particularly an acrylic resin having an acidic group, is preferably used because of its high heat resistance and high transparency.
酸性基含有エチレン性不単量体を共重合したアルカリ可溶性樹脂の光感度を向上させるために、エチレン性不飽和活性二重結合を有するエネルギー線硬化性樹脂を用いることもできる。また、側鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂を用いると、レジスト材での耐溶剤性改善の効果があるため、好ましい。 In order to improve the photosensitivity of an alkali-soluble resin copolymerized with an acidic group-containing ethylenic non-monomer, an energy ray-curable resin having an ethylenically unsaturated active double bond may be used. Further, it is preferable to use an active energy ray-curable resin having an ethylenically unsaturated double bond in the side chain, since it has an effect of improving the solvent resistance of the resist material.
エチレン性不飽和二重結合を有する活性エネルギー線硬化性樹脂としては、たとえば以下に示す(a)や(b)の方法により不飽和エチレン性二重結合を導入した樹脂が挙げられる。 Examples of the active energy ray-curable resin having an ethylenically unsaturated double bond include a resin into which an unsaturated ethylenic double bond has been introduced by the following method (a) or (b).
[方法(a)]
方法(a)としては、例えば、エポキシ基を有する不飽和エチレン性単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖エポキシ基に、不飽和エチレン性二重結合を有する不飽和一塩基酸のカルボキシル基を付加反応させ、更に、生成した水酸基に、多塩基酸無水物を反応させ、不飽和エチレン性二重結合およびカルボキシル基を導入する方法がある。
[Method (a)]
As the method (a), for example, the side chain epoxy group of a copolymer obtained by copolymerizing an unsaturated ethylenic monomer having an epoxy group and one or more other monomers can be used. The carboxyl group of an unsaturated monobasic acid having an unsaturated ethylenic double bond is subjected to an addition reaction, and further, the generated hydroxyl group is reacted with a polybasic anhydride to form an unsaturated ethylenic double bond and a carboxyl group. There is a way to introduce it.
エポキシ基を有する不飽和エチレン性単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、2−グリシドキシエチル(メタ)アクリレート、3,4エポキシブチル(メタ)アクリレート、及び3,4エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。次工程の不飽和一塩基酸との反応性の観点で、グリシジル(メタ)アクリレートが好ましい。 Examples of the unsaturated ethylenic monomer having an epoxy group include glycidyl (meth) acrylate, methyl glycidyl (meth) acrylate, 2-glycidoxyethyl (meth) acrylate, 3,4 epoxybutyl (meth) acrylate, And 3,4 epoxycyclohexyl (meth) acrylate, which may be used alone or in combination of two or more. Glycidyl (meth) acrylate is preferred from the viewpoint of reactivity with the unsaturated monobasic acid in the next step.
不飽和一塩基酸としては、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、o−、m−、p−ビニル安息香酸、(メタ)アクリル酸のα位ハロアルキル、アルコキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ置換体等のモノカルボン酸等が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。 Examples of the unsaturated monobasic acid include (meth) acrylic acid, crotonic acid, o-, m-, p-vinylbenzoic acid, α-haloalkyl (meth) acrylic acid, alkoxyl, halogen, nitro and cyano-substituted products. Monocarboxylic acids may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
多塩基酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられ、これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。カルボキシル基の数を増やす等、必要に応じて、トリメリット酸無水物等のトリカルボン酸無水物を用いたり、ピロメリット酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水物を用いて、残った無水物基を加水分解すること等もできる。また、多塩基酸無水物として、不飽和エチレン性二重結合を有する、エトラヒドロ無水フタル酸、又は無水マレイン酸を用いると、更に不飽和エチレン性二重結合を増やすことができる。 Examples of polybasic acid anhydrides include tetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. I don't care. Increasing the number of carboxyl groups, etc., if necessary, using a tricarboxylic anhydride such as trimellitic anhydride, or using a tetracarboxylic dianhydride such as pyromellitic dianhydride, the remaining anhydride Hydrolysis of the group is also possible. In addition, when an ethahydrophthalic anhydride or a maleic anhydride having an unsaturated ethylenic double bond is used as the polybasic acid anhydride, the number of unsaturated ethylenic double bonds can be further increased.
方法(a)の類似の方法として、例えば、カルボキシル基を有する不飽和エチレン性単量体と、他の1種類以上の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖カルボキシル基の一部に、エポキシ基を有する不飽和エチレン性単量体を付加反応させ、不飽和エチレン性二重結合およびカルボキシル基を導入する方法がある。 As a similar method to the method (a), for example, a side chain of a copolymer obtained by copolymerizing an unsaturated ethylenic monomer having a carboxyl group and one or more other monomers There is a method in which an unsaturated ethylenic monomer having an epoxy group is subjected to an addition reaction to a part of the carboxyl group to introduce an unsaturated ethylenic double bond and a carboxyl group.
[方法(b)]
方法(b)としては、水酸基を有する不飽和エチレン性単量体を使用し、他のカルボキシル基を有する不飽和一塩基酸の単量体や、他の単量体とを共重合することによって得られた共重合体の側鎖水酸基に、イソシアネート基を有する不飽和エチレン性単量体のイソシアネート基を反応させる方法がある。
[Method (b)]
As the method (b), an unsaturated ethylenic monomer having a hydroxyl group is used, and an unsaturated monobasic acid monomer having another carboxyl group or by copolymerizing with another monomer. There is a method in which an isocyanate group of an unsaturated ethylenic monomer having an isocyanate group is reacted with a side chain hydroxyl group of the obtained copolymer.
水酸基を有する不飽和エチレン性単量体としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−若しくは3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−若しくは3−若しくは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレー
ト、又はシクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。また、上記ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び/又はブチレンオキシド等を付加重合させたポリエーテルモノ(メタ)アクリレートや、(ポリ)γ−バレロラクトン、(ポリ)ε−カプロラクトン、及び/又は(ポリ)12−ヒドロキシステアリン酸等を付加した(ポリ)エステルモノ(メタ)アクリレートも使用できる。塗膜異物抑制の観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、又はグリセロール(メタ)アクリレートが好ましい。
Examples of the unsaturated ethylenic monomer having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- or 3- or 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and glycerol. Examples thereof include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate and cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, and these may be used alone or in combination of two or more. Also, polyether mono (meth) acrylate obtained by addition-polymerizing ethylene oxide, propylene oxide, and / or butylene oxide to the above hydroxyalkyl (meth) acrylate, (poly) γ-valerolactone, (poly) ε-caprolactone And / or (poly) ester mono (meth) acrylate to which (poly) 12-hydroxystearic acid or the like has been added. From the viewpoint of suppressing paint film foreign matter, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate or glycerol (meth) acrylate is preferred.
イソシアネート基を有する不飽和エチレン性単量体としては、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、又は1,1−ビス〔(メタ)アクリロイルオキシ〕エチルイソシアネート等が挙げられるが、これらに限定することなく、2種類以上併用することもできる。 Examples of the unsaturated ethylenic monomer having an isocyanate group include 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and 1,1-bis [(meth) acryloyloxy] ethyl isocyanate, but are not limited thereto. Instead, two or more types can be used in combination.
バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、着色剤を好ましく分散させるためには、10,000〜100,000の範囲が好ましく、より好ましくは10,000〜80,000の範囲である。また数平均分子量(Mn)は5,000〜50,000の範囲が好ましく、Mw/Mnの値は10以下であることが好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the binder resin is preferably in the range of 10,000 to 100,000, and more preferably in the range of 10,000 to 80,000 in order to disperse the colorant preferably. The number average molecular weight (Mn) is preferably in the range of 5,000 to 50,000, and the value of Mw / Mn is preferably 10 or less.
バインダー樹脂は、顔料及び造塩化合物の分散性、浸透性、現像性、及び耐熱性の観点から、着色剤吸着基及び現像時のアルカリ可溶基として働くカルボキシル基、着色剤担体及び溶剤に対する親和性基として働く脂肪族基及び芳香族基のバランスが、顔料及び造塩化合物の分散性、浸透性、現像性、さらには耐久性にとって重要であり、酸価20〜300mgKOH/gの樹脂を用いることが好ましい。酸価が、20mgKOH/g未満では、現像液に対する溶解性が悪く、微細パターン形成するのが困難である。300mgKOH/gを超えると、微細パターンが残らなくなる。 From the viewpoints of dispersibility, permeability, developability, and heat resistance of the pigment and the salt forming compound, the binder resin has a carboxyl group serving as a colorant-adsorbing group and an alkali-soluble group during development, an affinity for a colorant carrier and a solvent. The balance between the aliphatic group and the aromatic group serving as a functional group is important for the dispersibility, permeability, developability, and durability of the pigment and the salt forming compound, and a resin having an acid value of 20 to 300 mgKOH / g is used. Is preferred. When the acid value is less than 20 mgKOH / g, the solubility in a developer is poor, and it is difficult to form a fine pattern. If it exceeds 300 mgKOH / g, no fine pattern remains.
バインダー樹脂は、成膜性および諸耐性が良好なことから、着色剤の全重量を基準(100重量%)として、30重量%以上の量で用いることが好ましく、着色剤濃度が高く、良好な色特性を発現できることから、500重量%以下の量で用いることが好ましい。 The binder resin is preferably used in an amount of 30% by weight or more based on the total weight of the colorant (100% by weight) because of its good film formability and various resistances. It is preferable to use it in an amount of 500% by weight or less because color characteristics can be exhibited.
<有機溶剤>
本発明の着色組成物には、着色剤を充分に着色剤担体中に分散、浸透させ、ガラス基板等の基板上に乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布してフィルタセグメントを形成することを容易にするために有機溶剤を含有させることができる。
<Organic solvent>
In the coloring composition of the present invention, a coloring agent is sufficiently dispersed and penetrated in a coloring agent carrier, and applied on a substrate such as a glass substrate so that a dry film thickness becomes 0.2 to 5 μm to form a filter segment. An organic solvent can be included to facilitate formation.
有機溶剤としては、例えば乳酸エチル、ベンジルアルコール、1,2,3−トリクロロプロパン、1,3−ブタンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、1,4−ジオキサン、2−ヘプタノン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,5,5−トリメチル−2−シクロヘキセン−1−オン、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート、3−メトキシブタノール、3−メトキシブチルアセテート、4−ヘプタノン、m−キシレン、m−ジエチルベンゼン、m−ジクロロベンゼン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、n−ブチルアルコール、n−ブチルベンゼン、n−プロピルアセテート、o−キシレン、o−クロロトルエン、o−ジエチルベンゼン、o−ジクロロベンゼン、p−クロロトルエン、p−ジエチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、γ−ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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ターシャリーブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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、ジエチレングリコールモノブ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、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、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エーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ダイアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメ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プロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸n−アミル、酢酸n−ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステル等が挙げられる。 Examples of the organic solvent include ethyl lactate, benzyl alcohol, 1,2,3-trichloropropane, 1,3-butanediol, 1,3-butylene glycol, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,4-dioxane, 2-heptanone, 2-methyl-1,3-propanediol, 3,5,5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one, 3,3,5-trimethylcyclohexanone, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl -1,3-butanediol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, 3-methoxybutanol, 3-methoxybutyl acetate, 4-heptanone, m-xylene, m -Diethylbenzene, m-dichlorobenzene, N, N-dimethylacetamide, N, N- Methylformamide, n-butyl alcohol, n-butylbenzene, n-propyl acetate, o-xylene, o-chlorotoluene, o-diethylbenzene, o-dichlorobenzene, p-chlorotoluene, p-diethylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, γ-butyrolactone, isobutyl alcohol, isophorone, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monotertiary butyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol Monopropyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diisobutyl ketone, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate , Diethylene glycol monomethyl ether, cyclohexanol, cyclohexanol acetate, cyclohexanone, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether Dipropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diacetone alcohol, triacetin, tripropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol diacetate, propylene glycol phenyl ether, propylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, benzyl alcohol, Louis Seo ketone, methyl cyclohexanol, acetic acid n- amyl acetate n- butyl, isoamyl acetate, isobutyl acetate, propyl acetate, and dibasic acid esters.
中でも、本発明の顔料、造塩化合物(D)の分散、溶解が良好なことから、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピ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等のグリコールアセテート類、ベンジルアルコール等の芳香族アルコール類やシクロヘキサノン等のケトン類を用いることが好ましい。特に、安全衛生面と低粘度化の観点からプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートがより好ましい。 Among them, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether are preferable because of good dispersion and dissolution of the pigment of the present invention and the salt forming compound (D). It is preferable to use glycol acetates such as acetate, aromatic alcohols such as benzyl alcohol, and ketones such as cyclohexanone. In particular, propylene glycol monomethyl ether acetate is more preferable from the viewpoint of safety and health and low viscosity.
これらの有機溶剤は、1種を単独で、若しくは2種以上を混合して用いることができる。2種以上の混合溶剤とする場合、上記の好ましい有機溶剤が65〜95重量%含有されていることが好ましい。 These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. When a mixed solvent of two or more kinds is used, it is preferable that the above-mentioned preferable organic solvent is contained in an amount of 65 to 95% by weight.
また有機溶剤は、着色組成物を適正な粘度に調節し、目的とする均一な膜厚のフィルタセグメントを形成できることから、着色剤の全重量を基準(100重量%)にして、800〜4000重量%の量で用いることが好ましい。 In addition, the organic solvent can adjust the coloring composition to an appropriate viscosity and form a filter segment having a desired uniform film thickness. Therefore, the organic solvent is 800 to 4000 weight based on the total weight of the coloring agent (100% by weight). % Is preferably used.
<分散>
本発明の着色組成物は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)とアニオン性染料(C)とを反応させて得られた造塩化合物(D)と前記バインダー樹脂と溶剤とからなる着色剤担体中、さらに顔料を含む場合、好ましくは色素誘導体などの分散助剤と一緒に、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、またはアトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。また、本発明の着色組成物は、顔料、造塩化合物(D)、その他の着色剤等を別々に着色剤担体に分散したものを混合して製造することもできる。
<Dispersion>
The colored composition of the present invention comprises a salt-forming compound (D) obtained by reacting a resin (B) having a cationic group in a side chain with an anionic dye (C), the binder resin, and a solvent. In the colorant carrier, when further containing a pigment, preferably together with a dispersing aid such as a dye derivative, finely dispersed using various dispersing means such as a three-roll mill, a two-roll mill, a sand mill, a kneader, or an attritor. Can be manufactured. The coloring composition of the present invention can also be produced by mixing pigments, salt-forming compounds (D), other coloring agents and the like separately dispersed in a coloring agent carrier.
(分散助剤)
着色剤を着色剤担体中に分散する際には、適宜、色素誘導体、樹脂型分散剤、界面活性剤等の分散助剤を用いることができる。分散助剤は、着色剤の分散に優れ、分散後の着色剤の再凝集を防止する効果が大きいので、分散助剤を用いて着色剤を着色剤担体中に分散してなる着色組成物を用いた場合には、分光透過率の高いカラーフィルタが得られる。
本明において、造塩化合物(D)は、顔料の分散助剤としての役割を果たすことも期待される。
(Dispersion aid)
When dispersing the colorant in the colorant carrier, a dispersing aid such as a dye derivative, a resin-type dispersant, or a surfactant can be appropriately used. The dispersing agent is excellent in dispersing the colorant and has a large effect of preventing re-aggregation of the colorant after the dispersion. When used, a color filter having a high spectral transmittance is obtained.
In the present invention, the salt forming compound (D) is also expected to play a role as a pigment dispersion aid.
色素誘導体としては、有機顔料、アントラキノン、アクリドンまたはトリアジンに、塩基性置換基、酸性置換基、または置換基を有していても良いフタルイミドメチル基を導入した化合物があげられ、例えば、特開昭63−305173号公報、特公昭57−15620号公報、特公昭59−40172号公報、特公昭63−17102号公報、特公平5−9469号公報等に記載されているものを使用でき、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。 Examples of the dye derivative include a compound in which a basic substituent, an acidic substituent, or a phthalimidomethyl group which may have a substituent is introduced into an organic pigment, anthraquinone, acridone, or triazine. 63-305173, JP-B-57-15620, JP-B-59-40172, JP-B-63-17102, JP-B-5-9469 and the like can be used. They can be used alone or in combination of two or more.
色素誘導体の配合量は、添加顔料の分散性向上の観点から、添加顔料の全量を基準(100重量%)として、好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上、最も好ましくは3重量%以上である。また、耐熱性、耐光性の観点から、添加顔料の全量を基準(100重量%)として、好ましくは40重量%以下、さらに好ましくは35重量%以下である。 The amount of the pigment derivative is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, most preferably 1% by weight based on the total amount of the added pigment (100% by weight) from the viewpoint of improving the dispersibility of the added pigment. 3% by weight or more. In addition, from the viewpoint of heat resistance and light resistance, it is preferably 40% by weight or less, more preferably 35% by weight or less, based on the total amount of the added pigment (100% by weight).
樹脂型分散剤は、添加顔料に吸着する性質を有する顔料親和性部位と、着色剤担体と相溶性のある部位とを有し、添加顔料に吸着して着色剤担体への分散を安定化する働きをするものである。樹脂型分散剤として具体的には、ポリウレタン、ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物、ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物、ポリエステル系、変性ポリアクリレート系、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系等が用いられ、これらは単独または2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。 The resin-type dispersant has a pigment affinity site having a property of adsorbing to the additive pigment, and a site compatible with the colorant carrier, and stabilizes dispersion to the colorant carrier by adsorbing to the additive pigment. It works. Specific examples of the resin-type dispersant include polycarboxylic acid esters such as polyurethane and polyacrylate, unsaturated polyamide, polycarboxylic acid, polycarboxylic acid (partial) amine salt, polycarboxylic acid ammonium salt, and polycarboxylic acid alkylamine salt. , Polysiloxanes, long-chain polyaminoamide phosphates, hydroxyl-containing polycarboxylic esters, modified products thereof, amides and salts thereof formed by the reaction of poly (lower alkyleneimine) with a polyester having a free carboxyl group Such as oil-based dispersants, (meth) acrylic acid-styrene copolymer, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, etc. Resins, water-soluble polymer compounds, polyesters, modified poly Acrylate-based, ethylene oxide / propylene oxide adduct, phosphoric ester or the like is used, they may be used alone or in combination, is not necessarily limited thereto.
市販の樹脂型分散剤としては、ビックケミー・ジャパン社製のDisperbyk−101、103、107、108、110、111、116、130、140、154、161、162、163、164、165、166、170、171、174、180、181、182、183、184、185、190、2000、2001、2020、2025、2050、2070、2095、2150、2155またはAnti−Terra−U、203、204、またはBYK−P104、P104S、220S、6919、またはLactimon、Lactimon−WSまたはBykumen等、日本ルーブリゾール社製のSOLSPERSE−3000、9000、13000、13240、13650、13940、16000、17000、18000、20000、21000、24000、26000、27000、28000、31845、32000、32500、32550、33500、32600、34750、35100、36600、38500、41000、41090、53095、55000、76500等、BASFジャパン社製のEFKA−46、47、48、452、4008、4009、4010、4015、4020、4047、4050、4055、4060、4080、4400、4401、4402、4403、4406、4408、4300、4310、4320、4330、4340、450、451、453、4540、4550、4560、4800、5010、5065、5066、5070、7500、7554、1101、120、150、1501、1502、1503、等、味の素ファインテクノ社製のアジスパーPA111、PB711、PB821、PB822、PB824等が挙げられる。 Commercially available resin-type dispersants include Disperbyk-101, 103, 107, 108, 110, 111, 116, 130, 140, 154, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170 manufactured by Big Chemie Japan. , 171, 174, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 190, 2000, 2001, 2020, 2025, 2050, 2070, 2095, 2150, 2155 or Anti-Terra-U, 203, 204 or BYK-. P104, P104S, 220S, 6919, or LACTIMON, LACTIMON-WS, or BYKUMEN, etc., SOLSPERSE-3000, 9000, 13000, 13240, 13650, 13940, 1600 manufactured by Lubrizol Japan, Ltd. , 17000, 18000, 20000, 21000, 24000, 26000, 27000, 28000, 31845, 32000, 32500, 32550, 33500, 32600, 34750, 35100, 36600, 38500, 41000, 41090, 53095, 55000, 76500 EFKA-46, 47, 48, 452, 4008, 4009, 4010, 4015, 4020, 4047, 4050, 4055, 4060, 4080, 4400, 4401, 4402, 4403, 4406, 4408, 4300, 4310, 4320 , 4330, 4340, 450, 451, 453, 4540, 4550, 4560, 4800, 5010, 5065, 5066, 5070, 7500, 7 54,1101,120,150,1501,1502,1503, etc., Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd. of AJISPER PA111, PB711, PB821, PB822, PB824, and the like.
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、ステアリン酸ナトリウム、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレート等のノニオン性界面活性剤;アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物等のカオチン性界面活性剤;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン等のアルキルベタイン、アルキルイミダゾリン等の両性界面活性剤が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。 As the surfactant, sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, alkali salt of styrene-acrylic acid copolymer, sodium stearate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium alkyldiphenyletherdisulfonate Anionic surfactants such as monoethanolamine lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, monoethanolamine of styrene-acrylic acid copolymer, and polyoxyethylene alkyl ether phosphate; Polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene Nonionic surfactants such as alkyl ether phosphate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and polyethylene glycol monolaurate; Chaotic surfactants such as alkyl quaternary ammonium salts and their ethylene oxide adducts; alkyldimethylamino Examples include amphoteric surfactants such as alkyl betaines such as betaine acetate and alkyl imidazolines, and these can be used alone or as a mixture of two or more, but are not necessarily limited thereto.
樹脂型分散剤、界面活性剤を添加する場合の配合量は、添加顔料の全量を基準(100重量%)として、好ましくは0.1〜55重量%、さらに好ましくは0.1〜45重量%である。樹脂型分散剤、界面活性剤の配合量が、0.1重量%未満の場合には、添加した効果が得られ難く、配合量が55重量%より多いと、過剰な分散剤により分散に悪影響を及ぼすことがある。 When the resin-type dispersant and the surfactant are added, the amount is preferably 0.1 to 55% by weight, more preferably 0.1 to 45% by weight, based on the total amount of the added pigment (100% by weight). It is. When the amount of the resin-type dispersant and the surfactant is less than 0.1% by weight, the effect of the addition is difficult to be obtained. May be exerted.
<光重合性単量体>
本発明の着色組成物は、さらに光重合性単量体および/または光重合開始剤を添加し、カラーフィルタ用感光性着色組成物として使用することができる。
<Photopolymerizable monomer>
The coloring composition of the present invention can be used as a photosensitive coloring composition for a color filter by further adding a photopolymerizable monomer and / or a photopolymerization initiator.
本発明の光重合性単量体には、紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーが含まれ、これらを単独で、または2種以上混合して用いることができる。モノマーの配合量は、着色剤の全重量を基準(100重量%)として、5〜400重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜300重量%であることがより好ましい。 The photopolymerizable monomer of the present invention includes a monomer or an oligomer that is cured by ultraviolet light or heat to form a transparent resin, and these can be used alone or in combination of two or more. The amount of the monomer is preferably from 5 to 400% by weight based on the total weight of the colorant (100% by weight), and more preferably from 10 to 300% by weight from the viewpoint of photocurability and developability. preferable.
紫外線や熱などにより硬化して透明樹脂を生成するモノマー、オリゴマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。 Examples of monomers and oligomers which are cured by ultraviolet light or heat to produce a transparent resin include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate , Cyclohexyl (meth) acrylate, β-carboxyethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di ( (Meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycine Di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, tricyclodeca Nyl (meth) acrylate, ester acrylate, (meth) acrylate of methylolated melamine, epoxy (meth) acrylate, urethane acrylate and various acrylates and methacrylates, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, Hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl Examples include, but are not necessarily limited to, tyl (meth) acrylamide, N-vinylformamide, acrylonitrile, and the like.
<光重合開始剤>
本発明のカラーフィルタ用着色組成物は、該組成物を紫外線照射により硬化させ、フォトリソグラフ法によりフィルタセグメントを形成する場合、光重合開始剤等を加えて溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材の形態で調製することができる。光重合開始剤を使用する際の配合量は、着色剤の全量を基準として、5〜200重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜150重量%であることがより好ましい。
<Photopolymerization initiator>
The coloring composition for a color filter of the present invention is a solvent-developable or alkali-developable colored resist material which is obtained by curing the composition by ultraviolet irradiation and forming a filter segment by a photolithographic method by adding a photopolymerization initiator or the like. Can be prepared. The amount of the photopolymerization initiator used is preferably from 5 to 200% by weight, based on the total amount of the colorant, and from 10 to 150% by weight from the viewpoint of photocurability and developability. More preferred.
光重合開始剤としては、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4
−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、または2−ベンジル−2−ジメチ
ルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、またはベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4'−メチルジフェニルサルファイド、または3,3',4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;チオキサントン、2−クロルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、または2,4−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;2,4,6−トリクロロ−s−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−ピペロニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−スチリル−s−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−トリクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、または2,4−トリクロロメチル−(4'−メトキシスチリル)−6−トリアジン等のトリアジン系化合物
;1,2−オクタンジオン,1−〔4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)〕、またはO−(アセチル)−N−(1−フェニル−2−オキソ−2−(4'−メ
トキシ−ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、または2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物;9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物;ボレート系化合物;カルバゾール系化合物;イミダゾール系化合物;あるいは、チタノセン系化合物等が用いられる。
Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1 − [4
Acetophenone-based compounds such as-(4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone or 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one; benzoin, benzoin methyl ether, Benzoin-based compounds such as benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyl dimethyl ketal; benzophenone, benzoyl benzoic acid, methyl benzoyl benzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl Benzophenone-based compounds such as sulfide or 3,3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone; thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methyl Thioxanthone compounds such as thioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, and 2,4-diethylthioxanthone; 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6- Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (tric Triazine-based compounds such as (romethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, or 2,4-trichloromethyl- (4'-methoxystyryl) -6-triazine; -Octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], or O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4'-methoxy- Oxime ester compounds such as naphthyl) ethylidene) hydroxylamine; phosphine compounds such as bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide or 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide; Quinone compounds such as phenanthrenequinone, camphorquinone and ethylanthraquinone Products; borate compounds; carbazole compounds; imidazole compounds; or titanocene compounds.
これらの光重合開始剤は1種または必要に応じて任意の比率で2種以上混合して用いることができる。これらの光重合開始剤は、カラーフィルタ用着色組成物中の着色剤の全量を基準(100重量%)として、5〜200重量%であることが好ましく、光硬化性および現像性の観点から10〜150重量%であることがより好ましい。 These photopolymerization initiators can be used singly or as a mixture of two or more at any ratio as needed. These photopolymerization initiators are preferably from 5 to 200% by weight based on the total amount of the colorant in the coloring composition for color filter (100% by weight), and from the viewpoint of photocurability and developability are preferably 10 to 200% by weight. It is more preferable that the content is about 150% by weight.
<増感剤>
さらに、本発明のカラーフィルタ用着色組成物には、増感剤を含有させることができる。
<Sensitizer>
Further, the coloring composition for a color filter of the present invention may contain a sensitizer.
増感剤としては、カルコン誘導体、ジベンザルアセトン等に代表される不飽和ケトン類、ベンジルやカンファーキノン等に代表される1,2−ジケトン誘導体、ベンゾイン誘導体、フルオレン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、ケトクマリン誘導体、シアニン誘導体、メロシアニン誘導体、オキソノ−ル誘導体等のポリメチン色素、アクリジン誘導体、アジン誘導体、チアジン誘導体、オキサジン誘導体、インドリン誘導体、アズレン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、テトラフェニルポルフィリン誘導体、トリアリールメタン誘導体、テトラベンゾポルフィリン誘導体、テトラピラジノポルフィラジン誘導体、フタロシアニン誘導体、テトラアザポルフィラジン誘導体、テトラキノキサリロポルフィラジン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、ピリリウム誘導体、チオピリリウム誘導体、テトラフィリン誘導体、アヌレン誘導体、スピロピラン誘導体、スピロオキサジン誘導体、チオスピロピラン誘導体、金属アレーン錯体、有機ルテニウム錯体、またはミヒラーケトン誘導体、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、4,4'−ジエチルイソフタロフェノン、3,3'または4,4'−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。 Examples of the sensitizer include chalcone derivatives, unsaturated ketones such as dibenzalacetone, 1,2-diketone derivatives such as benzyl and camphorquinone, benzoin derivatives, fluorene derivatives, naphthoquinone derivatives, and anthraquinone derivatives. , Xanthene derivatives, thioxanthene derivatives, xanthone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, ketocoumarin derivatives, cyanine derivatives, merocyanine derivatives, polymethine dyes such as oxanol derivatives, acridine derivatives, azine derivatives, thiazine derivatives, oxazine derivatives, indoline derivatives, Azulene derivative, azulhenium derivative, squarylium derivative, porphyrin derivative, tetraphenylporphyrin derivative, triarylmethane derivative, tetrabenzoporphyrin derivative, Trapyrazinoporphyrazine derivative, phthalocyanine derivative, tetraazaporphyrazine derivative, tetraquinoxaliloporphyrazine derivative, naphthalocyanine derivative, subphthalocyanine derivative, pyrylium derivative, thiopyrylium derivative, tetraphyllin derivative, annulene derivative, spiropyran derivative, spirooxazine Derivative, thiospiropyran derivative, metal arene complex, organic ruthenium complex, or Michler's ketone derivative, α-acyloxy ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl Anthraquinone, 4,4'-diethylisophthalophenone, 3,3 'or 4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophene And non-, 4,4'-diethylaminobenzophenone.
さらに具体的には、大河原信ら編、「色素ハンドブック」(1986年、講談社)、大河原信ら編、「機能性色素の化学」(1981年、シーエムシー)、池森忠三朗ら編、及び「特殊機能材料」(1986年、シーエムシー)に記載の増感剤が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、その他、紫外から近赤外域にかけての光に対して吸収を示す増感剤を含有させることもできる。 More specifically, edited by Shin Okawara et al., "Dye Handbook" (1986, Kodansha), edited by Shin Okawara et al., "Chemistry of Functional Dyes" (1981, CMC), edited by Chusaburo Ikemori, and others. Sensitizers described in "Specially Functional Materials" (1986, CMC), but are not limited thereto. In addition, a sensitizer that absorbs light in the ultraviolet to near infrared region can be contained.
増感剤は、必要に応じて任意の比率で2種以上用いても構わない。増感剤を使用する際の配合量は、着色組成物中に含まれる光重合開始剤の全重量を基準(100重量%)として、3〜60重量%であることが好ましく、光硬化性、現像性の観点から5〜50重量%であることがより好ましい。 Two or more sensitizers may be used at any ratio as needed. The compounding amount when the sensitizer is used is preferably 3 to 60% by weight based on the total weight of the photopolymerization initiator contained in the coloring composition (100% by weight). From the viewpoint of developability, the content is more preferably 5 to 50% by weight.
<アミン系化合物>
また、本発明の着色組成物には、溶存している酸素を還元する働きのあるアミン系化合物を含有させることができる。
<Amine compound>
Further, the coloring composition of the present invention may contain an amine compound having a function of reducing dissolved oxygen.
このようなアミン系化合物としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、及びN,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。 Examples of such an amine compound include triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, and 2-dimethylamino benzoate. Examples include ethyl, 2-ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, and N, N-dimethylparatoluidine.
<レベリング剤>
本発明の着色組成物には、透明基板上での組成物のレベリング性を良くするため、レベリング剤を添加することが好ましい。レベリング剤としては、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有するジメチルシロキサンが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、東レ・ダウコーニング社製FZ−2122、ビックケミー社製BYK−333などが挙げられる。主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンの具体例としては、ビックケミー社製BYK−310、BYK−370などが挙げられる。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、主鎖にポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとは、併用することもできる。レベリング剤の含有量は通常、着色組成物の全重量を基準(100重量%)として、0.003〜0.5重量%用いることが好ましい。
<Leveling agent>
It is preferable to add a leveling agent to the coloring composition of the present invention in order to improve the leveling property of the composition on the transparent substrate. As the leveling agent, dimethylsiloxane having a polyether structure or a polyester structure in the main chain is preferable. Specific examples of dimethylsiloxane having a polyether structure in the main chain include FZ-2122 manufactured by Dow Corning Toray and BYK-333 manufactured by Big Chemie. Specific examples of dimethylsiloxane having a polyester structure in the main chain include BYK-310 and BYK-370 manufactured by BYK-Chemie. Dimethylsiloxane having a polyether structure in the main chain and dimethylsiloxane having a polyester structure in the main chain can be used in combination. Usually, the content of the leveling agent is preferably 0.003 to 0.5% by weight based on the total weight of the coloring composition (100% by weight).
レベリング剤として特に好ましいものとしては、分子内に疎水基と親水基を有するいわゆる界面活性剤の一種で、親水基を有しながらも水に対する溶解性が小さく、着色組成物に添加した場合、その表面張力低下能が低いという特徴を有し、さらに表面張力低下能が低いにも拘らずガラス板への濡れ性が良好なものが有用であり、泡立ちによる塗膜の欠陥が出現しない添加量において十分に帯電性を抑止できるものが好ましく使用できる。このような好ましい特性を有するレベリング剤として、ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンが好ましく使用できる。ポリアルキレンオキサイド単位としては、ポリエチレンオキサイド単位、ポリプロピレンオキサイド単位があり、ジメチルポリシロキサンは、ポリエチレンオキサイド単位とポリプロピレンオキサイド単位とを共に有していてもよい。 Particularly preferred as a leveling agent is a kind of a so-called surfactant having a hydrophobic group and a hydrophilic group in the molecule, which has a low solubility in water while having a hydrophilic group, and when added to a coloring composition, It has the feature that surface tension lowering ability is low, and even though the surface tension lowering ability is low, it is useful that the wettability to the glass plate is good, and at the amount of addition that does not cause defects in the coating film due to foaming Those which can sufficiently suppress the charging property can be preferably used. As a leveling agent having such preferable characteristics, dimethylpolysiloxane having a polyalkylene oxide unit can be preferably used. The polyalkylene oxide unit includes a polyethylene oxide unit and a polypropylene oxide unit, and the dimethylpolysiloxane may have both a polyethylene oxide unit and a polypropylene oxide unit.
また、ポリアルキレンオキサイド単位のジメチルポリシロキサンとの結合形態は、ポリアルキレンオキサイド単位がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位中に結合したペンダント型、ジメチルポリシロキサンの末端に結合した末端変性型、ジメチルポリシロキサンと交互に繰り返し結合した直鎖状のブロックコポリマー型のいずれであってもよい。ポリアルキレンオキサイド単位を有するジメチルポリシロキサンは、東レ・ダウコーニング株式会社から市販されており、例えば、FZ−2110、FZ−2122、FZ−2130、FZ−2166、FZ−2191、FZ−2203、FZ−2207が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The bonding form of the polyalkylene oxide unit with dimethylpolysiloxane is a pendant type in which the polyalkylene oxide unit is bonded in a repeating unit of dimethylpolysiloxane, a terminal-modified type in which the polyalkylene oxide unit is bonded to a terminal of dimethylpolysiloxane, and dimethylpolysiloxane. Any of a linear block copolymer type alternately and repeatedly bonded may be used. Dimethyl polysiloxane having a polyalkylene oxide unit is commercially available from Dow Corning Toray Co., Ltd., for example, FZ-2110, FZ-2122, FZ-2130, FZ-2166, FZ-2191, FZ-2203, FZ -2207, but is not limited thereto.
レベリング剤には、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、または両性の界面活性剤を補助的に加えることも可能である。界面活性剤は、2種以上混合して使用しても構わない。 Anionic, cationic, nonionic, or amphoteric surfactants can also be added to the leveling agent. Two or more surfactants may be used as a mixture.
レベリング剤に補助的に加えるアニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどが挙げられる。 Examples of anionic surfactants to be added to the leveling agent include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, alkali salts of styrene-acrylic acid copolymer, sodium alkylnaphthalenesulfonate, alkyldiphenyletherdisulfonate Sodium, lauryl sulfate monoethanolamine, lauryl sulfate triethanolamine, ammonium lauryl sulfate, monoethanolamine stearate, sodium stearate, sodium lauryl sulfate, styrene-acrylic acid copolymer monoethanolamine, polyoxyethylene alkyl ether phosphate Esters and the like.
レベリング剤に補助的に加えるカオチン性界面活性剤としては、アルキル4級アンモニウム塩やそれらのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。レベリング剤に補助的に加えるノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノラウレートなどの;アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤、また、フッ素系やシリコーン系の界面活性剤が挙げられる。 Examples of the chaotic surfactant supplementally added to the leveling agent include an alkyl quaternary ammonium salt and an ethylene oxide adduct thereof. Nonionic surfactants to be added to the leveling agent supplementally include polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, polyoxyethylene sorbitan monostearate And amphoteric surfactants such as alkylbetaines such as alkyldimethylaminoacetate betaines and alkylimidazolines, and fluorine-based and silicone-based surfactants.
<硬化剤、硬化促進剤>
また本発明の着色組成物には、熱硬化性樹脂の硬化を補助するため、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤などを含んでいてもよい。硬化剤としては、フェノール系樹脂、アミン系化合物、酸無水物、活性エステル、カルボン酸系化合物、スルホン酸系化合物などが有効であるが、特にこれらに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂と反応し得るものであれば、いずれの硬化剤を使用してもよい。また、これらの中でも、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物、アミン系硬化剤が好ましく挙げられる。前記硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、4級アンモニウム塩化合物(例えば、トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等)、ブロックイソシアネート化合物(例えば、ジメチルアミン等)、イミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩(例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等)、リン化合物(例えば、トリフェニルホスフィン等)、グアナミン化合物(例えば、メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等)、S−トリアジン誘導体(例えば、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等)などを用いることができる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前記硬化促進剤の含有量としては、熱硬化性樹脂全量に対し、0.01〜15重量%が好ましい。
<Curing agent, curing accelerator>
Further, the coloring composition of the present invention may contain a curing agent, a curing accelerator, and the like, if necessary, to assist the curing of the thermosetting resin. As the curing agent, a phenolic resin, an amine compound, an acid anhydride, an active ester, a carboxylic acid compound, a sulfonic acid compound and the like are effective, but not particularly limited thereto, and a thermosetting resin Any curing agent may be used as long as it can react with the curing agent. Among these, a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an amine-based curing agent are preferably exemplified. Examples of the curing accelerator include amine compounds (eg, dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4- (dimethylamino) -N, N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N, N-dimethylbenzylamine, 4-methyl) —N, N-dimethylbenzylamine, etc.), quaternary ammonium salt compounds (eg, triethylbenzylammonium chloride, etc.), blocked isocyanate compounds (eg, dimethylamine, etc.), imidazole derivative bicyclic amidine compounds and salts thereof (eg, Imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) -2- D Le-4-methylimidazole, etc.), phosphorus compounds (eg, triphenylphosphine, etc.), guanamine compounds (eg, melamine, guanamine, acetoguanamine, benzoguanamine, etc.), S-triazine derivatives (eg, 2,4-diamino-6) -Methacryloyloxyethyl-S-triazine, 2-vinyl-2,4-diamino-S-triazine, 2-vinyl-4,6-diamino-S-triazine / isocyanuric acid adduct, 2,4-diamino-6- Methacryloyloxyethyl-S-triazine / isocyanuric acid adduct) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the curing accelerator is preferably 0.01 to 15% by weight based on the total amount of the thermosetting resin.
<その他の添加剤成分>
本発明の着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。また、透明基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。
<Other additive components>
The coloring composition of the present invention may contain a storage stabilizer in order to stabilize the viscosity over time of the composition. Further, an adhesion improver such as a silane coupling agent may be contained in order to enhance the adhesion to the transparent substrate.
貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド、ジエチルヒドロキシアミンなどの4級アンモニウムクロライド、乳酸、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、t−ブチルピロカテコール、テトラエチルホスフィン、テトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、着色剤の全量を基準(100重量%)として、0.1〜10重量%の量で用いることができる。 As the storage stabilizer, for example, benzyltrimethyl chloride, quaternary ammonium chloride such as diethylhydroxyamine, lactic acid, organic acids such as oxalic acid and its methyl ether, t-butyl pyrocatechol, tetraethylphosphine, tetraphenylphosphine and the like Organic phosphines, phosphites and the like can be mentioned. The storage stabilizer can be used in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total amount of the colorant (100% by weight).
密着向上剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等のシランカップリング剤が挙げられる。密着向上剤は、着色組成物中の着色剤の全量を基準(100重量%)として、0.01〜10重量%、好ましくは0.05〜5重量%の量で用いることができる。 Examples of the adhesion improver include vinylsilanes such as vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinylethoxysilane and vinyltrimethoxysilane, (meth) acrylsilanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) Epoxysilanes such as methyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (amino Ethyl) γ-aminopropyltrie Xysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl Silane coupling agents such as aminosilanes such as -γ-aminopropyltriethoxysilane and thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane. The adhesion improver can be used in an amount of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 5% by weight, based on the total amount of the colorant in the coloring composition (100% by weight).
<粗大粒子の除去>
本発明の着色組成物は、遠心分離、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、5μm以上の粗大粒子、好ましくは1μm以上の粗大粒子、さらに好ましくは0.5μm以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。このように着色組成物は、実質的に0.5μm以上の粒子を含まないことが好ましい。より好ましくは0.3μm以下であることが好ましい。
<Removal of coarse particles>
The coloring composition of the present invention was mixed with coarse particles of 5 μm or more, preferably 1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, by means of centrifugation, a sintered filter, a membrane filter or the like. It is preferable to remove dust. As described above, it is preferable that the coloring composition does not substantially contain particles of 0.5 μm or more. More preferably, it is 0.3 μm or less.
<カラーフィルタ>
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、本発明のカラーフィルタ用着色組成物を用いて形成されたフィルタセグメントを具備するものである。カラーフィルタとしては、赤色フィルタセグメント、緑色フィルタセグメント、および青色フィルタセグメントを具備するもの、またはマゼンタ色フィルタセグメント、シアン色フィルタセグメント、およびイエロー色フィルタセグメントを具備するものが挙げられる。
<Color filter>
Next, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention includes a filter segment formed using the coloring composition for a color filter of the present invention. Color filters include those that include a red, green, and blue filter segment, or those that include a magenta, cyan, and yellow filter segment.
透明基板としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂板が用いられる。また、ガラス板や樹脂板の表面には、パネル化後の液晶駆動のために、酸化インジウム、酸化錫などからなる透明電極が形成されていてもよい。 As the transparent substrate, a glass plate such as soda lime glass, low alkali borosilicate glass, and alkali-free aluminoborosilicate glass, or a resin plate such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, or polyethylene terephthalate is used. Further, a transparent electrode made of indium oxide, tin oxide, or the like may be formed on the surface of the glass plate or the resin plate for driving the liquid crystal after paneling.
<カラーフィルタの製造方法>
本発明のカラーフィルタは、印刷法またはフォトリソグラフィー法により、製造することができる。
<Production method of color filter>
The color filter of the present invention can be manufactured by a printing method or a photolithography method.
印刷法によるフィルタセグメントの形成は、印刷インキとして調製した着色組成物の印刷と乾燥を繰り返すだけでパターン化ができるため、カラーフィルタの製造法としては、低コストであり、かつ量産性に優れている。さらに、印刷技術の発展により高い寸法精度および平滑度を有する微細パターンの印刷を行うことができる。印刷を行うためには、印刷の版上にて、あるいはブランケット上にてインキが乾燥、固化しないような組成とすることが好ましい。また、印刷機上でのインキの流動性制御も重要であり、分散剤や体質顔料によってインキ粘度の調整も行うことができる。 The formation of the filter segment by the printing method can be patterned by simply repeating the printing and drying of the coloring composition prepared as a printing ink. Therefore, as a method of manufacturing a color filter, the cost is low, and the mass production is excellent. I have. Further, fine patterns having high dimensional accuracy and smoothness can be printed by the development of printing technology. In order to perform printing, it is preferable that the composition be such that the ink does not dry and solidify on a printing plate or on a blanket. In addition, it is important to control the fluidity of the ink on the printing press, and the viscosity of the ink can be adjusted by a dispersant or extender.
フォトリソグラフィー法によりフィルタセグメントを形成する場合は、上記溶剤現像型あるいはアルカリ現像型着色レジスト材として調製した着色組成物を、透明基板上に、スプレーコートやスピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により、乾燥膜厚が0.2〜5μmとなるように塗布する。必要により乾燥された膜には、この膜と接触あるいは非接触状態で設けられた所定のパターンを有するマスクを通して紫外線露光を行う。その後、溶剤またはアルカリ現像液に浸漬するかもしくはスプレーなどにより現像液を噴霧して未硬化部を除去して所望のパターンを形成したのち、同様の操作を他色について繰り返してカラーフィルタを製造することができる。さらに、着色レジスト材の重合を促進するため、必要に応じて加熱を施すこともできる。フォトリソグラフィー法によれば、上記印刷法より精度の高いカラーフィルタが製造できる。 When the filter segment is formed by a photolithography method, the coloring composition prepared as the solvent-developable or alkali-developable colored resist material is coated on a transparent substrate by spray coating, spin coating, slit coating, roll coating, or the like. According to the method, coating is performed so that the dry film thickness becomes 0.2 to 5 μm. The film dried as required is exposed to ultraviolet light through a mask having a predetermined pattern provided in contact with or non-contact with the film. Then, after immersing in a solvent or an alkaline developer or spraying the developer with a spray or the like to remove an uncured portion and form a desired pattern, the same operation is repeated for other colors to produce a color filter. be able to. Further, in order to promote the polymerization of the colored resist material, heating can be performed as necessary. According to the photolithography method, a color filter with higher accuracy than the printing method can be manufactured.
現像に際しては、アルカリ現像液として炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。なお、紫外線露光感度を上げるために、上記着色レジスト材を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ水溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、紫外線露光を行うこともできる。 In the development, an aqueous solution of sodium carbonate, sodium hydroxide or the like is used as an alkali developing solution, and an organic alkali such as dimethylbenzylamine or triethanolamine can also be used. Further, an antifoaming agent or a surfactant can be added to the developer. In order to increase the UV exposure sensitivity, the above-mentioned colored resist material is applied and dried, and then a water-soluble or alkali-water-soluble resin, such as polyvinyl alcohol or a water-soluble acrylic resin, is applied and dried to form a film for preventing polymerization inhibition by oxygen. After that, ultraviolet exposure can be performed.
本発明のカラーフィルタは、上記方法の他に電着法、転写法などにより製造することができるが、本発明の着色組成物はいずれの方法にも用いることができる。なお、電着法は、基板上に形成した透明導電膜を利用して、コロイド粒子の電気泳動により各色フィルタセグメントを透明導電膜の上に電着形成することでカラーフィルタを製造する方法である。また、転写法は剥離性の転写ベースシートの表面に、あらかじめフィルタセグメントを形成しておき、このフィルタセグメントを所望の基板に転写させる方法である。 The color filter of the present invention can be produced by an electrodeposition method, a transfer method or the like in addition to the above-mentioned methods, and the coloring composition of the present invention can be used in any method. The electrodeposition method is a method of manufacturing a color filter by forming each color filter segment on a transparent conductive film by electrophoresis of colloid particles using a transparent conductive film formed on a substrate. . The transfer method is a method in which a filter segment is previously formed on the surface of a peelable transfer base sheet, and the filter segment is transferred to a desired substrate.
透明基板あるいは反射基板上に各色フィルタセグメントを形成する前に、あらかじめブラックマトリクスを形成することができる。ブラックマトリクスとしては、クロムやクロム/酸化クロムの多層膜、窒化チタニウムなどの無機膜や、遮光剤を分散した樹脂膜が用いられるが、これらに限定されない。また、前記の透明基板あるいは反射基板上に薄膜トランジスター(TFT)をあらかじめ形成しておき、その後に各色フィルタセグメントを形成することもできる。また本発明のカラーフィルタ上には、必要に応じてオーバーコート膜や透明導電膜などが形成される。 Before forming each color filter segment on a transparent substrate or a reflective substrate, a black matrix can be formed in advance. As the black matrix, a multilayer film of chromium or chromium / chromium oxide, an inorganic film such as titanium nitride, or a resin film in which a light-shielding agent is dispersed is used, but is not limited thereto. Alternatively, a thin film transistor (TFT) may be formed in advance on the transparent substrate or the reflective substrate, and then each color filter segment may be formed. On the color filter of the present invention, an overcoat film, a transparent conductive film or the like is formed as necessary.
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、特にことわりがない限り、「部」とは「重量部」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight”.
まず、実施例および比較例に用いたバインダー樹脂、微細化顔料、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)、造塩化合物(D)の製造方法から説明する。 First, the method for producing the binder resin, the finely divided pigment, the resin (B) having a cationic group in the side chain, and the salt forming compound (D) used in Examples and Comparative Examples will be described.
<バインダー樹脂溶液の調製方法>
(バインダー樹脂溶液1の調製)
セパラブル4口フラスコに温度計、冷却管、窒素ガス導入管、撹拌装置を取り付けた反応容器にシクロヘキサノン70.0部を仕込み、80℃に昇温し、反応容器内を窒素置換した後、滴下管よりn−ブチルメタクリレート13.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6部、メタクリル酸4.3部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亞合成株式会社製「アロニックスM110」)7.4部、2,2'−ア
ゾビスイソブチロニトリル0.4部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、重量平均分子量26000のアクリル樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにメトキシプロピルアセテートを添加してバインダー樹脂溶液1を調製した。
ここで、バインダー樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
<Preparation method of binder resin solution>
(Preparation of binder resin solution 1)
A reaction vessel equipped with a thermometer, a cooling pipe, a nitrogen gas introduction pipe, and a stirrer in a separable four-necked flask was charged with 70.0 parts of cyclohexanone, the temperature was raised to 80 ° C., and the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen. 13.3 parts of n-butyl methacrylate, 4.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 4.3 parts of methacrylic acid, 7.4 parts of paracumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (“Aronix M110” manufactured by Toagosei Co., Ltd.), A mixture of 0.4 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added dropwise over 2 hours. After the completion of the dropwise addition, the reaction was further continued for 3 hours to obtain a solution of an acrylic resin having a weight average molecular weight of 26,000. After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes, and the nonvolatile content was measured. Methoxypropyl acetate was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 20% by weight. This was added to prepare a binder resin solution 1.
Here, the weight average molecular weight (Mw) of the binder resin was measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance.
(バインダー樹脂溶液2の調製)
温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管及び撹拌装置を備えたセパラブル4口フラスコにシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、フラスコ内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート8.5部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.33部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体溶液を得た。
次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製カレンズMOI)6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。
樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してバインダー樹脂溶液2を調製した。重量平均分子量(Mw)は18000であった。
(Preparation of binder resin solution 2)
207 parts of cyclohexanone was charged into a separable four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling pipe, a nitrogen gas inlet pipe, a dropping pipe, and a stirrer, the temperature was raised to 80 ° C., and the flask was purged with nitrogen. 20 parts of acid, 20 parts of paracumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 45 parts of methyl methacrylate, 8.5 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2,2′-azobisisobutyronitrile 1.33 parts of the mixture were added dropwise over 2 hours. After the completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer solution.
Next, nitrogen gas was stopped with respect to the whole amount of the obtained copolymer solution, and the mixture was stirred while injecting dry air for 1 hour, then cooled to room temperature, and then cooled to 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (Karenz manufactured by Showa Denko KK). (MOI) 6.5 parts, a mixture of 0.08 parts of dibutyltin laurate and 26 parts of cyclohexanone were added dropwise at 70 ° C. over 3 hours.
Approximately 2 g of the resin solution was sampled and dried by heating at 180 ° C. for 20 minutes to measure the non-volatile content. Prepared. The weight average molecular weight (Mw) was 18,000.
(バインダー樹脂溶液3の調製)
温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管及び撹拌装置を備えたセパラブル4口フラスコにシクロヘキサノン207部を仕込み、80℃に昇温し、フラスコ内を窒素置換した後、滴下管より、メタクリル酸20部、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)20部、メタクリル酸メチル45部、グリセロールモノメタクリレート8.5部及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.3
3部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下終了後、更に3時間反応を継続し、共重合体溶液を得た。
次に得られた共重合体溶液全量に対して、窒素ガスを停止し乾燥空気を1時間注入しながら攪拌したのちに、室温まで冷却した後、2−メタクリロイオキシルエチルイソシアネート6.5部、ラウリン酸ジブチル錫0.08部、シクロヘキサノン26部の混合物を70℃で3時間かけて滴下した。
樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してバインダー樹脂溶液3を調製した。重量平均分子量(Mw)は19000であった。
(Preparation of binder resin solution 3)
207 parts of cyclohexanone was charged into a separable four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling pipe, a nitrogen gas inlet pipe, a dropping pipe, and a stirrer. 20 parts of acid, 20 parts of paracumylphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 45 parts of methyl methacrylate, 8.5 parts of glycerol monomethacrylate, and 1.3 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile.
Three parts of the mixture were added dropwise over 2 hours. After the completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another 3 hours to obtain a copolymer solution.
Next, nitrogen gas was stopped with respect to the total amount of the obtained copolymer solution, and the mixture was stirred while injecting dry air for 1 hour, and then cooled to room temperature. A mixture of 0.08 part of dibutyltin laurate and 26 parts of cyclohexanone was added dropwise at 70 ° C. over 3 hours.
Approximately 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes, and the nonvolatile content was measured. Prepared. The weight average molecular weight (Mw) was 19000.
(バインダー樹脂溶液4の調製)
温度計、冷却管、窒素ガス導入管、滴下管及び撹拌装置を備えたセパラブル4口フラスコにシクロヘキサノン370部を仕込み、80℃に昇温し、フラスコ内を窒素置換した後、滴下管より、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート(東亜合成社製アロニックスM110)18部、ベンジルメタクリレート10部、グリシジルメタクリレート18.2部、メタクリル酸メチル25部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリ
ル2.0部の混合物を2時間かけて滴下した。滴下後、更に100℃で3時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル1.0部をシクロヘキサノン50部で溶解させたものを添加し、更に100℃で1時間反応を続けた。次に、容器内を空気置換に替え、アクリル酸9.3部(グリシジル基の100%)にトリスジメチルアミノフェノール0.5部及びハイドロキノン0.1部を上記容器内に投入し、120℃で6時間反応を続け固形分酸価0.5となったところで反応を終了し、共重合体溶液を得た。更に、引き続きテトラヒドロ無水フタル酸19.5部(生成した水酸基の100%)、トリエチルアミン0.5部を加え120℃で3.5時間反応させカルボキシル基と、共重合体溶液を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が20重量%になるようにシクロヘキサノンを添加してバインダー樹脂溶液4を調製した。重量平均分子量(Mw)は19000であった。
(Preparation of binder resin solution 4)
370 parts of cyclohexanone was charged into a separable four-necked flask equipped with a thermometer, a cooling pipe, a nitrogen gas inlet pipe, a dropping pipe, and a stirrer. 18 parts of millphenol ethylene oxide-modified acrylate (Aronix M110 manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 10 parts of benzyl methacrylate, 18.2 parts of glycidyl methacrylate, 25 parts of methyl methacrylate, and 2,2′-azobisisobutyronitrile 2.0 Parts of the mixture were added dropwise over 2 hours. After dropping, the mixture was further reacted at 100 ° C. for 3 hours. Then, a solution prepared by dissolving 1.0 part of azobisisobutyronitrile in 50 parts of cyclohexanone was added, and the reaction was further continued at 100 ° C. for 1 hour. Then, the inside of the container was replaced with air, and 0.5 part of trisdimethylaminophenol and 0.1 part of hydroquinone were added to 9.3 parts of acrylic acid (100% of glycidyl group) in the container, and the mixture was heated at 120 ° C. The reaction was continued for 6 hours, and when the acid value of the solid content reached 0.5, the reaction was terminated to obtain a copolymer solution. Further, 19.5 parts of tetrahydrophthalic anhydride (100% of the generated hydroxyl groups) and 0.5 part of triethylamine were successively added and reacted at 120 ° C. for 3.5 hours to obtain a carboxyl group and a copolymer solution.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and cyclohexanone was added to the previously synthesized resin solution so that the nonvolatile content was 20% by weight. Thus, a binder resin solution 4 was prepared. The weight average molecular weight (Mw) was 19000.
<微細化顔料の製造方法>
(青色微細化顔料(P−1))
フタロシアニン系青色顔料C.I.ピグメントブルー15:6(トーヨーカラー社製「リオノールブルーES」)100部、粉砕した食塩800部、およびジエチレングリコール100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、70℃で12時間混練した。この混合物を温水3000部に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、98部の青色微細化顔料(P−1)を得た。得られた顔料の平均一次粒子径は28.3nmであった。
<Production method of micronized pigment>
(Blue refined pigment (P-1))
Phthalocyanine blue pigment C.I. I. Pigment Blue 15: 6 (Toyocolor “Lionol Blue ES”) 100 parts, ground salt 800 parts and diethylene glycol 100 parts are charged into a stainless steel 1 gallon kneader (Inoue Seisakusho) and kneaded at 70 ° C. for 12 hours. did. The mixture was poured into 3000 parts of warm water, stirred for about 1 hour with a high-speed mixer while heating to about 70 ° C. to form a slurry. It dried and obtained 98 parts of blue refined pigments (P-1). The average primary particle diameter of the obtained pigment was 28.3 nm.
ここで、顔料の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(日本電子社製「JEM-1200
EX」)を用い、5万倍での観察試料中の全顔料粒子の一次粒子径を計測してその平均値を用いた。なお、粒子形状が球状でない場合は、長径と短径を計測し、(長径+短径)/2により求められる値を粒子径とした。
Here, the average primary particle diameter of the pigment is determined using a transmission electron microscope (“JEM-1200” manufactured by JEOL Ltd.).
EX ”), the primary particle diameter of all the pigment particles in the observation sample at a magnification of 50,000 was measured, and the average value was used. When the particle shape was not spherical, the major axis and the minor axis were measured, and the value obtained by (major axis + minor axis) / 2 was defined as the particle diameter.
(紫色微細化顔料(P−2))
ジオキサジン系紫色顔料C.I.ピグメントバイオレット23(Clariant社製「FastVioletRL」)120部、粉砕した食塩1600部、およびジエチレングリコール100部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、90℃で18時間混練した。この混合物を温水5000部に投入し、約70℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約1時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、80℃で24時間乾燥し、118部の紫色微細化顔料(P−2)を得た。得られた顔料の平均一次粒子径は26.4nmであった。
(Violet fine pigment (P-2))
Dioxazine purple pigment C.I. I. Pigment Violet 23 (“FastViolet RL” manufactured by Clariant), 120 parts, ground salt 1600 parts, and diethylene glycol 100 parts were charged into a stainless steel 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 90 ° C. for 18 hours. The mixture was poured into 5000 parts of warm water, stirred for about 1 hour with a high-speed mixer while heating to about 70 ° C. to form a slurry, filtered and washed repeatedly to remove salt and solvent, and then at 80 ° C. for 24 hours. It was dried to obtain 118 parts of a violet fine pigment (P-2). The average primary particle diameter of the obtained pigment was 26.4 nm.
(赤色微細化顔料(P−3))
ジケトピロロピロール系赤色顔料C.I.ピグメントレッド254(BASFジャパン社製「IRGAZINRED2030」)200部、粉砕した食塩1400部、およびジエチレングリコール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水8000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して食塩および溶剤を除いた後、85℃で24時間乾燥し、190部の赤色微細顔料(P−3)を得た。得られた顔料の平均一次粒子径は24.8nmであった。
(Red fine pigment (P-3))
Diketopyrrolopyrrole red pigment C.I. I. Pigment Red 254 (“IRGAZINRED2030” manufactured by BASF Japan), 200 parts of ground salt, and 1400 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 80 ° C. for 6 hours. The mixture was poured into 8000 parts of warm water, and stirred at about 80 ° C. for about 2 hours while being heated to about 80 ° C. to form a slurry. It dried and 190 parts of red fine pigments (P-3) were obtained. The average primary particle diameter of the obtained pigment was 24.8 nm.
(赤色微細化顔料(P−4))
赤色顔料C.I.ピグメントレッド242(クラリアント社製「NOVOPERMS
CARLET4RF」)200部、粉砕した食塩1400部、およびジエチレングリコ
ール360部をステンレス製1ガロンニーダー(井上製作所製)に仕込み、80℃で6時間混練した。この混合物を温水8000部に投入し、約80℃に加熱しながらハイスピードミキサーで2時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗を繰り返して食塩および溶剤を除いた後、85℃で24時間乾燥し、190部の赤色微細顔料(P−4)を得た。得られた顔料の平均一次粒子径は28.5nmであった。
(Red fine pigment (P-4))
Red pigment C.I. I. Pigment Red 242 (Clariant “NOVOPERMS”
200 parts of CARLET4RF), 1400 parts of ground salt and 360 parts of diethylene glycol were charged into a stainless steel 1 gallon kneader (manufactured by Inoue Seisakusho) and kneaded at 80 ° C. for 6 hours. This mixture was poured into 8000 parts of warm water, and stirred at a high speed mixer for 2 hours while being heated to about 80 ° C to form a slurry. Filtration and washing were repeated to remove salt and solvent, followed by drying at 85 ° C for 24 hours. Thus, 190 parts of a red fine pigment (P-4) was obtained. The average primary particle diameter of the obtained pigment was 28.5 nm.
<側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)の調製方法>
(製造例1;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−1の調製)
<Method for preparing resin (B) having a cationic group in the side chain>
(Production Example 1: Preparation of resin B-1 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート18.2部、n−ブチルメタクリレート27.3部、2−エチルヘキシルメタクリレート27.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9200、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.5%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が33mgKOH/gのブロック樹脂(B−1)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 18.2 parts of methyl methacrylate, 27.3 parts of n-butyl methacrylate, 27.3 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, and 15 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate. And 1.6 parts of tetramethylethylenediamine, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen to purge the system with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 12.2 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9200, Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.5%. Thus, a block resin (B-1) having a quaternary ammonium salt value of 33 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
ここで、側鎖にカチオン性基を有する樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。また、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)のアンモニウム塩価は、5%クロム酸カリウム水溶液を指示薬として、0.1Nの硝酸銀水溶液で滴定して求めた後、水酸化カリウムの当量に換算した値であり、固形分のアンモニウム塩価を示す。 Here, the weight average molecular weight (Mw) of the resin having a cationic group in the side chain was measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance. The ammonium salt value of the resin (B) having a cationic group in the side chain is determined by titration with a 5% aqueous solution of potassium chromate using a 0.1N aqueous solution of silver nitrate as an indicator. It is a converted value and indicates the ammonium salt value of the solid content.
(製造例2;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−2の調製) (Production Example 2: Preparation of resin B-2 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート8.2部、n−ブチルメタクリレート25.3部、2−エチルヘキシルメタクリレート25.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩26.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9000、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.5%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が71mgKOH/gのブロック樹脂(B−2)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 8.2 parts of methyl methacrylate, 25.3 parts of n-butyl methacrylate, 25.3 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, and 15 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate. And 1.6 parts of tetramethylethylenediamine, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen to purge the system with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 26.2 parts of dimethylaminoethyl methyl methacrylate chloride as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining the temperature in a nitrogen atmosphere at 100 ° C. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9000, Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.5%. Thus, a block resin (B-2) having a quaternary ammonium salt value of 71 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例3;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−3の調製) (Production Example 3: Preparation of resin B-3 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート35.5部、n−ブチルメタクリレート30部、2−エチルヘキシルメタクリレート12.3部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9500、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.5%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が33mgKOH/gのブロック樹脂(B−3)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
In a reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer, 35.5 parts of methyl methacrylate, 30 parts of n-butyl methacrylate, 12.3 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 10 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 1.6 parts of tetramethylethylenediamine was charged, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen to purge the system with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content. Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 12.2 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9,500 and Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.5%. Thus, a block resin (B-3) having a quaternary ammonium salt value of 33 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例4;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−4の調製) (Production Example 4: Preparation of resin B-4 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート22.4部、n−ブチルメタクリレート16.7部、2−エチルヘキシルメタクリレート27.3部、ヒドロキエチルメタクリレート15.0部、メタクリル酸2.5部、t−ブチルメタクリレート1.3部、イソブチルメタクリレート1.3部、シクロヘキ
シルメタクリレート1.3部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9000、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.5%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が33mgKOH/gのブロック樹脂(B−4)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 22.4 parts of methyl methacrylate, 16.7 parts of n-butyl methacrylate, 27.3 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, and 15.0 parts of hydroxyethyl methacrylate. Parts, 2.5 parts of methacrylic acid, 1.3 parts of t-butyl methacrylate, 1.3 parts of isobutyl methacrylate, 1.3 parts of cyclohexyl methacrylate, and 1.6 parts of tetramethylethylenediamine, and charged at 50 ° C. while flowing nitrogen. After stirring for an hour, the inside of the system was replaced with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 12.2 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9000, Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.5%. Thus, a block resin (B-4) having a quaternary ammonium salt value of 33 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例5;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−5の調製) (Production Example 5: Preparation of resin B-5 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、イソボルニルメタクリレート34.7部、n−ブチルメタクリレート1.7部、ヒドロキエチルメタクリレート30.0部、メタクリル酸2.5部、t−ブチルメタクリレート16.3部、イ
ソブチルメタクリレート1.3部、シクロヘキシルメタクリレート1.3部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9200、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.5%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が33mgKOH/gのブロック樹脂(B−5)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 34.7 parts of isobornyl methacrylate, 1.7 parts of n-butyl methacrylate, 30.0 parts of hydroxyethyl methacrylate, and 2.5 parts of methacrylic acid. Parts, 16.3 parts of t-butyl methacrylate, 1.3 parts of isobutyl methacrylate, 1.3 parts of cyclohexyl methacrylate, and 1.6 parts of tetramethylethylenediamine, and stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen. It was replaced with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 12.2 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9200, Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.5%. Thus, a block resin (B-5) having a quaternary ammonium salt value of 33 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例6;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−6の調製) (Production Example 6: Preparation of resin B-6 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、イソボルニルメタクリレート22.5部、n−ブチルメタクリレート1.7部、ヒドロキエチルメタクリレート30.0部、メタクリル酸2.5部、t−ブチルメタクリレート16.3部、イ
ソブチルメタクリレート1.3部、シクロヘキシルメタクリレート1.3部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩24.4部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9200、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.5%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が66mgKOH/gのブロック樹脂(B−6)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 22.5 parts of isobornyl methacrylate, 1.7 parts of n-butyl methacrylate, 30.0 parts of hydroxyethyl methacrylate, and 2.5 parts of methacrylic acid. Parts, 16.3 parts of t-butyl methacrylate, 1.3 parts of isobutyl methacrylate, 1.3 parts of cyclohexyl methacrylate, and 1.6 parts of tetramethylethylenediamine, and stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen. It was replaced with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 24.4 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into the reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9200, Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.5%. Thus, a block resin (B-6) having a quaternary ammonium salt value of 66 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例7;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−7の調製) (Production Example 7; Preparation of resin B-7 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート50.0部、n−ブチルメタクリレート30.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15部、メタクリル酸2.5部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩2.5部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9100、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.8%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が7mgKOH/gのブロック樹脂(B−7)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
In a reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer, 50.0 parts of methyl methacrylate, 30.0 parts of n-butyl methacrylate, 15 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 2.5 parts of methacrylic acid, 1.6 parts of tetramethylethylenediamine was charged, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen to purge the inside of the system with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 2.5 parts of dimethylaminoethyl methyl methacrylate chloride as a second block monomer were charged into the reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9100 and Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.8%. Thus, a block resin (B-7) having a quaternary ammonium salt value per solid of 7 mgKOH / g was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例8;側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−8の調製) (Production Example 8: Preparation of resin B-8 having a cationic group in a side chain)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート60.0部、n−ブチルメタクリレート17.8部、2−イソシアナトエチルメタクリレート10.0部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9800、Mw/Mn=1.6であり、反応転化率
は98.3%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が33mgKOH/gのブロック樹脂(B−8)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 60.0 parts of methyl methacrylate, 17.8 parts of n-butyl methacrylate, 10.0 parts of 2-isocyanatoethyl methacrylate, and 1 part of tetramethylethylenediamine. Then, the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hour while flowing nitrogen, and the inside of the system was replaced with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 12.2 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9,800 and Mw / Mn was 1.6, and the reaction conversion was 98.3%. Thus, a block resin (B-8) having a quaternary ammonium salt value of 33 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
(製造例9;側鎖にカチオン性基を有する樹脂BC−1の調製)
温度計、攪拌機、蒸留管、冷却器を具備した4つ口セパラブルフラスコに、イソプロピルアルコール75.1部を仕込み、窒素気流下で75℃に昇温した。別途、メチルメタクリレート17.8部、n−ブチルメタクリレート60.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート10.0部、メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部、および別途メチルエチルケトン23.4部に溶解した2,2'−アゾビス(2,4−
ジメチルバレロニトリル)7.0部を、均一にした後、滴下ロートに仕込み、4つ口セパラブルフラスコに取り付け、2時間かけて滴下した。滴下終了2時間後、固形分から重合収率が98%以上であり、重量平均分子量(Mw)が、8330である事を確認し、50℃へ冷却した。その後、メタノールを14.3部加え、樹脂成分が40重量%の側鎖にカチオン性基を有するTgが40℃の樹脂BC−1を得た。得られた樹脂のアンモニウム塩価は33mgKOH/gであった。
(Production Example 9: Preparation of resin BC-1 having a cationic group in a side chain)
75.1 parts of isopropyl alcohol was charged into a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a distillation tube, and a condenser, and heated to 75 ° C. under a nitrogen stream. Separately, it is dissolved in 17.8 parts of methyl methacrylate, 60.0 parts of n-butyl methacrylate, 10.0 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, 12.2 parts of dimethylaminoethyl methyl methacrylate, and 23.4 parts of methyl ethyl ketone. 2,2'-azobis (2,4-
After uniformizing 7.0 parts of dimethylvaleronitrile, the mixture was charged into a dropping funnel, attached to a four-neck separable flask, and dropped over 2 hours. Two hours after completion of the dropwise addition, it was confirmed that the polymerization yield was 98% or more from the solid content, and that the weight average molecular weight (Mw) was 8330, and the mixture was cooled to 50 ° C. Thereafter, 14.3 parts of methanol was added to obtain a resin BC-1 having a resin component of 40% by weight and a Tg of 40 ° C. having a cationic group in a side chain. The ammonium salt value of the obtained resin was 33 mgKOH / g.
(製造例10;側鎖にカチオン性基を有する樹脂BC−2の調製)
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応装置に、メチルメタクリレート17.8部、n−ブチルメタクリレート70.0部、テトラメチルエチレンジアミン1.6部を仕込み、窒素を流しながら50℃で1時間撹拌し、系内を窒素置換した。次に、ブロモイソ酪酸エチル2.1部、塩化第一銅1.9部、プロピレングリコールモノメチルエーテル62.3部を仕込み、窒素気流下で、100℃まで昇温して第一ブロックの重合を開始した。4時間重合後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して重合転化率が98%以上であることを確認した。
次に、この反応装置に、プロピレングリコールモノメチルエーテル8.1部、第二ブロックモノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩12.2部を投入し、100℃・窒素雰囲気下を保持したまま撹拌し、反応を継続した。メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩投入から2時間後、重合溶液をサンプリングして固形分測定を行い、不揮発分から換算して第二ブロックの重合転化率が98%以上であることを確認し、反応溶液を室温まで冷却して重合を停止した。
GPC測定の結果、ポリマーのMw9100、Mw/Mn=1.5であり、反応転化率
は98.4%であった。このようにして、固形分当たりの4級アンモニウム塩価が33mgKOH/gのブロック樹脂(BC−2)を得た。
室温まで冷却した後、樹脂溶液約2gをサンプリングして180℃、20分加熱乾燥し
て不揮発分を測定し、不揮発分が40重量%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して4級アンモニウム塩を有するブロック樹脂溶液を得た。
(Production Example 10: Preparation of resin BC-2 having a cationic group in a side chain)
A reactor equipped with a gas inlet tube, a condenser, a stirring blade, and a thermometer was charged with 17.8 parts of methyl methacrylate, 70.0 parts of n-butyl methacrylate, and 1.6 parts of tetramethylethylenediamine. The mixture was stirred at ℃ for 1 hour, and the inside of the system was replaced with nitrogen. Next, 2.1 parts of ethyl bromoisobutyrate, 1.9 parts of cuprous chloride, and 62.3 parts of propylene glycol monomethyl ether were charged, and the temperature was increased to 100 ° C. under a nitrogen stream to start polymerization of the first block. did. After polymerization for 4 hours, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured, and it was confirmed that the polymerization conversion rate was 98% or more as calculated from the nonvolatile content.
Next, 8.1 parts of propylene glycol monomethyl ether and 12.2 parts of dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride salt as a second block monomer were charged into this reactor, and the mixture was stirred while maintaining a temperature of 100 ° C. and a nitrogen atmosphere. The reaction was continued. Two hours after the addition of dimethylaminoethylmethyl methacrylate chloride, the polymerization solution was sampled and the solid content was measured. The conversion of the second block, which was calculated from the non-volatile content, was 98% or more. The solution was cooled to room temperature to terminate the polymerization.
As a result of GPC measurement, Mw of the polymer was 9100, Mw / Mn was 1.5, and the reaction conversion was 98.4%. Thus, a block resin (BC-2) having a quaternary ammonium salt value of 33 mgKOH / g per solid was obtained.
After cooling to room temperature, about 2 g of the resin solution was sampled, heated and dried at 180 ° C. for 20 minutes to measure the nonvolatile content, and propylene glycol monomethyl ether was added so that the nonvolatile content was 40% by weight, and quaternary ammonium was added. A block resin solution having a salt was obtained.
表1中のモノマーは以下のものを用いた。ガラス転移温度と共に示す。
メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩:
ライトエステルDQ−100(共栄社化学社製)(58℃)
MMA:メチルメタクリレート(105℃)
n−BMA:n−ブチルメタクリレート(20℃)
2−EHMA:2−エチルヘキシルメタクリレート(−10℃)
2−EHA:2−エチルヘキシルアクリレート(−85℃)
HEMA:ヒドロキシエチルメタクリレート(55℃)
MAA:メタクリル酸(130℃)
t−BMA:t−ブチルメタクリレート(107℃)
IBMA:イソブチルメタクリレート(67℃)
CHMA:シクロヘキシルメタクリレート(66℃)
IBX:イソボルニルメタクリレート(180℃)
MOI:2−イソシアナトエチルメタクリレート(60℃)
The following monomers were used in Table 1. Shown together with the glass transition temperature.
Methacrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt:
Light ester DQ-100 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co.) (58 ° C)
MMA: methyl methacrylate (105 ° C)
n-BMA: n-butyl methacrylate (20 ° C.)
2-EHMA: 2-ethylhexyl methacrylate (-10 ° C)
2-EHA: 2-ethylhexyl acrylate (-85 ° C)
HEMA: hydroxyethyl methacrylate (55 ° C)
MAA: methacrylic acid (130 ° C)
t-BMA: t-butyl methacrylate (107 ° C.)
IBMA: isobutyl methacrylate (67 ° C.)
CHMA: cyclohexyl methacrylate (66 ° C)
IBX: isobornyl methacrylate (180 ° C)
MOI: 2-isocyanatoethyl methacrylate (60 ° C)
表1のTgの値は上述の式を用いて計算した値である The value of Tg in Table 1 is a value calculated using the above equation.
<アニオン性染料(C)の製造>
(アニオン性染料1)
アニオン性染料1〜4は、下記一般式(2)で表される化合物である。
一般式(2)
ここで、*は、Nとの結合手を示す。
<Production of anionic dye (C)>
(Anionic dye 1)
The anionic dyes 1 to 4 are compounds represented by the following general formula (2).
General formula (2)
Here, * indicates a bond with N.
アニオン性染料1〜4は、以下の方法で合成した。
(アニオン性染料1の合成)
C.I.アシッド レッド 289を45.0部と、1−ヨードプロパン45.3部および炭酸カリウム36.8部をN−メチルピロリドン280部中に加え、90℃で6時間攪拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル3000部に添加し室温下、1時間攪拌したところ、結晶が析出した。析出した結晶を濾別して取得後、酢酸エチル2500部で洗浄後、1晩60℃減圧乾燥し、アニオン性染料1 47.6部を得た。
Anionic dyes 1 to 4 were synthesized by the following method.
(Synthesis of Anionic Dye 1)
C. I. 45.0 parts of Acid Red 289, 45.3 parts of 1-iodopropane and 36.8 parts of potassium carbonate were added to 280 parts of N-methylpyrrolidone, and the mixture was stirred at 90 ° C for 6 hours. After the obtained reaction solution was cooled to room temperature, it was added to 3000 parts of ethyl acetate, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to precipitate crystals. The precipitated crystals were collected by filtration, washed with 2500 parts of ethyl acetate, and dried under reduced pressure at 60 ° C. overnight to obtain 147.6 parts of an anionic dye.
(アニオン性染料2の合成)
C.I.アシッド レッド 289を45.0部と、2−ヨードプロパン56.6部および炭酸カリウム46.0部をN−メチルピロリドン360部中に加え、85℃で12時間攪拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル3600部に添加し室温下、1時間攪拌したところ、結晶が析出した。析出した結晶を濾別して取得後、酢酸エチル3000部で洗浄後、1晩60℃減圧乾燥し、アニオン性染料2 43.0部を得た。
(Synthesis of Anionic Dye 2)
C. I. Acid Red 289 (45.0 parts), 2-iodopropane (56.6 parts) and potassium carbonate (46.0 parts) were added to N-methylpyrrolidone (360 parts), and the mixture was stirred at 85 ° C for 12 hours. After the obtained reaction solution was cooled to room temperature, it was added to 3600 parts of ethyl acetate, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to precipitate crystals. The precipitated crystals were collected by filtration, washed with 3000 parts of ethyl acetate, and dried under reduced pressure overnight at 60 ° C. to obtain 243.0 parts of an anionic dye.
(アニオン性染料3の合成)
1−ヨードプロパン45.3部を1−ヨードデカン71.4部へ変更した以外は、アニオン性染料1の合成法と同様の操作を行い、アニオン性染料3 53.2部を得た。
(Synthesis of anionic dye 3)
Except that 45.3 parts of 1-iodopropane was changed to 71.4 parts of 1-iododecane, the same operation as in the synthesis of anionic dye 1 was carried out to obtain 353.2 parts of anionic dye.
(アニオン性染料4の合成)
式(20)で示される化合物20.0部とスルファニル酸 8.5部を、N−メチルピロリドン180部中添加し、100℃で2時間攪拌した。次いで、アニリン 10.0部を添加し、120度で4時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル2000部添加し室温で1時間攪拌したところ、結晶が析出した。析出した結晶を濾別し、1晩減圧乾燥し、中間体1を25.7部得た。
中間体1を25.0部と、1−ヨードプロパン28.2部および炭酸カリウム23.0部をN−メチルピロリドン200部中に加え、90℃で4時間攪拌した。得られた反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル2000部に添加し室温下、1時間攪拌したところ、結晶が析出した。析出した結晶を濾別して取得後、酢酸エチル1500部で洗浄後、1晩60℃減圧乾燥し、アニオン性染料4を26.7部を得た。
(Synthesis of Anionic Dye 4)
20.0 parts of the compound represented by the formula (20) and 8.5 parts of sulfanilic acid were added in 180 parts of N-methylpyrrolidone, and the mixture was stirred at 100 ° C for 2 hours. Next, 10.0 parts of aniline was added, and the mixture was stirred at 120 degrees for 4 hours. After cooling the obtained reaction solution to room temperature, 2,000 parts of ethyl acetate was added and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to precipitate crystals. The precipitated crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure overnight to obtain 25.7 parts of Intermediate 1.
25.0 parts of Intermediate 1, 28.2 parts of 1-iodopropane and 23.0 parts of potassium carbonate were added to 200 parts of N-methylpyrrolidone, and the mixture was stirred at 90 ° C for 4 hours. After the obtained reaction solution was cooled to room temperature, it was added to 2,000 parts of ethyl acetate, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to precipitate crystals. The precipitated crystals were collected by filtration, washed with 1500 parts of ethyl acetate, and dried under reduced pressure overnight at 60 ° C. to obtain 26.7 parts of anionic dye 4.
式(20)
<造塩化合物(D)の製造方法>
(製造例11;造塩化合物D-1の調製)下記の手順でC.I.アシッド レッド 289と側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−1
とからなる造塩化合物(D―1)を製造した。
<Method for producing salt-forming compound (D)>
(Production Example 11: Preparation of salt-forming compound D-1) C.I. I. Acid Red 289 and Resin B-1 Having a Cationic Group in the Side Chain
A salt-forming compound (D-1) consisting of
水2000部に51部の側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−1を添加し、十分に攪拌混合を行った後、60℃に加熱する。一方、90部の水に10部のC.I.アシッド レッド
289を溶解させた水溶液を調製し、先ほどの樹脂溶液に少しずつ滴下していく。滴下
後、60℃で120分攪拌し、十分に反応を行う。反応の終点確認としては濾紙に反応液を滴下して、にじみがなくなったところを終点として、造塩化合物が得られたものと判断した。攪拌しながら室温まで放冷した後、吸引濾過と水洗によって側鎖にカチオン性基を有する樹脂の対アニオンとC.I.アシッド レッド 289の対カチオンとからなる塩を
除去した後、濾紙上に残った造塩化合物を乾燥機にて水分を除去して乾燥し、32部のC.I.アシッド レッド 289と側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−1との造塩化合物D−1を得た。
To 2000 parts of water, 51 parts of resin B-1 having a cationic group in a side chain are added, and after sufficiently stirring and mixing, the mixture is heated to 60 ° C. On the other hand, 90 parts of water and 10 parts of C.I. I. An aqueous solution in which Acid Red 289 is dissolved is prepared, and is gradually added dropwise to the resin solution. After the dropwise addition, the mixture is stirred at 60 ° C. for 120 minutes to sufficiently react. To confirm the end point of the reaction, the reaction solution was dropped on filter paper, and the point where no bleeding was observed was regarded as the end point, and it was judged that a salt forming compound was obtained. After allowing to cool to room temperature with stirring, suction filtration and washing with water were performed, and the counter anion of the resin having a cationic group in the side chain and C.I. I. After removing the salt comprising the counter cation of Acid Red 289, the salt-forming compound remaining on the filter paper was dried by removing the water with a drier, and dried in 32 parts of C.I. I. Thus, a salt-forming compound D-1 comprising Acid Red 289 and a resin B-1 having a cationic group in a side chain was obtained.
(製造例13〜15、18〜19、21〜23、26〜27、29〜31、34〜43;造塩化合物D−3〜5、8〜9、11〜13、16〜17、19〜21、24〜33の調製)
以下、側鎖にカチオン性基を有する樹脂及び染料を表3に示すものに変更した以外は製造例11と同様にして、造塩化合物D−3〜5、8〜9、11〜13、16〜17、19〜21、24〜30を作製した。
(製造例12,20,28;造塩化合物D−2、10,18の調製)
以下、側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−2を24部使用した以外は、製造例11と同様にして、造塩化合物D−2、10、18を作製した。
(製造例16,24,32;造塩化合物D−6、14,22の調製)
以下、側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−6を25.5部使用した以外は、製造例11と同様にして、造塩化合物D−6、14、32を作製した。
(製造例17,25,33;造塩化合物D−7、15,23の調製)
以下、側鎖にカチオン性基を有する樹脂B−7を249.4部使用した以外は、製造例11と同様にして、造塩化合物D−7、15、23を作製した。
(Production Examples 13-15, 18-19, 21-23, 26-27, 29-31, 34-43; Salt-forming compounds D-3-5, 8-9, 11-13, 16-17, 19- 21, 24 to 33)
Hereinafter, the salt-forming compounds D-3 to 5, 8 to 9, 11 to 13, and 16 were prepared in the same manner as in Production Example 11 except that the resin and the dye having a cationic group in the side chain were changed to those shown in Table 3. To 17, 19 to 21, and 24 to 30 were produced.
(Production Examples 12, 20, 28; Preparation of salt-forming compounds D-2, 10, 18)
Hereinafter, salt-forming compounds D-2, 10, and 18 were produced in the same manner as in Production Example 11 except that 24 parts of resin B-2 having a cationic group in the side chain was used.
(Production Examples 16, 24, 32; Preparation of salt-forming compounds D-6, 14, 22)
Hereinafter, salt-forming compounds D-6, 14, and 32 were produced in the same manner as in Production Example 11, except that 25.5 parts of resin B-6 having a cationic group in the side chain was used.
(Production Examples 17, 25, 33; Preparation of salt-forming compounds D-7, 15, 23)
Hereinafter, salt-forming compounds D-7, 15, and 23 were produced in the same manner as in Production Example 11, except that 249.4 parts of resin B-7 having a cationic group in the side chain was used.
[実施例1〜34、比較例1〜16]
[実施例1]
(青色着色組成物(DB−1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250MKII」)で
5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し顔料分散体(DB−1)を作製した。造塩化合物(D−1)4.0部
微細化顔料(P−1)7.0部
バインダー樹脂溶液140.0部
シクロヘキサノン10.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)38.0部
樹脂型分散剤(BASFジャパン社製「EFKA4300」)1.0部
[Examples 1 to 34, Comparative Examples 1 to 16]
[Example 1]
(Preparation of Blue Coloring Composition (DB-1))
The following mixture was stirred and mixed so as to be uniform, and then dispersed with an Eiger mill (“Mini Model M-250MKII” manufactured by Eiger Japan) for 5 hours using zirconia beads having a diameter of 0.5 mm. The mixture was filtered through a filter to prepare a pigment dispersion (DB-1). 4.0 parts of salt forming compound (D-1) 7.0 parts of finely divided pigment (P-1) 14 parts of binder resin solution 10.0 parts of cyclohexanone 10.0 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAC) 38.0 parts of resin type 1.0 part of dispersant (“EFKA4300” manufactured by BASF Japan)
[実施例2〜34、比較例1〜16]
(青色着色組成物(DB−2〜25、DB−35〜41)、紫色着色組成物(DB−26〜28、DB−42〜44)、赤色着色組成物(DB−29〜34、DB−45〜50)の作成)
造塩化合物、微細化顔料を表4に示す組成に変更した以外は実施例1と同様にして、着色組成物(DB−2〜50)を作製した。
[Examples 2 to 34, Comparative Examples 1 to 16]
(Blue colored composition (DB-2 to 25, DB-35 to 41), purple colored composition (DB-26 to 28, DB-42 to 44), red colored composition (DB-29 to 34, DB- Creation of 45-50)
Colored compositions (DB-2 to 50) were prepared in the same manner as in Example 1 except that the salt forming compound and the finely divided pigment were changed to the compositions shown in Table 4.
得られた着色組成物(DB−1〜50)について、塗膜の耐熱性評価、異物試験、着色組成物の経時保存安定性に関する試験を下記の方法で行った。試験の結果を表4に示す。 About the obtained coloring composition (DB-1-50), the heat resistance evaluation of a coating film, a foreign substance test, and the test regarding the storage stability with time of the coloring composition were performed by the following methods. Table 4 shows the test results.
(塗膜の耐熱性評価)
着色組成物(DB−1〜50)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に70℃で20分乾燥し、ついで220℃で30分間加熱、放冷することで塗膜基板を作製した。作製した塗膜基板は、220℃での熱処理後で、膜厚が2.0μmになるようにスピンコーターの塗布回転数を調整した。得られた塗膜のC光源での色度([L*(1)、a*(1)、b*(1)])を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP100」)を用いて測定した。さらにその後、耐熱性試験として230℃で1時間加熱し、C光源での色度([L*(2)、a*(2)、b*(2)])を測定し、下記計算式により、色差ΔEab*を求めた。
ΔEab*=√((L*(2)- L*(1))2+ (a*(2)- a*(1))2+( b*(2)- b*(1)) 2)
ΔEab*が2.0未満であればカラーフィルタとしての実用上問題が無く、ΔEabが1.5以下であればさらに好ましく、1.0以下であることが最も好ましい。
(Evaluation of heat resistance of coating film)
The coloring composition (DB-1 to 50) is applied on a 100 mm × 100 mm, 1.1 mm thick glass substrate using a spin coater, then dried at 70 ° C. for 20 minutes, and then at 220 ° C. for 30 minutes. The coated substrate was prepared by heating and cooling. After the heat treatment at 220 ° C., the coating rotation speed of the spin coater was adjusted so that the film thickness of the prepared coated substrate became 2.0 μm. The chromaticity ([L * (1), a * (1), b * (1)]) of the obtained coating film with a C light source was measured using a microspectrophotometer (“OSP-SP100” manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.). It measured using. Further, after that, as a heat resistance test, the sample was heated at 230 ° C. for 1 hour, and the chromaticity ([L * (2), a * (2), b * (2)]) with a C light source was measured. And the color difference ΔEab *.
ΔEab * = √ ((L * (2)-L * (1)) 2 + (a * (2)-a * (1)) 2 + (b * (2)-b * (1)) 2 )
If ΔEab * is less than 2.0, there is no practical problem as a color filter, and if ΔEab is 1.5 or less, it is more preferred, and most preferably 1.0 or less.
(経時保存安定性に関する試験)
10℃の保冷条件で半年間保存した着色組成物(DB−1〜50)を、100mm×100mm、1.1mm厚のガラス基板上に、スピンコーターを用いて塗布し、次に70℃で20分乾燥し、ついで220℃で30分間加熱、放冷することで塗膜基板を作製し、この塗膜基板を光学顕微鏡を用いて500倍で観察した。
<評価基準>
◎:異物の発生が全く認められない
○:異物の発生が認められるが許容範囲
×:異物の発生が多く、許容範囲外であった
(Test for storage stability over time)
The colored composition (DB-1 to 50) stored for 6 months under the condition of 10 ° C. was applied on a 100 mm × 100 mm, 1.1 mm thick glass substrate using a spin coater. After drying for 30 minutes, and then heating and cooling at 220 ° C. for 30 minutes, a coated substrate was prepared, and the coated substrate was observed at 500 × using an optical microscope.
<Evaluation criteria>
:: No foreign matter was observed at all. ○: Foreign matter was observed but was within the allowable range.
(塗膜異物試験方法)
調製直後の着色組成物(DB−1〜50)にて試験基板を作製し、粒子の数をカウントすることで評価した。先ず、100mm×100mm、1.1mm厚の透明ガラス基板上に乾燥後の膜厚が約2.0μmとなるように着色組成物をスピンコーターで塗布し、オーブ
ンで230℃で20分加熱して試験基板を得た。その後、オリンパスシステム社製の金属顕微鏡「BX60」を用いて表面観察を行い(倍率は500倍)、透過により任意の5視野にて観測可能な粒子の数をカウントし、下記の基準にて評価した。評価結果において、◎と○は異物数が少なく良好であり、△は異物数が多いものの使用上問題ないレベル、×は異物による塗工ムラ(斑)が発生するため使用することはできない状態に相当する。
◎:〜5個未満
○:5個以上、20個未満
△:20個以上、100個未満
×:100個以上
(Test method for paint foreign matter)
A test substrate was prepared using the coloring composition (DB-1 to 50) immediately after the preparation, and the evaluation was performed by counting the number of particles. First, a colored composition is applied on a 100 mm × 100 mm, 1.1 mm thick transparent glass substrate by a spin coater so that the film thickness after drying is about 2.0 μm, and heated in an oven at 230 ° C. for 20 minutes. A test substrate was obtained. Then, the surface is observed using a metal microscope “BX60” manufactured by Olympus System (magnification: 500 times), the number of particles observable in any five visual fields by transmission is counted, and evaluated according to the following criteria. did. In the evaluation results, ◎ and ○ indicate that the number of foreign substances was small and good, and △ indicates that the number of foreign substances was large but no problem in use. Equivalent to.
◎: up to less than 5 :: 5 or more, less than 20 △: 20 or more, less than 100 ×: 100 or more
AR289:C.I.アシッドレッド289
AR52:C.I.アシッドレッド52
AR289: C.I. I. Acid Red 289
AR52: C.I. I. Acid Red 52
実施例1〜34は、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)とアニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含有し、前記カチオン性基を有する樹脂が、カチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であるため、いずれも耐熱性が良好であり、ΔEabが1.0以下であった。また、保存安定性に優れ、塗膜異物もカラーフィルタとして使用可能な範囲にあり良好な結果であった。
一方、比較例1はカチオン性基を有する樹脂がブロック構造を有さず、比較例2〜16は、カチオン性基を有する樹脂が熱架橋性官能基を有さないため、いずれも耐熱性が悪くΔEabは2.5を超えた。
Examples 1 to 34 contain a salt-forming compound (D) of a resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye (C), and the resin having a cationic group is a cationic group. Since the block resin was composed of an A block having the following formula and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group, all had good heat resistance, and ΔEab was 1.0 or less. In addition, the storage stability was excellent, and the foreign matter of the coating film was in a range usable as a color filter, which was a good result.
On the other hand, in Comparative Example 1, the resin having a cationic group did not have a block structure, and in Comparative Examples 2 to 16, the resin having a cationic group did not have a thermally crosslinkable functional group. Unfortunately, ΔEab exceeded 2.5.
[実施例35]
(青色感光性着色組成物(R−1)の作製)
下記の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過して、
アルカリ現像型レジスト材R−1を作製した。
青色着色組成物(DB−1)60.0部
バインダー樹脂溶液111.0部
トリメチロールプロパントリアクリレート4.2部
(新中村化学社製「NKエステルATMPT」)
光重合開始剤(BASFジャパン社製「イルガキュアー907」)1.2部
増感剤(保土ヶ谷化学社製「EAB−F」)0.4部
シクロヘキサノン5.2部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)18.0部
[Example 35]
(Preparation of blue photosensitive coloring composition (R-1))
After stirring and mixing the following mixture to be uniform, the mixture was filtered through a 1.0 μm filter,
An alkali developable resist material R-1 was prepared.
60.0 parts of a blue coloring composition (DB-1) 111.0 parts of a binder resin solution 4.2 parts of trimethylolpropane triacrylate (“NK ester ATMPT” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
1.2 parts of photopolymerization initiator (“IRGACURE 907” manufactured by BASF Japan) 0.4 parts of sensitizer (“EAB-F” manufactured by Hodogaya Chemical) 5.2 parts of cyclohexanone 5.2 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMAC) 18.0 copies
[実施例36〜60、比較例17〜32]
(青色感光性着色組成物(R−2〜17、R−27〜33)、紫色感光性着色組成物(R−18〜20、R−34〜36)、赤色感光性着色組成物(R−21〜26、R−37〜42)の作製)
着色組成物、バインダー樹脂溶液を表5に示す着色組成物に変更した以外は実施例35と同様にして、アルカリ現像型感光性着色組成物(R−2〜36)を作製した。
[Examples 36 to 60, Comparative Examples 17 to 32]
(Blue photosensitive coloring composition (R-2-17, R-27-33), purple photosensitive coloring composition (R-18-20, R-34-36), red photosensitive coloring composition (R- Production of 21-26, R-37-42)
Except that the coloring composition and the binder resin solution were changed to the coloring compositions shown in Table 5, alkali-developing photosensitive coloring compositions (R-2-36) were prepared in the same manner as in Example 35.
(感光性着色組成物の評価)
得られた感光性着色組成物(R−1〜42)について、塗膜の耐熱性評価、異物試験、経時保存安定性、ガラス等の透明基板との間の密着性に関する試験、耐溶剤性試験、アルカリ現像性試験を行った。異物試験、ガラス等の透明基板との間の密着性の試験、耐溶剤性試験、アルカリ現像性試験方法は、下記の方法で行った。それ以外の評価・試験の方法については、実施例1〜34、比較例1〜16において記載した内容と同様にして行った。
(Evaluation of photosensitive coloring composition)
About the obtained photosensitive coloring composition (R-1 to 42), evaluation of heat resistance of coating film, foreign matter test, storage stability over time, test for adhesion to transparent substrate such as glass, test for solvent resistance And an alkali developability test. The following methods were used for the foreign matter test, the test for adhesion to a transparent substrate such as glass, the solvent resistance test, and the test for alkali developability. Other evaluation and test methods were performed in the same manner as described in Examples 1 to 34 and Comparative Examples 1 to 16.
(塗膜異物試験方法)
調製直後の感光性着色組成物(R−1〜42)にて試験基板を作製し、粒子の数をカウントすることで評価した。先ず、100mm×100mm、1.1mm厚の透明ガラス基板上に乾燥後の膜厚が約2.0μmとなるように感光性着色組成物をスピンコーターで塗布
し,70℃で20分乾燥後、幅100μmのストライプ状の開口部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀ランプを用いて積算光量150mJ/cm2で紫外線露光を行い、界
面活性剤入りの0.05%水酸化カリウム水溶液で未露光部を洗い流して現像を行い、230℃で20分間熱風オーブンに投入し、基板上に幅100μmのストライプ状のパターンを形成して試験基板を得た。その後、オリンパスシステム社製の金属顕微鏡「BX60」を用いて表面観察を行い(倍率は500倍)、透過により任意の5視野にて観測可能な粒子の数をカウントし、下記の基準にて評価した。評価結果において、◎と○は異物数が少なく良好であり、△は異物数が多いものの使用上問題ないレベル、×は異物による塗工ムラ(斑)が発生するため使用することはできない状態に相当する。
◎:〜5個未満
○:5個以上、20個未満
△:20個以上、100個未満
×:100個以上
(Test method for paint foreign matter)
A test substrate was prepared using the photosensitive coloring composition (R-1 to 42) immediately after preparation, and the evaluation was performed by counting the number of particles. First, a photosensitive coloring composition is applied on a 100 mm × 100 mm, 1.1 mm thick transparent glass substrate with a spin coater so that the film thickness after drying is about 2.0 μm, and dried at 70 ° C. for 20 minutes. Using a super-high pressure mercury lamp through a photomask having a stripe-shaped opening having a width of 100 μm, ultraviolet exposure was performed at an integrated light amount of 150 mJ / cm 2 , and no exposure was performed using a 0.05% aqueous potassium hydroxide solution containing a surfactant. The portion was washed away and developed, and then placed in a hot air oven at 230 ° C. for 20 minutes to form a 100 μm-wide striped pattern on the substrate to obtain a test substrate. Then, the surface is observed using a metal microscope “BX60” manufactured by Olympus System (magnification: 500 times), the number of particles observable in any five visual fields by transmission is counted, and evaluated according to the following criteria. did. In the evaluation results, ◎ and ○ indicate that the number of foreign substances was small and good, and △ indicates that the number of foreign substances was large but no problem in use. Equivalent to.
◎: up to less than 5 :: 5 or more, less than 20 △: 20 or more, less than 100 ×: 100 or more
(ガラス密着性試験方法)
上記の塗膜異物試験と同じ手順で試験基板を形成し、耐薬品性を確認することで評価した。得られた試験基板を、5%水酸化ナトリウム水溶液に25℃で30分浸漬し、浸漬前後でのガラスへの密着性を目視観察により3段階で評価した。
〇:全く剥離が認められない
△:わずかに剥離が認められる
×:剥離が認められる
(Glass adhesion test method)
A test substrate was formed in the same procedure as in the above-described coating film foreign matter test, and evaluated by confirming chemical resistance. The obtained test substrate was immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution at 25 ° C. for 30 minutes, and the adhesion to glass before and after immersion was evaluated by visual observation in three steps.
〇: No peeling is observed at all △: Slight peeling is observed ×: Peeling is observed
(耐溶剤性試験)
上記の塗膜異物試験と同じ手順で得られた試験基板を、N−メチルピロリドン溶液に30分浸漬後、イオン交換水で洗浄、風乾し、100μmフォトマスク部分でのパターンにつ
いて光学顕微鏡を用いて観察して評価を行った。評価のランクは次の通りである。
◎:外観、色に変化なく良好
○:一部にシワ等が発生するが、色には変化なく良好
△:若干の色落ちが発生
×:ハガレや色落ちが発生
(Solvent resistance test)
After immersing the test substrate obtained in the same procedure as the above coating film foreign matter test in an N-methylpyrrolidone solution for 30 minutes, washing with ion-exchanged water and air-drying, using a light microscope for the pattern in the 100 μm photomask portion. It was observed and evaluated. The ranking of the evaluation is as follows.
◎: good appearance and color without change ○: wrinkles and the like are partially generated, but color is good without change △: slight discoloration occurs ×: peeling and discoloration occur
(アルカリ現像性試験)
感光性着色組成物(R−1〜27)を100mm×100mm、1.1mm厚の透明ガラス基板上に乾燥後の膜厚が約2.0μmとなるようにスピンコーターで塗布し、70℃で
20分乾燥後、幅100μmのストライプ状の開口部を有するフォトマスクを介して超高圧水銀ランプを用いて積算光量150mJ/cm2で紫外線露光を行った。界面活性剤入
りの0.05%水酸化カリウム水溶液で未露光部を洗い流して現像を行う時に、適正現像時間、+10秒、+20秒で現像を行い、現像されたガラス表面を顕微分光光度計(オリンパス光学社製「OSP−SP200」)を用いて測定し、残渣の有無によりアルカリ現像性を判定した。
◎:適正現像時間で残渣無し
○:適正現像時間+10秒で残渣無し
△:適正現像時間+20秒で残渣無し
×:適正現像時間+20秒で残渣有り
(Alkali developability test)
The photosensitive coloring composition (R-1 to 27) is applied on a 100 mm × 100 mm, 1.1 mm thick transparent glass substrate by a spin coater so that the film thickness after drying is about 2.0 μm, After drying for 20 minutes, the substrate was exposed to ultraviolet light through a photomask having a stripe-shaped opening having a width of 100 μm using an ultra-high pressure mercury lamp at an integrated light amount of 150 mJ / cm 2 . When developing by washing away the unexposed area with a 0.05% aqueous solution of potassium hydroxide containing a surfactant, development is performed for an appropriate development time of +10 seconds and +20 seconds, and the developed glass surface is subjected to a microspectrophotometer ( This was measured using Olympus Optical Co., Ltd. “OSP-SP200”), and the alkali developability was determined based on the presence or absence of the residue.
◎: No residue at appropriate development time ○: No residue at appropriate development time +10 seconds 秒: No residue at appropriate development time +20 seconds ×: Residue at appropriate development time +20 seconds
実施例35〜60のように、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)とアニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含有し、前記カチオン性基を有する樹脂が、カチオン性基を有するAブロックとカチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックとからなるブロック樹脂であるため、いずれも耐熱性が良好であり、ΔEabが1.0以下であった。また、保存安定性に優れ、塗膜異物もカラーフィルタとして使用可能な範囲にあり、ガラス密着性、耐溶剤性、アルカリ現像性も良好な結果であった。
一方、比較例17は、前記カチオン性基を有する樹脂がブロック構造でないため、耐熱性が悪い結果となった。また、比較例18〜32は、熱架橋性官能基を有さないため、耐熱性がΔEabは2.5を超え、また耐溶剤性も悪い結果となった。
As in Examples 35 to 60, the resin containing a salt-forming compound (D) of a resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye (C), wherein the resin having a cationic group is a cation Since it is a block resin composed of an A block having a functional group and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group, all have good heat resistance and have a ΔEab of 1.0 or less. Was. Further, the storage stability was excellent, the foreign matter of the coating film was in a range usable as a color filter, and the glass adhesion, solvent resistance, and alkali developability were also good.
On the other hand, Comparative Example 17 resulted in poor heat resistance because the resin having a cationic group did not have a block structure. Further, Comparative Examples 18 to 32 did not have a thermally crosslinkable functional group, so that the heat resistance ΔEab exceeded 2.5 and the solvent resistance was poor.
<カラーフィルタの作製>
本発明の感光性着色組成物と組み合わせてカラーフィルタの作製に使用する赤色感光性着色組成物と青色感光性着色組成物と緑色感光性着色組成物の作製を行った。
<Preparation of color filter>
A red photosensitive coloring composition, a blue photosensitive coloring composition, and a green photosensitive coloring composition, which are used in producing a color filter in combination with the photosensitive coloring composition of the present invention, were produced.
(赤色感光性着色組成物(RR−1)の作製)
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250MKII」
)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、赤色着色組成物(DR−1)を作製した。
赤色顔料(C.I.ピグメントレッド254)9.6部
赤色顔料(C.I.ピグメントレッド177)2.4部
樹脂型分散剤(BASFジャパン社製「EFKA4300」)1.0部
バインダー樹脂溶液135.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート52.0部
(Preparation of red photosensitive coloring composition (RR-1))
After the mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, using a zirconia bead having a diameter of 0.5 mm, an Eiger mill (“Mini Model M-250MKII” manufactured by Eiger Japan Co., Ltd.) was used.
), And filtered through a 5.0 μm filter to prepare a red colored composition (DR-1).
9.6 parts of red pigment (CI Pigment Red 254) 2.4 parts of red pigment (CI Pigment Red 177) 1.0 part of resin-type dispersant (“EFKA4300” manufactured by BASF Japan) 1.0 part of binder resin solution 135.0 parts Propylene glycol monomethyl ether acetate 52.0 parts
続いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで
濾過し、赤色感光性着色組成物(RR−1)を作製した。
赤色着色組成物(DR−1)42.0部
バインダー樹脂溶液113.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」)2.8部
光重合開始剤(BASFジャパン社製「イルガキュアー907」)2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」)0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート39.6部
Subsequently, the mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 1.0 μm filter to prepare a red photosensitive coloring composition (RR-1).
42.0 parts of a red coloring composition (DR-1) 113.2 parts of a binder resin solution 113.2 parts of a photopolymerizable monomer (“Aronix M400” manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 2.8 parts of a photopolymerization initiator (manufactured by BASF Japan) Irgacure 907 ") 2.0 parts Sensitizer (" EAB-F "manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.) 0.4 parts Ethylene glycol monomethyl ether acetate 39.6 parts
(青色感光性着色組成物(RB−1)の作製)
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250MKII」
)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、青色着色組成物(DB−100)を作製した。
青色顔料(C.I.ピグメントブルー15:6)7.2部
紫色顔料(C.I.ピグメントバイオレット23)4.8部
樹脂型分散剤(BASFジャパン社製「EFKA4300」)1.0部
バインダー樹脂溶液117.5部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート69.5部
(Preparation of blue photosensitive coloring composition (RB-1))
After the mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, using a zirconia bead having a diameter of 0.5 mm, an Eiger mill (“Mini Model M-250MKII” manufactured by Eiger Japan Co., Ltd.) was used.
) For 5 hours, and then filtered through a 5.0 μm filter to prepare a blue colored composition (DB-100).
7.2 parts of blue pigment (CI Pigment Blue 15: 6) 4.8 parts of violet pigment (CI Pigment Violet 23) 1.0 part of resin-type dispersant (“EFKA4300” manufactured by BASF Japan) Binder 117.5 parts of a resin solution 69.5 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate
続いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過し、青色感光性着色組成物(RB−1)を作製した。
青色着色組成物(DB−100)34.0部
バインダー樹脂溶液17.6部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」)3.3部
光重合開始剤(BASFジャパン社製「イルガキュアー907」)2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」)0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート52.7部
Subsequently, the mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered with a 1.0 μm filter to prepare a blue photosensitive coloring composition (RB-1).
Blue colored composition (DB-100) 34.0 parts Binder resin solution 17.6 parts Photopolymerizable monomer (Toagosei Co., Ltd. "Aronix M400") 3.3 parts Photopolymerization initiator (BASF Japan Co., Ltd.) Irgacure 907 ”) 2.0 parts Sensitizer (“ EAB-F ”manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.) 0.4 parts Ethylene glycol monomethyl ether acetate 52.7 parts
(緑色感光性着色組成物(RG−1)の作製)
下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、直径0.5mmジルコニアビーズを用いて、アイガーミル(アイガージャパン社製「ミニモデルM−250MKII」
)にて5時間分散した後、5.0μmのフィルタで濾過し、緑色着色組成物(DG−1)を作製した。
緑色顔料(C.I.ピグメントグリーン58)12.0部
樹脂型分散剤(BASFジャパン社製「EFKA4300」)1.0部
バインダー樹脂溶液135.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート52.0部
(Preparation of green photosensitive coloring composition (RG-1))
After the mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, using a zirconia bead having a diameter of 0.5 mm, an Eiger mill (“Mini Model M-250MKII” manufactured by Eiger Japan Co., Ltd.) was used.
), And filtered through a 5.0 μm filter to prepare a green colored composition (DG-1).
12.0 parts of a green pigment (CI Pigment Green 58) 1.0 part of a resin-type dispersant (“EFKA4300” manufactured by BASF Japan) 135.0 parts of a binder resin solution 55.0 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate
続いて、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、1.0μmのフィルタで濾過し、緑色感光性着色組成物(RG−1)を作製した。
緑色着色組成物(DG−1)34.0部
バインダー樹脂溶液115.2部
光重合性単量体(東亞合成社製「アロニックスM400」)3.3部
光重合開始剤(BASFジャパン社製「イルガキュアー907」2.0部
増感剤(保土谷化学工業社製「EAB−F」)0.4部
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート45.1部
Subsequently, the mixture having the following composition was stirred and mixed so as to be uniform, and then filtered through a 1.0 μm filter to prepare a green photosensitive coloring composition (RG-1).
Green coloring composition (DG-1) 34.0 parts Binder resin solution 115.2 parts Photopolymerizable monomer ("Aronix M400" manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 3.3 parts Photopolymerization initiator (manufactured by BASF Japan) 2.0 parts of Irgacure 907 "0.4 parts of sensitizer (" EAB-F "manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 45.1 parts of ethylene glycol monomethyl ether acetate
ガラス基板上にブラックマトリクスをパターン加工し、該基板上にスピンコーターで赤色感光性着色組成物(RR−1)をx=0.640になるような膜厚に塗布し着色被膜を形成した。該被膜にフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを用いて300mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで0.2重量%の炭酸ナトリウム水溶液からなるアルカリ現像液によりスプレー現像して未露光部分を取り除いた後、イオン交換水で洗浄し、この基板を230℃で20分加熱して、赤色フィルタセグメントを形成した。同様の方法により、本発明の青色感光性着色組成物(R−2)を膜厚が2.0μmになるようにして青色フィルタセグメントを形成し、次いで、緑色感光性着色組成物(RG−1)を用いてy=0.600になるような膜厚にそれぞれ塗布し、緑色フィルタセグメントを形成して、カラーフィルタを得た。 A black matrix was patterned on a glass substrate, and a red photosensitive coloring composition (RR-1) was applied on the substrate by a spin coater to a thickness such that x = 0.640 to form a colored film. The coating was irradiated with ultraviolet rays at 300 mJ / cm2 using a super high pressure mercury lamp through a photomask. Next, the unexposed portions were removed by spray development with an alkali developing solution composed of a 0.2% by weight aqueous sodium carbonate solution, and the substrate was washed with ion-exchanged water. Was formed. According to the same method, the blue photosensitive coloring composition (R-2) of the present invention is formed to have a thickness of 2.0 μm to form a blue filter segment, and then the green photosensitive coloring composition (RG-1) ) Was applied to a film thickness such that y = 0.600, and a green filter segment was formed to obtain a color filter.
また、同様にして、本発明の赤色感光性着色組成物(R−15)、青色感光性着色組成物(RB−1)、緑色感光性着色組成物(RG−1)を用いて、カラーフィルタを得た。 Similarly, using the red photosensitive coloring composition (R-15), the blue photosensitive coloring composition (RB-1) and the green photosensitive coloring composition (RG-1) of the present invention, a color filter I got
本発明の感光性着色組成物を用いることにより、カラーフィルタの耐熱性、異物試験、ガラス等の透明基板との間の密着性、耐溶剤性、アルカリ現像性が向上し、好適に使用することができた。
By using the photosensitive coloring composition of the present invention, the heat resistance of the color filter, the foreign substance test, the adhesion to a transparent substrate such as glass, the solvent resistance, the alkali developability are improved, and the color filter is preferably used. Was completed.
Claims (10)
該着色剤(A)が、側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)とアニオン性染料(C)との造塩化合物(D)を含有し、
前記側鎖にカチオン性基を有する樹脂(B)が、下記一般式(1)で表される構造単位を含むアクリル樹脂であって、前記アクリル樹脂が、
下記一般式(1)で表されるカチオン性基を有するAブロックと
カチオン性基を有さず、熱架橋性官能基を有するBブロックと
からなるブロック樹脂であることを特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
(一般式(1)中、R1は水素原子、またはメチル基を表す。R2〜R4は、炭素数1〜8のアルキル基を表し、Qは−COO−R5−を表し、R5はメチレン基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基を表す。Y-は無機または有機のアニオンを表す。) A color filter coloring composition comprising at least a coloring agent (A), a binder resin, and an organic solvent,
The colorant (A) contains a salt-forming compound (D) of a resin (B) having a cationic group in a side chain and an anionic dye (C),
The resin (B) having a cationic group in the side chain is an acrylic resin containing a structural unit represented by the following general formula (1), wherein the acrylic resin is
A color resin characterized by being a block resin comprising an A block having a cationic group represented by the following general formula (1) and a B block having no cationic group and having a thermally crosslinkable functional group. Coloring composition.
(In the general formula (1), R 1 .R 2 to R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, Q is - COO-R 5 - represents, R 5 represents a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group, and Y − represents an inorganic or organic anion.)
一般式(2)
[X1、X3は、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表す。
X2、X4は、置換基を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基を表し、少なくともいずれか一方がスルホ基を有する。] The anionic dye (C) contains at least one selected from Acid Red 52, Acid Red 289, and a compound represented by the following general formula (2). Coloring composition for color filters.
General formula (2)
[X1 and X3 represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
X2 and X4 represent a monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and at least one of them has a sulfo group. ]
A color filter formed of the coloring composition for a color filter according to claim 1.
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