專利名稱：顏料分散組合物、其用途以及顏料處理用化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顏料分散組合物及其用途，更具體地說，本發(fā)明涉及一種顏料分散組合物，所述顏料分散組合物在各種著色劑的領(lǐng)域中作為含有顏料的基本組合物使用，即使在顏料濃度高的情況下以及將顏料細(xì)微地分散開的狀態(tài)下也具有良好的流動(dòng)性和分散穩(wěn)定性。本發(fā)明還涉及一種顏料分散抗蝕劑組合物，所述顏料分散抗蝕劑組合物能夠得到顯影特性優(yōu)異的黑矩陣(black matrix，BM)和濾色片。此外，本發(fā)明涉及適于顏料處理的顏料處理用化合物。
背景技術(shù)：
除了印刷油墨和涂料外，最近在濾光片用抗蝕劑組合物和噴墨墨水這種要求鮮明色調(diào)的領(lǐng)域中，也開始利用顏料作為著色劑。并且，在這些濾光片和噴墨記錄的領(lǐng)域中，由于要求有較高的牢固度而使用高級顏料，為了得到更鮮明的色調(diào)，人們在研究將粒徑細(xì)微化的方法。然而，高級顏料原本就比其他顏料缺乏分散穩(wěn)定性，此外，越細(xì)微化越容易引起凝集，難以得到穩(wěn)定的分散體。
另一方面，在濾光片的黑矩陣的用途中，隨著從鉻等金屬薄膜向涂層薄膜的過渡，碳黑被廣泛用作遮光材料，但碳黑一次粒徑細(xì)微，且為多孔質(zhì)，比表面積大，由于這樣的特征，也仍然存在難以高濃度化且缺乏分散穩(wěn)定性的問題。
并且，特別是最近為了適應(yīng)市場需求越來越大的濾光片和黑矩陣的薄膜化，不可避免地要將顏料成分高濃度化，而該高濃度化的結(jié)果就更加促進(jìn)了分散穩(wěn)定性和流動(dòng)性的降低。于是，為了在特別是高濃度化的顏料分散組合物中保持優(yōu)異的顏料分散穩(wěn)定性和流動(dòng)性，本申請的發(fā)明人提出了基于幾種方法的顏料分散劑，這些方法有使用具有碳二亞胺基的化合物的方法，其是利用存在于顏料表面的官能團(tuán)的共價(jià)鍵合的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)；以碳二亞胺化合物為起始原料，利用酸-堿基的親和力的方法，其是利用與顏料表面的吸附力的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)；以及利用源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
本申請人提出的這種顏料分散劑，即使在高顏料濃度下分散穩(wěn)定性和流動(dòng)性也都非常良好，特別適用于濾色片用抗蝕劑組合物和黑矩陣用抗蝕劑組合物中。并且，在有機(jī)顏料中形成鮮明對比的涂層，在碳黑等黑色顏料中形成絕緣性和遮光性較高的涂層，而且抗蝕劑組合物的顯影特性也得以改善，等等這些，取得了出色的效果。
然而，由于現(xiàn)在與等離子顯示方式和有機(jī)EL方式等各種用于電子圖像顯示設(shè)備的競爭的激化，必須更進(jìn)一步提高彩色液晶顯示裝置的鮮明性，首先，為了盡量減少破壞鮮明性的色彩的模糊，需要消除掉作為該原因的濾光片和黑矩陣的圖案的形成不良，這已成為非常大的課題。
濾光片和黑矩陣通常通過如下方法形成在基板上涂布感光性的抗蝕劑涂層后，通過具有所希望的圖案的掩模以紫外線進(jìn)行曝光，使涂層固化，用顯影液除去未曝光的涂層，從而形成圖案。而且，為了形成該圖案，利用在上述那樣的顏料分散組合物中添加有感光性材料的抗蝕劑組合物。此時(shí)，為了得到良好的圖案，要求抗蝕劑組合物具有良好的顯影性能，例如，通過曝光-顯影而具有充分的細(xì)線重現(xiàn)性；能夠形成邊緣鮮明的圖案；從未曝光部分通過顯影液除去至曝光部分被除去的時(shí)間(顯影裕度，developing maargin)長；以及未曝光部分中沒有顯影殘?jiān)?br> 可是，原本就很難得到良好的顯影適應(yīng)性，對于上述那樣為了薄膜化而要求高顏料濃度的抗蝕劑組合物，則存在更加困難的問題。例如，存在的問題有，顏料濃度增高，則紫外線無法達(dá)到內(nèi)部，在基板的附近以未固化的狀態(tài)殘留，因此，顯影裕度降低，邊緣成為倒錐面形狀，缺乏清晰度(sharpness)。此外還存在具有在顯影時(shí)以凝集狀態(tài)被除去的趨勢以及容易產(chǎn)生殘?jiān)惖膯栴}。
為了解決這種顯影適應(yīng)性方面的問題，如利用陰離子性表面活性劑的方法(例如參照專利文獻(xiàn)4)和利用堿可溶性樹脂的方法(例如參照專利文獻(xiàn)5)所代表的那樣，進(jìn)行了通過含有易于被堿性顯影液除去的材料來提高顯影適應(yīng)性的嘗試。但是，在高顏料濃度的抗蝕劑組合物中，即使直接使用上述的材料，顯影裕度仍然很低，存在涂層以凝集狀態(tài)被除去的趨勢以及容易產(chǎn)生殘?jiān)惖膯栴}無法得到改善。
專利文獻(xiàn)1國際公開第03/076527號小冊子專利文獻(xiàn)2國際公開第04/000950號小冊子專利文獻(xiàn)3國際公開第04/003085號小冊子專利文獻(xiàn)4特開平08-220743號公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開平08-220760號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容于是，本發(fā)明的課題在于提供一種顏料分散組合物，所述顏料分散組合物即使在高顏料濃度的情況下也具有良好的流動(dòng)性和分散穩(wěn)定性，而且，當(dāng)將其用于濾色片用抗蝕劑組合物或黑矩陣用抗蝕劑組合物等要求顯影特性的領(lǐng)域中時(shí)具有良好的顯影特性。
并且，本發(fā)明的課題在于提供顏料分散抗蝕劑組合物，所述顏料分散抗蝕劑組合物的流動(dòng)性、分散穩(wěn)定性和顯影特性優(yōu)異，用于黑矩陣和濾色片。此外，本發(fā)明的課題在于提供適于顏料處理的顏料處理用化合物。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用如下的顏料分散組合物能夠解決上述課題，從而完成了本發(fā)明，所述顏料分散組合物是將顏料分散至分散介質(zhì)中形成的，所述顏料的表面包覆有含酸基反應(yīng)物，所述含酸基反應(yīng)物是由具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂進(jìn)行反應(yīng)而生成的。
即，本發(fā)明涉及(1)顏料分散組合物，其為將顏料分散至分散介質(zhì)中所形成的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述顏料的表面包覆有含酸基反應(yīng)物，所述含酸基反應(yīng)物是由具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂進(jìn)行反應(yīng)而生成的。
而且，本發(fā)明涉及(2)如上述(1)所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述碳二亞胺化合物是分子內(nèi)具有選自由聚酯側(cè)鏈、聚醚側(cè)鏈和聚丙烯酸側(cè)鏈組成的組中的至少一種側(cè)鏈的化合物。
而且，本發(fā)明涉及(3)如上述(1)或(2)所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述碳二亞胺化合物的碳二亞胺當(dāng)量為100～50000。
而且，本發(fā)明涉及(4)如上述(1)～(3)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述含酸基樹脂的酸基為羧基、磺酸基或磷酸基。
而且，本發(fā)明涉及(5)如上述(1)～(4)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述含酸基樹脂是將含有至少一種具有酸基的單體的單體成分進(jìn)行自由基聚合而得到的含酸基共聚物樹脂。
而且，本發(fā)明涉及(6)一種顏料分散組合物的制造方法，該方法用來制造上述(1)～(5)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該方法的特征在于，其包括如下工序預(yù)先使具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)，利用所得到的含酸基反應(yīng)物對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將包覆顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
而且，本發(fā)明涉及(7)一種顏料分散組合物的制造方法，該方法用來制造上述(1)～(5)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該方法的特征在于，其包括如下工序預(yù)先以具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物對顏料表面進(jìn)行處理，然后進(jìn)一步使碳二亞胺化合物的剩余的碳二亞胺基與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)，從而對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將包覆顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
而且，本發(fā)明涉及(8)一種顏料分散組合物的制造方法，該方法用來制造上述(1)～(5)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該方法的特征在于，其包括如下工序在至少含有顏料、具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物、以及酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂的混合物中進(jìn)行反應(yīng)，從而對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將包覆顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
而且，本發(fā)明涉及(9)如上述(6)～(8)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物的制造方法，其中，同時(shí)進(jìn)行顏料表面的包覆處理工序以及將顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
而且，本發(fā)明涉及(10)一種顏料分散抗蝕劑組合物，該顏料分散抗蝕劑組合物的特征在于，其含有上述(1)～(5)任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物。
而且，本發(fā)明涉及(11)一種顏料處理用化合物，該顏料處理用化合物的特征在于，其是通過使具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)而得到的，并且在其分子內(nèi)具有酸基。
下面詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明的顏料分散組合物是將顏料分散至分散介質(zhì)中而形成的顏料分散組合物，其中，上述顏料的表面包覆有由具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂進(jìn)行反應(yīng)而生成的含酸基反應(yīng)物。
另外，在本發(fā)明的顏料分散組合物中，“顏料的表面包覆有由具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂進(jìn)行反應(yīng)而生成的含酸基反應(yīng)物”是指上述含酸基反應(yīng)物與顏料表面共價(jià)鍵合或吸附在顏料表面上的狀態(tài)。在本發(fā)明中，作為上述吸附，例如可以舉出利用酸-堿基的親和力的吸附、利用源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附等。
含酸基反應(yīng)物通過共價(jià)鍵合包覆在顏料的表面時(shí)，碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與顏料表面上的官能團(tuán)反應(yīng)形成共價(jià)鍵，而且，優(yōu)選未用于該共價(jià)鍵合的碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基相鍵合。
此外，含酸基反應(yīng)物通過吸附包覆在顏料表面時(shí)，碳二亞胺化合物的碳二亞胺基全部與含酸基樹脂的酸基相鍵合，含酸基反應(yīng)物再利用基于酸-堿基的親和力的吸附、基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附等吸附在顏料表面上。
在本發(fā)明中，作為上述顏料，利用共價(jià)鍵合包覆的顏料和利用吸附包覆的顏料可以混在一起。
而且，在本發(fā)明的顏料分散組合物中，上述碳二亞胺化合物與上述含酸基樹脂的反應(yīng)、以及與顏料表面的共價(jià)鍵合和向顏料表面的吸附，哪一個(gè)在先都可以，只要在最終所得到的顏料分散組合物中，顏料的表面被上述含酸基反應(yīng)物包覆即可。
包覆上述顏料表面的含酸基反應(yīng)物是通過碳二亞胺化合物所具有的碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基進(jìn)行反應(yīng)而得到的產(chǎn)物，其分子內(nèi)具有未反應(yīng)的酸基。在本發(fā)明的顏料分散組合物中，利用該分子內(nèi)具有未反應(yīng)的酸基的含酸基反應(yīng)物來對顏料的表面進(jìn)行包覆，從而使顏料表面具有酸基，因而將此顏料分散物用于濾光片用抗蝕劑組合物或黑矩陣用抗蝕劑組合物等要求有顯影特性的領(lǐng)域中時(shí)，其在良好的顯影特性方面優(yōu)異。
另外，可以通過紅外線1700cm-1處是否具有峰值來確認(rèn)含酸基反應(yīng)物與被含酸基反應(yīng)物包覆的顏料是否具有未反應(yīng)的酸基。
上述含酸基反應(yīng)物中，優(yōu)選源自碳二亞胺化合物的碳二亞胺基通過與顏料表面的官能團(tuán)反應(yīng)或是與含酸基樹脂反應(yīng)而完全消失。若上述含酸基反應(yīng)物中存在未反應(yīng)的碳二亞胺基，則未反應(yīng)的碳二亞胺基與顏料表面的官能團(tuán)和/或含酸基反應(yīng)物的酸基反應(yīng)，存在顏料分散組合物的流動(dòng)性和分散穩(wěn)定性變差的傾向。
下面對構(gòu)成本發(fā)明的顏料分散組合物的材料進(jìn)行說明。
構(gòu)成本發(fā)明的顏料分散組合物的碳二亞胺化合物是分子內(nèi)具有至少一個(gè)碳二亞胺基的化合物，所述碳二亞胺基即為以-N＝C＝N-表示的基團(tuán)。作為此種碳二亞胺化合物沒有特別限定，例如可以舉出下述(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物、導(dǎo)入有功能性鏈的碳二亞胺化合物(例如，向(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物中導(dǎo)入有功能性鏈的碳二亞胺化合物)等。
首先對(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物進(jìn)行說明。
(a)通過二異氰酸酯化合物的脫碳酸反應(yīng)而得到的具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物。
所述(a)的通過二異氰酸酯化合物的脫碳酸反應(yīng)而得到的碳二亞胺化合物可以通過在有機(jī)溶劑中、在碳二亞胺化催化劑的存在下利用脫碳酸反應(yīng)對二異氰酸酯化合物進(jìn)行碳二亞胺化來進(jìn)行制造。
在上述制造方法中，作為進(jìn)行脫碳酸反應(yīng)的二異氰酸酯化合物，例如可以舉出六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、環(huán)己烷二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯等脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或芳香脂肪族二異氰酸酯化合物。
作為上述有機(jī)溶劑，優(yōu)選使用沸點(diǎn)高、且不具有與異氰酸酯化合物進(jìn)行反應(yīng)的或與所生成的具有碳二亞胺基的化合物進(jìn)行反應(yīng)的活性氫的有機(jī)溶劑，例如可以舉出甲苯、二甲苯、二乙基苯等芳香族烴；二乙二醇二乙酸酯、二丙二醇二丁酸酯、己二醇二乙酸酯、甘醇二乙酸酯、甲基甘醇乙酸酯、乙基甘醇乙酸酯、丁基甘醇乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯、丁基二甘醇乙酸酯等甘醇醚酯類；乙基丁基酮、苯乙酮、苯丙酮、二異丁基酮、環(huán)己酮等酮類；乙酸戊酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯等脂肪族酯等。
作為上述碳二亞胺化催化劑，優(yōu)選使用環(huán)磷烯(phospholene)類或環(huán)磷烯氧化物等，例如可以舉出1-乙基-3-甲基-3-環(huán)磷烯氧化物、1-苯基-3-甲基-3-環(huán)磷烯氧化物、1-苯基-3-甲基-2-環(huán)磷烯氧化物等。
作為使用這些材料進(jìn)行異氰酸酯基的脫碳酸反應(yīng)的方法，可以利用已知的方法，例如可以在氮?dú)夥諊鷼庀掠?00℃～200℃的反應(yīng)溫度進(jìn)行。另外，作為得到上述具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物的其他方法，例如可以舉出美國專利第2941956號、特公昭47-33279號公報(bào)、特開平5-178954號公報(bào)、特開平6-56950號公報(bào)等的方法。
關(guān)于利用這些制造方法得到的具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物，例如為在下述通式(11)中示出的將K摩爾(K≥2)的二異氰酸酯基化合物脫碳酸而得到的化合物。
OCN-(A-N＝C＝N)K-1-A-NCO(11)上述通式(11)中，A表示在具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物的合成中所使用的二異氰酸酯化合物除去異氰酸酯基的殘基。
作為上述通式(11)所示的具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物的市售品，例如作為以四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯為原料的碳二亞胺，可以舉出力ルボジライ卜V-03、V-05等(均為商品名，日清紡社制)。
(b)利用鏈延長劑對通過二異氰酸酯化合物的脫碳酸反應(yīng)而得到的具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物進(jìn)一步進(jìn)行鏈延長而得到的碳二亞胺化合物。
上述(b)的碳二亞胺化合物是利用能夠與異氰酸酯基發(fā)生反應(yīng)的鏈延長劑將上述(a)的碳二亞胺化合物高分子量化的產(chǎn)物，其可以作為分子內(nèi)含有更多的碳二亞胺基的化合物。作為此時(shí)能夠利用的鏈延長劑，優(yōu)選與碳二亞胺基的反應(yīng)性低、有選擇地與異氰酸酯基先發(fā)生反應(yīng)的化合物，例如可以舉出二元醇化合物、二胺化合物、肼等。
(c)將通過二異氰酸酯化合物的脫碳酸反應(yīng)得到的具有異氰酸酯基的碳二亞胺化合物中的異氰酸酯基的一部分或全部與具有能夠與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物進(jìn)行反應(yīng)而得到的碳二亞胺化合物。
上述(c)的碳二亞胺化合物是上述(a)的碳二亞胺化合物與具有能夠與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物進(jìn)行反應(yīng)而得到的產(chǎn)物。
作為上述具有能夠與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，優(yōu)選與碳二亞胺基的反應(yīng)性低、有選擇地與異氰酸酯基先發(fā)生反應(yīng)的化合物，例如可以舉出甲醇、乙醇等低分子一元醇化合物；含有羥基的聚酯化合物；含有羥基的聚醚化合物；聚亞烷基二醇及其單烷基酯化合物；聚甲基丙烯酸甲酯二醇、聚甲基丙烯酸丁酯二醇等含有羥基的聚丙烯酸化合物之類的含羥基化合物。其中，優(yōu)選能夠形成分子量為500～5000的聚酯鏈、聚醚鏈或聚丙烯酸鏈(polyacrylic chain)的化合物。
(d)如下述通式(12)所示的將2摩爾的單異氰酸酯化合物與K摩爾(K≥1)的二異氰酸酯化合物脫碳酸得到的化合物。
B-N＝C＝N-(A-N＝C＝N)K-B(12)上述通式(12)中，B表示單異氰酸酯化合物除去異氰酸酯基的殘基。
作為上述單異氰酸酯化合物，例如可以舉出異氰酸甲酯、異氰酸乙酯、異氰酸丙酯、異氰酸丁酯、異氰酸十八烷基酯、異氰酸苯酯等脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或芳香脂肪族單異氰酸酯化合物等。
作為上述二異氰酸酯化合物，可以舉出與上述(a)中使用的化合物相同的化合物。
(e)如下述通式(13)所示的將1摩爾的單異氰酸酯化合物與K摩爾(K≥1)的二異氰酸酯化合物脫碳酸得到的化合物。
OCN-(A-N＝C＝N)K-B(13)上述通式(13)中，B表示單異氰酸酯化合物除去異氰酸酯基的殘基。
作為上述單異氰酸酯化合物，可以舉出與上述(d)中使用的化合物相同的化合物；作為上述二異氰酸酯化合物，可以舉出與上述(a)中使用的化合物相同的化合物。
下面對導(dǎo)入有功能性鏈的碳二亞胺化合物進(jìn)行說明。
上述導(dǎo)入有功能性鏈的碳二亞胺化合物是按照所使用的顏料、本發(fā)明的顏料分散組合物所要求的性能而導(dǎo)入了功能性鏈的具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物。具體地說，可以舉出向(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物中導(dǎo)入了功能性鏈的碳二亞胺化合物等。作為功能性鏈，可以舉出含堿性氮鏈(利用基于酸-堿基親和力的吸附將含酸基反應(yīng)物包覆至顏料時(shí))；由色劑中間體鏈和色劑衍生物鏈中選擇的至少一種鏈(利用基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附將含酸基反應(yīng)物包覆至顏料時(shí))；由聚酯鏈、聚醚鏈和聚丙烯酸鏈中選擇的至少一種鏈(提高顏料分散穩(wěn)定性)、自由基引發(fā)能鏈和/或紫外線增感能鏈(要求有優(yōu)異的固化性和顯影特性時(shí))等。
<將含堿性氮鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法>
作為將含堿性氮鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法，可以舉出例如下述方法等使上述(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物與具有能夠與碳二亞胺基和/或異氰酸酯基相反應(yīng)的官能團(tuán)且具有含堿性氮鏈的化合物進(jìn)行反應(yīng)的方法(不過，通過與碳二亞胺化合物的碳二亞胺基發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)入含堿性氮鏈的情況下，要使用具有兩個(gè)以上碳二亞胺基的碳二亞胺化合物，以使所得到的化合物中殘留有至少一個(gè)碳二亞胺基)；使具有異氰酸酯基的上述(a)、(b)、(c)或(e)的碳二亞胺化合物與具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有含堿性氮鏈的化合物發(fā)生反應(yīng)，利用鏈延長劑使所得到的化合物與具有異氰酸酯基的上述(a)、(b)、(c)或(e)的碳二亞胺化合物發(fā)生鏈延長反應(yīng)的方法等。
作為上述具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有含堿性氮鏈的化合物，可以舉出具有羧基等酸基且具有叔氨基或含堿性氮雜環(huán)基的化合物，上述羧基作為能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)而優(yōu)選，上述叔氨基或含堿性氮雜環(huán)基不參與與碳二亞胺基或異氰酸酯基的反應(yīng)。作為這種化合物，可以舉出例如二甲基氨基安息香酸、二乙基氨基安息香酸等。
作為上述具有與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有含堿性氮鏈的化合物，可以舉出具有羥基且具有叔氨基或含堿性氮雜環(huán)基的化合物，上述羥基作為能夠有選擇地與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)而優(yōu)選，上述叔氨基或含堿性氮雜環(huán)基不參與與碳二亞胺基或異氰酸酯基的反應(yīng)。
作為具有羥基和叔氨基的化合物，可以舉出例如N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺等N，N-二烷基烷醇胺化合物、仲胺化合物等的氧化乙烯加成物；仲胺化合物和環(huán)氧化合物的反應(yīng)產(chǎn)物等具有一個(gè)羥基并具有叔氨基的化合物；N-乙基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等N-烷基二烷醇胺化合物；伯胺化合物的氧化乙烯加成物；伯胺化合物和環(huán)氧化合物的反應(yīng)產(chǎn)物等具有兩個(gè)羥基并具有叔氨基的化合物。
作為具有羥基和含堿性氮雜環(huán)基的化合物，可以使用例如羥基吡嗪、吡啶甲醇、吡啶乙醇等、吡啶、吡嗪、三嗪、喹啉等具有含堿性叔氮的雜環(huán)并具有羥基的化合物。而且，哌嗪、哌啶等含有堿性仲氮的雜環(huán)化合物也可以通過烷基化為三級化、并使其含有羥基來使用。
<將色劑中間體鏈和/或色劑衍生物鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法>
作為上述將色劑中間體鏈和/或色劑衍生物鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法，可以舉出例如下述方法等使上述(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物與具有與碳二亞胺基和/或異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)的色劑中間體和/或色劑衍生物反應(yīng)的方法(不過，通過與碳二亞胺化合物的碳二亞胺基發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)入含堿性氮鏈的情況下，要使用具有兩個(gè)以上碳二亞胺基的碳二亞胺化合物)；使具有異氰酸酯基的上述(a)、(b)、(c)或(e)的碳二亞胺化合物與具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的色劑中間體和/或色劑衍生物發(fā)生反應(yīng)，利用鏈延長劑使所得到的化合物與具有異氰酸酯基的上述(a)、(b)、(c)或(e)的碳二亞胺化合物發(fā)生鏈延長反應(yīng)的方法。
上述色劑(色材)中間體是指包括了顏料中間體和色素中間體的物質(zhì)，上述色劑(色材)衍生物是指包括了顏料衍生物和色素衍生物的物質(zhì)，易于獲得的物質(zhì)幾乎都是具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物。
而且，作為上述色劑中間體和/或色劑衍生物所具有的能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)，可以舉出羧基、磺酸基、磷酸基、羥基和氨基等，優(yōu)選羧基、磺酸基、磷酸基等酸基。
其中，作為顏料中間體，可以舉出合成顏料時(shí)使用的化合物，例如，萘甲酸、以如下通式(14)表示的2-羧基吡嗪等具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物等。而且，作為色素中間體，可以舉出合成染料等時(shí)使用的化合物，例如特開2002-22922號公報(bào)中記載的蒽醌衍生物等具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)并具有顏料吸附部的色素殘基等。
而且，作為顏料衍生物，可以舉出后述的顏料分子衍生物等，其為具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物。而且，作為色素衍生物，可以舉出染料等分子的衍生物，例如β-萘酚橙染料衍生物等具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物。
這些色劑中間體和色劑衍生物，既可以單獨(dú)使用，也可以合用兩種以上，優(yōu)選根據(jù)所使用的顏料的種類適當(dāng)選擇最佳化合物。
<將聚酯鏈、聚醚鏈和聚丙烯酸鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法>
作為將選自由聚酯鏈、聚醚鏈和聚丙烯酸鏈組成的組中的至少一種鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法，可以舉出下述<1>～<3>的方法等。作為導(dǎo)入至上述分子內(nèi)的聚酯鏈、聚醚鏈和聚丙烯酸鏈沒有特別限定，只要是具有提高顏料在分散介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性的作用的鏈即可，例如，優(yōu)選分子量(數(shù)均分子量)為200以上、10000以下。更優(yōu)選分子量為300以上、5000以下。上述聚酯鏈、聚醚鏈或聚丙烯酸鏈的數(shù)均分子量是依照凝膠滲透色譜法(GPC)測定的。作為聚酯鏈、聚醚鏈和聚丙烯酸鏈，優(yōu)選為選自由聚酯側(cè)鏈、聚醚側(cè)鏈和聚丙烯酸側(cè)鏈組成的組中的至少一種側(cè)鏈?？梢哉J(rèn)為，由于具有使顏料分散穩(wěn)定性得到提高的這些鏈，在將顏料分散到分散介質(zhì)中時(shí)，這些側(cè)鏈在分散介質(zhì)中形成結(jié)構(gòu)域(domain)而起到立體位阻等的作用，因而能使顏料更穩(wěn)定地分散在分散介質(zhì)中。另外，此處的“側(cè)鏈”是指以碳二亞胺化合物為主鏈時(shí)處于與主鏈分支開來的狀態(tài)的鏈。本發(fā)明中，無論鏈結(jié)構(gòu)的大小，將源自碳二亞胺化合物的部分稱為“主鏈”，將處于與主鏈分支開來的狀態(tài)的鏈稱為“側(cè)鏈”。
<1>通過使碳二亞胺化合物(例如(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物)的碳二亞胺基與具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的選自由聚酯化合物、聚醚化合物和聚丙烯酸化合物組成的組中的至少一種化合物反應(yīng)，從而導(dǎo)入上述側(cè)鏈的方法。不過要使用具有兩個(gè)以上碳二亞胺基的碳二亞胺化合物。
下面對具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的聚酯化合物、聚醚化合物和聚丙烯酸化合物進(jìn)行說明。
作為上述具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的聚酯化合物，可以舉出如下所示化合物。
(1)以羥基羧酸、一元醇、低分子二醇化合物等作為引發(fā)劑的環(huán)狀酯化合物的開環(huán)聚合化合物(例如，使用乳酸、己酸、12-羥基硬脂酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸等單羥基羧酸或多羥基羧酸作為引發(fā)劑，將ε-己內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯、2-甲基己內(nèi)酯、4-甲基己內(nèi)酯、β-丙內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、β-甲基-δ-戊內(nèi)酯等環(huán)狀酯化合物開環(huán)聚合而得到的含有羧基和羥基的聚酯化合物；使用甲醇、乙醇等低分子一元醇化合物作為引發(fā)劑，將上述環(huán)狀酯化合物開環(huán)聚合而得到的含有羥基的聚酯一元醇化合物；使用乙二醇、丙二醇等低分子二醇化合物作為引發(fā)劑，將上述環(huán)狀酯化合物開環(huán)聚合而得到的含有羥基的聚酯二醇化合物等)。
(2)羥基羧酸的自縮聚化合物(例如，將乳酸、己酸、12-羥基硬脂酸等單羥基羧酸縮聚而得到的含有羧基和羥基的聚酯化合物等)。
(3)由低分子二醇化合物和低分子二羧酸化合物縮聚而得到的化合物(例如，在過剩的低分子二醇化合物存在下，使低分子二醇化合物成分和低分子二羧酸化合物成分反應(yīng)而得到的含有羥基的聚酯二醇化合物等，上述低分子二醇化合物成分包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇等直鏈二醇類；和1，2-丙二醇、新戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、乙基丁基丙二醇等支鏈二醇類；上述低分子二羧酸化合物成分包括琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、馬來酸等飽和及不飽和脂肪族二羧酸、苯二甲酸等芳香族二羧酸等)。
(4)以一元醇作為引發(fā)劑的環(huán)狀酯化合物的開環(huán)聚合物的磷酸酯化合物(例如，使上述的聚酯一元醇化合物與磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)而得到的含有磷酸基的聚酯二醇化合物等)。
(5)以含有氨基的磺酸化合物作為引發(fā)劑的環(huán)狀酯化合物的開環(huán)聚合化合物(例如，以牛磺酸等含有氨基的磺酸化合物作為引發(fā)劑，將上述環(huán)狀酯化合物開環(huán)聚合而得到的含有磺酸的聚酯二醇化合物等)。
(6)以一元醇作為引發(fā)劑的環(huán)狀酯化合物的開環(huán)聚合物的二氧化硫加成物(例如，在上述聚酯一元醇化合物中加成二氧化硫而得到的含有磺酸的聚酯二醇化合物等)。
作為這種聚酯化合物，優(yōu)選通過聚己內(nèi)酯的開環(huán)聚合而得到的聚酯化合物。
作為上述具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的聚醚化合物，可以舉出如下所示化合物。
(1)使用甲醇、乙醇等低分子一元醇化合物作為引發(fā)劑，將上述環(huán)狀醚化合物開環(huán)聚合而得到的含有羥基的聚醚一元醇化合物；使用乙二醇、丙二醇等低分子二醇化合物作為引發(fā)劑，將上述環(huán)狀醚化合物開環(huán)聚合而得到的含有羥基的聚醚二醇化合物等。
(2)以一元醇作為引發(fā)劑的環(huán)狀醚化合物的開環(huán)聚合物的磷酸酯化合物(例如，使上述聚醚一元醇化合物和磷酸發(fā)生酯化反應(yīng)而得到的含有磷酸基的聚醚化合物等)。
(3)以一元醇作為引發(fā)劑的環(huán)狀醚化合物的開環(huán)聚合物的二氧化硫加成物(例如，在上述聚醚一元醇化合物上加成二氧化硫而得到的含有磺酸基的聚醚化合物等)。
作為上述具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的聚丙烯酸化合物(polyacrylic compound)，可以舉出如下所示化合物。
(1)在含有酸基的鏈轉(zhuǎn)移劑的存在下，將含有至少一種不含酸基的丙烯酸類單體的不含酸基的自由基聚合性不飽和單體聚合而得到的聚丙烯酸化合物。
除了這些化合物以外，還可以使用具有上述能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)，并同時(shí)含有聚酯鏈和聚醚鏈這兩者的化合物；同時(shí)具有聚酯鏈的聚丙烯酸化合物；同時(shí)具有聚醚鏈的聚丙烯酸化合物，例如可以舉出以聚亞烷基二醇或其單烷基醚化合物作為引發(fā)劑，使環(huán)狀酯化合物反應(yīng)而得到的化合物；含有羥基的聚酯化合物與環(huán)狀醚化合物反應(yīng)而得到的化合物；通過使用分子內(nèi)含有聚酯鏈的(甲基)丙烯酸類單體或分子內(nèi)含有聚醚鏈的(甲基)丙烯酸類單體而得到的聚丙烯酸鏈化合物等。
發(fā)生反應(yīng)的碳二亞胺化合物進(jìn)一步具有異氰酸酯基的情況下，作為具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，若使用具有羥基的化合物，則先于與碳二亞胺基反應(yīng)引發(fā)與異氰酸酯基的反應(yīng)，從而使反應(yīng)難以控制。并且，作為具有可與羧基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，若使用含有兩個(gè)以上羥基的化合物，則在碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與顏料的官能團(tuán)形成共價(jià)鍵的情況下，可能發(fā)生交聯(lián)，導(dǎo)致本發(fā)明的顏料分散組合物凝膠化。
因此，對于能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)只為羥基的化合物，優(yōu)選進(jìn)一步與苯二甲酸酐、馬來酸酐、琥珀酸酐等酸酐反應(yīng)來得到含有一個(gè)羧基的化合物。
<2>使碳二亞胺化合物(例如(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物)的碳二亞胺基與具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物反應(yīng)之后，將形成選自由聚酯鏈和聚醚鏈組成的組中的至少一種側(cè)鏈的化合物導(dǎo)入至分子內(nèi)的方法。不過要使用具有兩個(gè)以上碳二亞胺基的碳二亞胺化合物。
該方法中，預(yù)先使具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)并具有用于導(dǎo)入聚酯側(cè)鏈及聚醚側(cè)鏈中至少一種側(cè)鏈的官能團(tuán)的化合物與碳二亞胺化合物(例如(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物)發(fā)生反應(yīng)，之后再利用該官能團(tuán)導(dǎo)入側(cè)鏈。
利用該方法導(dǎo)入聚酯側(cè)鏈或聚醚側(cè)鏈的情況下，可以舉出如下的方法先使羥基羧酸與碳二亞胺基反應(yīng)，將羥基導(dǎo)入到聚碳二亞胺化合物分子內(nèi)之后，使環(huán)狀聚酯化合物或環(huán)狀聚醚化合物開環(huán)聚合，從而導(dǎo)入聚酯側(cè)鏈或聚醚側(cè)鏈。
<3>利用與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)，將選自由聚酯側(cè)鏈和聚醚側(cè)鏈組成的組中至少一種側(cè)鏈導(dǎo)入的方法。
這種方法可以利用的化合物具有兩個(gè)以上的能夠與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)，當(dāng)碳二亞胺化合物的兩個(gè)末端或任意的一個(gè)末端為異氰酸酯基(例如具有異氰酸酯基的(a)、(b)、(c)、(e)的碳二亞胺化合物)時(shí)，該可利用的化合物起到鏈延長劑的作用，將上述側(cè)鏈導(dǎo)入到分子內(nèi)。
并且，作為具有聚酯鏈的化合物，可以舉出例如使上述環(huán)狀聚酯化合物開環(huán)聚合在三羥甲基丙烷、季戊四醇等具有3個(gè)以上羥基的多元醇化合物上而得到的化合物；在上述低分子二醇化合物中合用部分三醇化合物，使其與上述低分子二羧酸縮聚而得到的化合物；使分子內(nèi)具有聚酯鏈的環(huán)氧化合物在二羥甲基丙酸等二醇單羧酸上反應(yīng)而得到的化合物等。
另外，作為具有聚醚鏈的化合物，可以舉出例如使上述環(huán)狀聚醚化合物開環(huán)聚合在上述多元醇化合物上而得到的化合物等。
<將自由基引發(fā)能鏈和/或紫外線增感能鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法>
作為上述將自由基引發(fā)能鏈和/或紫外線敏化增感能鏈導(dǎo)入至碳二亞胺化合物的方法，可以舉出例如下述方法等使上述(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物與具有能夠與碳二亞胺基和/或異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)并具有自由基引發(fā)能的化合物和/或具有紫外線增感能的化合物反應(yīng)的方法(不過，使色劑中間體鏈和/或色劑衍生物鏈與碳二亞胺基發(fā)生反應(yīng)的情況下，要使用具有兩個(gè)以上碳二亞胺基的碳二亞胺化合物)；使具有異氰酸酯基的上述(a)、(b)、(c)或(e)的碳二亞胺化合物與具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)并具有自由基引發(fā)能的化合物和/或具有紫外線增感能的化合物發(fā)生反應(yīng)，利用鏈延長劑使所得到的化合物與具有異氰酸酯基的上述(a)、(b)、(c)或(e)的碳二亞胺化合物發(fā)生鏈延長反應(yīng)的方法。
首先，對為了得到具有自由基引發(fā)能鏈的碳二亞胺化合物而使用的具有與碳二亞胺基和/或異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有自由基引發(fā)能的化合物進(jìn)行說明。
在上述具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有自由基引發(fā)能的化合物中，作為與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)，可以舉出例如羧基、磺酸基、磷酸基、羥基、氨基等，優(yōu)選羧基、磺酸基、磷酸基等酸基。
作為具有這樣的官能團(tuán)且具有自由基引發(fā)能的化合物，可以舉出例如苯甲酰安息香酸等。
在上述具有與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有自由基引發(fā)能的化合物中，作為與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)，只要是與碳二亞胺基的反應(yīng)性低，能夠有選擇地與異氰酸酯基先發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)即可，例如，優(yōu)選為羥基。作為具有這樣的官能團(tuán)且具有自由基引發(fā)能的化合物，可以舉出例如1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-羥基-環(huán)己基苯基酮等。
接著，對為了得到具有紫外線增感能鏈的碳二亞胺化合物而使用的具有與碳二亞胺基和/或異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有紫外線增感能的化合物進(jìn)行說明。
作為上述具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有紫外線增感能的化合物，優(yōu)選使用例如二甲基氨基安息香酸、二乙基氨基安息香酸等。
而且，作為上述具有與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)且具有紫外線增感能的化合物，優(yōu)選使用例如N-乙基二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等N-烷基二烷醇胺等。
另外，這里舉出的具有紫外線增感能的化合物是還含有堿性氮的化合物。
上述碳二亞胺化合物中，也可以根據(jù)本發(fā)明中使用的顏料的種類和本發(fā)明的顏料分散組合物所要求的性能，作為功能性鏈導(dǎo)入上述含堿性氮鏈、色劑中間體鏈、色劑衍生物鏈、聚酯鏈、聚醚鏈、聚丙烯酸鏈、自由基引發(fā)能鏈和紫外線增感能鏈中的兩種以上。
另外，上述碳二亞胺化合物既可以單獨(dú)使用，也可以合用兩種以上。
上述碳二亞胺化合物優(yōu)選碳二亞胺當(dāng)量為100～50000的化合物。此處，碳二亞胺當(dāng)量是指以(碳二亞胺化合物的分子量)/(碳二亞胺化合物分子中的碳二亞胺基的數(shù)目)表示的數(shù)。
更優(yōu)選碳二亞胺當(dāng)量為200以上，并且為10000以下。
下面對構(gòu)成本發(fā)明的顏料分散組合物的含酸基樹脂進(jìn)行說明。
作為上述含酸基樹脂，可以列舉含酸基共聚物樹脂、含酸基聚酯樹脂、含酸基聚氨酯樹脂等。
其中，優(yōu)選將含有至少一種具有酸基的單體的單體成分進(jìn)行自由基聚合而得到的含酸基共聚物樹脂，具體地說，優(yōu)選將丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、馬來酸單烷基酯、檸康酸、檸康酸酐、檸康酸單烷基酯、甲基丙烯酸磺乙酯、丁基丙烯酰胺磺酸、磷酸乙基甲基丙烯酸酯(phosphoethyl methacrylate)等含酸基不飽和單體成分與選自由苯乙烯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸芐酯、單丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、N-苯基順丁烯二酰亞胺、聚苯乙烯大分子單體和聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體組成的組中至少一種的單體成分進(jìn)行自由基聚合而得到的含酸基共聚物樹脂。
作為上述含酸基樹脂的酸基，可以舉出羧基、磺酸基、磷酸基等。
本發(fā)明中使用的含酸基樹脂是酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂。上述酸值的優(yōu)選下限是25mgKOH/g，優(yōu)選上限是250mgKOH/g。
本發(fā)明中，上述含酸基樹脂的重均分子量是按照GPC測定的。若上述含酸基樹脂的重均分子量大于100000，則粘度增加。重均分子量的優(yōu)選上限為60000。
另外，上述物質(zhì)可以單獨(dú)使用或合用兩種以上使用。
接著對構(gòu)成本發(fā)明的顏料分散組合物的顏料進(jìn)行說明。
作為在本發(fā)明中使用的顏料沒有特別限定，可以使用到現(xiàn)在一直使用的無機(jī)顏料或有機(jī)顏料，但優(yōu)選至少與碳二亞胺類化合物共價(jià)鍵合的顏料、至少基于酸-堿基的親和力與碳二亞胺類化合物吸附或基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力與碳二亞胺類化合物吸附的顏料，例如可以使用通常用于濾光片用抗蝕劑組合物等的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。
首先，作為具有與分子內(nèi)具有碳二亞胺基的碳二亞胺化合物的共價(jià)鍵合性的顏料，優(yōu)選具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的顏料，其中優(yōu)選具有選自由羧基、磺酸基、磷酸基、羥基和氨基組成的組中的至少一種官能團(tuán)的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。
作為上述有機(jī)顏料，可以舉出例如染料色淀顏料、偶氮類、苯并咪唑酮類、酞菁類、喹吖酮類、蒽醌類、二噁嗪類、靛藍(lán)類、硫靛藍(lán)類、苝類、紫環(huán)酮(perynone)類、二酮基吡咯并吡咯類、異吲哚啉酮類、硝基類、亞硝基類、蒽醌類、黃蒽酮類(flavanthrone)、奎諾酞酮類、皮蒽酮類、靛蒽醌類(indanthrone)等；作為無機(jī)顏料，可以舉出碳黑(優(yōu)選pH小于等于7且具有羧基的物質(zhì))、氧化鈦、印度紅(氧化鐵紅)、石墨、鐵黑、氧化鉻綠、氫氧化鋁等。
而且，當(dāng)顏料表面不具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)時(shí)，可以通過表面處理來導(dǎo)入官能團(tuán)，例如，可以根據(jù)《顏料分散穩(wěn)定化和表面處理技術(shù)-評價(jià)》(第一版，技術(shù)情報(bào)協(xié)會(huì)出版，2001年12月25日，p.76～85)記載的等離子處理或氧/紫外線處理，或根據(jù)特開昭58-217559號公報(bào)記載的低溫等離子體法，來導(dǎo)入能夠與上述碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)。此外，也可以通過以絕緣性化合物(氧化硅、硅烷化合物、鈦化合物等)包覆顏料來導(dǎo)入能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)。
其次，作為相對于分子內(nèi)具有含堿性氮鏈的碳二亞胺類化合物具有基于酸-堿基的親和力的吸附部的顏料，優(yōu)選顏料表面上具有與含堿性氮基相吸附的吸附部的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。
作為上述與含堿性氮基相吸附的吸附部，有代表性的是酸基，優(yōu)選羧基、磺酸基、磷酸基等能夠與含堿性氮基相吸附的官能團(tuán)。
作為這些具有與含堿性氮基相吸附的吸附部的有機(jī)顏料，可以舉出例如染料色淀顏料、偶氮類、苯并咪唑酮類、酞菁類、喹吖酮類、蒽醌類、二噁嗪類、靛藍(lán)類、硫靛藍(lán)類、苝類、紫環(huán)酮類、二酮基吡咯并吡咯類、異吲哚啉酮類、硝基類、亞硝基類、蒽醌類、黃蒽酮類、奎諾酞酮類、皮蒽酮類、靛蒽醌類等；作為無機(jī)顏料，可以舉出碳黑(優(yōu)選pH小于等于7且具有羧基的物質(zhì))等。
另外，不具有與含堿性氮基相吸附的吸附部的顏料也可以通過顏料表面的衍生物處理或磺化處理等通常導(dǎo)入官能團(tuán)的方法進(jìn)行處理，以導(dǎo)入羧基或磺酸基等。
接著，作為相對于分子內(nèi)具有色劑中間體鏈和/或色劑衍生物鏈的碳二亞胺類化合物具有基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附部的顏料，優(yōu)選與色劑中間體和/或色劑衍生物結(jié)構(gòu)相同或相似的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料，優(yōu)選雖然不與色劑中間體和/或色劑衍生物結(jié)構(gòu)相同或相似，但與色劑中間體和/或色劑衍生物具有足夠的吸附力的有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。
這種基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附對于下述各類顏料更加有效，例如不具有能夠與碳二亞胺基和/或異氰酸酯基反應(yīng)的官能團(tuán)的顏料(無法利用共價(jià)鍵的情況)；雖然是具有能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的顏料，但該顏料所具有的能夠與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)為例如氨基、羥基等，與碳二亞胺基的反應(yīng)溫度為100℃以上的顏料(在條件上難以利用共價(jià)鍵的情況)。
作為這種色劑中間體和/或色劑衍生物與顏料的優(yōu)選組合，可以舉出例如(1)關(guān)于作為顏料衍生物的酞菁類顏料衍生物，除了與作為顏料的酞菁類顏料的組合以外，還有與顏料黑7的組合；(2)關(guān)于作為色素衍生物的β-萘酚橙染料衍生物，除了與作為顏料的萘酚類顏料的組合以外，還有與縮合偶氮顏料的組合；(3)關(guān)于作為色素中間體的蒽醌衍生物，除與作為顏料的聯(lián)蒽醌類顏料(dianthraquinonyl pigment)的組合以外，還有與二酮基吡咯并吡咯類顏料、縮合偶氮顏料、異吲哚啉類顏料、紫環(huán)酮類顏料、有雜環(huán)的偶氮類顏料、喹吖酮類顏料、二溴代蒽嵌蒽醌(dibromoanthanthrone)類顏料和/或苯并咪唑酮類顏料的組合。
上述顏料既可以單獨(dú)使用，也可以合用兩種以上。
相對于顏料分散組合物中的所有固體成分，上述顏料分散組合物中顏料的用量以質(zhì)量分率表示優(yōu)選為5質(zhì)量％～97質(zhì)量％。
下面對構(gòu)成本發(fā)明的顏料分散組合物的分散介質(zhì)進(jìn)行說明。
作為在本發(fā)明中使用的分散介質(zhì)，可以使用有機(jī)類分散介質(zhì)和水性介質(zhì)等。
作為有機(jī)類分散介質(zhì)，可以舉出例如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚等(聚)亞烷基二醇單烷基醚類；乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等(聚)亞烷基二醇單烷基醚乙酸酯類；二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲乙醚、四氫呋喃等醚類；甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮類；2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯等乳酸烷基酯類；2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、丙酸正丁酯、乙酰乙酸甲酯、甲酸正戊酯、丙酮酸乙酯等酯類；甲苯、二甲苯等芳香族烴類；N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等酰胺類；異丙醇、正丙醇等醇類。
而且，作為水性介質(zhì)，既可以僅是水，也可以是水和水混合性的有機(jī)類分散介質(zhì)的合用。另外，這些分散介質(zhì)，可以單獨(dú)或混合兩種以上使用。
作為上述分散介質(zhì)，可以根據(jù)顏料分散組合物的用途和所希望的物性等進(jìn)行適宜選擇。
作為本發(fā)明的顏料分散組合物中含酸基樹脂和碳二亞胺化合物的合計(jì)含量，相對于100質(zhì)量％的顏料，優(yōu)選為10質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為20質(zhì)量％以上，而且優(yōu)選100質(zhì)量％以下。另外，優(yōu)選根據(jù)顏料的種類、分散性能、流動(dòng)性、顯影特性等要求性能來適當(dāng)調(diào)整這些化合物的含量。另外，本發(fā)明的顏料分散組合物中碳二亞胺化合物和含酸基樹脂的優(yōu)選含量根據(jù)其制造方法不同而不同。
下面對本發(fā)明的顏料分散組合物的制造方法進(jìn)行說明。
作為本發(fā)明的顏料分散組合物的制造方法，可以使用下述(1)～(3)的方法。
(1)包含如下兩個(gè)工序的方法(反應(yīng)類)預(yù)先使具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)，利用所得到的含酸基反應(yīng)物對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
這種方法中，碳二亞胺化合物的所有的碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基反應(yīng)，形成共價(jià)鍵，并且在所得到的含酸基反應(yīng)物的分子內(nèi)留有酸基的條件下進(jìn)行反應(yīng)。由于該反應(yīng)中得到的含酸基反應(yīng)物不含有碳二亞胺基，不會(huì)引起含酸基反應(yīng)物與顏料表面的官能團(tuán)的共價(jià)鍵合，利用基于酸-堿基的親和力的吸附、基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附等，含酸基反應(yīng)物吸附到顏料表面，由此來包覆顏料表面。另外，作為在此使用的碳二亞胺化合物，優(yōu)選導(dǎo)入有含堿性氮鏈、色劑中間體鏈、色劑衍生物鏈等功能性鏈的化合物。導(dǎo)入含堿性氮鏈、色劑中間體鏈、色劑衍生物鏈等功能性鏈時(shí)，優(yōu)選在碳二亞胺化合物和含酸基樹脂反應(yīng)之前，預(yù)先使碳二亞胺化合物和導(dǎo)入功能性鏈的化合物在殘留有碳二亞胺基的條件下發(fā)生反應(yīng)。
上述(1)的制造方法中，適當(dāng)調(diào)整碳二亞胺化合物和含酸基樹脂的優(yōu)選添加量，以使含酸基樹脂的全酸基當(dāng)量大于碳二亞胺化合物的全碳二亞胺當(dāng)量，使所得到的含酸基反應(yīng)物不會(huì)凝膠化。
(2)包含如下兩個(gè)工序的方法預(yù)先以具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物處理顏料表面之后，再使碳二亞胺化合物的剩余的碳二亞胺基與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)，從而對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
該方法中，以碳二亞胺化合物處理顏料表面的時(shí)候，可以根據(jù)顏料的種類舉出如下1)或2)的反應(yīng)。
1)當(dāng)顏料表面具有與碳二亞胺化合物的碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)時(shí)，在碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與顏料表面的官能團(tuán)之間形成共價(jià)鍵。
這種情況下，碳二亞胺基與顏料表面的官能團(tuán)之間的反應(yīng)以在碳二亞胺化合物中剩余未反應(yīng)的碳二亞胺基的條件來進(jìn)行。然后添加含酸基樹脂，使未反應(yīng)的碳二亞胺基和含酸基樹脂具有的酸基發(fā)生反應(yīng)。此時(shí)，以在所得到的含酸基反應(yīng)物的分子內(nèi)剩余酸基的條件來添加含酸基樹脂。另外，作為此處使用的碳二亞胺化合物，優(yōu)選上述(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物和導(dǎo)入有功能鏈的碳二亞胺化合物。
2)當(dāng)顏料表面不具有與碳二亞胺化合物的碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)時(shí)，利用酸-堿基的親和力和源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力，將碳二亞胺化合物吸附到顏料表面。
然后，添加含酸基樹脂，使碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與含酸基樹脂具有的酸基發(fā)生反應(yīng)。此時(shí)，以在所得到的含酸基反應(yīng)物的分子內(nèi)剩余酸基的條件來添加含酸基樹脂。另外，作為此處使用的碳二亞胺化合物，優(yōu)選導(dǎo)入有含堿性氮鏈、色劑中間體鏈和色劑衍生物鏈等功能性鏈的碳二亞胺化合物。
調(diào)整碳二亞胺化合物和含酸基樹脂的優(yōu)選添加量，以使在上述1)的情況中含酸基樹脂的全酸基當(dāng)量大于未與顏料表面的官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)的碳二亞胺基的當(dāng)量，使在上述2)的情況中含酸基樹脂的全酸基當(dāng)量大于碳二亞胺化合物的全碳二亞胺當(dāng)量，適當(dāng)調(diào)整碳二亞胺化合物和含酸基樹脂的優(yōu)選添加量，以使在任意一種情況中得到的顏料分散組合物不會(huì)凝膠化。
(3)包含如下兩個(gè)工序的方法(混合類)在至少含有顏料、具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物、以及酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂的混合物中進(jìn)行反應(yīng)，從而對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
該方法中，當(dāng)顏料表面具有與碳二亞胺化合物的碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)時(shí)，利用顏料表面的官能團(tuán)與碳二亞胺基的共價(jià)鍵合以及碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基發(fā)生的反應(yīng)，含酸基反應(yīng)物包覆到顏料表面。另外，在顏料表面具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)的情況下，碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與顏料表面的官能團(tuán)之間的反應(yīng)以及碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基之間的反應(yīng)，哪一個(gè)先發(fā)生都可以，只要最終能夠與按照上述(2)中1)的方法得到的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)相同即可。作為此處使用的碳二亞胺化合物，優(yōu)選上述(a)～(e)形態(tài)的碳二亞胺化合物和導(dǎo)入有功能鏈的碳二亞胺化合物。
另外，當(dāng)顏料表面不具有與碳二亞胺基反應(yīng)的官能團(tuán)時(shí)，利用碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基之間的反應(yīng)，以及基于酸-堿基的親和力的吸附、基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附等發(fā)生的吸附，含酸基反應(yīng)物包覆到顏料表面。另外，碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與含酸基樹脂的酸基之間的反應(yīng)，以及基于酸-堿基的親和力的吸附、基于源于分子結(jié)構(gòu)相似性的親和力的吸附等，哪一個(gè)先發(fā)生都可以，只要最終能夠與按照上述(1)的方法或(2)中2)的方法得到的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)相同即可。作為此處使用的碳二亞胺化合物，優(yōu)選導(dǎo)入有含堿性氮鏈、色劑中間體鏈和色劑衍生物鏈等功能性鏈的碳二亞胺化合物。
上述(3)的制造方法中，在任意一種情況下，都要以所得到的含酸基反應(yīng)物的分子內(nèi)剩余酸基的條件和所得到的顏料分散組合物不會(huì)凝膠的條件來進(jìn)行反應(yīng)。
上述(1)～(3)的方法中，作為將顏料分散至分散介質(zhì)中的方法沒有特別限定，可以使用現(xiàn)有公知的方法。
上述(1)～(3)的方法中，既可以在進(jìn)行對顏料表面實(shí)施包覆處理的工序之后進(jìn)行將顏料分散至分散介質(zhì)中的工序，也可以同時(shí)進(jìn)行這兩個(gè)工序，但優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行。
在上述顏料分散組合物的制造方法中，作為下述兩種反應(yīng)可以利用常規(guī)方法碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與在向碳二亞胺化合物中導(dǎo)入功能性鏈時(shí)使用的化合物、含酸基樹脂和顏料等具有的羧基、磺酸基、磷酸基、羥基、氨基等的反應(yīng)；碳二亞胺化合物的異氰酸酯基與在向碳二亞胺化合物中導(dǎo)入功能性鏈時(shí)使用的化合物所具有的羥基、氨基等的反應(yīng)。
使用顏料、碳二亞胺化合物、含酸基反應(yīng)物和分散介質(zhì)制造本發(fā)明的顏料分散組合物時(shí)，除這些成分外還可以根據(jù)需要追加補(bǔ)色顏料和其他添加劑。而且，對這些混合物進(jìn)行捏合、分散處理時(shí)，可以使用上述的輥軋機(jī)、捏合機(jī)、高速攪拌裝置、珠磨機(jī)、球磨機(jī)、砂磨機(jī)、超聲波分散機(jī)、高壓分散機(jī)等。另外，即使在比較低的溫度下也能夠進(jìn)行混合物的捏合和分散處理，但更優(yōu)選加熱至促進(jìn)下述兩個(gè)反應(yīng)的溫度碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與含酸基樹脂酸基之間的反應(yīng)；碳二亞胺化合物的碳二亞胺基與顏料表面的與碳二亞胺基發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)之間的反應(yīng)。
在本發(fā)明的顏料分散組合物的制造中，優(yōu)選根據(jù)顏料的種類、利用領(lǐng)域所需要的性能來適當(dāng)決定含酸基樹脂和碳二亞胺化合物的量、向碳二亞胺化合物中導(dǎo)入的功能性鏈的種類和比率等，并添加各種材料，以使最終的組合物能夠得到良好的性能。
如此得到的本發(fā)明的顏料分散組合物，其流動(dòng)性、分散穩(wěn)定性良好，在必要的用途中使用堿性顯影時(shí)，顯影特性良好。
本發(fā)明的顏料分散組合物還可以根據(jù)需要含有各種粘合劑樹脂、溶劑、表面活性劑和其他各種添加劑，從而適宜應(yīng)用在印刷油墨、涂料、液晶濾色片用或黑矩陣用的顏料分散抗蝕劑組合物、(紫外線固化型)噴墨用油墨、文具用墨水、色帶油墨、液體顯影劑等領(lǐng)域。
對作為本發(fā)明的顏料分散組合物的優(yōu)選用途的一例的液晶濾色片用或黑矩陣用的顏料分散抗蝕劑組合物，進(jìn)一步詳細(xì)說明。
上述顏料分散抗蝕劑組合物是具有活性能量射線固化性且能夠堿性顯影的抗蝕劑組合物，主要由顏料、碳二亞胺化合物、涂層形成樹脂、光聚合性化合物、光聚合引發(fā)劑、溶劑構(gòu)成，并根據(jù)需要適當(dāng)含有增感劑、阻聚劑等各種添加劑。本發(fā)明的顏料分散抗蝕劑組合物是根據(jù)目的在上述顏料分散組合物中添加涂層形成樹脂、光聚合性化合物、光聚合引發(fā)劑、溶劑、增感劑和阻聚劑等各種添加劑而得到的。
首先，對在本發(fā)明的黑矩陣用和濾色片用顏料分散抗蝕劑組合物中使用的顏料進(jìn)行說明。
作為構(gòu)成上述黑矩陣用顏料分散抗蝕劑組合物的代表性顏料，可以舉出碳黑。作為碳黑，優(yōu)選使用平均一次粒徑為0.15μm以下的碳黑，在分散這樣的碳黑時(shí)，優(yōu)選根據(jù)需要混合補(bǔ)色用顏料以使色調(diào)為中性黑。
此外，作為構(gòu)成濾色片用顏料分散抗蝕劑組合物的有機(jī)顏料，為了形成具有鮮明色調(diào)的涂層，優(yōu)選利用高級有機(jī)顏料。相對于顏料分散抗蝕劑組合物中的全部固體成分，這些顏料的使用量以質(zhì)量分率表示優(yōu)選為5％～80％。
作為構(gòu)成上述顏料分散抗蝕劑組合物的涂層形成樹脂，可以舉出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、馬來酸單烷基酯、檸康酸、檸康酸酐、檸康酸單烷基酯等含羧基的不飽和單體與選自由苯乙烯、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸芐酯、單丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、N-苯基馬來酰亞胺、聚苯乙烯大分子單體和聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體組成的組中的至少1種單體反應(yīng)而得到的共聚物，該共聚物即為具有羧基的堿可溶性樹脂，這些物質(zhì)可以單獨(dú)使用或合用兩種以上。
作為構(gòu)成上述顏料分散抗蝕劑組合物的光聚合性化合物，可以舉出具有光聚合性不飽和鍵的單體、低聚物等。
作為在分子內(nèi)具有1個(gè)光聚合性不飽和鍵的單體，可以舉出例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等甲基丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷基酯；甲基丙烯酸芐酯、丙烯酸芐酯等甲基丙烯酸芳烷基酯或丙烯酸芳烷基酯；甲基丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯等甲基丙烯酸烷氧基烷基酯或丙烯酸烷氧基烷基酯；甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯等甲基丙烯酸氨基烷基酯或丙烯酸氨基烷基酯；二乙二醇單乙醚、三乙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚等聚亞烷基二醇單烷基醚的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯；六乙二醇單苯基醚等聚亞烷基二醇單芳基醚的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯；甲基丙烯酸異冰片酯或丙烯酸異冰片酯；甲基丙烯酸甘油酯或丙烯酸甘油酯；甲基丙烯酸2-羥基乙酯或丙烯酸2-羥基乙酯等。
作為在分子內(nèi)具有2個(gè)以上光聚合性不飽和鍵的單體，可以舉出例如雙酚A二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、雙酚A二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、甘油二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯等。
作為上述具有光聚合性不飽和鍵的低聚物，可以使用將上述一種或兩種以上的單體適當(dāng)聚合后得到的產(chǎn)物。
這些光聚合性化合物可以單獨(dú)使用或組合兩種以上使用。
作為構(gòu)成上述顏料分散抗蝕劑組合物的光聚合引發(fā)劑沒有特別的限制，可以舉出例如二苯甲酮、N，N’-四乙基-4，4’-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、聯(lián)苯酰、2，2-二乙氧基苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻異丁醚、苯偶酰二甲縮酮、α-羥基異丁基苯酮、噻噸酮、2-氯噻噸酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2，3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1，4-萘酮、1，2-苯并蒽醌、1，4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、三嗪類光聚合引發(fā)劑等。這些光聚合引發(fā)劑可以單獨(dú)使用或組合兩種以上使用。
作為構(gòu)成上述顏料分散抗蝕劑組合物的溶劑，和上述列舉的分散介質(zhì)一樣，但優(yōu)選常壓(1.013×102kPa)下的沸點(diǎn)為100～220℃的酯類有機(jī)溶劑、醚類有機(jī)溶劑、醚酯類有機(jī)溶劑、酮類有機(jī)溶劑、芳香烴溶劑及含氮類有機(jī)溶劑等。若大量含有沸點(diǎn)超過220℃的有機(jī)溶劑，則在對涂布形成的涂層進(jìn)行預(yù)烘烤時(shí)，有機(jī)溶劑不能充分地蒸發(fā)而殘存在干燥涂層內(nèi)，從而有可能降低干燥涂層的耐熱性。而且，如果大量含有沸點(diǎn)小于100℃的有機(jī)溶劑，則難以均勻地涂布而沒有斑點(diǎn)，可能無法得到表面光滑性優(yōu)異的涂層。
作為優(yōu)選的溶劑，具體地說，可以舉出乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚等醚類有機(jī)溶劑；乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯等醚酯類有機(jī)溶劑；甲基異丁酮、環(huán)己酮、2-庚酮、δ-丁內(nèi)酯等酮類有機(jī)溶劑；2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、甲酸正戊酯等酯類有機(jī)溶劑；N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等含氮類有機(jī)溶劑等，這些有機(jī)溶劑可以單獨(dú)使用或混合兩種以上使用。
這些有機(jī)溶劑中，考慮到溶解性、分散性、涂布性等方面，優(yōu)選二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、環(huán)己酮、2-庚酮、2-羥基丙酸乙酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、甲酸正戊酯等，更優(yōu)選丙二醇單甲醚乙酸酯。
此外，考慮到上述堿可溶性樹脂的溶解性、顏料分散性、涂布性等方面，優(yōu)選這些有機(jī)溶劑在上述顏料分散抗蝕劑組合物中使用的全部有機(jī)溶劑中的含量為50質(zhì)量％以上，更優(yōu)選含有70質(zhì)量％以上。
作為上述顏料分散抗蝕劑組合物，還可以根據(jù)需要可以適當(dāng)使用上述物質(zhì)以外的其他光聚合性化合物、熱聚合抑制劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等各種添加劑。
作為使用以上材料制造本發(fā)明的顏料分散抗蝕劑組合物的方法，可以利用例如下述方法根據(jù)目的在顏料分散組合物中添加光聚合性化合物、光聚合引發(fā)劑、涂層形成用樹脂、有機(jī)溶劑及其他添加劑，再用攪拌裝置等進(jìn)行攪拌混合；該制造方法是本發(fā)明的優(yōu)選方式的一例，本發(fā)明并不受其限定。
上述含有顏料分散組合物的顏料分散抗蝕劑組合物也是本發(fā)明的內(nèi)容之一。
本發(fā)明的顏料處理用化合物的特征在于，其是通過上述記載的具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)而得到的，并且其分子內(nèi)具有酸基。
本發(fā)明的顏料分散組合物中，由于顏料的表面被利用碳二亞胺化合物和含酸基樹脂的反應(yīng)而生成的含酸基反應(yīng)物所包覆，所以，特別是當(dāng)此顏料分散組合物使用在濾色片用抗蝕劑組合物或黑矩陣用抗蝕劑組合物等要求有顯影特性的領(lǐng)域中時(shí)具有良好的顯影特性。
具體實(shí)施例方式
下面舉出實(shí)施例具體說明本發(fā)明，只要不脫離其宗旨和適用范圍，本發(fā)明并不受限于這些實(shí)施例。
<酸基的測定>
關(guān)于得到的含酸基碳二亞胺類化合物中是否殘留有酸基，使用紅外分光測定器FTIR-8100A(島津制作所制造)，根據(jù)在紅外線1700cm-1是否有峰值來進(jìn)行判斷。
制造例1[碳二亞胺化合物的制備](碳二亞胺化合物A)在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入76質(zhì)量份具有異氰酸酯基的碳二亞胺當(dāng)量為316的聚碳二亞胺化合物、203.2質(zhì)量份分子量為1000的聚甲基丙烯酸甲酯二醇，在約100℃保持5小時(shí)，使異氰酸酯基和羥基反應(yīng)，然后加入246.3質(zhì)量份具有羧基的分子量為2000的聚己內(nèi)酯和788.3質(zhì)量份的丙二醇單甲醚乙酸酯，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的碳二亞胺化合物A。
制造例2(碳二亞胺化合物B)在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入76質(zhì)量份具有異氰酸酯基的碳二亞胺當(dāng)量為316的聚碳二亞胺化合物、22.2質(zhì)量份N-甲基二乙醇胺，在約100℃保持2小時(shí)，使異氰酸酯基和羥基反應(yīng)，然后加入246.3質(zhì)量份具有羧基的分子量為2000的聚己內(nèi)酯和516.8質(zhì)量份的丙二醇單甲醚乙酸酯，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的碳二亞胺化合物B。
制造例3(碳二亞胺化合物C)在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入76質(zhì)量份具有異氰酸酯基的碳二亞胺當(dāng)量為316的聚碳二亞胺化合物、203.2質(zhì)量份分子量為1000的聚甲基丙烯酸甲酯二醇，在約100℃保持5小時(shí)，使異氰酸酯基和羥基反應(yīng)，然后加入492.6質(zhì)量份具有羧基的分子量為2000的聚己內(nèi)酯和1157.7質(zhì)量份的丙二醇單甲醚乙酸酯，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的碳二亞胺化合物C。
制造例4(碳二亞胺化合物D)
在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入76質(zhì)量份具有異氰酸酯基的碳二亞胺當(dāng)量為316的聚碳二亞胺化合物、22.2質(zhì)量份N-甲基二乙醇胺，在約100℃保持2小時(shí)，使異氰酸酯基和羥基反應(yīng)，然后加入492.6質(zhì)量份具有羧基的分子量為2000的聚己內(nèi)酯和886.2質(zhì)量份的丙二醇單甲醚乙酸酯，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的碳二亞胺化合物D。
制造例5[含酸基樹脂1]使用作為重均分子量為10000且酸值為100mgKOH/g的甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物的40質(zhì)量％的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液作為含酸基樹脂1。
制造例6[含酸基樹脂2]使用作為重均分子量為16000且酸值為60mgKOH/g的甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物的40質(zhì)量％的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液作為含酸基樹脂2。
制造例7(含酸基碳二亞胺類化合物A)在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入1313.8質(zhì)量份碳二亞胺化合物A(固體成分為40質(zhì)量％)和598.2質(zhì)量份含酸基樹脂1(固體成分為40質(zhì)量％)，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的含酸基碳二亞胺類化合物A。該化合物在紅外線1700cm-1處具有峰值，確認(rèn)到其具有酸基。
制造例8(含酸基碳二亞胺類化合物B)在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入861.3質(zhì)量份碳二亞胺化合物B(固體成分為40質(zhì)量％)和598.2質(zhì)量份含酸基樹脂1(固體成分為40質(zhì)量％)，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的含酸基碳二亞胺類化合物B。該化合物在紅外線1700cm-1處具有峰值，確認(rèn)到其具有酸基。
制造例9(含酸基碳二亞胺類化合物C)在具有回流冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管、攪拌棒、溫度計(jì)的四頸燒瓶中加入861.3質(zhì)量份碳二亞胺化合物B(固體成分為40質(zhì)量％)和750.0質(zhì)量份含酸基樹脂2(固體成分為40質(zhì)量％)，在約80℃保持2小時(shí)，使碳二亞胺基和羧基反應(yīng)，得到固體成分為40質(zhì)量％的含酸基碳二亞胺類化合物C。該化合物在紅外線1700cm-1處具有峰值，確認(rèn)到其具有酸基。
實(shí)施例1～7、比較例1～4[顏料分散組合物]使用珠磨機(jī)，于60℃將表1所示組成的材料捏合一晝夜，得到顏料分散組合物。不過，表1的含酸基碳二亞胺類化合物A、B和C、含酸基樹脂、碳二亞胺化合物B、C和D以及顏料分散劑的添加量僅以固體成分來表示。
使用高速攪拌機(jī)，按照表1所示組成，均勻混合實(shí)施例1～7、比較例1～4的顏料分散組合物和其他材料，之后以孔徑為3μm的過濾器過濾，得到顏料分散抗蝕劑組合物。
(分散穩(wěn)定性)將實(shí)施例1～7、比較例1～4的顏料分散組合物以及實(shí)施例1～7、比較例1～4的顏料分散抗蝕劑組合物分別取樣至玻璃瓶中，密封并于室溫保存，按照下述評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對保存7天后的狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)。于表1示出結(jié)果。
評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)A均未發(fā)現(xiàn)增稠或沉淀物B發(fā)現(xiàn)輕微振蕩就能恢復(fù)原狀的程度的增稠或沉淀物C發(fā)現(xiàn)即使強(qiáng)烈振蕩也不能恢復(fù)原狀的程度的增稠或沉淀物
(蝕刻圖案的顯影性)利用旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)將實(shí)施例1～7、比較例1～4的顏料分散抗蝕劑組合物涂布到玻璃基板上，使膜厚為1μm，在100℃預(yù)烘烤3分鐘。使用pH12的KOH水溶液對得到的涂層進(jìn)行顯影，由未固化部分的抗蝕劑組合物能夠完全除去的時(shí)間按照下述評價(jià)時(shí)間來評價(jià)顯影性。于表1示出結(jié)果。
評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)A能夠在30秒以內(nèi)完全除去B能夠在超過30秒60秒以內(nèi)完全除去C即使超過60秒也不能完全除去(蝕刻圖案的顯影性能)利用旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)將實(shí)施例1～7、比較例1～4的顏料分散抗蝕劑組合物涂布到玻璃基板上，使膜厚為1μm，于100℃預(yù)烘烤3分鐘。使用pH12的KOH水溶液對得到的涂層進(jìn)行顯影，以肉眼對未固化部分的抗蝕劑組合物完全除去時(shí)的顯影情形進(jìn)行評價(jià)。于表1示出結(jié)果。


另外，表1中記載的商品名和縮寫如下所示。
Disperbyk-161商品名，ビツクケミ一社制顏料分散劑PB-821商品名，味之素社制顏料分散劑PGMEA丙二醇單甲醚乙酸酯(PMAC)BzMA/MAA共聚物甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物DPEHA二季戊四醇六丙烯酸酯Irgacure 907商品名，Ciba Specialty Chemicals社制2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的顏料分散組合物即使在高顏料濃度的情況下也具有良好的流動(dòng)性和分散穩(wěn)定性。特別是當(dāng)使用在濾色片用抗蝕劑組合物或黑矩陣用抗蝕劑組合物等要求有顯影特性的領(lǐng)域中時(shí)，本發(fā)明的顏料分散組合物具有良好的顯影特性。
權(quán)利要求
1.一種顏料分散組合物，其為將顏料分散至分散介質(zhì)中所形成的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述顏料的表面包覆有含酸基反應(yīng)物，所述含酸基反應(yīng)物是由具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂進(jìn)行反應(yīng)而生成的。
2.如權(quán)利要求1所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述碳二亞胺化合物是分子內(nèi)具有選自由聚酯側(cè)鏈、聚醚側(cè)鏈和聚丙烯酸側(cè)鏈組成的組中的至少一種側(cè)鏈的化合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，所述碳二亞胺化合物的碳二亞胺當(dāng)量為100～50000。
4.如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，所述含酸基樹脂的酸基為羧基、磺酸基或磷酸基。
5.如權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該顏料分散組合物的特征在于，上述含酸基樹脂是將含有至少一種具有酸基的單體的單體成分進(jìn)行自由基聚合而得到的含酸基共聚物樹脂。
6.一種顏料分散組合物的制造方法，該方法用來制造權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該方法的特征在于，其包括如下工序預(yù)先使具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)，利用所得到的含酸基反應(yīng)物對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將包覆顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
7.一種顏料分散組合物的制造方法，該方法用來制造權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該方法的特征在于，其包括如下工序預(yù)先以具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物對顏料表面進(jìn)行處理，然后進(jìn)一步使碳二亞胺化合物中的剩余的碳二亞胺基與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)，從而對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將包覆顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
8.一種顏料分散組合物的制造方法，該方法用來制造權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物，該方法的特征在于，其包括如下工序在至少含有顏料、具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物、以及酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂的混合物中進(jìn)行反應(yīng)，從而對顏料表面進(jìn)行包覆處理的工序；以及將包覆顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
9.如權(quán)利要求6～8任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物的制造方法，其中，同時(shí)進(jìn)行顏料表面的包覆處理工序以及將顏料分散至分散介質(zhì)中的工序。
10.一種顏料分散抗蝕劑組合物，該顏料分散抗蝕劑組合物的特征在于，其含有權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述的顏料分散組合物。
11.一種顏料處理用化合物，該顏料處理用化合物的特征在于，其是通過使具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂發(fā)生反應(yīng)而得到的，并且在其分子內(nèi)具有酸基。
全文摘要
本發(fā)明提供顏料分散組合物、其用途以及顏料處理用化合物。本發(fā)明所提供的顏料分散組合物即使在高顏料濃度的情況下也具有良好的流動(dòng)性和分散穩(wěn)定性，而且，當(dāng)使用在濾色片用抗蝕劑組合物或黑矩陣用抗蝕劑組合物等要求有顯影特性的領(lǐng)域中時(shí)具有良好的顯影特性。本發(fā)明的顏料分散組合物是將顏料分散至分散介質(zhì)中形成的顏料分散組合物，其特征在于，所述顏料的表面包覆有含酸基反應(yīng)物，所述含酸基反應(yīng)物是由具有至少一個(gè)碳二亞胺基的碳二亞胺化合物與酸值為20mgKOH/g～300mgKOH/g且重均分子量為1000～100000的含酸基樹脂進(jìn)行反應(yīng)而生成的。
文檔編號C09C3/10GK1984975SQ20058002286
公開日2007年6月20日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者伊藤和典, 柴田英雄, 北岡直幸, 林明, 喜多知浩 申請人:阪田油墨株式會(huì)社