JP6096583B2 - Method for producing resin-treated pigment composition and use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、いずれか一方のポリマーブロックに色素骨格を存在させた新規なA−Bブロックコポリマー(以下、「色素ブロックコポリマー」又は「色素ポリマー」とも記す)およびその製造方法、その色素ブロックコポリマーにて処理された樹脂処理顔料組成物およびその製造方法、新規な着色剤として有用な、顔料と色素ブロックコポリマーとを含有してなる顔料分散体や顔料分散液に関する。
さらに詳しくは、本発明は、色素骨格を存在させたA−Bブロックコポリマーで処理した樹脂処理顔料とすることで、通常の顔料よりも、色相範囲の拡大、色濃度、発色性、透明性などの性能を向上させた顔料組成物であり、しかも、分散性、分散安定性、再溶解性、アルカリ溶解性などの、顔料を利用した着色剤に要求される特性に優れた樹脂処理顔料組成物を提供する技術に関する。
The present invention relates to a novel AB block copolymer (hereinafter also referred to as “dye block copolymer” or “dye polymer”) in which a dye skeleton is present in any one of the polymer blocks, a production method thereof, and the dye block copolymer. And a pigment dispersion containing a pigment and a dye block copolymer, useful as a novel colorant.
More specifically, the present invention provides a resin-treated pigment treated with an AB block copolymer in which a dye skeleton is present, thereby expanding the hue range, color density, color developability, transparency, etc. In addition, the resin-treated pigment composition has excellent properties required for colorants using pigments, such as dispersibility, dispersion stability, re-solubility, and alkali solubility. Relating to technology.
近年、カラーフィルターに要求されている、高発色性、高透明性、高輝度を付与するために、顔料の微細化が進み、顔料は、非常に微粒子化されたものになってきているが、微細になり過ぎてその性質には限界が見られてきている。そこで、顔料と併用して高発色性、高透明性である染料が使用され、染料と顔料のハイブリッドを使用してなる顔料分散液が開発されている。一方、インクジェットインクにおいても、色表現範囲の拡大を目的として、顔料と併用して染料が使用されている In recent years, in order to provide the high color development, high transparency, and high brightness required for color filters, the pigments have been miniaturized, and the pigments have become very fine particles. Limits have been seen in its properties because it has become too fine. Accordingly, a dye having a high coloring property and a high transparency in combination with a pigment is used, and a pigment dispersion liquid using a hybrid of a dye and a pigment has been developed. On the other hand, in ink jet inks, dyes are used in combination with pigments for the purpose of expanding the color expression range.
しかしながら、カラーフィルター用とした場合、染料は分子として存在するために耐熱性に劣り、フィルターを形成する際の加熱によって、染料分子が揮発してしまう恐れがある。また油性のカラーフィルターの着色剤では、油性であるため、水溶性の染料を不溶化して塩を作成して溶媒に溶解させて使用したりしている。また、前記した耐熱性を上げるため、染料をポリマー骨格に導入して染料と顔料のハイブリッドとして使用している(特許文献1、2)。 However, when it is used for a color filter, the dye exists as a molecule, so that the heat resistance is inferior, and the dye molecule may be volatilized by heating when forming the filter. In addition, since the colorant for oily color filters is oily, a water-soluble dye is insolubilized to form a salt and dissolve it in a solvent. In order to improve the heat resistance, a dye is introduced into a polymer skeleton and used as a hybrid of a dye and a pigment (Patent Documents 1 and 2).
インクジェットインクにおいても、顔料に染料を併用すると、染料が選択的に紙に浸透してしまい希望する発色性が得られなかったり、特に水性のインクジェットでは水に可溶の染料を使用するため、乾燥後でも耐水性に劣り、水で濡らしてしまうと滲んだりしてしまう場合がある。そこで、その染料をポリマー骨格に導入して耐水性を上げたり、分散剤として使用する方法がとられている(特許文献3)。 Even in an inkjet ink, when a dye is used in combination with a pigment, the dye selectively permeates into the paper and the desired color developability cannot be obtained. In particular, an aqueous inkjet uses a water-soluble dye. It is inferior in water resistance even afterwards, and may get smudged when wet with water. Therefore, a method has been adopted in which the dye is introduced into a polymer skeleton to increase water resistance or used as a dispersant (Patent Document 3).
しかしながら、本発明者らの検討によれば、上記した従来技術における染料をポリマー骨格に導入して顔料と併用させた技術では、前記した染料をそのまま使用する際の問題に加えて、染料が導入されたポリマーは、着色剤としてのみ働くものであるので染料の導入量が限られて発色性等に問題があったり、また、その染料を導入したポリマーの溶解性に問題があるという場合もあった。また、染料が導入されたポリマーを使用してなる顔料分散液においては、顔料を分散させるための顔料分散剤が別途必要になる、という問題もある。 However, according to the study by the present inventors, in the technique in which the dye in the conventional technique described above is introduced into the polymer skeleton and used in combination with the pigment, in addition to the problem in using the dye as it is, the dye is introduced. Since the polymer thus produced serves only as a colorant, there are cases where the amount of dye introduced is limited and there is a problem with color development, or there is a problem with the solubility of the polymer into which the dye is introduced. It was. In addition, a pigment dispersion using a polymer into which a dye is introduced has a problem that a pigment dispersant for dispersing the pigment is separately required.
このような現状下、本発明者らは鋭意研究を行った結果、新規なA−Bブロックコポリマー、及び該A−Bブロックコポリマーで処理された顔料である樹脂処理顔料組成物を開発して、上記の従来技術の課題を解決した。この樹脂処理顔料組成物は、特にカラーフィルター用やインクジェット用に好適な、色相の向上、耐熱性の向上、そのままで媒体中に分散でき且つ分散性に非常に優れた顔料であることを見出して、本発明を達成した。 Under such circumstances, the present inventors have conducted intensive research, and as a result, developed a novel AB block copolymer and a resin-treated pigment composition that is a pigment treated with the AB block copolymer. Solved the above-mentioned problems of the prior art. This resin-treated pigment composition has been found to be a pigment that is particularly suitable for color filters and inkjets, has improved hue, improved heat resistance, can be dispersed in a medium as it is, and has excellent dispersibility. The present invention has been achieved.
すなわち、本発明は、以下の各発明を提供する。まず、下記の新規なA−Bブロックコポリマーを提供する。
(1)90質量%以上がメタクリレート系モノマーで構成されるA−Bブロックコポリマーであって、Aのポリマーブロックは、少なくともカルボキシ基を有するメタクリレートを構成成分としてなり(但し、構成成分としてアミノ基或いは第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを含む場合を除く)、Bのポリマーブロックは、その構成単位として、メタクリレートからなる、下記一般式(1)で表される、4級アンモニウムの窒素カチオンの対イオンとして、1個以上のスルホン酸イオンが結合している色素からなるイオン結合部分を有してなることを特徴とするA−Bブロックコポリマー。
[式中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、式中のDは、有機色素分子を表す。]
That is, the present invention provides the following inventions. First, the following novel AB block copolymer is provided.
(1) 90% by mass or more is an AB block copolymer composed of a methacrylate monomer, and the polymer block of A comprises at least a methacrylate having a carboxy group as a constituent component (provided that an amino group or The polymer block of B is a quaternary ammonium nitrogen cation counterion represented by the following general formula (1), which is composed of methacrylate as a structural unit, except for the case where it contains a methacrylate having a quaternary ammonium base). And an AB block copolymer having an ion-binding moiety composed of a dye to which one or more sulfonate ions are bonded.
[X in the formula represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. D in the formula represents an organic dye molecule. ]
上記のA−Bブロックコポリマーの好ましい形態としては、下記のものが挙げられる。
(2)前記一般式(1)で表される部分が、A−Bブロックコポリマー中に5〜40質量%の範囲で含有され、且つ、Bのポリマーブロック中に20〜80質量%の範囲で含有されてなる上記のA−Bブロックコポリマー。
The following are mentioned as a preferable form of said AB block copolymer.
(2) The portion represented by the general formula (1) is contained in the AB block copolymer in the range of 5 to 40% by mass, and in the polymer block of B in the range of 20 to 80% by mass. The AB block copolymer as described above.
(3)前記Bのポリマーブロックが、前記Aのポリマーブロックと、下記一般式(2)で表される第4級アンモニウム塩のメタクリレートを構成成分としてなるCのポリマーブロックとからなるA−Cブロックコポリマーと、その分子中に、スルホン酸、スルホン酸アルカリ金属塩、スルホン酸アンモニウム塩及びスルホン酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも1個以上の構造部分を有する有機色素を、脱ハロゲン化水素又は脱ハロゲン化アルカリ金属塩又は脱ハロゲン化アンモニウム塩又は脱ハロゲン化アミン塩のいずれかの反応をさせて得られたものである上記いずれかのA−Bブロックコポリマー。
[式中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、Y-は、ハロゲンイオンを表す。]
(3) The A-C block in which the polymer block of B is composed of the polymer block of A and a polymer block of C having a quaternary ammonium salt methacrylate represented by the following general formula (2) as a constituent component Dehydrohalogenating a copolymer and an organic dye having at least one structural portion selected from the group consisting of sulfonic acid, alkali metal sulfonate, ammonium sulfonate, and amine sulfonate in the molecule Or any of the above AB block copolymers obtained by reacting any one of a dehalogenated alkali metal salt, a dehalogenated ammonium salt or a dehalogenated amine salt.
[X in the formula represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. Y − represents a halogen ion. ]
(4)前記Aのポリマーブロックは、そのゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるポリスチレン換算の数平均分子量が3,000〜20,000で、その分子量の分布を示す分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が1.5以下であり、且つ、その酸価が30〜250mgKOH/gである上記いずれかのA−Bブロックコポリマー。 (4) The polymer block of A has a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3,000 to 20,000 in the gel permeation chromatography, and a dispersity indicating the molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight). Is any AB block copolymer having an acid value of 30 to 250 mgKOH / g.
(5)重合開始化合物を使用するリビングラジカル重合を利用して得られたものである上記いずれかのA−Bブロックコポリマー。
(6)前記リビングラジカル重合において、前記重合開始化合物の使用量が、重合開始化合物1molに対し、Bを形成するモノマーの全モル数が10〜150molである上記(5)に記載のA−Bブロックコポリマー。
(5) The AB block copolymer as described above, which is obtained by utilizing living radical polymerization using a polymerization initiating compound.
(6) In the living radical polymerization, the amount of the polymerization initiating compound used is AB as described in (5) above, wherein the total number of moles of monomers forming B is 10 to 150 mol with respect to 1 mol of the polymerization initiating compound. Block copolymer.
本発明は、別の実施形態として、
(7)上記いずれかに記載のA−Bブロックコポリマーの製造方法であって、少なくとも、重合開始化合物と触媒との存在下、リビングラジカル重合する工程を有し、該工程で使用する重合開始化合物が、ヨウ素又はヨウ素化合物の少なくともいずれかであり、該工程で使用する触媒が、ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物、イミド系化合物、フェノール系化合物、ジフェニルメタン系化合物及びシクロペンタジエン系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であり、かつ、その重合温度が30〜50℃であることを特徴とするA−Bブロックコポリマーの製造方法を提供する。
The present invention, as another embodiment,
(7) A method for producing an AB block copolymer according to any one of the above, comprising a step of living radical polymerization in the presence of at least a polymerization initiating compound and a catalyst, and the polymerization initiating compound used in the step Is at least one of iodine and iodine compound, and the catalyst used in the step is phosphorus halide, phosphite compound, phosphinate compound, imide compound, phenol compound, diphenylmethane compound and cyclopentadiene compound There is provided a method for producing an AB block copolymer, which is at least one compound selected from the group consisting of compounds and has a polymerization temperature of 30 to 50 ° C.
本発明は、別の実施形態として、
(8)顔料100部に対し、上記いずれかに記載のA−Bブロックコポリマーが10〜200部の範囲内で含有されてなることを特徴とする樹脂処理顔料組成物を提供する。
The present invention, as another embodiment,
(8) Provided is a resin-treated pigment composition characterized in that the AB block copolymer described above is contained within a range of 10 to 200 parts with respect to 100 parts of pigment.
さらに、本発明は、別の実施形態として上記樹脂処理顔料組成物の製造方法に関する下記の発明を提供する。
(9)上記の樹脂処理顔料組成物の製造方法であって、顔料の存在下、水系媒体にて、その分子中に、スルホン酸、スルホン酸アルカリ金属塩、スルホン酸アンモニウム塩およびスルホン酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも1個以上の構造部分を有する有機色素と、少なくともカルボキシ基を有するメタクリレートを構成成分としてなる(但し、構成成分としてアミノ基或いは第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを含む場合を除く)Aのポリマーブロックと、下記一般式(2)で表される第4級アンモニウム塩のメタクリレートを構成成分としてなるCのポリマーブロックとからなるA−Cブロックコポリマーを、脱ハロゲン化水素又は脱ハロゲン化アルカリ金属塩又は脱ハロゲン化アンモニウム塩又は脱ハロゲン化アミン塩のいずれかの反応をさせて、前記顔料を、前記Aのポリマーブロックと、その構成単位として、メタクリレートからなる、下記一般式(1)で表される、4級アンモニウムの窒素カチオンの対イオンとして、1個以上のスルホン酸イオンが結合している色素からなるイオン結合部分を有してなるBのポリマーブロックとからなるA−Bブロックコポリマーにて処理された顔料にすることを特徴とする樹脂処理顔料組成物の製造方法。
[式(1)及び(2)中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、式(1)中のDは有機色素分子を表し、式(2)中のY-はハロゲンイオンを表す。]
Furthermore, this invention provides the following invention regarding the manufacturing method of the said resin treatment pigment composition as another embodiment.
(9) A method for producing the above-mentioned resin-treated pigment composition, which comprises a sulfonic acid, an alkali metal sulfonate, an ammonium sulfonate, and an amine sulfonate in the molecule in an aqueous medium in the presence of the pigment. An organic dye having at least one structural portion selected from the group consisting of: and a methacrylate having at least a carboxy group as constituent components (however, including a methacrylate having an amino group or a quaternary ammonium base as a constituent component) Dehydrohalogenated AC block copolymer comprising polymer block A) and C polymer block comprising quaternary ammonium salt methacrylate represented by the following general formula (2) as a constituent component Or a dehalogenated alkali metal salt or dehalogenated ammonium salt or dehalogenated A pair of quaternary ammonium nitrogen cations represented by the following general formula (1), which is formed by reacting any of the amine salts, and comprising the polymer block of A and methacrylate as a structural unit of the pigment. A pigment treated with an AB block copolymer composed of a polymer block of B having an ion-binding portion composed of a dye having one or more sulfonate ions bound thereto as an ion A method for producing a resin-treated pigment composition.
[X in Formulas (1) and (2) represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents any one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. D in the formula (1) represents an organic dye molecule, and Y − in the formula (2) represents a halogen ion. ]
さらに、その好ましい実施形態として以下の発明を提供する。
(10)スルホン酸基を有する界面活性剤にて分散された顔料を有する水系溶媒中で、前記有機色素と、前記A−Cブロックコポリマーを反応させて、A−Bブロックコポリマーにて処理される顔料にする上記の樹脂処理顔料組成物の製造方法。
Furthermore, the following invention is provided as the preferable embodiment.
(10) The organic dye and the AC block copolymer are reacted in an aqueous solvent having a pigment dispersed with a surfactant having a sulfonic acid group, and then treated with an AB block copolymer. A method for producing the above-mentioned resin-treated pigment composition to be a pigment.
本発明は、別の実施形態として、下記の各発明を提供する。
(11)少なくとも、顔料と、上記のいずれかのA−Bブロックコポリマーとを含有してなることを特徴とする顔料分散体。
(12)上記のいずれかの樹脂処理顔料組成物の製造方法で得られた樹脂処理顔料組成物を分散してなることを特徴とする顔料分散体。
(13)上記(11)又は(12)に記載の顔料分散体を、水、有機溶剤及び重合性モノマーからなる群から選択される少なくとも1種の分散媒体に分散させてなることを特徴とする顔料分散液。
The present invention provides each of the following inventions as another embodiment.
(11) A pigment dispersion comprising at least a pigment and any one of the AB block copolymers described above.
(12) A pigment dispersion obtained by dispersing the resin-treated pigment composition obtained by any one of the above-described methods for producing a resin-treated pigment composition.
(13) The pigment dispersion described in (11) or (12) above is dispersed in at least one dispersion medium selected from the group consisting of water, an organic solvent, and a polymerizable monomer. Pigment dispersion.
以上の本発明によれば、本発明が提供する新規なA−Bブロックコポリマーにて処理された顔料を使用して得られる樹脂処理顔料組成物(着色剤)は、染料の発色性を兼ね備えた顔料及び顔料分散体とすることができ、水性の着色剤、特にインクジェットインク用の着色剤として使用した場合は、色相範囲の拡大、透明性やグロスの向上が期待でき、油性の着色剤、特にカラーフィルター用の着色剤に使用した場合は、高コントラスト性、高透明性、高耐熱性の付与が期待できる。また、本発明のA−Bブロックコポリマーで処理された顔料は、上記の色としての性能の向上だけでなく、Aのポリマーブロックが分散媒体に親和して相溶、溶解し、立体反発して、顔料の分散性を向上し、Bのポリマーブロックが顔料に著しく吸着しているので、分散剤であるA−Bブロックコポリマーが顔料から脱離することがないので、顔料の分散性と安定性が向上される。 According to the present invention as described above, the resin-treated pigment composition (colorant) obtained by using the pigment treated with the novel AB block copolymer provided by the present invention has dye coloring properties. Pigments and pigment dispersions can be used, and when used as an aqueous colorant, particularly as a colorant for inkjet inks, expansion of the hue range, improvement in transparency and gloss can be expected, and oily colorants, particularly When used as a colorant for color filters, high contrast, high transparency, and high heat resistance can be expected. In addition, the pigment treated with the AB block copolymer of the present invention not only improves the performance as the above-mentioned color, but also the polymer block of A is compatible with and dissolved in the dispersion medium, resulting in steric repulsion. Since the dispersibility of the pigment is improved and the polymer block of B is adsorbed to the pigment remarkably, the AB block copolymer as the dispersant is not detached from the pigment, so that the dispersibility and stability of the pigment Is improved.
また、本発明で提供する樹脂処理顔料組成物(以下、樹脂処理顔料とも記す)は、少なくとも分散媒体に添加して分散するだけで、容易に微粒子状に微分散できる。水性のインクジェットインクに使用した場合は、Aのポリマーはカルボキシ基を多く有していて、アルカリで中和して水可溶化しているので、吐出ヘッドでインクが乾燥した場合に必要な、他の液媒体にて容易に分散する再分散性を付与できる。加えて、本発明のA−Bブロックコポリマーは、Aのポリマーブロックは水に溶解しているが、Bのポリマーブロックは水に溶解しないので、A−Bブロックコポリマーは水中で、Aのポリマーブロックの粒子を形成し、実質水に溶解していない、すなわち、液媒体に溶解しているポリマーがないので、粘性の変化がなく、吐出安定性に優れる有用なものになる。 Further, the resin-treated pigment composition (hereinafter also referred to as resin-treated pigment) provided in the present invention can be easily finely dispersed into fine particles only by adding to and dispersing in a dispersion medium. When used in water-based inkjet inks, the polymer of A has many carboxy groups and is neutralized with water to make it water-soluble. The redispersibility which can be easily dispersed in the liquid medium can be provided. In addition, the AB block copolymer of the present invention is such that the AB block copolymer is in water, while the A polymer block is dissolved in water, but the B polymer block is not soluble in water. Therefore, there is no polymer dissolved in the liquid medium, that is, no polymer is dissolved in the liquid medium, so that the viscosity does not change and the discharge stability is useful.
また、本発明で提供するA−Bブロックコポリマーで処理した樹脂処理顔料をカラーフィルター用の着色剤として使用した場合は、Aのポリマーブロックがカルホギシ基を有しているので、アルカリ現像の際のアルカリ水溶液で容易にアルカリ溶解し、現像時間の短縮や画素のシャープ化などに優れる有用なものになる。 In addition, when the resin-treated pigment treated with the AB block copolymer provided in the present invention is used as a colorant for a color filter, the polymer block of A has a carbophysi group. It is easily dissolved in an alkali aqueous solution and is useful for shortening development time and sharpening pixels.
以下に、本発明を実施するための好ましい形態を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の色素ブロックコポリマーは、一方のポリマーブロックにカルボキシ基を有し(以下、Aのポリマーブロックとする)、もう一方のポリマーブロックに有機色素骨格をイオン結合によって存在させた(以下、Bのポリマーブロックとする)構造を有することを特徴としたA−Bブロックコポリマーである。上記構造を有するため、Aのポリマーブロックは分散媒体に相溶する性質を有し、一方のBのポリマーブロックは色素骨格を有し、発色する。このような構造を有する本発明の色素ブロックコポリマーで顔料を処理すると、Bのポリマーブロックが顔料に、吸着、被覆、堆積、カプセル化する作用をし、この結果、得られる処理顔料は、Aのポリマーブロックが分散媒体に溶解、相溶し、Bのポリマーブロックが顔料に吸着等する作用をすることで、顔料を容易に分散させることができ、分散性と保存安定性が高いものになる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments for carrying out the present invention.
The dye block copolymer of the present invention has a carboxy group in one polymer block (hereinafter referred to as A polymer block), and an organic dye skeleton is present in the other polymer block by ionic bonding (hereinafter referred to as B). It is an AB block copolymer characterized by having a structure (referred to as a polymer block). Since it has the above structure, the polymer block A has a property compatible with the dispersion medium, and the polymer block B has a dye skeleton and develops color. When the pigment is treated with the dye block copolymer of the present invention having such a structure, the polymer block of B acts to adsorb, coat, deposit, and encapsulate the pigment. The polymer block dissolves and dissolves in the dispersion medium, and the B polymer block acts to adsorb on the pigment, whereby the pigment can be easily dispersed, and the dispersibility and storage stability are high.
また、本発明の色素ブロックコポリマーで顔料を処理すると、Bのポリマーブロックに存在している有機色素骨格が著しく顔料に吸着する働きをし、前記した分散性と保存安定性を高める働きをし、さらに、顔料のみの発色性に色素ブロックコポリマーを構成している色素のもつ発色性を兼ね備えた新規の着色剤となる。すなわち、顔料の色相と色素の色相が加わることによって、インクジェットインクでは、色相範囲が広がり、カラーフィルター用着色剤では、透明性、コントラストが向上し、イオン成分を持つため、耐熱性も良好にすることができる。 Further, when the pigment is treated with the dye block copolymer of the present invention, the organic dye skeleton present in the polymer block of B serves to adsorb to the pigment remarkably, and functions to enhance the above-described dispersibility and storage stability. Furthermore, it becomes a novel colorant that combines the color developability of the pigment constituting the pigment block copolymer with the color developability of only the pigment. That is, by adding the hue of the pigment and the hue of the pigment, the hue range is widened in the inkjet ink, and the colorant for the color filter is improved in transparency and contrast, and has an ionic component, so that the heat resistance is also improved. be able to.
また、本発明の色素ブロックコポリマーは、既存の従来公知のスルホン酸基を有する色素と、カルボキシ基を有するAのポリマーブロックと、第4級アンモニウム塩を有するCのポリマーブロックを有するA−Cブロックコポリマーを混合するだけで、脱塩、イオン交換して、色素がBポリマーブロックにイオン結合してなる構造の、本発明のA−Bブロックコポリマーを容易に得ることができる。 Further, the dye block copolymer of the present invention is an AC block having an existing conventionally known dye having a sulfonic acid group, a polymer block of A having a carboxy group, and a polymer block of C having a quaternary ammonium salt. By simply mixing the copolymer, the AB block copolymer of the present invention having a structure in which the dye is ion-bonded to the B polymer block can be easily obtained by desalting and ion exchange.
上記したように本発明の色素ブロックコポリマーの製造では、既存の従来公知のスルホン酸基を有する色素を使用できるので、本発明のA−Bブロックコポリマーを得るために、特別に、色素に官能基を導入したり、新しい構造の色素分子を設計、開発したりする必要がないが、このことも工業生産をする上での極めて大きな特徴である。 As described above, in the production of the dye block copolymer of the present invention, since an existing conventionally known dye having a sulfonic acid group can be used, in order to obtain the AB block copolymer of the present invention, a functional group is specially added to the dye. It is not necessary to introduce or design and develop a dye molecule having a new structure, which is also a very important feature for industrial production.
また、本発明の色素ブロックコポリマーで処理された顔料は、そのAのポリマーブロックがカルボキシ基を有しているので、カルボキシ基をアルカリで中和することで、Aのポリマーブロックが水に溶解し、顔料を水中で分散することができる。加えて、この場合は、Aのポリマーブロックがアルカリで中和されているので、例えば、インクジェット用の着色剤にした場合は、この中和されたAのポリマーブロックが水溶解性を示すので、ヘッドで乾燥しても水系液媒体にて容易に再分散して、ヘッドの詰まりを防止することができる。 In addition, the pigment treated with the dye block copolymer of the present invention has a carboxy group in the polymer block of A. Therefore, the polymer block of A is dissolved in water by neutralizing the carboxy group with an alkali. The pigment can be dispersed in water. In addition, in this case, since the polymer block of A is neutralized with an alkali, for example, when the colorant for inkjet is used, the neutralized polymer block of A exhibits water solubility. Even if the head is dried, it can be easily redispersed with an aqueous liquid medium to prevent clogging of the head.
また、Aのポリマーブロックは、カルボキシ基を有しており且つ有機溶媒にも溶解するので、油性の着色剤としても使用でき、例えば、油性の着色剤としてカラーフィルター用の着色剤として使用した場合、前記したように良好な分散性と保存安定性を示す。これに加えて、カラーフィルターの製造時のアルカリ現像において、本発明を構成するAのポリマーブロックが中和され水に溶解するので、アルカリ現像性が良好であり、現像時間の短縮、画素のシャープなエッジを得ることができる。 In addition, the polymer block of A has a carboxy group and dissolves in an organic solvent, so it can be used as an oily colorant. For example, when used as a color filter colorant as an oily colorant. As described above, good dispersibility and storage stability are exhibited. In addition to this, in the alkali development at the time of manufacturing the color filter, the polymer block A constituting the present invention is neutralized and dissolved in water, so that the alkali developability is good, the development time is shortened, and the pixel sharpness is improved. Edge can be obtained.
また、本発明の色素ブロックコポリマーは、その一部にイオン結合によって存在させた色素の骨格を有するポリマーであるので、染料のように飛散性がなく、熱によって色素が揮発することがなく、塗膜などの表面に染料が浮き出てくるブリードアウトもない。 In addition, since the pigment block copolymer of the present invention is a polymer having a pigment skeleton that is partly present by ionic bonds, the pigment block copolymer does not scatter like a dye, and the pigment does not volatilize by heat. There is no bleed-out where the dye appears on the surface of the film.
また、本発明のA−Bブロックコポリマー、または、その中間体としてのA−Cブロックコポリマーを得る方法としては、リビングラジカル重合が適している。そのリビングラジカル重合は下記に挙げるように様々な方法があるが、下記の理由から、後述する重合開始化合物を使用するリビングラジカル重合を利用することが好ましい。例えば、ニトロキサイドを使用するNMP法、銅やルテニウムなどの金属錯体とハロゲン化物を利用する原子移動ラジカル重合法、ジチオカーバメートなどの硫黄化合物などを使用する可逆的付加解裂連鎖移動重合などがある。しかし、それぞれ問題がある。具体的には、NMP法は高温が必要であり、メタクリレート系モノマーの重合はうまくリビング重合できない、原子移動ラジカル重合は、その金属錯体を使用することと、その金属錯体はアミン化合物をリガンドとしているので、カルボキシル基を有するモノマーをそのまま重合できない、可逆的付加解裂型連鎖移動重合は、硫黄化合物を使用しているので臭気があるなどの問題がある。 Living radical polymerization is suitable as a method for obtaining the AB block copolymer of the present invention or the AC block copolymer as an intermediate thereof. There are various methods for the living radical polymerization as described below. For the following reasons, it is preferable to use living radical polymerization using a polymerization initiating compound described later. For example, there are an NMP method using nitroxide, an atom transfer radical polymerization method using a metal complex such as copper or ruthenium and a halide, and a reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization using a sulfur compound such as dithiocarbamate. But each has its own problems. Specifically, the NMP method requires a high temperature, and the polymerization of methacrylate monomers cannot be performed satisfactorily. Atom transfer radical polymerization uses the metal complex, and the metal complex uses an amine compound as a ligand. Therefore, reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization, which cannot polymerize a monomer having a carboxyl group as it is, has a problem that it has an odor because it uses a sulfur compound.
そこで、本発明で使用するブロックコポリマーの製造方法には、従来のラジカル重合において、重合開始化合物としてヨウ素化合物を使用し、必要に応じて触媒として活性なリン、窒素、酸素、炭素原子を持つ有機化合物を使用するリビングラジカル重合を適用する。その結果、容易に分子量分布(以下、PDIと記載する場合がある)が狭く、従来のラジカル重合で得られなかったブロックコポリマーを得ることができる。すなわち、分子量が均一なブロックコポリマーを得ることができる。このため、狭い分子量分布とブロックという構造の形成ができることから、得られるブロックコポリマーを、液媒体に溶解しやすいポリマー分子や、液媒体に溶解しづらいポリマー分子の混入がなく、性質が均一であり、且つ、明確に、カルボキシ基を有するポリマーブロックと色素骨格を有するポリマーブロックという構造に分離することができるので、本発明で使用するブロックコポリマーの製造に最適である。以下、本発明の色素ブロックコポリマーの構成を詳細に説明する。 Therefore, in the conventional method for producing a block copolymer used in the present invention, an iodine compound is used as a polymerization initiating compound in conventional radical polymerization, and an organic compound having active phosphorus, nitrogen, oxygen, and carbon atoms as a catalyst as necessary. Living radical polymerization using compounds is applied. As a result, a molecular weight distribution (hereinafter sometimes referred to as PDI) is easily narrow, and a block copolymer that cannot be obtained by conventional radical polymerization can be obtained. That is, a block copolymer having a uniform molecular weight can be obtained. For this reason, since a narrow molecular weight distribution and a structure called a block can be formed, the obtained block copolymer is not mixed with polymer molecules that are easily dissolved in a liquid medium or polymer molecules that are difficult to dissolve in a liquid medium, and the properties are uniform. In addition, since it can be clearly separated into a structure of a polymer block having a carboxy group and a polymer block having a dye skeleton, it is optimal for production of a block copolymer used in the present invention. Hereinafter, the constitution of the dye block copolymer of the present invention will be described in detail.
[A−Bブロックコポリマー]
本発明のA−Bブロックコポリマーは、90質量%以上がメタクリレート系モノマーで構成されてなるが、Aのポリマーブロックが、少なくともカルボキシ基を有するメタクリレートを構成成分としてなり(但し、構成成分としてアミノ基或いは第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを含む場合を除く)、Bのポリマーブロックが、その構成単位として、メタクリレートからなる、下記一般式(1)で表される、4級アンモニウムの窒素カチオンの対イオンとして、1個以上のスルホン酸イオンが結合している色素からなるイオン結合部分(以下、「色素含有メタクリレート」或いは「色素モノマー単位」と記す場合がある)を有してなることを特徴とする。
[AB block copolymer]
The AB block copolymer of the present invention is composed of 90% by mass or more of a methacrylate monomer, and the polymer block of A comprises a methacrylate having at least a carboxy group as a constituent component (however, an amino group as a constituent component). Or a quaternary ammonium nitrogen cation pair represented by the following general formula (1), in which the polymer block of B is composed of methacrylate as a structural unit. It is characterized by having an ion binding part (hereinafter referred to as “dye-containing methacrylate” or “dye monomer unit” in some cases) composed of a dye to which one or more sulfonate ions are bound as ions. To do.
[式中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、式中のDは、有機色素分子を表す。] [X in the formula represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. D in the formula represents an organic dye molecule. ]
本発明のA−Bブロックコポリマーは、メタクリレート系モノマーに由来する構成単位を90質量%以上含むことを要し、好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%からなるものである。後述するが、本発明のA−Bブロックコポリマーの好適な製造方法(重合方法)では、モノマーとしてメタクリレート系モノマーを用いることが特に好ましい。これに対し、後述する製造方法において、スチレン等のビニル系モノマー、アクリレート系モノマー、及びビニルエーテル系モノマーなどを用いた場合は、重合末端に結合したヨウ素が安定化し過ぎてしまい、解離させるのに加温する必要がある、或いは解離しないなどの不都合が生ずる可能性があるので好ましくない。このため、メタクリレート系モノマー以外のモノマーを多量に用いた場合は、本発明において目的とする特有の構造にならない、或いは分子量分布が広がってしまうなどの不具合が生ずる可能性がある。ただし、メタクリレート系モノマー以外のモノマーであっても、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で用いてもよい。 The AB block copolymer of the present invention needs to contain 90% by mass or more of a structural unit derived from a methacrylate monomer, preferably 95% by mass or more, and more preferably 100% by mass. As will be described later, in the preferred production method (polymerization method) of the AB block copolymer of the present invention, it is particularly preferable to use a methacrylate monomer as the monomer. In contrast, in the production method described later, when vinyl monomers such as styrene, acrylate monomers, and vinyl ether monomers are used, iodine bonded to the polymerization terminal is over-stabilized and added to the dissociation. This is not preferable because there is a possibility that inconveniences such as needing to be heated or not dissociating may occur. For this reason, when a large amount of monomers other than methacrylate monomers are used, there is a possibility that problems such as not having the target specific structure in the present invention or widening the molecular weight distribution may occur. However, even if it is monomers other than a methacrylate monomer, you may use it in the range which does not impair the objective of this invention as needed.
[Aのポリマーブロック]
その構成成分であるメタクリレート系モノマーとしては、Aのポリマーブロックには、少なくともカルボキシ基を有するメタクリレートを用いればよく、下記に挙げるような、カルボキシ基を有するメタクリレート系モノマーに由来する構成単位を含む。カルボキシ基が導入されたAのポリマーブロックは、アルカリで中和することでイオン化して水に溶解するようになる。このため、本発明のA−Bブロックコポリマーは、カラーフィルターの製造工程におけるアルカリ現像において好適に用いることができるし、水性分散において、Aのポリマーブロックが水に溶解して分散状態を取ることができるものになる。
[A polymer block]
As the methacrylate monomer that is a constituent component, the polymer block of A may be a methacrylate having at least a carboxy group, and includes structural units derived from a methacrylate monomer having a carboxy group, as listed below. The polymer block of A into which a carboxy group has been introduced is ionized by being neutralized with an alkali and dissolved in water. For this reason, the AB block copolymer of the present invention can be suitably used in alkali development in the production process of a color filter. In an aqueous dispersion, the polymer block of A can be dissolved in water to take a dispersed state. It will be possible.
上記Aのポリマーブロックの形成に好適に用いることができるカルボキシ基含有メタクリレート系モノマーの具体例としては、下記のものが挙げられる。例えば、メタクリル酸;メタクリル酸2−ヒドロキシエチルやメタクリル酸2−ヒドロキシプロピルなどの水酸基含有メタクリレートにフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マレイン酸、コハク酸、それらの酸無水物、酸クロライドなどの二塩基酸を反応して得られる二塩基酸やトリメリッ酸などの多カルボキシ化合物のハーフエステル型メタクリレート;グリシジルメタクリレートに前記した二塩基酸を反応させたエポキシエステル型メタクリレート;または、グリシジルメタクリレートのグリシジル基に1個のカルボキシル基を有する化合物、例えば酢酸、ラウリン酸などを反応させて得られる水酸基に、前記した二塩基酸を反応して得られるエポキシエステル型メタクリレートを使用することができる。さらには、A−Bブロックコポリマーとする過程において、Aのポリマーブロックにカルボキシ基を構成成分とせず、グリシジルメタクリレートを少なくとも構成成分として重合してブロックコポリマーを得た後、このグリシジル基にカルボキシ基を有する化合物、例えば、酢酸、アクリル酸やメタクリル酸を反応して得られる水酸基に前記した二塩基酸を反応させて、或いは、グリシジル基に2個以上のカルボキシ基を有する前記した二塩基酸などを反応させてカルボキシ基を生成して、上記に列挙したカルボキシ基含有メタクリレートで形成したと同様のAのポリマーブロックで構成されたA−Bブロックコポリマーとすることもでき、かかる形態のものも本発明に含まれる。 Specific examples of the carboxy group-containing methacrylate monomer that can be suitably used for forming the polymer block of A include the following. For example, methacrylic acid; hydroxyl group-containing methacrylates such as 2-hydroxyethyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate; dibasic acids such as phthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, maleic acid, succinic acid, their acid anhydrides, and acid chlorides Half-ester type methacrylate of polycarboxy compounds such as dibasic acid and trimellitic acid obtained by reacting epoxide; Epoxy ester type methacrylate obtained by reacting glycidyl methacrylate with dibasic acid as described above; or one glycidyl group of glycidyl methacrylate An epoxy ester methacrylate obtained by reacting a dibasic acid with a hydroxyl group obtained by reacting a compound having a carboxyl group such as acetic acid or lauric acid can be used. Furthermore, in the process of making the AB block copolymer, the polymer block of A is not made a carboxy group as a constituent component, and a glycidyl methacrylate is polymerized at least as a constituent component to obtain a block copolymer. A compound having, for example, the above-mentioned dibasic acid having two or more carboxy groups in the glycidyl group by reacting the dibasic acid with a hydroxyl group obtained by reacting acetic acid, acrylic acid or methacrylic acid A carboxy group can be produced by reaction to form an AB block copolymer composed of the same polymer block A as that formed with the carboxy group-containing methacrylate listed above. include.
Aのポリマーブロックの形成に用いるそれ以外のモノマー成分としては、従来公知のものを用いることができ、特に限定されない。具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−メチルプロパンメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、ベへニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、シクロデシルメタクリレート、シクロデシルメチルメタクリレート、トリシクロデシルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなどの(シクロ)アルキルメタクリレート;フェニルメタクリレート、ナフチルメタクリレートなどのアリールメタクリレート;アリルメタクリレートなどのアルケニルメタクリレート;(ポリ)エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノエチルエーテルメタクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノラウリルエーテルメタクリレート、(ポリ)プロピレングリコ−ルモノメチルエーテルメタクリレートなどのグリコールモノアルキルエーテル系メタクリレート; As other monomer components used for forming the polymer block of A, conventionally known monomers can be used, and are not particularly limited. Specific examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-methylpropane methacrylate, t-butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate. , Isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, tetradecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, behenyl methacrylate, isostearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, t-butylcyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, trimethylcyclohexyl methacrylate, cyclodecyl methacrylate (Cyclo) alkyl methacrylates such as cyclodecylmethyl methacrylate, tricyclodecyl methacrylate, and benzyl methacrylate; aryl methacrylates such as phenyl methacrylate and naphthyl methacrylate; alkenyl methacrylates such as allyl methacrylate; (poly) ethylene glycol monomethyl ether methacrylate, (poly) Glycol monoalkyl ether methacrylates such as ethylene glycol monoethyl ether methacrylate, (poly) ethylene glycol monolauryl ether methacrylate, (poly) propylene glycol monomethyl ether methacrylate;
(メタ)アクリロイロキシエチルイソシアネート、2−(2−イソシアナトエトキシ)エチルメタクリレートのイソシアネート基をε−カプロラクトン、MEKオキシム、及びピラゾールなどでブロックしたイソシアネート基含有メタクリレート;テトラヒドロフルフリルメタクリレート、などの環状メタクリレート;オクタフルオロオクチルメタクリレート、テトラフルオロエチルメタクリレートなどのハロゲン元素含有メタクリレート;2−(4−ベンゾキシ−3−ヒドロキシフェノキシ)エチルメタクリレート、2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロイロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールなどの紫外線を吸収するメタクリレート;トリメトキシシリル基やジメチルシリコーン鎖を持ったケイ素原子含有メタクリレートなどを挙げることができる。また、これらのモノマーを重合して得られるオリゴマーの片末端に(メタ)アクリル基を導入して得られるマクロモノマーなどを用いることができる。 (Meth) acryloyloxyethyl isocyanate, isocyanate group containing 2- (2-isocyanatoethoxy) ethyl methacrylate with isocyanate group blocked with ε-caprolactone, MEK oxime, pyrazole, etc .; cyclic such as tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc. Methacrylate; Halogen-containing methacrylates such as octafluorooctyl methacrylate and tetrafluoroethyl methacrylate; 2- (4-Benzoxy-3-hydroxyphenoxy) ethyl methacrylate, 2- (2′-hydroxy-5-methacryloyloxyethylphenyl)- 2H-benzotriazole and other UV-absorbing methacrylates; silicon atom-containing methacrylates with trimethoxysilyl groups and dimethylsilicone chains Or the like can be mentioned the door. Moreover, the macromonomer etc. which are obtained by introduce | transducing a (meth) acryl group into the one terminal of the oligomer obtained by superposing | polymerizing these monomers can be used.
但し、本発明の色素ブロックコポリマーを構成するAのポリマーブロックを形成するメタクリレート系モノマーに、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを用いてはならない。本発明では、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートは、Bのポリマーブロックの構成成分にのみ導入する。その理由は、Aのポリマーブロックの構成成分としてアミノ基や第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを用いると、顔料分散時に、Aのポリマーブロック及びBのポリマーブロックの両方が顔料に吸着してしまい、顔料を安定に分散させることができなくなってしまうからである。 However, methacrylate having an amino group or a quaternary ammonium base must not be used for the methacrylate monomer forming the polymer block A constituting the dye block copolymer of the present invention. In the present invention, the methacrylate having an amino group or a quaternary ammonium base is introduced only into the constituent component of the polymer block of B. The reason is that when a methacrylate having an amino group or a quaternary ammonium base is used as a constituent of the polymer block of A, both the polymer block of A and the polymer block of B are adsorbed to the pigment at the time of pigment dispersion. This is because the pigment cannot be stably dispersed.
本発明のA−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックの酸価は、30〜250mgKOH/gであることが好ましい。さらに、50〜200mgKOH/gであることがより好ましい。Aのポリマーブロックの酸価が上記した数値範囲内であると、例えば、カラーフィルターの製造工程におけるアルカリ現像に好適な成分として用いることができるし、アルカリで中和して水に溶解して分散することができる。これに対し、Aのポリマーブロックの酸価が30mgKOH/g未満であると、アルカリで中和した場合であっても溶解しない或いは溶解速度が遅くなるので好ましくない。一方、Aのポリマーブロックの酸価が250mgKOH/gを超えると、アルカリ現像においては、露光硬化部分の親水性までもが向上してしまって耐水性が低下してしまい、形成される画素が乱雑になってしまう恐れがあるし、耐水性が劣る場合があるので好ましくない。 The acid value of the polymer block A in the AB block copolymer of the present invention is preferably 30 to 250 mgKOH / g. Furthermore, it is more preferable that it is 50-200 mgKOH / g. When the acid value of the polymer block of A is within the above-mentioned numerical range, for example, it can be used as a component suitable for alkali development in the production process of a color filter, and it is neutralized with an alkali and dissolved in water and dispersed. can do. On the other hand, if the acid value of the polymer block of A is less than 30 mgKOH / g, it is not preferable because it does not dissolve or the dissolution rate becomes slow even when neutralized with alkali. On the other hand, when the acid value of the polymer block of A exceeds 250 mgKOH / g, the hydrophilicity of the exposed and hardened portion is improved in alkali development, resulting in a decrease in water resistance, and the formed pixels are random. This is not preferable because the water resistance may be inferior.
本発明のA−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるポリスチレン換算の数平均分子量(以下、Mnと記載する場合がある)が3,000〜20,000であることが好ましい。4,000〜15,000であることがさらに好ましい。Aのポリマーブロックの数平均分子量が3,000未満であると、Aのポリマーブロックの立体的反発が作用せず、安定性に欠ける恐れがあり、また、溶媒可溶性のポリマーブロックであるので、分子量が小さ過ぎると溶解性や相溶性に乏しくなる恐れがあるので好ましくない。一方、Aのポリマーブロックの数平均分子量が20,000を超えると、分散媒体に溶解又は相溶する部分が多くなるので、粘度が過度に上昇したり、現像性が低下したりする恐れがあるので好ましくない。 The polymer block of A of the AB block copolymer of the present invention has a polystyrene-reduced number average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as Mn) in a gel permeation chromatography of 3,000 to 20,000. preferable. More preferably, it is 4,000 to 15,000. If the number average molecular weight of the polymer block of A is less than 3,000, the steric repulsion of the polymer block of A does not act and there is a risk of lack of stability, and since it is a solvent-soluble polymer block, If it is too small, the solubility and compatibility may be poor, which is not preferable. On the other hand, when the number average molecular weight of the polymer block of A exceeds 20,000, the portion that dissolves or is compatible with the dispersion medium increases, so that the viscosity may increase excessively or the developability may decrease. Therefore, it is not preferable.
本発明のA−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックの分子量分布(PDI=重量平均分子量/数平均分子量、以下PDIと記す場合がある)は、1.5以下であることが好ましいが、1.4以下であることがさらに好ましい。後述する、本発明のA−Bブロックコポリマーの製造方法によれば、上記したような狭い分子量分布のA−Bブロックコポリマーを、設計にしたがって適宜に製造することができる。このAのポリマーブロックのPDIが1.5を超えると、数平均分子量が3,000未満の成分や、20,000を超える成分を多く含むことにつながるので、その安定性が低下したり、アルカリ現像に対する現像性が低下したり、粘度が過度に上昇したりする恐れがあるので好ましくない。本発明においては、上記数平均分子量(Mn)及び分子量分布(PDI)を、ポリスチレンを標準物質とするGPC(Gel Permeation Chromatography)にて測定した。以上が本発明のA−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックの構成である。 The molecular weight distribution of the polymer block A of the AB block copolymer of the present invention (PDI = weight average molecular weight / number average molecular weight, hereinafter sometimes referred to as PDI) is preferably 1.5 or less. More preferably, it is 4 or less. According to the method for producing an AB block copolymer of the present invention, which will be described later, an AB block copolymer having a narrow molecular weight distribution as described above can be appropriately produced according to the design. If the PDI of the polymer block of A exceeds 1.5, the number average molecular weight is less than 3,000, and many components exceeding 20,000 are included. This is not preferable because the developability with respect to development may decrease or the viscosity may increase excessively. In the present invention, the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (PDI) were measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) using polystyrene as a standard substance. The above is the constitution of the polymer block A of the AB block copolymer of the present invention.
[Bのポリマーブロック]
次に、Bのポリマーブロックについて説明する。Bのポリマーブロックは、その構成単位として、メタクリレートからなる、下記一般式(1)で表される、4級アンモニウムの窒素カチオンの対イオンとして、スルホン酸イオンが結合している色素からなるイオン結合部分を有してなる下記一般式(1)で表される部分を少なくとも含んでなる構成のものである。
[式中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、式中のDは、有機色素分子を表す。]
[B polymer block]
Next, the polymer block B will be described. The polymer block of B is composed of methacrylate as a structural unit, and is represented by the following general formula (1). The ionic bond is composed of a dye having a sulfonate ion bound as a counter ion of a quaternary ammonium nitrogen cation. It has a configuration including at least a portion represented by the following general formula (1).
[X in the formula represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. D in the formula represents an organic dye molecule. ]
一般式(1)中のXは任意の有機基であり、例えば、2価の炭素数1〜18のアルキレン基、アルケニレン基或いはアルキニレン基であり、または、水酸基、エステル基、ウレタン基、エーテル基などがそれらのアルキレン基、アルケニレン基或いはアルキニレン基基中に1個以上導入されている有機基、ポリアルキレン(炭素数2〜6)グリコール鎖である有機基であり、特に限定されない。一般式(1)中のR1、R2、R3は、同じでも異なっていてもよく、炭素数C1〜C18のアルキル基或いはベンジル基であり、第4級アンモニウム塩を構成する炭化水素系置換基である。 X in the general formula (1) is an arbitrary organic group, for example, a divalent alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenylene group or an alkynylene group, or a hydroxyl group, an ester group, a urethane group or an ether group. Are an alkylene group, an alkenylene group, an organic group having at least one introduced into the alkynylene group, or an organic group having a polyalkylene (2 to 6 carbon atoms) glycol chain, and is not particularly limited. R1, R2, and R3 in the general formula (1) may be the same or different, and are a C1-C18 alkyl group or a benzyl group, and are hydrocarbon substituents constituting a quaternary ammonium salt. is there.
一般式(1)中のDは有機色素分子であって、その第4級アンモニウムの窒素カチオンの対イオンであるスルホン酸イオンが1個以上結合している色素である。すなわち、本発明では、当該色素分子が、Bのポリマーブロック中にイオン結合によって存在している構造を有することを特徴としている。上記のDとしては、例えば、従来公知のスルホン酸基を有する酸性染料が該当するが、特に限定されず、アシッドレッド52、アシッドレッド92、アシッドレッド289、アシッドイエロー73等のキサンテン構造を有するもの、ソルベントグリーン7等のピラニン誘導体を有するもの、アシッドイエロー184等のクマリン誘導体を有するものが挙げられ、いずれも使用できる。これらに限定されず、その他、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、ピラゾロン誘導体、ベンジジン誘導体、フタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、アゾ系染料、ジスアゾ系染料及びジアミノスチルベンジスルホン酸誘導体等が挙げられ、様々なカラーインデックス番号のスルホン酸を有する染料、インクジェット用に開発されたスルホン酸基を有する染料などが挙げられる。 D in the general formula (1) is an organic dye molecule, which is a dye to which one or more sulfonate ions, which are counter ions of the quaternary ammonium nitrogen cation, are bonded. That is, the present invention is characterized in that the dye molecule has a structure existing in the polymer block of B by an ionic bond. Examples of D include conventionally known acidic dyes having a sulfonic acid group, but are not particularly limited, and have a xanthene structure such as Acid Red 52, Acid Red 92, Acid Red 289, and Acid Yellow 73. And those having a pyranine derivative such as Solvent Green 7 and those having a coumarin derivative such as Acid Yellow 184 can be used. Other than these, oxazole derivatives, thiazole derivatives, imidazole derivatives, imidazolone derivatives, pyrazolone derivatives, benzidine derivatives, phthalocyanine derivatives, quinacridone derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, azo dyes, disazo dyes and diaminostilbene disulfonic acid Examples thereof include dyes having a sulfonic acid having various color index numbers, and dyes having a sulfonic acid group developed for inkjet.
上記したように、本発明を構成するBのポリマーブロックは、メタクリレートで形成され、且つ、有機色素分子Dをその構造中にイオン結合によって存在させてなる構造を有する。Bのポリマーブロックの一般式(1)で表される部分(色素モノマー単位)の含有量は、本発明のA−Bブロックコポリマー中に、少なくとも、5〜40質量%の範囲で含有され、且つ、Bのポリマーブロック中に20〜80質量%の範囲で含有されたものであることが好ましい。すなわち、A−Bブロックコポリマー中におけるこの色素モノマー単位の含有量が、A−Bブロックコポリマー中に5質量%未満であると、色素の発色性、顔料との吸着性が発揮され難く、40質量%を超えると、色素の性質が強く、場合によっては液媒体に溶解できなくなるので好ましくない。より好ましくは、10〜30質量%である。また、Bのポリマーブロック中における色素モノマー単位の含有量が20%未満であると、顔料との吸着が弱まり、分散媒体に溶解してしまい、必要とする吸着作用が得られなかったり、目的とする色の特性が得られなかったりする恐れがあるので好ましくない。一方、80質量%を超えると、その場合は、色素分子を有する部分が多すぎて、Bのポリマーブロックが非常に硬い性質となってしまい、顔料から脱離した時にブツの発生になってしまう可能性があるので好ましくない。Bのポリマーブロック中における色素モノマー単位の含有量は、より好ましくは、30〜70質量%である。 As described above, the polymer block B constituting the present invention is formed of methacrylate and has a structure in which organic dye molecules D are present in the structure by ionic bonds. The content of the moiety (dye monomer unit) represented by the general formula (1) of the polymer block of B is contained in the AB block copolymer of the present invention in a range of at least 5 to 40% by mass, and , B is preferably contained in the polymer block in a range of 20 to 80% by mass. That is, when the content of the dye monomer unit in the AB block copolymer is less than 5% by mass in the AB block copolymer, the coloring property of the dye and the adsorptivity with the pigment are hardly exhibited, and 40% by mass. If it exceeds 50%, the properties of the dye are strong, and in some cases, the dye cannot be dissolved in the liquid medium, which is not preferable. More preferably, it is 10-30 mass%. Further, if the content of the dye monomer unit in the polymer block of B is less than 20%, the adsorption with the pigment is weakened and dissolved in the dispersion medium, and the necessary adsorption action cannot be obtained. This is not preferable because the color characteristics may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 80% by mass, in that case, there are too many portions having dye molecules, and the polymer block of B becomes very hard, resulting in generation of defects when detached from the pigment. This is not preferable because there is a possibility. The content of the dye monomer unit in the polymer block of B is more preferably 30 to 70% by mass.
Bのポリマーブロックを形成する場合は、必要に応じて、それ以外のモノマー成分を使用することができるが、その際のモノマーとしては従来公知のものを用いることができ、特に限定されない。具体的には、前記に挙げたようなメタクリレートが1種以上使用され、上記の色素モノマー単位の含有量が上記に述べた範囲になるように使用される。なお、本発明を構成するBのポリマーブロックを形成する場合には、カルボキシ基を含有するメタクリレートを構成成分としてもよい。前記したように、Aのポリマーブロックにこの色素含有メタクリレートが入ることは避けなければならないが、Bのポリマーブロックを形成する場合には、水への溶解性を出さない程度にカルボキシ基を有するメタクリレートが導入されていてもよい。使用する量としては、Bのポリマーブロックを形成するためのモノマー中に、0〜5質量%となる範囲内で使用することが好ましい。先に述べた理由から、いずれにしても、本発明では、明確に、Bのポリマーブロックにのみ、色素含有メタクリレートによって形成される色素モノマー単位が導入されていることを要する。 When forming the polymer block of B, other monomer components can be used if necessary, but conventionally known monomers can be used as the monomer, and are not particularly limited. Specifically, one or more of the above-mentioned methacrylates are used and used so that the content of the dye monomer unit is in the above-described range. In addition, when forming the polymer block of B which comprises this invention, it is good also considering the methacrylate containing a carboxy group as a structural component. As mentioned above, it is necessary to avoid the pigment-containing methacrylate from entering the polymer block of A. However, when forming the polymer block of B, the methacrylate having a carboxyl group to the extent that it does not exhibit solubility in water. May be introduced. The amount to be used is preferably in the range of 0 to 5% by mass in the monomer for forming the polymer block of B. For any reason, the present invention clearly requires that the dye monomer unit formed by the dye-containing methacrylate is introduced only into the polymer block B for any reason.
[A−Bブロックコポリマーの調製]
以上のような構成成分からなる本発明のA−Bブロックコポリマーは、Aのポリマーブロックを形成した後、一般式(1)で表される色素含有メタクリレートを別途調整して添加して、Bのポリマーブロックを形成すればよいが、より好ましくは、下記のように、A−Cブロックコポリマーを調製後に、該A−Cブロックコポリマーとスルホン酸基を有する色素とを反応させて製造することが好ましい。好ましいとした理由は、先に挙げた製造方法では、予め色素含有メタクリレートを合成しなくてはならないことによる、煩雑さやコスト等の不具合があり、また、A−Cブロックコポリマーとした後、スルホン酸を有する色素を反応させた方が、複数の工程を経る必要がないためである。
[Preparation of AB Block Copolymer]
The AB block copolymer of the present invention composed of the components as described above, after forming the polymer block of A, separately adjusting and adding the dye-containing methacrylate represented by the general formula (1), A polymer block may be formed, but more preferably, it is preferably produced by reacting the AC block copolymer with a dye having a sulfonic acid group after preparing the AC block copolymer as described below. . The reason for the preference is that the above-described production methods have problems such as complexity and cost due to the fact that the dye-containing methacrylate must be synthesized in advance, and after making the AC block copolymer, sulfonic acid This is because it is not necessary to go through a plurality of steps when the dye having a color is reacted.
(A−Cブロックコポリマーの調製)
本発明のA−Bブロックコポリマーを得るために用いるA−Cブロックコポリマーは、前記したAのポリマーブロックと、一般式(2)で表される第4級アンモニウム塩のメタクリレートを構成成分としてなるCのポリマーブロックとから容易に得られる。
[式中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、Y-は、ハロゲンイオンを表す。]
(Preparation of AC block copolymer)
The AC block copolymer used to obtain the AB block copolymer of the present invention is a C block comprising the above-described polymer block of A and a quaternary ammonium salt methacrylate represented by the general formula (2) as constituent components. Easily obtained from the polymer block.
[X in the formula represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. Y − represents a halogen ion. ]
一般式(2)で表される第4級アンモニウム塩を有するメタクリレートは従来公知のものであって、一般式(2)中のX、R1〜R3は、先に一般式(1)についての説明でしたものと同様である。一般式(2)中のY-はハロゲンイオンであって、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンであり、これらのうちの少なくとも1種が使用される。 The methacrylate having the quaternary ammonium salt represented by the general formula (2) is conventionally known, and X and R1 to R3 in the general formula (2) are the explanations for the general formula (1). It is the same as that. Y − in the general formula (2) is a halogen ion, which is a chlorine ion, a bromine ion, or an iodine ion, and at least one of these is used.
上記した第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレート系モノマーとしては、従来公知のものを挙げることができ、第3級アミノ基のハロゲン化物塩であり、具体的には、2−ジメチルアミノエチルメタクリレート、2−ジエチルアミノエチルメタクリレート、2−ジブチルアミノエチルメタクリレート、2−ジシクロヘキシルアミノエチルメタクリレートなどを挙げることができ、それらに、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、ベンジルクロライド、ラウリルクロライドなどの従来公知の第4級アンモニウ形成材料にてアミノ基が4級化されている第4級アンモニウム塩基含有メタクリレートである。より具体的には、例えば、メタクリル酸ベンジルジメチルアンモニウムクロライドエチル、メタクリル酸トリメチルアンモニウムクロライドエチルなどが挙げられる。 Examples of the above-mentioned methacrylate monomers having a quaternary ammonium base include conventionally known monomers, which are halide salts of tertiary amino groups, specifically 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 2 -Diethylaminoethyl methacrylate, 2-dibutylaminoethyl methacrylate, 2-dicyclohexylaminoethyl methacrylate, A quaternary ammonium base-containing methacrylate in which an amino group is quaternized with a quaternary ammonia-forming material. More specifically, for example, benzyldimethylammonium chloride ethyl methacrylate, trimethylammonium chloride ethyl methacrylate and the like can be mentioned.
上記に加えて、第4級アンモニウム塩を有するメタクリレートによって形成される部分を有するCのポリマーブロックへの導入は、Aのポリマーブロックを形成した後、上記した第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを重合してCのポリマーブロックを形成してもよいし、Aのポリマーブロックを形成した後、第3級のアミノ基を有するメタクリレート系モノマーを用いて、アミノ基を有するポリマーブロックを調製した後、このアミノ基に有機ハロゲン化物を反応させて第4級アンモニウム塩を生成させて、本発明のA−Cブロックコポリマーとしてもよい。または、Aのポリマーブロックを形成後、ハロゲン化アルキル基を有するメタクリレートを重合してポリマーブロックを形成した後、アミン化合物を反応させて、Cのポリマーブロックに含まれる第4級アンモニウム塩としてもよい。 In addition to the above, the introduction of C into the polymer block having a portion formed by a methacrylate having a quaternary ammonium salt forms a polymer block of A and then polymerizes the methacrylate having the quaternary ammonium base described above. The polymer block of C may be formed, or after the polymer block of A is formed, a polymer block having an amino group is prepared using a methacrylate monomer having a tertiary amino group. An amino halide may be reacted with an organic halide to form a quaternary ammonium salt, thereby obtaining the AC block copolymer of the present invention. Alternatively, after forming a polymer block of A, a methacrylate block having a halogenated alkyl group is polymerized to form a polymer block, and then an amine compound is reacted to form a quaternary ammonium salt contained in the polymer block of C. .
前記ハロゲン化アルキル基を有するメタクリレートとしては、例えば、2−クロロエチルメタクリレート、2−ブロモ−プロピルメタクリレート、1−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどが挙げられるが、これらに特に限定されない。また、前記アミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチルラウリルアミンなどが使用されるが、これらに特に限定されない。また、その反応は従来公知の方法を用いることができる。この含量は、前記したA−BブロックコポリマーのBのポリマーブロックに含まれる一般式の色素結合モノマーの含有量になるように調整される。 Examples of the methacrylate having a halogenated alkyl group include 2-chloroethyl methacrylate, 2-bromo-propyl methacrylate, 1-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate and the like, but are not particularly limited thereto. Examples of the amine compound include trimethylamine, triethylamine, dimethylbenzylamine, and dimethyllaurylamine, but are not particularly limited thereto. For the reaction, a conventionally known method can be used. This content is adjusted so as to be the content of the dye-binding monomer of the general formula contained in the B polymer block of the AB block copolymer.
このA−Cブロックコポリマーは、モノマー組成によって一概に言えないが、Aのポリマーブロックはカルボキシ基が中和されていないと水に不溶であるが、Cのポリマーブロックは第4級アンモニウム塩を含有するので、本発明で使用するA−Cブロックコポリマーは、水に添加すると、Aのポリマーブロックが微粒子となり、Bのポリマーが水に親和性が高いので溶解し、A−Cブロックコポリマーは、微粒子状に微分散、乳化する。 This A-C block copolymer cannot be generally specified by the monomer composition, but the polymer block of A is insoluble in water unless the carboxy group is neutralized, but the polymer block of C contains a quaternary ammonium salt. Therefore, when the AC block copolymer used in the present invention is added to water, the polymer block of A becomes fine particles, and the polymer of B dissolves because of its high affinity for water. Is finely dispersed and emulsified.
このA−Cブロックコポリマーを使用して、前記したスルホン酸基を有する色素と、第4級アンモニウム塩との塩交換によって、一般式(1)で表される部分(色素モノマー単位)が導入され、A−Bブロックコポリマーとすることができる。その際に使用する色素は前記した通りであるが、スルホン酸基としては、1個以上含有していればよく、例えば、スルホン酸、又はスルホン酸アルカリ金属塩又はスルホン酸アンモニウム塩、スルホン酸アミン塩として結合している色素を使用し、A−Cブロックコポリマーと反応させると、脱ハロゲン化水素又は脱ハロゲン化アルカリ金属塩又は脱ハロゲン化アンモニウム塩又は脱ハロゲン化アミン塩のいずれかの反応が起こり、塩交換する。この反応は従来公知の方法がとられ、特に限定はなく、水、アルコール、グリコール系溶媒、アミド系溶媒など1種以上、染料を溶解する極性の高い溶媒が使用される。特に好ましくは、水であり、50質量%以上使用される。本発明のA−Cブロックコポリマーは、前記したように水に微粒子状に分散、乳化するので、染料の水溶液にA−Cブロックコポリマーの水溶液や水可溶性の溶媒溶液を添加して反応させることができる。また条件としては、室温での反応や加温して反応される。また、反応時の染料の濃度は特に限定はないが、好ましくは、10質量%以下の濃度にして反応させることが好ましい。 Using this AC block copolymer, the moiety represented by the general formula (1) (pigment monomer unit) was introduced by salt exchange between the above-described dye having a sulfonic acid group and a quaternary ammonium salt. , AB block copolymer. The dye used in this case is as described above, and the sulfonic acid group may contain at least one, for example, sulfonic acid, sulfonic acid alkali metal salt or ammonium sulfonic acid salt, sulfonic acid amine. When a dye bonded as a salt is used and reacted with an AC block copolymer, the reaction of either a dehalogenated or dehalogenated alkali metal salt or a dehalogenated ammonium salt or a dehalogenated amine salt is obtained. Occur and salt exchange. For this reaction, a conventionally known method can be used, and there is no particular limitation. One or more solvents such as water, alcohol, glycol solvent, amide solvent, and the like that have high polarity for dissolving the dye are used. Particularly preferred is water, which is used in an amount of 50% by mass or more. Since the AC block copolymer of the present invention is dispersed and emulsified in water in the form of fine particles as described above, an aqueous solution of the AC block copolymer or a water-soluble solvent solution can be added to the aqueous dye solution and reacted. it can. Moreover, as conditions, it reacts by reaction at room temperature or heating. The concentration of the dye during the reaction is not particularly limited, but the reaction is preferably carried out at a concentration of 10% by mass or less.
また、このスルホン酸を有する色素と、A−Cブロックコポリマーに含まれる第4級アンモニウム塩の反応性比については、特に限定されない。色素のモル数を第4級塩よりも多くすることで、確実にBのポリマーブロックのアンモニウム塩に色素が反応するし、逆に第4級アンモニウム塩が過剰の場合は、第4級アンモニウム塩が残るが、使用された色素が確実に反応して導入されるし、当モルでも余る可能性もあるが、本発明を形成するBのポリマーブロックになるように反応させる。好ましくは、過剰の色素があった場合は、コストの問題、工程で出る廃液処理の観点から適切であるとは言い難いので、色素分子モル数に対する第4級塩のモル数が、等倍以上1.5倍以下となるようにするとよい。第4級塩が過剰に残ると、水性分散に使用した場合は、Bのポリマーブロックが水に溶解してしまう恐れがある。しかし、油性分散の場合は特に問題はない。加えて、本発明では、色素として、1個以上のスルホン酸基を有する色素を使用するが、2個以上の場合は、すべてのスルホン酸基とA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩を反応させる必要はなく、その色素分子に含まれるスルホン酸1個が確実に第4級アンモニウム塩と反応すればよい。 Further, the reactivity ratio between the sulfonic acid-containing dye and the quaternary ammonium salt contained in the AC block copolymer is not particularly limited. By making the number of moles of the dye larger than that of the quaternary salt, the dye surely reacts with the ammonium salt of the polymer block of B. Conversely, when the quaternary ammonium salt is excessive, the quaternary ammonium salt However, the used dye is surely reacted and introduced, and even if it is an equimolar amount, it is allowed to react, so that it becomes a polymer block of B forming the present invention. Preferably, when there is an excessive amount of dye, it is difficult to say that it is appropriate from the viewpoint of cost problems and treatment of waste liquid generated in the process. It should be 1.5 times or less. If the quaternary salt remains excessively, the polymer block of B may be dissolved in water when used for aqueous dispersion. However, there is no particular problem in the case of oil dispersion. In addition, in the present invention, a dye having one or more sulfonic acid groups is used as the dye. When two or more dyes are used, all the sulfonic acid groups and the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer are used. There is no need to react, and it is only necessary that one sulfonic acid contained in the dye molecule reacts with the quaternary ammonium salt.
次に、A−Bブロックコポリマー及びA−Cブロックコポリマーの分子量について説明する。本発明のA−Bブロックコポリマーを構成するAのポリマーブロックの分子量は、前記した通りである。このAのポリマーブロックの好適な分子量については、A−Bブロックコポリマーを得るために経由するA−Cブロックコポリマーにおいても同様である。これらのブロックコポリマー全体の数平均分子量は、特に限定はないが、上記のBのポリマーブロックの含有量の範囲で得られる分子量である。本発明のA−Bブロックコポリマー及び、これを得るために使用するA−Cブロックコポリマーの数平均分子量は、従来公知のGPCでは正確に測定ができない。その理由は、両性のカルボキシ基と第4級アンモニウム塩、色素を有しているので、カルボキシ基が吸着しないカラムが装着されたGPCを使用した場合は、第4級アンモニウム塩が吸着されてしまって測定ができず、第4級アンモニウム塩が測定できるカラムで測定した場合は、カルボキシ基を有するポリマーが吸着してしまって測定ができず、いずれの場合も正確な分子量を得ることができない。A−Bブロックコポリマーとする前のAのポリマーブロックのみ測定が可能である。 Next, the molecular weights of the AB block copolymer and the AC block copolymer will be described. The molecular weight of the polymer block A constituting the AB block copolymer of the present invention is as described above. The preferable molecular weight of the polymer block A is the same in the AC block copolymer that is passed through to obtain the AB block copolymer. The number average molecular weight of these block copolymers as a whole is not particularly limited, but is a molecular weight obtained in the range of the content of the polymer block B described above. The number average molecular weight of the AB block copolymer of the present invention and the AC block copolymer used for obtaining the AB block copolymer cannot be accurately measured by a conventionally known GPC. The reason is that amphoteric carboxy groups, quaternary ammonium salts and dyes are used, so when GPC equipped with a column that does not adsorb carboxy groups is used, quaternary ammonium salts are adsorbed. When the measurement is performed with a column capable of measuring a quaternary ammonium salt, the polymer having a carboxy group is adsorbed and cannot be measured, and in any case, an accurate molecular weight cannot be obtained. Only the polymer block of A prior to the AB block copolymer can be measured.
そこで、上記のように分子量による規定ができないため、Bの分子量を規定できるように以下の限定をする。本発明ではブロックコポリマーの製造にリビングラジカル重合方法を利用するが、このリビングラジカル重合とは、一般に、ラジカルとして解離しやすい基を有する重合開始化合物を使用する。例えば、この重合開始化合物をR−Xとすると、リビングラジカル重合は、一般式として以下の反応式(1)で表される。 Therefore, since the molecular weight cannot be defined as described above, the following limitation is made so that the molecular weight of B can be defined. In the present invention, a living radical polymerization method is used for the production of the block copolymer. In general, the living radical polymerization uses a polymerization initiating compound having a group that is easily dissociated as a radical. For example, when this polymerization initiating compound is R—X, the living radical polymerization is represented by the following reaction formula (1) as a general formula.
上記のR−Xは、熱や光、触媒によって、Xが脱離し、Rのラジカルができ、そのRのラジカルにモノマーが1分子挿入される。仮に、例えば、この状態で通常のラジカル重合だったとすると、そのまま連鎖移動してモノマーが挿入され、最終的にはラジカルが停止反応で死んでしまい、また、ラジカルの寿命が短いためにその連鎖移動を制御できず、その場合に得られるポリマーは、分子量が小さいものから大きいものまででき、分子量の分布が広いものとなってしまう。これに対し、リビングラジカル重合では、前記の式において反応は左に偏っており、モノマーが挿入されるとXが直ぐに付加して安定化させるのでモノマーの挿入が停止し、停止反応が起こらない。次いで、再び、熱や光、触媒によってXが外れ、且つ、Xが脱離して末端にラジカルが生成し、モノマーが挿入され、再びXが結合して安定化する。そして、そのラジカルが生成するのは確立論的に均一であることから、分子量が揃う結果となる。加えて、その重合開始化合物が重合の開始点となり、そこから分子が伸びていくので、この重合開始化合物の量で分子量をコントロールすることができる。 In the above R-X, X is eliminated by heat, light, or a catalyst to form an R radical, and one monomer is inserted into the R radical. For example, if it was normal radical polymerization in this state, the chain transfer was carried out as it was, the monomer was inserted, and eventually the radical died in the termination reaction, and because the radical lifetime was short, the chain transfer In this case, the polymer obtained can be from a small molecular weight to a large polymer, and the molecular weight distribution is wide. On the other hand, in the living radical polymerization, the reaction is biased to the left in the above formula, and when the monomer is inserted, X is immediately added and stabilized, so that the monomer insertion is stopped and no termination reaction occurs. Next, X is removed again by heat, light, or a catalyst, and X is desorbed to generate a radical at the terminal, a monomer is inserted, and X is bonded again to be stabilized. And since the radicals are generated in an ideologically uniform manner, the molecular weight is uniform. In addition, the polymerization initiating compound serves as a polymerization starting point, and the molecules extend from there, so that the molecular weight can be controlled by the amount of the polymerization initiating compound.
本発明では、このリビングラジカル重合を利用し、且つ、重合開始化合物と、重合に用いるモノマー類を構成しているラジカル重合性基であるメタクリレートを使用するが、Aのポリマーブロックは前記した分子量となるように、Aのポリマーブロックを構成するメタクリレート量を調整する。しかし、Bのポリマーブロックは、前記したように分子量か測定できないので、その開始化合物1molに対して、Bのポリマーブロックを形成するメタクリレートのモル量を規定する。すなわち、本発明では、重合開始化合物1molに対し、Bのポリマーブロックを形成するモノマーの全モル数が10〜150molである。この範囲でBのポリマーブロックの量が調整され、前記した色素含有モノマーのBのポリマーブロックに含まれる質量%と合わせて調整される。10molよりも少ないと、Bのポリマーブロックの分子量が小さくなり過ぎてしまい、顔料との親和性が発揮できず、150molより多いと分子量が大きくなり過ぎてしまい、顔料の多粒子間での吸着などが生じ、微分散できない可能性がある。好ましくは、Bの開始化合物1molに対し、20molから100molである。これは、前記したが、この分子量については、A−Bブロックコポリマーを得るために用いるA−Cブロックコポリマーについても同様である。 In the present invention, this living radical polymerization is used, and a polymerization initiating compound and a methacrylate which is a radical polymerizable group constituting monomers used for polymerization are used. The polymer block of A has the molecular weight described above. Thus, the amount of methacrylate constituting the polymer block of A is adjusted. However, since the molecular weight of the polymer block of B cannot be measured as described above, the molar amount of methacrylate forming the polymer block of B is defined with respect to 1 mol of the starting compound. That is, in the present invention, the total number of moles of the monomers forming the B polymer block is 10 to 150 mol with respect to 1 mol of the polymerization initiating compound. The amount of the polymer block of B is adjusted in this range, and is adjusted together with the mass% contained in the polymer block of B of the dye-containing monomer described above. When the amount is less than 10 mol, the molecular weight of the polymer block of B becomes too small, and the affinity with the pigment cannot be exhibited. May occur and fine dispersion may not be possible. Preferably, it is 20 mol to 100 mol with respect to 1 mol of the starting compound of B. As described above, this molecular weight is the same for the AC block copolymer used for obtaining the AB block copolymer.
また、本発明のブロックコポリマーは、リビングラジカル重合によって得られるが、特に好ましくは、以下の製造方法で得るとよい。この方法は、前記したA−Bブロックコポリマー或いはA−Cブロックコポリマーを得る方法であって、具体的には、重合開始化合物と触媒との存在下、リビングラジカル重合する工程を有し、該工程で使用する重合開始化合物が、ヨウ素又はヨウ素化合物の少なくともいずれかであり、該工程で使用する触媒が、ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物、イミド系化合物、フェノール系化合物、ジフェニルメタン系化合物及びシクロペンタジエン系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であり、且つ、その重合温度が30〜50℃であることを特徴とする。 The block copolymer of the present invention can be obtained by living radical polymerization, and particularly preferably, it is obtained by the following production method. This method is a method for obtaining the above-mentioned AB block copolymer or AC block copolymer, and specifically includes a step of living radical polymerization in the presence of a polymerization initiating compound and a catalyst. The polymerization initiating compound used in is at least one of iodine and iodine compound, and the catalyst used in this step is phosphorus halide, phosphite compound, phosphinate compound, imide compound, phenol compound, diphenylmethane And at least one compound selected from the group consisting of a cyclopentadiene compound and a polymerization temperature of 30 to 50 ° C.
先にも述べたように、リビングラジカル重合としては、様々な方法が発明されており、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)、銅、ルテニウム、ニッケル、鉄等の重金属と、これらの重金属と錯体を形成するリガンドとを使用し、ハロゲン化合物を開始化合物として用いて重合する原子移動ラジカル重合(Atom transfer radical polymerization:ATRP法)、ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等を開始化合物として使用するとともに、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開裂型連鎖移動重合(Reversible addition- fragmentation chain transfer:RAFT法)及びMADIX法(Macromolecular Design via Interchange of Xanthate)、有機テルル、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等の重金属を用いる方法(Degenerative transfer:DT法)などが挙げられる。これらの方法も重合開始化合物を用いており、本発明に適応することができる。 As described above, various methods have been invented for living radical polymerization, such as nitroxide mediated polymerization (NMP method) utilizing dissociation and bonding of amine oxide radicals, copper, ruthenium, nickel, Atom transfer radical polymerization (ATRP method), dithiocarboxylic acid ester or xanthate using heavy metals such as iron and ligands that form complexes with these heavy metals and using halogen compounds as starting compounds Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT method) and MADIX method (Macromolecular Design via), using compounds as starting compounds and polymerizing using addition polymerizable monomers and radical initiators Interchange of Xanthate), organic tellurium, organic bismuth, Machine antimony, antimony halides, organic germanium, a method of using a heavy metal such as germanium halide (Degenerative transfer: DT method). These methods also use a polymerization initiating compound and can be applied to the present invention.
しかしながら、上記に挙げた方法はいずれも、下記に述べるように、本発明のA−Bブロックコポリマーを得るには最適とは言い難いと言う問題がある。例えば、NMP法では、テトラメチルピペリジンオキシドラジカルなどのアミンオキシドを使用するが、100℃以上の高温条件下で重合することが必要とされるし、メタクリレート系モノマーを用いた場合には、重合が進行しないといった問題もある。 However, each of the above-mentioned methods has a problem that it is difficult to say that it is optimal for obtaining the AB block copolymer of the present invention as described below. For example, in the NMP method, an amine oxide such as a tetramethylpiperidine oxide radical is used, but it is necessary to polymerize under a high temperature condition of 100 ° C. or higher. There is also a problem of not progressing.
また、ATRP法では、重金属を使用する必要があるし、酸化還元を伴う重合方法なので、酸素の除去が必要であるし、アミン化合物をリガンドとして錯体を形成させて重合する方法では、重合系に酸性物質が存在すると錯体の形成が阻害されてしまうので、酸基を有する付加重合性モノマーをそのまま重合させることは困難である。保護基で酸基を保護したモノマーを重合し、重合後に保護基を脱離させる必要があるが、煩雑であり、酸基をポリマーブロックに導入することは容易なことではない。 In addition, in the ATRP method, it is necessary to use a heavy metal, and since it is a polymerization method involving redox, it is necessary to remove oxygen, and in the method of polymerizing by forming a complex using an amine compound as a ligand, If an acidic substance is present, the formation of the complex is inhibited, so that it is difficult to polymerize the addition polymerizable monomer having an acid group as it is. Although it is necessary to polymerize the monomer which protected the acid group with the protecting group and to remove the protecting group after the polymerization, it is complicated and it is not easy to introduce the acid group into the polymer block.
RAFT法及びMADIX法では、先ず、ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物などの特殊な化合物が必要であり、これらは硫黄系の化合物であるので、得られるポリマーには硫黄系の不快な臭気が残りやすく、着色されている場合もある。このため、得られたポリマーから臭気や着色を除去する必要がある。メタクリレート系モノマーの重合もうまくいかない場合がある。また、そのジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物などの硫黄エステルはアミノ基で分解する可能性があり、ポリマーが低分子量化したり、硫黄臭が発生したりする。 In the RAFT method and the MADIX method, first, special compounds such as a dithiocarboxylic acid ester and a xanthate compound are required. Since these are sulfur-based compounds, an unpleasant sulfur-based odor tends to remain in the obtained polymer. Sometimes it is colored. For this reason, it is necessary to remove an odor and coloring from the obtained polymer. Polymerization of methacrylate monomers may not be successful. In addition, sulfur esters such as dithiocarboxylic acid esters and xanthate compounds may be decomposed by amino groups, resulting in a polymer having a low molecular weight or a sulfur odor.
さらに、DT法では、ATRP法と同様に重金属を使用する必要がある。このため、得られたポリマーから重金属を除去する必要があるとともに、発生した重金属を含む排水を浄化しなければならないといった問題がある。 Further, in the DT method, it is necessary to use heavy metals as in the ATRP method. For this reason, there is a problem that it is necessary to remove heavy metals from the obtained polymer and to purify waste water containing the generated heavy metals.
そのような状況下で、本発明で使用される重合方法は、重金属化合物の使用が必須でなく、ポリマーの精製が必須でなく、特殊な化合物を合成する必要がなく、市場にある比較的安価な材料を用いるだけで容易に製造することができる。また、重合条件が穏和であり、従来のラジカル重合方法と同様の条件で重合することができる方法であり、特筆すべきは、カルボキシ基やリン酸基などを有するモノマーをそのままリビングラジカル重合できるところにある。 Under such circumstances, the polymerization method used in the present invention does not require the use of heavy metal compounds, does not require purification of the polymer, does not require the synthesis of special compounds, and is relatively inexpensive on the market. It can be easily manufactured by using a simple material. In addition, the polymerization conditions are mild, and the polymerization can be performed under the same conditions as the conventional radical polymerization method. It should be noted that a monomer having a carboxy group or a phosphate group can be directly subjected to living radical polymerization. It is in.
具体的には、本発明のA−Bブロックコポリマーの製造方法では、重合開始化合物及び触媒の存在下、メタクリレート系モノマーを含有するモノマー成分をリビングラジカル重合する工程(重合工程)を含むことを特徴とする。そして、重合開始化合物が、ヨウ素とヨウ素化合物の少なくともいずれかである。本発明で採用するこのリビングラジカル重合では、様々な官能基が使用できる。 Specifically, the method for producing an AB block copolymer of the present invention includes a step of living radical polymerization of a monomer component containing a methacrylate monomer (polymerization step) in the presence of a polymerization initiating compound and a catalyst. And The polymerization initiating compound is at least one of iodine and an iodine compound. In this living radical polymerization employed in the present invention, various functional groups can be used.
重合工程では、ヨウ素とヨウ素化合物の少なくともいずれかを重合開始化合物として使用して、メタクリレート系モノマーを含有するモノマー成分をリビングラジカル重合によって重合する工程である。重合開始化合物として用いられるヨウ素やヨウ素化合物に熱や光を与えると、ヨウ素ラジカルが解離する。そして、ヨウ素ラジカルが解離した状態でモノマーが挿入された後、直ちにヨウ素ラジカルがポリマー末端ラジカルと再度結合して安定化し、停止反応を防止しながら重合反応が進行する。 In the polymerization step, at least one of iodine and an iodine compound is used as a polymerization initiating compound, and a monomer component containing a methacrylate monomer is polymerized by living radical polymerization. When heat or light is applied to iodine or iodine compound used as a polymerization initiating compound, iodine radicals are dissociated. Then, after the monomer is inserted in a state in which the iodine radical is dissociated, the iodine radical is immediately bonded again to the polymer terminal radical and stabilized, and the polymerization reaction proceeds while preventing the termination reaction.
ヨウ素化合物の具体例としては、2−アイオド−1−フェニルエタン、1−アイオド−1−フェニルエタンなどのアルキルヨウ化物;2−シアノ−2−アイオドプロパン、2−シアノ−2−アイオドブタン、1−シアノ−1−アイオドシクロヘキサン、2−シアノ−2アイオド−2,4−ジメチルペンタン、2−シアノ−2−アイオド−4−メトキシ−2,4−ジメチルペンタンなどのシアノ基含有ヨウ化物などを挙げることができる。 Specific examples of the iodine compound include alkyl iodides such as 2-iodo-1-phenylethane and 1-iodo-1-phenylethane; 2-cyano-2-iodopropane, 2-cyano-2-iodobutane, 1 Cyano group-containing iodides such as cyano-1-iodocyclohexane, 2-cyano-2iodo-2,4-dimethylpentane, 2-cyano-2-iodo-4-methoxy-2,4-dimethylpentane, etc. Can be mentioned.
これらのヨウ素化合物は、市販品をそのまま使用してもよいが、従来公知の方法で調製したものを使用することもできる。例えば、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物とヨウ素とを反応させることで、ヨウ素化合物を得ることができる。また、上記のヨウ素化合物のヨウ素が臭素または塩素などのハロゲン原子に置換した有機ハロゲン化物に、第4級アンモニウムアイオダイドやヨウ化ナトリウムなどのヨウ化物塩を反応させ、ハロゲン交換させることでもヨウ素化合物を得ることができる。 As these iodine compounds, commercially available products may be used as they are, but those prepared by a conventionally known method can also be used. For example, an iodine compound can be obtained by reacting an azo compound such as azobisisobutyronitrile with iodine. Further, the iodine compound can be obtained by reacting an organic halide obtained by substituting iodine of the above iodine compound with a halogen atom such as bromine or chlorine and an iodide salt such as quaternary ammonium iodide or sodium iodide, and exchanging the halogen. Can be obtained.
重合工程では、重合開始化合物とともに、重合開始化合物のヨウ素を引き抜くことができる触媒を使用する。触媒としては、ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物などのリン系化合物;イミド系化合物などの窒素系化合物;フェノール系化合物などの酸素系化合物;ジフェニルメタン系化合物、シクロペンタジエン系化合物などの炭化水素系化合物を用いることが好ましい。なお、これらの触媒は、一種単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。 In the polymerization step, a catalyst capable of extracting iodine of the polymerization initiating compound is used together with the polymerization initiating compound. Examples of catalysts include phosphorus compounds such as phosphorus halides, phosphite compounds, and phosphinate compounds; nitrogen compounds such as imide compounds; oxygen compounds such as phenol compounds; diphenylmethane compounds and cyclopentadiene compounds. It is preferable to use the following hydrocarbon compound. In addition, these catalysts can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
リン系化合物の具体例としては、三ヨウ化リン、ジエチルフォスファイト、ジブチルフォスファイト、エトキシフェニルフォスフィネート、フェニルフェノキシフォスフィネートなどを挙げることができる。窒素系化合物の具体例としては、スクシンイミド、2,2−ジメチルスクシンイミド、マレイミド、フタルイミド、N−アイオドスクシンイミド、ヒダントインなどを挙げることができる。酸素系化合物の具体例としては、フェノール、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、t−ブチルフェノール、カテコール、ジ−t−ブチルヒドロキシトルエンなどを挙げることができる。炭化水素系化合物の具体例としては、シクロヘキサジエン、ジフェニルメタンなどを挙げることができる。 Specific examples of the phosphorus compound include phosphorus triiodide, diethyl phosphite, dibutyl phosphite, ethoxyphenyl phosphinate, and phenylphenoxy phosphinate. Specific examples of the nitrogen compound include succinimide, 2,2-dimethylsuccinimide, maleimide, phthalimide, N-iodosuccinimide, and hydantoin. Specific examples of the oxygen-based compound include phenol, hydroquinone, methoxyhydroquinone, t-butylphenol, catechol, and di-t-butylhydroxytoluene. Specific examples of the hydrocarbon compound include cyclohexadiene and diphenylmethane.
この触媒の使用量(モル数)は、重合開始化合物の使用量(モル数)未満とすることが好ましい。触媒の使用量(モル数)が多過ぎると、重合が制御され過ぎてしまい、重合が進行しにくくなる場合がある。また、リビングラジカル重合の際の温度(重合温度)は30〜100℃とすることが好ましい。重合温度が高過ぎると、重合末端のヨウ素が分解してしまい、末端が安定せずにリビング重合とならない場合がある。またこの重合方法では、末端はヨウ素が結合しており、このヨウ素をラジカルとして解離させてラジカルが発生して、その末端が安定であることが好ましい。ここで、アクリレートやビニル系などの場合、末端は2級のヨウ化物であり、比較的安定でヨウ素ラジカルとして外れず、重合が進行しない、または分布が広くなってしまうという可能性がある。温度を上げて解離することができるが、好ましは、上記温度範囲で温和に重合することが環境、エネルギーの点で好ましい。従ってラジカルが発生しやすく、比較的安定な3級のヨウ化物のほうが好ましく、本発明で使用するリビングラジカル重合においては、メタクリレート系のモノマーが適している。 The amount of the catalyst used (number of moles) is preferably less than the amount of use of the polymerization initiating compound (number of moles). If the amount of the catalyst used (number of moles) is too large, polymerization may be over-controlled and polymerization may not proceed easily. Moreover, it is preferable that the temperature (polymerization temperature) in the case of living radical polymerization shall be 30-100 degreeC. If the polymerization temperature is too high, iodine at the polymerization terminal may be decomposed, and the terminal may not be stable, resulting in living polymerization. In this polymerization method, it is preferable that iodine is bonded to the terminal, and the iodine is dissociated as a radical to generate a radical so that the terminal is stable. Here, in the case of acrylate, vinyl, etc., the terminal is a secondary iodide, which is relatively stable and does not come off as an iodine radical, and there is a possibility that the polymerization does not proceed or the distribution becomes wide. Although dissociation can be carried out by raising the temperature, it is preferred that the polymerization be carried out gently in the above temperature range from the viewpoint of environment and energy. Therefore, a tertiary iodide which is easy to generate radicals and is relatively stable is preferable, and a methacrylate monomer is suitable for the living radical polymerization used in the present invention.
また、重合工程においては、通常、ラジカルを発生しうる重合開始剤を添加する。重合開始剤としては、従来公知のアゾ系開始剤や過酸化物系開始剤が使用される。なお、上記の重合温度の範囲で十分にラジカルが発生する重合開始剤を用いることが好ましい。具体的には、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、などのアゾ系開始剤を用いることが好ましい。当該重合開始剤の使用量は、モノマーに対して0.001〜0.1モル倍とすることが好ましく、0.002〜0.05モル倍とすることがさらに好ましい。重合開始剤の使用量が少な過ぎると重合反応が十分に進行しない場合がある。一方、重合開始剤の使用量が多過ぎると、リビングラジカル重合反応ではない通常のラジカル重合反応が副反応として進行してしまう場合がある。 In the polymerization step, a polymerization initiator that can generate radicals is usually added. As the polymerization initiator, conventionally known azo initiators and peroxide initiators are used. It is preferable to use a polymerization initiator that generates radicals sufficiently within the above polymerization temperature range. Specifically, an azo initiator such as 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) is preferably used. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 0.1 mol times, more preferably 0.002 to 0.05 mol times the monomer. If the amount of the polymerization initiator used is too small, the polymerization reaction may not proceed sufficiently. On the other hand, if the amount of the polymerization initiator used is too large, a normal radical polymerization reaction that is not a living radical polymerization reaction may proceed as a side reaction.
リビングラジカル重合は、有機溶剤を使用しないバルク重合であってもよいが、有機溶剤を使用する溶液重合とすることが好ましい。有機溶剤としては、重合開始化合物、触媒、モノマー成分、及び重合開始剤などの成分を溶解しうるものであることが好ましい。 Living radical polymerization may be bulk polymerization that does not use an organic solvent, but is preferably solution polymerization that uses an organic solvent. The organic solvent is preferably one that can dissolve components such as a polymerization initiator compound, a catalyst, a monomer component, and a polymerization initiator.
有機溶剤の具体例としては、ヘキサン、オクタン、デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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エチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、ジプロピリングリコールジメチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコール、メチルセロソルブアセテート、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ブ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アセテートなどのグリコール系溶剤;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチル、琥珀酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチルなどのエステル系溶剤;クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、カプロラクタムなどのアミド系溶剤の他、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチルなどを挙げることができる。なお、これらの有機溶剤は、一種単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of organic solvents include hexane, octane, decane, isodecane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene, ethylbenzene and other hydrocarbon solvents; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, hexanol, benzyl alcohol Alcohol solvents such as cyclohexanol; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol propyl ether, diglyme, triglyme, tetra Glyme, dipropylin glycol dimethyl ether, buty Glycol solvents such as carbitol, butyltriethylene glycol, methyl dipropylene glycol, methyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; diethyl ether, dipropyl ether, methylcyclopropyl ether Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane and anisole; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone and acetophenone; methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, Caprolactone, methyl lactate, ethyl lactate, dimethyl oxalate, adip Ester solvents such as dimethyl acid and dimethyl glutarate; halogenated solvents such as chloroform and dichloroethane; amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and caprolactam, as well as dimethyl sulfoxide, sulfolane and tetramethyl Examples include urea, ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate. In addition, these organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
また、これらの重合に使用した有機溶剤は、そのまま溶液としてそのまま使用できるし、必要に応じて、溶液からポリマーを取りしだして固形とすることができる。この方法としては特に限定はなく、例えば、貧溶剤に析出させてろ過、乾燥したり、溶液を乾燥してポリマーだけを取り出したりして、ポリマーの固形物として得ることもできる。得られた固体のポリマーは、そのまま使用してもよいし、溶剤を加えてポリマー溶液として使用してもよい。 Moreover, the organic solvent used for these polymerization can be used as it is as a solution, and if necessary, the polymer can be taken out from the solution and solidified. This method is not particularly limited. For example, it can be precipitated as a poor solvent and filtered and dried, or the solution can be dried to take out only the polymer to obtain a solid polymer. The obtained solid polymer may be used as it is, or may be used as a polymer solution by adding a solvent.
溶液重合する場合において、重合液の固形分濃度(モノマー濃度)は5〜80質量%とすることが好ましく、20〜60質量%とすることがさらに好ましい。重合液の固形分濃度が5質量%未満であると、モノマー濃度が低過ぎて重合が完結しない場合がある。一方、重合液の固形分濃度が80質量%超またはバルク重合であると、重合液の粘度が高過ぎてしまい、撹拌が困難になって重合収率が低下する傾向にある。リビングラジカル重合は、モノマーがなくなるまで行うことが好ましい。具体的には、重合時間は0.5〜48時間とすることが好ましく、実質的には1〜24時間とすることがさらに好ましい。また、重合雰囲気は特に限定されず、通常の範囲内で酸素が存在する雰囲気であっても、窒素気流雰囲気であってもよい。また、重合に使用する材料(モノマーなど)は、蒸留、活性炭処理、またはアルミナ処理などにより不純物を除去したものを用いてもよいし、市販品をそのまま用いてもよい。さらに、遮光下で重合を行ってもよいし、ガラスなどの透明容器中で重合を行ってもよい。 In the case of solution polymerization, the solid content concentration (monomer concentration) of the polymerization solution is preferably 5 to 80% by mass, and more preferably 20 to 60% by mass. When the solid content concentration of the polymerization liquid is less than 5% by mass, the monomer concentration may be too low to complete the polymerization. On the other hand, when the solid content concentration of the polymerization liquid exceeds 80% by mass or bulk polymerization, the viscosity of the polymerization liquid becomes too high, and stirring tends to be difficult and the polymerization yield tends to decrease. Living radical polymerization is preferably carried out until the monomer runs out. Specifically, the polymerization time is preferably 0.5 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours. The polymerization atmosphere is not particularly limited, and may be an atmosphere in which oxygen exists within a normal range or a nitrogen stream atmosphere. Moreover, the material (monomer etc.) used for superposition | polymerization may use what removed the impurity by distillation, activated carbon treatment, an alumina treatment, etc., and may use a commercial item as it is. Furthermore, polymerization may be performed under light shielding, or polymerization may be performed in a transparent container such as glass.
前記したが、本発明のA−Bブロックコポリマー、該ポリマーを得るために作製するA−Cブロックコポリマーは、リビングラジカル重合する際のメタクリレート系モノマー類と、重合開始化合物の使用バランスをモル比で調整することによって、主鎖の分子量が制御されてなるものになる。具体的には、重合開始化合物のモル数に対して、モノマーのモル数を適切に設定することで、その主鎖が、任意の分子量であるポリマーを得ることができる。例えば、重合開始化合物を1モル使用し、分子量100のモノマーを500モル使用して重合した場合、「1×100×500=50000」の理論分子量を有するポリマーを得ることができる。すなわち、主鎖のポリマーの理論分子量を下記式(3)で算出することができる。なお、上記の「分子量」は、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)のいずれをも含む概念である。
「主鎖のポリマーの理論分子量」=「重合開始化合物1モル」×「モノマー分子量」×「モノマーのモル数/重合開始化合物のモル数」 ・・・(3)
重合開始化合物の量は前記した通りである。
As described above, the AB block copolymer of the present invention and the AC block copolymer prepared to obtain the polymer are used in a molar ratio of the use balance of the methacrylate-based monomers and the polymerization initiating compound in the living radical polymerization. By adjusting, the molecular weight of the main chain is controlled. Specifically, a polymer whose main chain has an arbitrary molecular weight can be obtained by appropriately setting the number of moles of the monomer with respect to the number of moles of the polymerization initiating compound. For example, when 1 mol of a polymerization initiating compound is used and 500 mol of a monomer having a molecular weight of 100 is used for polymerization, a polymer having a theoretical molecular weight of “1 × 100 × 500 = 50000” can be obtained. That is, the theoretical molecular weight of the main chain polymer can be calculated by the following formula (3). The above “molecular weight” is a concept including both the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw).
“Theoretical molecular weight of main chain polymer” = “1 mol of polymerization initiation compound” × “monomer molecular weight” × “number of moles of monomer / number of moles of polymerization initiation compound” (3)
The amount of the polymerization initiating compound is as described above.
なお、重合工程においては、2分子停止や不均化の副反応を伴う場合があるので、上記の理論分子量を有する主鎖のポリマーが得られない場合がある。これらの副反応が起こらずに得られたものであることが好ましい。また、重合率は100%でなくてもよい。さらに、重合を一旦終了した後、重合開始化合物や触媒を添加して残存するモノマーを消費させて重合を完結させてもよい。すなわち、本発明では、先に述べたような製造方法で、特定の構造のA−Bブロックコポリマー、A−Cブロックコポリマーが生成して、これを主成分として含んでいればよい。好ましくは、製造されたコポリマーの80%以上が、本発明の特定のブロックコポリマーであれば、その効果が十分に得られる。 In the polymerization step, there may be a case where a bimolecular termination or a disproportionation side reaction is involved, so that a main chain polymer having the above theoretical molecular weight may not be obtained. It is preferable that these are obtained without causing side reactions. The polymerization rate may not be 100%. Furthermore, once the polymerization is completed, the polymerization may be completed by adding a polymerization initiating compound or a catalyst and consuming the remaining monomer. That is, in the present invention, an AB block copolymer or an AC block copolymer having a specific structure is generated by the production method as described above, and this may be included as a main component. Preferably, if 80% or more of the produced copolymer is the specific block copolymer of the present invention, the effect is sufficiently obtained.
また、本発明のA−Bブロックコポリマーのブロック化のポリマー重合の順序としては、カルボキシ基を有するメタクリレートを重合してAのポリマーブロックを得た後、前記した色素モノマー単位を形成するための一般式(1)の色素含有メタクリレート又は第4級アンモニウム塩を有するメタクリレートを重合して、B又はCのポリマーブロックを形成させてもよいし、逆に、Bのポリマーブロックを形成した後、カルボキシ基を有するメタクリレートを重合してAのポリマーブロックを形成させてもよい。しかし、好ましくは、カルボキシ基を有するメタクリレートを重合してAのポリマーブロックを得た後、前記した一般式(1)の色素含有メタクリレート又は第4級アンモニウム塩を有するメタクリレートを重合して、B又はCのポリマーブロックを形成させたほうがよい。その理由は、色素含有メタクリレートまたは第4級アンモニウム塩を有するメタクリレートを先に重合した後、すべてのそれらのモノマーが重合すればよいが、それらのモノマーが残ってしまった場合、Aのポリマーブロックにも、それらのモノマーが導入されることとなり、本発明のA−Bブロックコポリマーとして機能しなくなる恐れがあるからである。 The order of polymer polymerization for blocking the AB block copolymer of the present invention is the general order for forming the dye monomer unit described above after polymerizing a methacrylate having a carboxy group to obtain a polymer block of A. The dye-containing methacrylate of the formula (1) or the methacrylate having a quaternary ammonium salt may be polymerized to form a polymer block of B or C. Conversely, after forming the polymer block of B, a carboxy group A polymer block of A may be formed by polymerizing a methacrylate having the following formula. However, preferably, after polymerizing a methacrylate having a carboxy group to obtain a polymer block of A, the above-described dye-containing methacrylate of the general formula (1) or a methacrylate having a quaternary ammonium salt is polymerized to obtain B or It is better to form a polymer block of C. The reason for this is that after the dye-containing methacrylate or the methacrylate having a quaternary ammonium salt is polymerized first, all those monomers may be polymerized, but if these monomers remain, the polymer block of A This is because those monomers are introduced and the AB block copolymer of the present invention may not function.
上記のようにして得られたA−Bブロックコポリマー又はA−Cブロックコポリマーは、重合開始化合物に由来するヨウ素原子が結合した状態のままであってもよいが、ヨウ素原子を脱離させることが好ましい。ヨウ素原子をA−Bブロックコポリマーから脱離させる方法としては、従来公知の方法であれば特に限定されない。具体的には、A−Bブロックコポリマーを加熱したり、酸やアルカリで処理したりすればよい。また、A−Bブロックコポリマーをチオ硫酸ナトリウムなどで処理してもよい。脱離したヨウ素は、活性炭やアルミナなどのヨウ素吸着剤で処理して除去するとよい。 The AB block copolymer or the AC block copolymer obtained as described above may remain in a state in which iodine atoms derived from the polymerization initiating compound are bonded, but the iodine atoms may be eliminated. preferable. The method for desorbing iodine atoms from the AB block copolymer is not particularly limited as long as it is a conventionally known method. Specifically, the AB block copolymer may be heated or treated with an acid or alkali. Further, the AB block copolymer may be treated with sodium thiosulfate or the like. The detached iodine is preferably removed by treatment with an iodine adsorbent such as activated carbon or alumina.
上記のようにして得られたA−Bブロックコポリマーは、色素分子Dを有することから、そのまま着色剤として使用することもできるが、好ましくは、顔料分散剤として使用する。その場合は、顔料と本発明のA−Bブロックコポリマーとを添加し、分散媒体にて分散して顔料分散体とすればよい。また、顔料と、スルホン酸を有する色素と、A−Bブロックコポリマーを得るための前記したA−Cブロックコポリマーとを添加して、塩交換反応と同時に分散媒体に分散させて、顔料分散体を得ることもできる。 Since the AB block copolymer obtained as described above has the dye molecule D, it can be used as a colorant as it is, but is preferably used as a pigment dispersant. In that case, the pigment and the AB block copolymer of the present invention may be added and dispersed in a dispersion medium to form a pigment dispersion. Further, a pigment, a dye having a sulfonic acid, and the above-described AC block copolymer for obtaining an AB block copolymer are added and dispersed in a dispersion medium simultaneously with a salt exchange reaction. It can also be obtained.
しかし、本発明者らの検討によれば、この場合、Bのポリマーブロックは、その構造中に色素骨格を有すること、イオン結合が多いことから、溶媒に難溶性であり、このことによって、液媒体中で、顔料を本発明のA−Bブロックコポリマーを分散剤として分散させることが難しい場合がある。その理由は、Bのポリマーブロックが不溶であるため、顔料に吸着することができず、分散が困難となるためと考えられる。 However, according to the study by the present inventors, in this case, the polymer block of B has a dye skeleton in its structure and has many ionic bonds, so it is hardly soluble in a solvent. It may be difficult to disperse the pigment in the medium using the AB block copolymer of the present invention as a dispersant. The reason is considered to be that the polymer block of B is insoluble, so that it cannot be adsorbed to the pigment and is difficult to disperse.
<樹脂処理顔料組成物>
そこで、本発明では、より好ましい、新規にA−Bブロックコポリマーが顔料の表面に吸着している樹脂処理顔料組成物(以下、樹脂処理顔料とも記す)を提供する。これは、予め、顔料がA−Bブロックコポリマーで処理されている処理顔料であって、Bのポリマーブロックが溶媒に難溶性であること、顔料との親和性が高ことから、Bのポリマーブロックが顔料に対して著しく吸着した状態を施すことができ、上記した顔料分散剤としての使用形態よりも確実に顔料にA−Bブロックコポリマーが吸着している状態にすることで、良好な分散性を示す樹脂処理顔料したものである。この樹脂処理顔料を液媒体中に分散すると、Bのポリマーブロックが顔料へ吸着、カプセル化しており、且つ、Aのポリマーブロックが液媒体、分散媒体に溶解、相溶して、立体障害と立体反発により、顔料を微粒子に分散でき、また、その保存安定性が高く、顔料同士の凝集がなく、分散液の増粘等もなく、非常に良好な顔料分散体を得ることができる。また、少なくとも得られた樹脂処理顔料と分散媒体である液媒体を混合して分散するだけで、容易に微分散された顔料分散体を得ることができることも大きな特徴である。さらに、顔料の色の性能に加えて、A−Bブロックコポリマーの色素の色の性能が加わり、今までにない色性能を発揮する
<Resin-treated pigment composition>
Therefore, the present invention provides a resin-treated pigment composition (hereinafter also referred to as a resin-treated pigment) in which a more preferable AB block copolymer is adsorbed on the surface of the pigment. This is a treated pigment in which the pigment is previously treated with an AB block copolymer, and the polymer block of B is hardly soluble in a solvent and has a high affinity with the pigment. Can be applied to the pigment, and the AB block copolymer can be adsorbed to the pigment more reliably than the use form as the pigment dispersant. A resin-treated pigment showing When this resin-treated pigment is dispersed in a liquid medium, the polymer block of B is adsorbed and encapsulated in the pigment, and the polymer block of A is dissolved and compatible in the liquid medium and the dispersion medium. By repulsion, the pigment can be dispersed in the fine particles, the storage stability is high, the pigments are not aggregated, the viscosity of the dispersion is not increased, etc., and a very good pigment dispersion can be obtained. Another major feature is that a finely dispersed pigment dispersion can be easily obtained simply by mixing and dispersing at least the obtained resin-treated pigment and a liquid medium as a dispersion medium. Furthermore, in addition to the color performance of the pigment, the color performance of the dye of the AB block copolymer is added, and unprecedented color performance is exhibited.
上記した優れた性能を有する本発明の樹脂処理顔料について説明する。この樹脂処理顔料は、顔料100部に対し、前記したA−Bブロックコポリマーが10〜200部で構成してなることを特徴とする。これに対して、A−Bブロックコポリマーの量が10部未満であると、分散した時の分散剤としての機能が足りず、顔料を微分散できなかったり、その保存安定性が悪かったりする。また、200部よりも多いと、相対的に顔料の含有量が少なくなって、顔料の性能が発揮できない場合がある。より好ましくは、30〜100部である。 The resin-treated pigment of the present invention having the above-described excellent performance will be described. This resin-treated pigment is characterized by comprising 10 to 200 parts of the AB block copolymer described above with respect to 100 parts of pigment. On the other hand, when the amount of the AB block copolymer is less than 10 parts, the function as a dispersing agent when dispersed is insufficient, and the pigment cannot be finely dispersed or its storage stability is poor. On the other hand, when the amount is more than 200 parts, the pigment content is relatively small, and the pigment performance may not be exhibited. More preferably, it is 30-100 parts.
上記において使用する顔料は、特に限定はなく、カラーフィルターやインクジェットインクに使用される、RGBのレッド、グリーン、ブルー、その補色としてのエロー、バイオレットの顔料、YCMBkの、エロー、シアン、マゼンタ、ブラック色を示す顔料などが使用される。 The pigment used in the above is not particularly limited, and is used for color filters and inkjet inks. RGB red, green, blue, yellow, violet pigment, YCMBk, yellow, cyan, magenta, black as complementary colors. A pigment showing a color is used.
具体的には、インクジェットインクで使用される顔料としては、カラーインデックスナンバー(C.I.)ピグメントブルー−15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド−122、269、C.I.ピグメントバイオレット−19、C.I.ピグメントイエロ−74、155、180、183、C.I.ピグメントグリーン−7、36、58、C.I.ピグメントオレンジ−43、C.I.ピグメントブラック−7、C.I.ピグメントホワイト−6である。その平均一次粒子径は350nm未満である。より好ましくは、C.I.ピグメントブルー−15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド−122、269、C.I.ピグメントバイオレット−19、C.I.ピグメントイエロ−74、155、180、183、C.I.ピグメントグリーン−7、36、58、C.I.ピグメントオレンジ−43、C.I.ピグメントブラック−7については、その平均粒子径は150nm未満であり、C.I.ピグメントホワイト−6については、300nm未満がよい。インクジェット記録装置のヘッドのつまりや画像の鮮鋭性に対しては、粒子径は小さい方がより好ましい。上記で使用する顔料は、カップリング剤や界面活性剤などの表面処理剤や、樹脂にて表面処理やカプセル化などがされている処理顔料でもよい。 Specifically, pigments used in inkjet inks include Color Index Number (CI) Pigment Blue-15: 3, 15: 4, C.I. I. Pigment red-122, 269, C.I. I. Pigment violet-19, C.I. I. Pigment yellow-74, 155, 180, 183, C.I. I. Pigment green-7, 36, 58, C.I. I. Pigment orange-43, C.I. I. Pigment black-7, C.I. I. Pigment White-6. Its average primary particle size is less than 350 nm. More preferably, C.I. I. Pigment Blue-15: 3, 15: 4, C.I. I. Pigment red-122, 269, C.I. I. Pigment violet-19, C.I. I. Pigment yellow-74, 155, 180, 183, C.I. I. Pigment green-7, 36, 58, C.I. I. Pigment orange-43, C.I. I. For Pigment Black-7, the average particle size is less than 150 nm. I. About pigment white-6, less than 300 nm is good. For the clogging of the head of the ink jet recording apparatus and the sharpness of the image, it is more preferable that the particle diameter is smaller. The pigment used above may be a surface treatment agent such as a coupling agent or a surfactant, or a treated pigment that has been surface-treated or encapsulated with a resin.
カラーフィルター用の顔料としては、有機顔料やブラックマトリックス用無機顔料を用いることが好ましい。赤色顔料としては、カラーインデックス(以下、C.I.)ピグメントレッド(PR)56、58、122、166、168、176、177、178、224、242、254、255を挙げることができる。緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン(PG)7、36、58、ポリ(14〜16)ブロム銅フタロシアニン、ポリ(12〜15)ブロム化−ポリ(4〜1)クロル化銅フタロシアニンを挙げることができる。青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:1、15:3、15:6、60、80などを挙げることができる。 As the pigment for the color filter, an organic pigment or an inorganic pigment for black matrix is preferably used. Examples of the red pigment include color index (hereinafter, CI) pigment red (PR) 56, 58, 122, 166, 168, 176, 177, 178, 224, 242, 254, and 255. Examples of green pigments include C.I. I. Pigment Green (PG) 7, 36, 58, poly (14-16) bromo copper phthalocyanine, poly (12-15) brominated-poly (4-1) chlorinated copper phthalocyanine. Examples of blue pigments include C.I. I. Pigment blue 15: 1, 15: 3, 15: 6, 60, 80, and the like.
また、上記のカラーフィルター用の顔料に対する補色顔料または多色型の画素用顔料としては、以下のものを挙げることができる。黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー(PY)12、13、14、17、24、55、60、74、83、90、93、126、128、138、139、150、154、155、180、185、216、219、C.I.ピグメントバイオレット(PV)19、23を挙げることができる。また、ブラックマトリックス用の黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック(PBK)6、7、11、26、銅・マンガン・鉄系複合酸化物を挙げることができる。これらの顔料は表面をシナジストと呼ばれる顔料表面改質剤で処理されていていてもよいし、界面活性剤などで処理されていてもよい。 Examples of complementary color pigments or multicolor pixel pigments for the color filter pigments described above include the following. Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow (PY) 12, 13, 14, 17, 24, 55, 60, 74, 83, 90, 93, 126, 128, 138, 139, 150, 154, 155, 180, 185, 216, 219, C . I. CI pigment violet (PV) 19, 23. Examples of black pigments for black matrix include C.I. I. CI pigment black (PBK) 6, 7, 11, 26, and a copper-manganese-iron-based composite oxide. The surface of these pigments may be treated with a pigment surface modifier called a synergist, or may be treated with a surfactant or the like.
そのシナジストとしては、特に限定はなく、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、アミノ基などの酸、アルカリ性基を有する色素骨格化合物が使用される。特にスルホン酸を有するシナジストを使用すると、前記した本発明の製造方法で行うA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩と塩交換して、著しく吸着する作用をするので好ましい。界面活性剤も特に限定されない。上記したと同様に、スルホン酸基を有する界面活性剤、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムやラウリル硫酸ナトリウムなどのスルホン酸基を有する界面活性剤を使用すると、A−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩と反応して、著しく吸着するので好ましい。 The synergist is not particularly limited, and a dye skeleton compound having an acid such as a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, an amino group, or an alkaline group is used. In particular, the use of a synergist having a sulfonic acid is preferable because it can be remarkably adsorbed by salt exchange with the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer carried out by the production method of the present invention. The surfactant is not particularly limited. As described above, when a surfactant having a sulfonic acid group or a surfactant having a sulfonic acid group such as sodium dodecylbenzenesulfonate or sodium lauryl sulfate is used, the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer It is preferable because it reacts and remarkably adsorbs.
顔料の分散後の数平均粒子径は特に限定はないが、カーボンブラックや有機顔料に対しては、10〜200nmであり、好ましくは20〜150nmである。酸化チタンなどの無機顔料に対しては、50〜300nm、より好ましくは100〜250nmが好ましい。尚、顔料の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察して求めることができる。このように微粒子化された顔料を、本発明のA−Bブロックコポリマーによって処理された顔料は、高発色性、高画質、高グロス、高印画性などを与える着色剤として有用である。 The number average particle diameter after dispersion of the pigment is not particularly limited, but is 10 to 200 nm, preferably 20 to 150 nm, for carbon black and organic pigments. For inorganic pigments such as titanium oxide, 50 to 300 nm, more preferably 100 to 250 nm is preferable. The average particle diameter of the pigment can be determined by observing with a transmission electron microscope (TEM). The pigment obtained by treating the pigment thus finely divided with the AB block copolymer of the present invention is useful as a colorant that gives high color developability, high image quality, high gloss, high printability, and the like.
以下、上記した樹脂処理顔料を得る製造方法について説明する。顔料と本発明のA−Bブロックコポリマーまたはその溶媒溶液を混合して得ることができるが、前記したように、Bのポリマーブロックが液媒体に難溶であるため、単なる混合物となってしまう恐れがある。そこで、以下の方法で、安定して得ることができる。 Hereinafter, a production method for obtaining the above-described resin-treated pigment will be described. It can be obtained by mixing the pigment and the AB block copolymer of the present invention or a solvent solution thereof. However, as described above, since the polymer block of B is hardly soluble in the liquid medium, it may be a simple mixture. There is. Therefore, it can be stably obtained by the following method.
すなわち、顔料の存在下、水系媒体にて、前記した1個以上のスルホン酸、スルホン酸アルカリ金属塩、スルホン酸アンモニウム塩およびスルホン酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも1個以上の構造部分を有する有機色素と、A−Cブロックコポリマーを脱ハロゲン化水素又は脱ハロゲン化アルカリ金属塩又は脱ハロゲン化アンモニウム塩又は脱ハロゲン化アミン塩のいずれかの反応をさせて、A−Bブロックコポリマーにて処理された樹脂処理顔料とすればよい。 That is, at least one or more structural parts selected from the group consisting of one or more sulfonic acids, alkali metal sulfonates, ammonium sulfonates, and amine sulfonates in an aqueous medium in the presence of a pigment. The A-C block copolymer is reacted with either a dehalogenated or dehalogenated alkali metal salt, a dehalogenated ammonium salt or a dehalogenated amine salt to form an A-B block copolymer. The resin-treated pigment may be treated in the above manner.
より詳しくは、下記の手順で行う。水媒体、又は必要に応じて水に溶解する有機溶剤を添加した水系媒体に、顔料を添加する。この顔料として、粉末の顔料でもよいが、好ましくは、下記に述べるように、顔料の乾燥前の水ペーストを使用するとよい。顔料は、合成した後、そのままでは大きい結晶なので、整粒化、微細化、顔料化され、微細な一次粒子径の顔料粒子とする。そして乾燥して粉砕して顔料粉末を得るものであるが、この乾燥によって、一次粒子の顔料が凝集して二次粒子となり、粗大な顔料粒子となってしまう。このため、これを機械的メディアで分散して微分散して顔料分散液としているが、上記した乾燥前の一次粒子のペーストであれば、上記の二次粒子を形成することなく、微細な粒子として存在することになり、本発明で使用するA−Cブロックコポリマーと染料で処理する際に、顔料を微粒子状態で処理することができるので好適である。 More specifically, the following procedure is used. The pigment is added to an aqueous medium or an aqueous medium to which an organic solvent that dissolves in water is added as necessary. The pigment may be a powdered pigment, but preferably, a water paste before drying the pigment is used as described below. Since the pigment is a large crystal as it is after being synthesized, it is sized, refined and pigmented to obtain pigment particles having a fine primary particle size. Then, it is dried and pulverized to obtain a pigment powder. By this drying, the primary particle pigments aggregate to form secondary particles, resulting in coarse pigment particles. For this reason, this is dispersed with a mechanical medium and finely dispersed to obtain a pigment dispersion. Therefore, when the pigment is treated with the AC block copolymer and dye used in the present invention, the pigment can be treated in a fine particle state, which is preferable.
より具体的には、この顔料の乾燥前の水ペーストを使用して、顔料固形分濃度0.5〜30%の水スラリーとすることが好ましい。このスラリーを従来公知の方法にて解膠する。その方法は特に限定はなく、ディスパー、ホモジナイザー、必要に応じて、縦型ビーズミルや横型ビーズミル、高圧ホモジナイザーなどの分散機、ニーダー、フラッシャー、二本ロール、三本ロールなどの混練機などを使用して行えばよい。この条件は従来公知であり、特に限定されない。また、この際、必要に応じて、前記した顔料表面の改質剤や界面活性剤を加えることができる。この界面活性剤を添加することについては、後述する。 More specifically, it is preferable to use a water paste before drying the pigment to form a water slurry having a pigment solid content concentration of 0.5 to 30%. This slurry is peptized by a conventionally known method. The method is not particularly limited, and a disperser, a homogenizer, a dispersing machine such as a vertical bead mill, a horizontal bead mill, and a high-pressure homogenizer, if necessary, a kneader such as a kneader, flasher, two rolls, and three rolls are used. Just do it. This condition is conventionally known and is not particularly limited. At this time, the above-described pigment surface modifier and surfactant can be added as necessary. The addition of this surfactant will be described later.
次いで、本発明を特徴づける、その構造中に、1個以上のスルホン酸、又はスルホン酸アルカリ金属塩、又はスルホン酸アンモニウム塩、又はスルホン酸アミン塩を有する有機色素を加えて、均一化させる。この際、色素が溶解しにくい場合は、有機溶剤、好ましくは、水溶性の有機溶剤に溶解させて添加させてもよい。この撹拌、その条件に限定はない。 An organic dye having one or more sulfonic acids, or alkali metal sulfonates, or ammonium sulfonates, or amine sulfonates is then added to the structure characterizing the present invention and homogenized. At this time, when the dye is difficult to dissolve, it may be added after being dissolved in an organic solvent, preferably a water-soluble organic solvent. There is no limitation on this stirring and its conditions.
次いで、本発明で使用する前記したA−Cブロックコポリマーを添加する。重合で得られたA−Cブロックコポリマーを重合溶剤の溶液でそのまま添加してもよいし、重合で得られたA−Cブロックコポリマーを固体として取り出し、固体として添加してもよいし、固体で取り出しものを他の液媒体に溶解して添加してもよい。重合溶剤の溶液で添加する場合は、その重合溶剤は、水に溶解する有機溶剤、アルコール系、グリコール系、アミド系などの溶剤であることが好ましく、より好ましくは、A−Cブロックコポリマーを重合する際の溶剤として、前記したアルコール系、グリコール系、アミド系の水可溶性の溶媒をすることがポリマーの生成などの工程が必要なく、適している。 Next, the above-described AC block copolymer used in the present invention is added. The AC block copolymer obtained by polymerization may be added as it is in a polymerization solvent solution, or the AC block copolymer obtained by polymerization may be taken out as a solid and added as a solid. The taken out product may be dissolved in another liquid medium and added. When the polymerization solvent is added as a solution, the polymerization solvent is preferably an organic solvent that dissolves in water, an alcohol-based solvent, a glycol-based solvent, an amide-based solvent, or the like, and more preferably an A-C block copolymer is polymerized. As the solvent for the above, it is suitable to use an alcohol-based, glycol-based, or amide-based water-soluble solvent because a process such as polymer formation is not necessary.
この際に使用する溶剤としては、好ましくは、アルキレン(炭素数:C2〜C6)ジオール;アルキレン(炭素数:C3〜C10)トリオール;そのモノまたはジアルキル(炭素数:C1〜C4)エーテル;(ポリn=2〜5)アルキレン(炭素数:C2〜4)グリコールモノまたはジアルキル(炭素数:C1〜C4)エーテル;モノまたはポリ(n=2〜5)エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート;アミド系溶剤が挙げられる。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−3−ヒドロキシ−1−ブタノールなどのアルキレン(炭素数:C2〜C6)ジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオールなどのアルキレン(炭素数:C3〜C10)トリオール;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ジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールなどの前記したアルキレン(炭素数:C2〜C6)ジオールのモノ、ジアルキルエーテル;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モノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチ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モノメチルエーテル、トリプロピングリコールモノメチルエーテルなどの(ポリn=2〜5)アルキレン(炭素数:C2〜4)グリコールモノまたはジアルキル(炭素数:C1〜C4)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などのモノまたはポリ(n=2〜5)エチレングリコールグリコールモノアルキルエーテルアセテート;2−ピロリドン、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶剤が好ましく使用できる。 The solvent used in this case is preferably an alkylene (carbon number: C2-C6) diol; an alkylene (carbon number: C3-C10) triol; a mono- or dialkyl (carbon number: C1-C4) ether; n = 2 to 5) alkylene (carbon number: C2-4) glycol mono or dialkyl (carbon number: C1 to C4) ether; mono or poly (n = 2 to 5) ethylene glycol monoalkyl ether acetate; Can be mentioned. Specifically, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-3-hydroxy-1-butanol Alkylene (carbon number: C2-C6) diol; glycerol, trimethylolpropane, alkylene (carbon number: C3-C10) triol such as 1,2,4-butanetriol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene Mono-, dialkyl ethers of the above-mentioned alkylene (carbon number: C2-C6) diols such as glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol; diethylene glycol monobutyl (Poly n = 2-5) alkylene (carbon number: C2-4) glycol such as ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropyne glycol monomethyl ether Mono- or dialkyl (carbon number: C1-C4) ether; mono- or poly (n = 2-5) ethylene glycol glycol monoalkyl ether acetate such as diethylene glycol monoethyl ether acetate; amides such as 2-pyrrolidone and N-methylpyrrolidone A solvent can be preferably used.
次に、A−Cブロックコポリマーを添加すると、顔料濃度にもよるが、増粘が起こる現象がみられる場合がある。これは、A−Cブロックコポリマーと色素のスルホン酸が脱離し、A−Bブロックコポリマーとなって水に不溶化し、その際に顔料に著しく吸着することで、ポリマーのAのポリマーブロックの疎水性から、顔料表面が疎水性となり、流動性が弱まるためと考えられる。この場合の染料と顔料のスラリーをろ紙にスポットすると、顔料と染料に分かれ、染料がブリードしていることが確認できるが、A−Cブロックコポリマーを添加すると、染料が不溶化して、ブリードがなくなり、顔料が本発明のA−Bブロックコポリマーで処理されたことがわかる。このA−Cブロックコポリマーの添加方法は、一度に添加してもよいし、徐々に添加してもよい。室温または加熱して添加してもよい。撹拌時間も特に限定はなく、条件は任意である。次いで、ろ過、洗浄、乾燥、粉砕して本発明の樹脂処理顔料を得ることができる。水性分散に使用する場合は、乾燥しなくても、水ペーストの状態にして使用することができる。 Next, when an AC block copolymer is added, a phenomenon in which thickening occurs may be observed depending on the pigment concentration. This is because the A-C block copolymer and the sulfonic acid of the dye are eliminated, becoming an A-B block copolymer, insolubilized in water, and at that time, it is adsorbed remarkably to the pigment. Therefore, it is considered that the pigment surface becomes hydrophobic and fluidity is weakened. When the slurry of the dye and pigment in this case is spotted on the filter paper, it can be confirmed that the dye is separated from the dye and the dye is bleed. However, when the AC block copolymer is added, the dye becomes insoluble and the bleed disappears. It can be seen that the pigment was treated with the AB block copolymer of the present invention. This method of adding the AC block copolymer may be added all at once or gradually. You may add at room temperature or heating. The stirring time is not particularly limited, and the conditions are arbitrary. Next, the resin-treated pigment of the present invention can be obtained by filtration, washing, drying and pulverization. When used for aqueous dispersion, it can be used in the form of a water paste without drying.
また、この水ペーストを使用する際に、スルホン酸基を有する界面活性剤を使用することができる。これは、上記したように水ペーストでも問題はないが、より微細な粒子径の顔料を処理することができる方法である。二次粒子となっていない顔料の乾燥前の水ペーストといえども、保管時の圧や一部乾燥、疎水性同士なので緩い二次凝集となっており、そのままの粒子径で処理されると粗大粒子が存在する可能性がある。そこで、予め、スルホン酸基を有する界面活性剤にて、顔料を水中で微分散して使用することが好ましい。この分散については、従来公知の方法がとられ特に限定はないが、顔料濃度10〜40質量%、スルホン酸基を有する界面活性剤を顔料に対して1〜10%使用して、必要に応じて、消泡剤などの添加剤を使用して、ビーズ分散、超音波分散などの従来公知の分散方法にて分散される。その際に用いる分散機としては、例えば、ニーダー、二本ロール、三本ロール、ミラクルKCK(浅田鉄鋼株式会社、商品名)といった混練機や、超音波分散機や、高圧ホモジナイザーであるマイクロフルイダイザー(商品名、みずほ工業株式会社)、ナノマイザー(商品名、吉田機械興業株式会社)、スターバースト(商品名、スギノマシン株式会社)、G−スマッシャー(商品名、リックス株式会社)等が挙げられる。また、ガラスやジルコンなどのビーズメディアを使用したものでは、ボールミル、サンドミルや横型メディアミル分散機、コロイドミルなどが使用できる。その分散処方は特に限定されない。必要に応じて、品質に影響のない程度に他の添加剤を使用することも好ましい形態である。この場合に使用する添加剤としては、特に限定されず、例えば、消泡剤、レベリング剤、光安定剤、紫外線吸収剤、表面調整剤、染料などの着色剤、膜特性の改良や接着性を改良するためのポリマー成分、撥水剤、撥油剤、化学結合を伴う架橋剤、マット化剤、シランカップリング剤、界面活性剤などの各種添加剤を1種以上任意に添加できる。 Moreover, when using this water paste, the surfactant which has a sulfonic acid group can be used. This is a method capable of treating a pigment having a finer particle diameter, although there is no problem with a water paste as described above. Even the water paste before drying of pigments that are not secondary particles is loose secondary agglomeration due to pressure during storage, partial drying, and hydrophobicity, and coarse when treated with the same particle size There may be particles. Therefore, it is preferable to use the pigment finely dispersed in water with a surfactant having a sulfonic acid group in advance. For this dispersion, a conventionally known method is used and there is no particular limitation. However, a surfactant having a pigment concentration of 10 to 40% by mass and a sulfonic acid group is used in an amount of 1 to 10% based on the pigment. Then, using an additive such as an antifoaming agent, it is dispersed by a conventionally known dispersion method such as bead dispersion or ultrasonic dispersion. Examples of the disperser used at that time include a kneader such as a kneader, two rolls, three rolls, and Miracle KCK (Asada Steel Corporation, trade name), an ultrasonic disperser, and a microfluidizer that is a high-pressure homogenizer. (Trade name, Mizuho Industry Co., Ltd.), Nanomizer (trade name, Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), Starburst (trade name, Sugino Machine Co., Ltd.), G-Smasher (trade name, Rix Corporation), etc. . In the case of using a bead medium such as glass or zircon, a ball mill, a sand mill, a horizontal media mill disperser, a colloid mill, or the like can be used. The dispersion formulation is not particularly limited. If necessary, it is also a preferable form to use other additives to such an extent that the quality is not affected. The additive used in this case is not particularly limited. For example, an antifoaming agent, a leveling agent, a light stabilizer, a UV absorber, a surface conditioner, a coloring agent such as a dye, an improvement in film properties and adhesiveness. One or more kinds of various additives such as a polymer component, a water repellent agent, an oil repellent agent, a crosslinking agent with a chemical bond, a matting agent, a silane coupling agent, and a surfactant for improvement can be arbitrarily added.
このスルホン酸基を有する界面活性剤にて分散された顔料分散液を使用して、前記したように、スルホン酸を有する色素を添加し、混合、撹拌、必要に応じて分散し、A−Cブロックコポリマーを添加して、樹脂処理顔料を得ることができる。微粒子に分散された状態で処理されるので、微粒子状顔料が処理された樹脂処理顔料を得ることができる。 Using the pigment dispersion dispersed with the surfactant having a sulfonic acid group, as described above, a dye having a sulfonic acid is added, mixed, stirred, and dispersed as necessary. A block copolymer can be added to obtain a resin-treated pigment. Since the treatment is performed in a state of being dispersed in the fine particles, a resin-treated pigment in which the fine pigment is treated can be obtained.
本発明の顔料分散体は、少なくとも、顔料と、本発明のA−Bブロックコポリマーとを含有してなるが、より好ましくは、上記したようにして得た顔料とA−Bブロックコポリマーの樹脂処理顔料を使用して分散することが好ましい。必要に応じて別途顔料分散剤を添加することができるが、上記のようにして得た樹脂処理顔料を使用した場合は、基本的には、顔料分散剤は必要ない。本発明の樹脂処理顔料を使用すると、A−Bブロックコポリマーが顔料分散剤として働き、すなわち、Bのポリマーブロックは顔料に吸着して、液媒体に不溶なので顔料から離れず、Aのポリマーブロックは分散媒体に溶解して、分散状態とすることができるからである。 The pigment dispersion of the present invention comprises at least the pigment and the AB block copolymer of the present invention, and more preferably, the resin treatment of the pigment obtained as described above and the AB block copolymer. It is preferable to disperse using a pigment. A pigment dispersant can be added separately as necessary. However, when the resin-treated pigment obtained as described above is used, basically no pigment dispersant is required. When the resin-treated pigment of the present invention is used, the AB block copolymer acts as a pigment dispersant, that is, the polymer block of B is adsorbed to the pigment and is not soluble in the liquid medium, so it does not leave the pigment. This is because it can be dissolved in a dispersion medium to be in a dispersed state.
この際に使用する分散媒体としては、液媒体、固体媒体が使用できるが、好ましくは、液媒体であり、具体的な液媒体としては、水、前記した有機溶剤、UVインクや重合トナーなどに使用される重合性モノマーが挙げられる。すなわち、本発明の顔料分散体は、水性の着色剤としても油性の着色剤としても使用できるのが特徴である。 As the dispersion medium used at this time, a liquid medium or a solid medium can be used, but a liquid medium is preferable. Specific examples of the liquid medium include water, the above-described organic solvent, UV ink, polymerized toner, and the like. The polymerizable monomer used is mentioned. That is, the pigment dispersion of the present invention is characterized in that it can be used as both an aqueous colorant and an oily colorant.
上記で使用する重合性モノマーについて説明すると、例えば、前記したメタクリレート;アクリル酸系モノマー及びオリゴマーが好適である。モノマーの具体例としては、ブチルアクリレート、2−メチルプロパンアクリレート、t−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、テトラデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、ベへニルアクリレート、イソステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、トリメチルシクロヘキシルアクリレート、シクロデシルアクリレート、シクロデシルメチルアクリレート、トリシクロデシルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェニルアクリレート、ナフチルアクリレート、ベンジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノメチルエーテルアクリレート、(ポリ)エチレングリコールモノラウリルエーテルアクリレート、(ポリ)プロピレングリコ−ルモノメチルエーテルアクリレート、オクタフルオロオクチルアクリレート、テトラフルオロエチルアクリレート、ノニルフェノールのエチレンオキサイド付加物のアクリレート、アクリロイロキシエチルリン酸エステル、アクリロイロキシフタル酸などが挙げられる。また、前記したメタクリレート系モノマーも使用できる。加えて、スチレンなどのビニル系モノマーも使用できる。 The polymerizable monomer used above will be described. For example, the above-mentioned methacrylates; acrylic acid monomers and oligomers are suitable. Specific examples of monomers include butyl acrylate, 2-methylpropane acrylate, t-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, isodecyl acrylate, lauryl acrylate, tetradecyl Acrylate, octadecyl acrylate, behenyl acrylate, isostearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, t-butylcyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, trimethylcyclohexyl acrylate, cyclodecyl acrylate, cyclodecylmethyl acrylate, tricyclodecyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxy Ethyl acrylate, phenyl Acrylate, naphthyl acrylate, benzyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, (poly) ethylene glycol monomethyl ether acrylate, (poly) ethylene glycol monolauryl ether acrylate, (poly) propylene glycol monomethyl ether acrylate, Examples include octafluorooctyl acrylate, tetrafluoroethyl acrylate, acrylate of ethylene oxide adduct of nonylphenol, acryloyloxyethyl phosphate, acryloyloxyphthalic acid, and the like. The above-mentioned methacrylate monomers can also be used. In addition, vinyl monomers such as styrene can be used.
また、ラジカル重合性のオリゴマーは、1分子中に2個以上の重合性基を有する化合物であり、その具体例としては、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ブテンジオール、ブチンジオールネオペンチルグリコールなどのアルキル、アルケニル、シクロアルキルジオールのジアクリル酸エステル化物;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物などのポリ(n=2以上)グリコールエーテルのジアクリル酸エステル化物;ポリ(ヘキサンジオールアジペート)やポリブタンジオール琥珀酸、ポリカプロラクトンなどのポリエステルジオールのジアクリレート化物;ポリヘキサメチレンカーボネートなどのカーボネートジオールのジアクリレート;トルエンジイソシアネートなどのジイソシアネートとジオール、トリオール、ジアミンなどで得られるウレタンポリオールのポリアクリレート化物;ビスフェノールAグリシジルエーテルの付加物などのエポキシ樹脂のポリアクリレート化物;ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価水酸基含有化合物及びそれらアルキレンオキサイド付加物のポリアクリレート化物などが挙げられる。 The radical polymerizable oligomer is a compound having two or more polymerizable groups in one molecule, and specific examples thereof include ethylene glycol, butanediol, hexanediol, nonanediol, cyclohexanedimethanol, butenediol. , Diacrylic acid ester of alkyl, alkenyl, cycloalkyl diol such as butynediol neopentyl glycol; poly (n = 2 or more) glycol ethers such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol A Diacrylates of poly (hexanediol adipate), polybutanediolsuccinic acid, polyacrylates of polyester diols such as polycaprolactone; Diacrylate of carbonate diol such as len carbonate; Polyacrylate of urethane polyol obtained by diisocyanate such as toluene diisocyanate and diol, triol, diamine, etc .; Polyacrylate of epoxy resin such as adduct of bisphenol A glycidyl ether; Polyglycerin , Trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol and other polyhydric hydroxyl group-containing compounds, and polyacrylates of these alkylene oxide adducts.
カチオン重合性化合物としては、前記したアクリレートや、ラジカル重合性としても寄与できるが、ビニルエーテル系が使用できる。ビニルエーテル系の具体例としては、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテルなどの1官能ビニルエーテル;(ポリ)エチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどの多官能ビニルエーテルなどが使用できる。更には、エポキシ化合物やオキセタン化合物なども使用できる。 As a cationically polymerizable compound, although it can contribute also as above-mentioned acrylate and radical polymerizability, a vinyl ether type can be used. Specific examples of vinyl ethers include monofunctional vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and hydroxyethyl vinyl ether; (poly) ethylene glycol divinyl ether, butanediol divinyl ether, hexanediol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, etc. Can be used. Furthermore, epoxy compounds and oxetane compounds can also be used.
また、分散媒体は前記したように固体媒体でもよく、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に適用できる。このように、本発明の顔料分散体は、プラスチック成型物、フィルム、トナーなどの着色にも使用される。 The dispersion medium may be a solid medium as described above, and can be applied to a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Thus, the pigment dispersion of the present invention is also used for coloring plastic moldings, films, toners and the like.
特に、液媒体の分散体として、その油性での分散体を例示すると、カラーフィルター用着色剤が挙げられる。その使用として、具体的には、先に説明したようにして得られた樹脂処理顔料を、有機溶剤に顔料分として、5〜40質量%となるように配合し、必要に応じて、アルカリ現像性を付与するバインダーを添加して、前記した分散方法で分散して、着色剤として得られる。 In particular, when the oily dispersion is exemplified as the dispersion of the liquid medium, a color filter colorant may be mentioned. As its use, specifically, the resin-treated pigment obtained as described above is blended in an organic solvent so that the pigment content is 5 to 40% by mass, and if necessary, alkali development A binder that imparts properties is added and dispersed by the dispersion method described above to obtain a colorant.
顔料については、前記したが顔料が使用されるが、好ましくは以下のものを使用するとよい。その平均粒子径が10〜150nmのものであることが好ましく、平均粒子径が20〜80nmの顔料を用いることがより好ましい。また、特に、本発明の樹脂処理顔料をカラーフィルター用の着色剤とする場合は、その構成に、一次平均粒子径が10〜50nmの顔料を用いることが好ましい。このように微粒子化された顔料を分散させて得られる本発明の顔料分散体は、高透明性及び高コントラスト性を有するカラーフィルターを製造しうる着色剤として特に好適である。平均粒子径が10nm未満では、顔料が1次粒子以下となり、耐光性、耐熱性など諸物性が悪化してしまう恐れがある。一方、150nmを超えると、透明性、コントラスト性が悪化してしまう恐れがある。尚、顔料の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)で観察して求めることができる。また、本発明の樹脂処理顔料には、微粒子化された顔料を安定的して高度に微分散させることが可能な顔料分散剤が含有されている。このため、本発明の樹脂処理顔料を使用した本発明の顔料分散体は、上記のような極めて微細な顔料が良好な状態で分散されており、しかも長期保存安定性にも優れたものである。 As described above, the pigment is used as the pigment, but the following is preferable. It is preferable that the average particle diameter is 10 to 150 nm, and it is more preferable to use a pigment having an average particle diameter of 20 to 80 nm. In particular, when the resin-treated pigment of the present invention is used as a colorant for a color filter, it is preferable to use a pigment having a primary average particle size of 10 to 50 nm for the constitution. Thus, the pigment dispersion of the present invention obtained by dispersing the finely divided pigment is particularly suitable as a colorant capable of producing a color filter having high transparency and high contrast. When the average particle diameter is less than 10 nm, the pigment becomes primary particles or less, and various physical properties such as light resistance and heat resistance may be deteriorated. On the other hand, when it exceeds 150 nm, transparency and contrast may be deteriorated. The average particle diameter of the pigment can be determined by observing with a transmission electron microscope (TEM). The resin-treated pigment of the present invention contains a pigment dispersant that can stably and highly finely disperse the finely divided pigment. For this reason, the pigment dispersion of the present invention using the resin-treated pigment of the present invention is such that the above extremely fine pigment is dispersed in a good state and has excellent long-term storage stability. .
また、必要に応じて、本発明の顔料分散体の分散工程にて、色素誘導体を加えることができる。酸性官能基、塩基性官能基を有する色素誘導体が挙げられ、顔料と同一又は類似の骨格、該顔料の原料となる化合物と同一又は類似の骨格が好ましい。色素骨格の具体例としては、アゾ系色素骨格、フタロシアニン系色素骨格、アントラキノン系色素骨格、トリアジン系色素骨格、アクリジン系色素骨格、ペリレン系色素骨格などを挙げることができる。 If necessary, a dye derivative can be added in the dispersion step of the pigment dispersion of the present invention. Examples thereof include dye derivatives having an acidic functional group and a basic functional group, and the same or similar skeleton as the pigment and the same or similar skeleton as the compound used as the raw material of the pigment are preferable. Specific examples of the dye skeleton include azo dye skeleton, phthalocyanine dye skeleton, anthraquinone dye skeleton, triazine dye skeleton, acridine dye skeleton, and perylene dye skeleton.
本発明の樹脂処理顔料は、Aのポリマーブロックにカルボキシ基を有しているので、そのままでアルカリ現像できることが特徴である。必要に応じて、アルカリ現像性ポリマーを樹脂処理顔料に添加することができる。このアルカリ現像性ポリマーは、その構造中にカルボキシル基などの酸基を有し、アルカリ水溶液で酸基が中和されて水に可溶性となって現像できるものである。 Since the resin-treated pigment of the present invention has a carboxyl group in the polymer block A, it is characterized in that it can be alkali-developed as it is. If necessary, an alkali-developable polymer can be added to the resin-treated pigment. This alkali-developable polymer has an acid group such as a carboxyl group in its structure, and the acid group is neutralized with an aqueous alkali solution so that it is soluble in water and can be developed.
アルカリ現像性ポリマーとしては、不飽和結合基などの感光性基を有する感光性樹脂や、非感光性樹脂を用いることができる。感光性樹脂の具体例としては、感光性環化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性ポリアクリレート系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感光性ポリイミド系樹脂、及び不飽和ポリエステル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリエポキシアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹脂、ポリオールアクリレート系樹脂などを挙げることができる。非感光性樹脂の具体例としては、セルロースアセテート系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレン系(共)重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリルポリオールウレタン系樹脂、可溶性ポリアミド系樹脂、可溶性ポリイミド系樹脂、可溶性ポリアミドイミド系樹脂、可溶性ポリエステルイミド系樹脂、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン−マレイン酸エステル系共重合体、(メタ)アクリル酸エステル系(共)重合体などを挙げることができる。これらのアルカリ現像性ポリマーは、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。尚、樹脂処理顔料中のアルカリ現像性バインダーの含有量は、顔料100質量部に対して5〜300質量部であることが好ましく、10〜100質量部であることがより好ましい。 As the alkali-developable polymer, a photosensitive resin having a photosensitive group such as an unsaturated bond group or a non-photosensitive resin can be used. Specific examples of the photosensitive resin include a photosensitive cyclized rubber resin, a photosensitive phenol resin, a photosensitive polyacrylate resin, a photosensitive polyamide resin, a photosensitive polyimide resin, an unsaturated polyester resin, and a polyester. Examples thereof include acrylate resins, polyepoxy acrylate resins, polyurethane acrylate resins, polyether acrylate resins, and polyol acrylate resins. Specific examples of the non-photosensitive resin include cellulose acetate resin, nitrocellulose resin, styrene (co) polymer, polyvinyl butyral resin, aminoalkyd resin, polyester resin, amino resin-modified polyester resin, polyurethane Resin, acrylic polyol urethane resin, soluble polyamide resin, soluble polyimide resin, soluble polyamideimide resin, soluble polyesterimide resin, hydroxyethyl cellulose, styrene-maleic acid ester copolymer, (meth) acrylic acid ester Examples thereof include system (co) polymers. These alkali-developable polymers can be used singly or in combination of two or more. In addition, it is preferable that it is 5-300 mass parts with respect to 100 mass parts of pigments, and, as for content of the alkali developable binder in a resin-treated pigment, it is more preferable that it is 10-100 mass parts.
また、本発明の樹脂処理顔料に、さらに、グリシジル基又はイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートを反応して得られる不飽和結合基含有ブロックコポリマーを含有させることも好ましい態様である。この不飽和結合基含有ブロックコポリマーは、光硬化して膜を形成しうる成分である。このため、カラーフィルターの画素の強度(耐性)を向上させることができる。また、画素のエッジをシャープに形成できるとともに、形成される画素の溶剤耐性を向上させることができる。なお、不飽和結合基含有ブロックコポリマー中の不飽和結合基は、アクリル基又はメタクリル基が好適である。これらの不飽和結合基は、従来公知の方法で不飽和結合基含有ブロックコポリマー中に導入される。 Moreover, it is also a preferable aspect that the resin-treated pigment of the present invention further contains an unsaturated bond group-containing block copolymer obtained by reacting a (meth) acrylate having a glycidyl group or an isocyanate group. This unsaturated bond group-containing block copolymer is a component that can be photocured to form a film. For this reason, the intensity | strength (resistance) of the pixel of a color filter can be improved. Further, the edge of the pixel can be formed sharply, and the solvent resistance of the formed pixel can be improved. The unsaturated bond group in the unsaturated bond group-containing block copolymer is preferably an acryl group or a methacryl group. These unsaturated bond groups are introduced into the unsaturated bond group-containing block copolymer by a conventionally known method.
油性の顔料分散液である本発明の顔料分散体を構成する液媒体には、前記した有機溶剤が使用でき、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。特に好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル系の溶剤である。 The above-mentioned organic solvent can be used for the liquid medium which comprises the pigment dispersion of this invention which is an oil-based pigment dispersion liquid, and can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Particularly preferred are glycol ester solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate.
本発明の顔料分散体には、さらに、従来公知の添加剤を添加してもよい。添加剤の具体例としては、紫外線吸収剤、レベリング剤、消泡剤、光重合開始剤などを挙げることができる。また、反応性希釈剤として、メタクリレートやアクリレートなどの不飽和結合を有するモノマーを添加してもよい。 A conventionally known additive may be further added to the pigment dispersion of the present invention. Specific examples of the additive include an ultraviolet absorber, a leveling agent, an antifoaming agent, and a photopolymerization initiator. Moreover, you may add the monomer which has unsaturated bonds, such as a methacrylate and an acrylate, as a reactive diluent.
本発明の顔料分散体を製造するに際しては、各成分を一度に配合してもよく、また、個別に配合してもよい。樹脂処理顔料と液媒体やアルカリ現像性ポリマーなどの成分を添加して分散させる。なお、必要に応じて他の顔料分散剤を添加してもよい。 In producing the pigment dispersion of the present invention, each component may be blended at a time, or may be blended individually. A resin-treated pigment and components such as a liquid medium and an alkali developable polymer are added and dispersed. In addition, you may add another pigment dispersant as needed.
顔料を分散させる方法は前記した従来公知の方法であればよく、特に限定されない。得られた顔料分散液は、そのままでもよいが、遠心分離機にかけたり、任意のフィルターを通したりして、粗大粒子を除去することが好ましい。得られる顔料分散液の粘度は特に限定されないが、5〜30mPa・s、より好ましくは、6〜20mPa・sである。 The method for dispersing the pigment is not particularly limited as long as it is a conventionally known method. The obtained pigment dispersion may be used as it is, but it is preferable to remove coarse particles by centrifuging or passing through an arbitrary filter. Although the viscosity of the obtained pigment dispersion liquid is not specifically limited, It is 5-30 mPa * s, More preferably, it is 6-20 mPa * s.
また、液媒体に顔料を分散してなる顔料分散体のうちの、水性媒体での顔料分散体の使用例としては、水性インクジェット用着色剤(インク)が挙げられる。その使用として、具体的には、先に説明したようにして得られた樹脂処理顔料を、アルカリを溶解させた水溶液に、顔料分として、5〜40質量%となるように配合し、必要に応じて、水溶性の有機溶剤を添加し、さらには、被膜成分となる樹脂成分を添加して、前記した分散方法で分散して、着色剤として得られる。 An example of the use of a pigment dispersion in an aqueous medium among pigment dispersions obtained by dispersing a pigment in a liquid medium is an aqueous inkjet colorant (ink). Specifically, as the use thereof, the resin-treated pigment obtained as described above is blended in an aqueous solution in which an alkali is dissolved so that the pigment content is 5 to 40% by mass. Accordingly, a water-soluble organic solvent is added, and further, a resin component to be a film component is added and dispersed by the above-described dispersion method to obtain a colorant.
まず、上記におけるアルカリ水溶液中では、アルカリが、本発明のA−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックのカルボキシ基をイオン化して、Aのポリマーブロックを水に溶解させる働きをする。この際に使用するアルカリの量としては、Aのポリマーブロックに含有されるカルボキシ基の0.5〜1.5倍モル等量程度で使用すればよく、このアルカリによってAのポリマーブロックのカルボキシ基を中和して溶解させる。この際に使用するアルカリとしては、従来公知のものが挙げられるが、例えば、アンモニア、有機アミン、水酸化ナトリウムなどの水酸化物が挙げられる。ここで好ましくは、アンモニア或いは有機アミンを使用するとよい。その理由は、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物は強塩基であるため、Bのポリマーブロックを構成する、前記した一般式(1)の色素のスルホン酸塩との第4級アンモニウム塩が、水酸化物と反応して、スルホン酸がアルカリ金属塩となり、第4級アンモニウム塩が水酸化物塩となってしまい、色素がポリマーから脱離する恐れがあるからである。 First, in the alkaline aqueous solution described above, the alkali serves to ionize the carboxy group of the A polymer block of the AB block copolymer of the present invention and dissolve the A polymer block in water. The amount of alkali used at this time may be about 0.5 to 1.5 times the molar equivalent of the carboxy group contained in the polymer block of A, and the carboxy group of the polymer block of A by this alkali. Neutralize and dissolve. Examples of the alkali used at this time include conventionally known alkalis such as ammonia, organic amines, and hydroxides such as sodium hydroxide. Here, preferably, ammonia or an organic amine is used. The reason is, for example, that alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide are strong bases, and therefore, quaternary ammonium with the sulfonate salt of the dye of the above general formula (1) constituting the polymer block of B This is because the salt reacts with the hydroxide, the sulfonic acid becomes an alkali metal salt, the quaternary ammonium salt becomes a hydroxide salt, and the dye may be detached from the polymer.
上記において、必要に応じて添加する水溶性の有機溶剤としては、例えば、前記したアルコール系溶剤、グリコール系溶剤、アミド系溶剤、グリセリンなどが挙げられ、インクの乾燥防止や、紙への浸透促進、表面張力の調整などの用途に用いられる。その配合量は任意であるが、系内に0〜50質量%の範囲内で使用される。 In the above, examples of the water-soluble organic solvent to be added as necessary include the above-mentioned alcohol solvents, glycol solvents, amide solvents, glycerin, and the like, and prevent ink drying and promote penetration into paper. Used for applications such as surface tension adjustment. Although the compounding quantity is arbitrary, it is used in the range of 0-50 mass% in the system.
また、上記において使用される被膜成分としての樹脂成分としては、アクリル系、アクリルスチレン系、エーテルウレタン系、カーボネートウレタン系、シリコーン系などの水溶性ポリマー、分散液、エマルジョンが使用され、特に限定されない。その添加量は、分散液中0〜20質量%の範囲内で使用され、メディアに対する密着性、耐擦過性、印刷物の耐久性の向上に効果を発揮する。 The resin component as the coating component used in the above is not particularly limited, and water-soluble polymers such as acrylic, acrylic styrene, ether urethane, carbonate urethane, and silicone, dispersions, and emulsions are used. . The addition amount is used in the range of 0 to 20% by mass in the dispersion, and is effective in improving adhesion to media, scratch resistance, and durability of printed matter.
本発明において、顔料は前記したものが使用され、望ましい顔料の分散粒子径は、前記した通りであり、光学濃度及び彩度というインクの発色性と印字品質或いはインク中の顔料の沈降を考慮すると、有機顔料で平均粒子径150nm以下、無機顔料で300nm以下である。所望の粒度分布を有する顔料の分散体を得るために、分散機の粉砕メディアのサイズを小さくする、粉砕メディアの充填率を大きくする、また、処理時間を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕後フィルターや遠心分離機などで分級するなどの手法が用いられる。または、それらの手法の組み合わせが挙げられる。さらには使用する顔料の一次粒子径を従来公知の方法、例えば、ソルトミリング法により事前に細かく調整した顔料を使用する手法を用いることができる。分散後は、遠心分離機やフィルターで粗大粒子を除去することが好ましい。 In the present invention, the above-mentioned pigments are used, and the desirable dispersed particle diameter of the pigment is as described above, and considering the ink color development and printing quality such as optical density and saturation, or sedimentation of the pigment in the ink. The organic pigment has an average particle diameter of 150 nm or less, and the inorganic pigment has a diameter of 300 nm or less. To obtain a pigment dispersion having a desired particle size distribution, reduce the size of the grinding media of the disperser, increase the filling rate of the grinding media, increase the processing time, slow the discharge speed, grinding A method such as classification using a post filter or a centrifuge is used. Or the combination of those methods is mentioned. Furthermore, it is possible to use a method of using a pigment in which the primary particle diameter of the pigment to be used is finely adjusted in advance by a conventionally known method, for example, a salt milling method. After dispersion, it is preferable to remove coarse particles with a centrifuge or a filter.
また、これらの着色剤に、必要に応じて添加剤を添加してインク化する。他の添加剤として、界面活性剤、顔料誘導体、染料、レベリング剤、消泡剤、紫外線吸収剤などの添加剤を使用することができ、特に限定されない。その表面張力を20mN/m以上40mN/m以下の範囲とすることが好ましい。インクジェットで印字するドット径を最適な幅に広げるという観点から、少なくとも界面活性剤を添加してもよい。その界面活性剤は従来公知のものを使用することができる。その添加量は、多いと顔料の分散安定性を損なうことがあるため、0.01〜5質量%の範囲内であり、好ましくは0.1〜2質量%の範囲内である。 Further, if necessary, additives are added to these colorants to form ink. As other additives, additives such as surfactants, pigment derivatives, dyes, leveling agents, antifoaming agents, ultraviolet absorbers and the like can be used, and there is no particular limitation. The surface tension is preferably in the range of 20 mN / m to 40 mN / m. A surfactant may be added at least from the viewpoint of expanding the dot diameter printed by the ink jet to an optimum width. As the surfactant, a conventionally known surfactant can be used. If the amount added is too large, the dispersion stability of the pigment may be impaired.
得られる分散液の粘度は特に限定されないが、染料、有機顔料のインクジェットインクでは、2〜10mPa・s、無機顔料のインクジェットインクでは、5〜30mPa・sである。以上のようにして、本発明の顔料分散体を得ることができる。 The viscosity of the resulting dispersion is not particularly limited, but is 2 to 10 mPa · s for dye and organic pigment ink-jet inks and 5 to 30 mPa · s for inorganic pigment ink-jet inks. As described above, the pigment dispersion of the present invention can be obtained.
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、文中「部」または「%」とあるのは質量基準である。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited at all by these examples. In the text, “part” or “%” is based on mass.
<合成例1:A−Cブロックコポリマー−1の合成>
還流管、窒素ガス導入装置、温度計、及び撹拌装置を取り付けた1Lセパラブルフラスコに、有機溶剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、BDGと表記)を368.7部、ヨウ素を3.2部、メタクリル酸メチル(以下、MMAと表記)を44.0部、メタクリル酸ブチル(以下、BMAと表記)44.0部、メタクリル酸2−エチルヘキシル(以下、2−EHMAと表記)を22.0部、ポリ(n=2〜4)エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート(日油社製、以下、PME200と表記)を34.0部、メタクリル酸(以下、MAAと表記)を15.0部、触媒としてジフェニルメタン(以下、DPMと表記)を0.3部、重合開始剤として2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、以下、V−70と表記)を13.5部仕込み、窒素を流しながら40℃で5.5時間重合し、Aのポリマーブロックを形成した。得られたポリマー溶液の固形分を測定したところ、32.3%であり、換算した重合転化率はほぼ100%であった。また、テトラヒドロフラン(以下、THFと表記)を展開溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと表記)測定を行ったところ、数平均分子量が5700、PDIが1.26であった。このポリマー溶液の一部を水に添加したところ、樹脂が析出した。このことは、得られたポリマーは水に不溶であることを示している。
<Synthesis Example 1: Synthesis of AC block copolymer-1>
In a 1 L separable flask equipped with a reflux tube, a nitrogen gas introducing device, a thermometer, and a stirring device, 368.7 parts diethylene glycol monobutyl ether (hereinafter referred to as BDG) as an organic solvent, 3.2 parts iodine, methacrylic 44.0 parts of methyl acid (hereinafter referred to as MMA), 44.0 parts of butyl methacrylate (hereinafter referred to as BMA), 22.0 parts of 2-ethylhexyl methacrylate (hereinafter referred to as 2-EHMA), 34.0 parts of poly (n = 2-4) ethylene glycol monomethyl ether methacrylate (manufactured by NOF Corporation, hereinafter referred to as PME200), 15.0 parts of methacrylic acid (hereinafter referred to as MAA), and diphenylmethane ( Hereinafter, 0.3 parts of DPM) and 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvale) as a polymerization initiator. 13.5 parts of (nitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter referred to as V-70) was charged and polymerized at 40 ° C. for 5.5 hours while flowing nitrogen to form a polymer block of A. When the solid content of the obtained polymer solution was measured, it was 32.3%, and the converted polymerization conversion was almost 100%. Further, when gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) measurement using tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) as a developing solvent was performed, the number average molecular weight was 5700 and PDI was 1.26. When a part of this polymer solution was added to water, a resin precipitated. This indicates that the polymer obtained is insoluble in water.
また、エタノール/トルエンを溶媒とした0.1NのKOHエタノール溶液を用いて、フェノールフタレインを指示薬として滴定にて測定したAのポリマーブロックの樹脂酸価は54.0mgKOH/gであり、ほぼ理論値どおりであった。以下、酸価については上記と同様の方法で測定し、その値を示した。 In addition, the resin acid value of the polymer block of A measured by titration with phenolphthalein as an indicator using a 0.1N KOH ethanol solution using ethanol / toluene as a solvent is 54.0 mgKOH / g, which is almost theoretical. It was as expected. Hereinafter, the acid value was measured by the same method as described above, and the value was shown.
次いで、下記のようにして、上記で得たAのポリマーブロックにCのポリマーブロックを導入した。まず、上記で得たポリマー溶液に、一般式(2)の構造を有するメタクリル酸ベンジルジメチルアンモニウムクロライドエチル(以下、DMQ−1と表記)を30.1部、メタクリル酸ベンジル(以下、BzMAと表記)を88.1部、BDG70.2部をあらかじめ混合均一化させた溶液を添加した。そして、さらにV−70を2.4部添加し、同じ温度で4時間重合して、Cのポリマーブロックを形成させた。得られたポリマー溶液の固形分は40.3%であり、換算した重合率はほぼ100%であった。GPC測定を行ったところ、ピークが小さく不明瞭であった。これは第4級アンモニウム塩のTHFへの溶解性が悪いことと、カラムに吸着したことによるためと考えられる。 Next, the polymer block C was introduced into the polymer block A obtained above as follows. First, in the polymer solution obtained above, 30.1 parts of benzyldimethylammonium chloride ethyl methacrylate (hereinafter referred to as DMQ-1) having the structure of the general formula (2) and benzyl methacrylate (hereinafter referred to as BzMA) are represented. 88.1 parts) and 70.2 parts of BDG were mixed in advance and added. Further, 2.4 parts of V-70 was added and polymerized at the same temperature for 4 hours to form a polymer block of C. The obtained polymer solution had a solid content of 40.3%, and the converted polymerization rate was almost 100%. When GPC measurement was performed, the peak was small and unclear. This is considered to be due to the poor solubility of the quaternary ammonium salt in THF and the adsorption to the column.
上記で得られたポリマー溶液の一部を水に添加したところ、ほぼ透明に溶解した。これは、Cのポリマーブロックの構成成分である第4級アンモニウム塩は、水に溶解する性質を有しているため、この第4級アンモニウム塩が導入されたことにより、Cのポリマーブロックの部分が水に溶解し、水に不溶のAのポリマーブロック部分が微細な粒子となって分散したためと考えられる。このことから、得られたポリマーは、AのポリマーブロックにCのポリマーブロックが導入されたA−Cブロックコポリマーであることが示唆された。これをA−Cブロックコポリマー−1と称す。 When a part of the polymer solution obtained above was added to water, it dissolved almost transparently. This is because the quaternary ammonium salt, which is a constituent component of the C polymer block, has a property of being dissolved in water. It is considered that the polymer block portion of A dissolved in water and insoluble in water was dispersed as fine particles. From this, it was suggested that the obtained polymer was an AC block copolymer in which a polymer block of C was introduced into a polymer block of A. This is referred to as AC block copolymer-1.
<合成例2:A−Cブロックコポリマー−2の合成>
合成例1で用いたと同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを382.8部、ヨウ素3.2部、MMAを44.0部、BMAを44.0部、2−EHMAを22.0部、PME200を34.0部、MAAを15.0部、触媒としてDPMを0.3部、V−70を13.5部使用した以外は、合成例1と同様に重合し、Aのポリマーブロックを形成した。得られたポリマー溶液の固形分を測定したところ、31.5%であり、換算した重合転化率はほぼ100%であった。GPC測定による数平均分子量は5700、PDIは1.26であった。また、Aのポリマーブロックの樹脂酸価は54.5mgKOH/gであった。
<Synthesis Example 2: Synthesis of AC block copolymer-2>
Using the same apparatus as used in Synthesis Example 1, 382.8 parts of BDG, 3.2 parts of iodine, 44.0 parts of MMA, 44.0 parts of BMA, 22.0 parts of 2-EHMA as an organic solvent Part, PME200 34.0 parts, MAA 15.0 parts, DPM 0.3 parts and V-70 13.5 parts as a catalyst. A block was formed. When the solid content of the obtained polymer solution was measured, it was 31.5%, and the converted polymerization conversion was almost 100%. The number average molecular weight measured by GPC was 5700, and PDI was 1.26. Moreover, the resin acid value of the polymer block of A was 54.5 mgKOH / g.
次いで、上記で得たポリマー溶液に、DMQ−1を19.9部、BzMAを88.1部、BDGを46.4部、を予め混合均一化させた溶液を添加し、さらにV−70を2.2部添加した以外は、合成例1と同様にして重合し、Cのポリマーブロックを形成した。得られたポリマー溶液の固形分は40.5%であり、換算した重合率はほぼ100%であった。 Next, a solution in which 19.9 parts of DMQ-1, 88.1 parts of BzMA, and 46.4 parts of BDG were mixed and homogenized in advance was added to the polymer solution obtained above, and V-70 was further added. Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 2.2 parts were added to form a C polymer block. The obtained polymer solution had a solid content of 40.5%, and the converted polymerization rate was almost 100%.
合成例1の場合と同様にGPC測定を行ったが、ピークが小さく不明瞭でうまく測定できなかった。また、得られた樹脂溶液の一部を水に添加したところ、若干白濁して溶解した。これは、合成例1の場合と比べて第4級アンモニウム塩の量が少ないため、水への溶解性が低下したためと考えられる。しかし、Aのポリマーブロックが水に不溶であったのと比べて、得られたポリマー溶液は水への溶解性を示したことから、目的とするA−Cブロックコポリマーが得られたものと考えられる。これをA−Cブロックコポリマー−2と称す。 GPC measurement was performed in the same manner as in Synthesis Example 1. However, the peak was small and unclear, and it could not be measured well. Further, when a part of the obtained resin solution was added to water, it was slightly clouded and dissolved. This is probably because the amount of the quaternary ammonium salt is smaller than that in the case of Synthesis Example 1 and the solubility in water is lowered. However, since the polymer solution obtained showed solubility in water as compared with the polymer block of A being insoluble in water, it is considered that the desired AC block copolymer was obtained. It is done. This is referred to as AC block copolymer-2.
<合成例3:A−Cブロックコポリマー−3の合成>
合成例1で用いたと同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを365.0部、ヨウ素を3.2部、MMAを44.0部、BMAを44.0部、2−EHMAを22.0部、PME200を34.0部、MAAを15.0部、触媒としてDPMを0.3部、V−70を13.5部使用した以外は、合成例1と同様に重合し、Aのポリマーブロックを形成した。得られたポリマー溶液の固形分は32.5%であり、換算した重合率はほぼ100%であった。GPC測定したところ数平均分子量は5600、PDIは1.26であった。また、Aのポリマーブロックの樹脂酸価は54.3mgKOH/gであった。
<Synthesis Example 3: Synthesis of AC block copolymer-3>
Using the same apparatus as used in Synthesis Example 1, 365.0 parts of BDG, 3.2 parts of iodine, 44.0 parts of MMA, 44.0 parts of BMA, and 22.2 parts of 2-EHMA as organic solvents. 0 parts, 34.0 parts of PME200, 15.0 parts of MAA, 0.3 parts of DPM as a catalyst, and 13.5 parts of V-70 were polymerized in the same manner as in Synthesis Example 1, A polymer block was formed. The obtained polymer solution had a solid content of 32.5%, and the converted polymerization rate was almost 100%. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight was 5600 and PDI was 1.26. Further, the resin acid value of the polymer block of A was 54.3 mgKOH / g.
次いで、上記で得たポリマー溶液に、DMQ−1を42.0部、BzMAを88.1部、BDGを98.0部、を予め混合均一化させた溶液を添加し、さらにV−70を2.6部添加した以外は、合成例1と同様に重合し、Cのポリマーブロックを形成した。得られたポリマー溶液の固形分は40.0%であり、換算した重合率はほぼ100%であった。 Next, a solution obtained by previously mixing and homogenizing 42.0 parts of DMQ-1, 88.1 parts of BzMA, and 98.0 parts of BDG to the polymer solution obtained above was added, and V-70 was further added. Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 2.6 parts were added to form a C polymer block. The obtained polymer solution had a solid content of 40.0%, and the converted polymerization rate was almost 100%.
合成例1の場合と同様にGPC測定を行ったが、ピークが小さく不明瞭でうまく測定できなかった。また、得られた樹脂溶液の一部を水に添加したところ、ほぼ透明に溶解したことからA−Cブロックコポリマーが得られたものと考えられる。これをA−Cブロックコポリマー−3と称す。 GPC measurement was performed in the same manner as in Synthesis Example 1. However, the peak was small and unclear, and it could not be measured well. Moreover, when a part of the obtained resin solution was added to water, it was considered that an AC block copolymer was obtained because it was almost transparently dissolved. This is referred to as AC block copolymer-3.
上記の合成例1〜3について、重合開始化合物1molに対するAモノマーのmol数、重合開始化合物1molに対するCモノマーのモル数、AのポリマーブロックとCのポリマーブロックの質量比、A−Cブロックコポリマー1g中に含まれる第4級アンモニウム塩のモル数をまとめた。これを表1に示した。 For the above Synthesis Examples 1 to 3, the number of moles of A monomer relative to 1 mol of the polymerization initiating compound, the number of moles of C monomer relative to 1 mol of the polymerization initiating compound, the mass ratio of the polymer block of A to the polymer block of C, 1 g of AC block copolymer The number of moles of the quaternary ammonium salt contained therein was summarized. This is shown in Table 1.
<比較合成例1:ランダム共重合による比較ポリマーの合成>
合成例1で用いたと同様の装置を使用し、BDGを438.9部、ヨウ素を3.2部、MMAを44.0部、BMAを44.0部、2−EHMAを22.0部、PME200を34.0部、MAAを15.0部、DMQ−1を30.1部、BzMAを88.1部、触媒としてDPMを0.3部、V−70を13.5部仕込み、窒素を流しながら40℃で6時間重合した。得られたポリマーの固形分は40.2%であり、換算した重合率はほぼ100%であった。これは、合成例1のA−Cブロックコポリマーと同一の組成で、ランダム共重合した比較ポリマーである。
<Comparative Synthesis Example 1: Synthesis of comparative polymer by random copolymerization>
Using the same apparatus as used in Synthesis Example 1, 438.9 parts of BDG, 3.2 parts of iodine, 44.0 parts of MMA, 44.0 parts of BMA, 22.0 parts of 2-EHMA, 34.0 parts of PME200, 15.0 parts of MAA, 30.1 parts of DMQ-1, 88.1 parts of BzMA, 0.3 part of DPM as a catalyst, 13.5 parts of V-70, For 6 hours at 40 ° C. The solid content of the obtained polymer was 40.2%, and the converted polymerization rate was almost 100%. This is a comparative polymer randomly copolymerized with the same composition as the AC block copolymer of Synthesis Example 1.
<実施例1:色素ポリマーR−1の合成>
3Lビーカーにアシッドレッド289(以下、AR−289と表記、分子量676.7)を15部、水を985部を仕込んで、撹拌して均一化させた。この一部をろ紙にスポットしたところ、染料が裏抜けし、染料が溶解していることを確認した。次いで、合成例1で得たA−Cブロックコポリマー−1を154.0部とイオン交換水を154.0部の混合溶液を染料溶液に徐々に添加したところ増粘が見られた。そのまま1時間撹拌し、得られた溶液の一部をろ紙にスポットしたところ、樹脂の析出が確認され、染料のブリードはほとんど見られなかった。これは、A−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩クロライドの塩化物イオンと、AR−289のナトリウムイオンとが塩化ナトリウムとして脱離する一方で、第4級アンモニウム塩とAR−289のスルホナートイオンが塩を形成することにより、ブロックコポリマーは不溶化したと考えられる。すなわち、A−Cブロックコポリマーに色素が導入され、本発明で規定する構造のA−Bブロックコポリマーが得られたと考えられる。
<Example 1: Synthesis of dye polymer R-1>
A 3 L beaker was charged with 15 parts of Acid Red 289 (hereinafter referred to as AR-289, molecular weight 676.7) and 985 parts of water, and the mixture was stirred and homogenized. When a portion of this was spotted on a filter paper, it was confirmed that the dye had slipped through and the dye was dissolved. Next, when a mixed solution of 154.0 parts of the AC block copolymer-1 obtained in Synthesis Example 1 and 154.0 parts of ion-exchanged water was gradually added to the dye solution, thickening was observed. The mixture was stirred for 1 hour and a part of the resulting solution was spotted on a filter paper. As a result, resin precipitation was confirmed, and dye bleed was hardly observed. This is because the chloride ion of the quaternary ammonium salt chloride of the AC block copolymer and the sodium ion of AR-289 are eliminated as sodium chloride, while the quaternary ammonium salt and the sulfonate of AR-289. It is considered that the block copolymer was insolubilized by the formation of salts by the ions. That is, it is considered that a dye was introduced into the AC block copolymer, and an AB block copolymer having a structure defined in the present invention was obtained.
この溶液をろ過したところ、ろ液は透明であり、さらにイオン交換水で洗浄しても、ろ液が透明であったことから、色素はポリマーと結合していることが示唆された。その後、80℃の乾燥機で乾燥し、粉砕して本発明のA−Bブロックコポリマーを得た。これを色素ポリマーR−1と称す。この色素が導入されたA−BブロックコポリマーR−1中に占める色素モノマー単位の含有量は、A−Bブロックコポリマー中に26.4%であり、Bブロック中に49.5%含有されていた。このポリマーを赤外分光光度計(IR)にて測定を行った。その結果を図1に示したが、A−Cブロックコポリマー由来のピークとAR−289由来のピークが確認できた。 When this solution was filtered, the filtrate was transparent, and even when washed with ion-exchanged water, the filtrate was transparent, suggesting that the dye was bound to the polymer. Then, it dried with 80 degreeC drying machine and grind | pulverized, and obtained AB block copolymer of this invention. This is referred to as dye polymer R-1. The content of the dye monomer unit in the AB block copolymer R-1 in which this dye is introduced is 26.4% in the AB block copolymer and 49.5% in the B block. It was. The polymer was measured with an infrared spectrophotometer (IR). The results are shown in FIG. 1, and a peak derived from the AC block copolymer and a peak derived from AR-289 were confirmed.
<実施例2、3:色素ポリマーR−2、3の合成>
実施例1に使用した合成例1のA−Cブロックコポリマー−1に変えて、合成例2で得たA−Cブロックコポリマー−2及び合成例3で得たA−Cブロックコポリマー−3をそれぞれ用いた以外は、実施例1と同様にして本発明のA−Bブロックコポリマーを合成した。具体的には、実施例2としてA−Cブロックコポリマー−2を228.0部、実施例3としてA−Cブロックコポリマー−3を115.4部、それぞれ使用した以外は実施例1と同様にしてA−Bブロックコポリマーを合成した。なお、ポリマーの使用量は、いずれの実施例も、AR−289の有するスルホン酸に対して、A−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩がほぼ等モルで反応する量となるようにした。
<Examples 2 and 3: Synthesis of dye polymers R-2 and 3>
Instead of the AC block copolymer-1 of Synthesis Example 1 used in Example 1, the AC block copolymer-2 obtained in Synthesis Example 2 and the AC block copolymer-3 obtained in Synthesis Example 3 were respectively obtained. The AB block copolymer of the present invention was synthesized in the same manner as in Example 1 except that it was used. Specifically, Example 2 was the same as Example 1 except that 228.0 parts of AC block copolymer-2 and 115.4 parts of AC block copolymer-3 were used as Example 3, respectively. Thus, an AB block copolymer was synthesized. In all examples, the amount of the polymer used was such that the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer reacted in an approximately equimolar amount with respect to the sulfonic acid possessed by AR-289.
得られたA−Bブロックコポリマーは、いずれも実施例1と同様の現象がみられ、A−Bブロックコポリマーとなっていることが確認された。実施例2のA−Bブロックコポリマーを色素ポリマーR−2、実施例3のA−Bブロックコポリマーを色素ポリマーR−3と称す。色素ブロックコポリマーR−2の色素モノマー単位の含有量はA−Bブロックコポリマー中に18.8%であり、Bブロック中に39.4%含有されていた。また、色素ブロックコポリマーR−3の色素モノマー単位の含有量はA−Bブロックコポリマー中に33.4%であり、Bブロック中に58.0%含有されていた。 In the obtained AB block copolymer, the same phenomenon as in Example 1 was observed, and it was confirmed that the AB block copolymer was an AB block copolymer. The AB block copolymer of Example 2 is referred to as dye polymer R-2, and the AB block copolymer of Example 3 is referred to as dye polymer R-3. The content of the dye monomer unit of the dye block copolymer R-2 was 18.8% in the AB block copolymer and 39.4% in the B block. Further, the content of the dye monomer unit of the dye block copolymer R-3 was 33.4% in the AB block copolymer and 58.0% in the B block.
<実施例4:色素ポリマーB−1の合成>
3Lビーカーにダイレクトブルー86(以下、DB−86と表記、分子量780.2)を15部、水985部を仕込んで、撹拌して均一化させた。ろ紙へのスポットは裏抜けし、染料が溶解していることを確認した。次いで、合成例2で得たA−Cブロックコポリマー−2を196.2部とイオン交換水を196.2部の混合溶液を染料溶液に徐々に添加したところ、実施例1と同様に増粘が確認された。1時間撹拌した後、ろ紙にスポットしたところ、樹脂の析出が確認できた。ブリードはほとんどなく、ほとんどの色素が反応したと考えられる。すなわち、Cのポリマーブロックに、DB−86の色素分子が導入され、本発明で規定する構造のA−Bブロックコポリマーになったと考えられる。これを色素ポリマーB−1と称す。この色素ブロックコポリマーの色素モノマー単位の含有量はA−Bブロックコポリマー中に20.7%であり、Bブロック中に42.3%で含有されていた。このポリマーの赤外分光光度計(IR)にて測定を行った。その結果を図2に示した。A−Cブロックコポリマー由来のピークとDR−86由来のピークが確認できた。
<Example 4: Synthesis of dye polymer B-1>
A 3 L beaker was charged with 15 parts of Direct Blue 86 (hereinafter referred to as DB-86, molecular weight 780.2) and 985 parts of water, and the mixture was stirred and homogenized. The spot on the filter paper was seen through and it was confirmed that the dye was dissolved. Subsequently, when a mixed solution of 196.2 parts of the AC block copolymer-2 obtained in Synthesis Example 2 and 196.2 parts of ion-exchanged water was gradually added to the dye solution, the viscosity increased as in Example 1. Was confirmed. After stirring for 1 hour, spotting on the filter paper confirmed the deposition of the resin. There is almost no bleed, and most dyes are considered to have reacted. That is, it is considered that DB-86 dye molecules were introduced into the polymer block of C to form an AB block copolymer having a structure defined in the present invention. This is referred to as dye polymer B-1. The content of the dye monomer unit in this dye block copolymer was 20.7% in the AB block copolymer and 42.3% in the B block. This polymer was measured with an infrared spectrophotometer (IR). The results are shown in FIG. A peak derived from the AC block copolymer and a peak derived from DR-86 were confirmed.
<実施例5:色素ポリマーY−1の合成>
3Lビーカーにダイレクトイエロー142(以下、DY−142と表記、分子量794.7)を15部、水を985部仕込んで、撹拌して均一化させた。ろ紙へのスポットは裏抜けし、染料が溶解していることを確認した。次いで、合成例3で得たA−Cブロックコポリマー−3を98.6部とイオン交換水を98.6部の混合溶液を染料溶液に徐々に添加したところ、実施例1と同様に増粘が確認された。1時間撹拌した後、ろ紙にスポットしたところ、樹脂の析出が確認できた。ブリードはほとんどなく、ほとんどの色素が反応したと考えられる。すなわち、CのポリマーブロックにDY−142の色素分子が導入され、本発明で規定する構造のA−Bブロックコポリマーになったと考えられる。これを色素ポリマーY−1と称す。このポリマーの赤外分光光度計(IR)にて測定を行った。その結果を図3に示す。この色素ブロックコポリマーの色素モノマー単位の含有量はA−Bブロックコポリマー中に36.1%であり、Bブロック中に60.8%で含有されていた。その結果を図3に示した。A−Cブロックコポリマー由来のピークとDY−142由来のピークが確認できた。
<Example 5: Synthesis of dye polymer Y-1>
A 3 L beaker was charged with 15 parts of Direct Yellow 142 (hereinafter referred to as DY-142, molecular weight 794.7) and 985 parts of water, and the mixture was stirred and homogenized. The spot on the filter paper was seen through and it was confirmed that the dye was dissolved. Subsequently, when a mixed solution of 98.6 parts of the AC block copolymer-3 obtained in Synthesis Example 3 and 98.6 parts of ion-exchanged water was gradually added to the dye solution, the viscosity increased as in Example 1. Was confirmed. After stirring for 1 hour, spotting on the filter paper confirmed the deposition of the resin. There is almost no bleed, and most dyes are considered to have reacted. That is, it is considered that a dye molecule of DY-142 was introduced into the polymer block of C to form an AB block copolymer having a structure defined in the present invention. This is referred to as dye polymer Y-1. This polymer was measured with an infrared spectrophotometer (IR). The result is shown in FIG. The content of the dye monomer unit of this dye block copolymer was 36.1% in the AB block copolymer and 60.8% in the B block. The results are shown in FIG. A peak derived from the AC block copolymer and a peak derived from DY-142 were confirmed.
実施例1〜5で得た各色素ポリマーについて、表2にまとめて示した。
The dye polymers obtained in Examples 1 to 5 are shown together in Table 2.
<合成例4:A−Cブロックコポリマー−4の合成>
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてトリエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、BTG)を355.4部、BzMAを99部、MAAを22.7部、N−アイオドコハク酸イミドを0.22部、ヨウ素を1.5部、V−70を6.5部仕込んで、合成例1と同様に5時間重合を行い、Aのポリマーブロックを形成させた。固形分を測定したところ、26.3%であり、換算した重合転化率はほぼ100%であった。また、数平均分子量は6800、PDIは1.23であった。同様にして酸価を測定したところ、121.7mgKOH/gであった。また、このポリマー溶液を水に添加したところ、析出したことが確認され、水に不溶であることを確認した。
<Synthesis Example 4: Synthesis of AC block copolymer-4>
Using the same apparatus as in Synthesis Example 1, 355.4 parts of triethylene glycol monobutyl ether (hereinafter referred to as BTG), 99 parts of BzMA, 22.7 parts of MAA and 0.27 parts of N-iodosuccinimide were used as organic solvents. 22 parts, 1.5 parts of iodine and 6.5 parts of V-70 were charged and polymerized for 5 hours in the same manner as in Synthesis Example 1 to form a polymer block of A. When the solid content was measured, it was 26.3%, and the converted polymerization conversion was almost 100%. The number average molecular weight was 6800, and PDI was 1.23. Similarly, the acid value was measured and found to be 121.7 mgKOH / g. Moreover, when this polymer solution was added to water, it was confirmed that it was precipitated, and it was confirmed that it was insoluble in water.
次いで、DMQ−1を25.4部、BTGを59.54部、BzMAを79.2部仕込んで、4時間重合し、Cのポリマーブロックを形成させた。固形分は40.0%であり換算した重合率はほぼ100%であった。分子量は不明瞭であり、確実なる分子量測定はできなかった。また、この溶液を水に添加したところ、半透明の微粒子分散することが確認された。Aのポリマーが水に不溶微粒子を形成し、Cのポリマーブロックが水に溶解したためと考えられる。これをA−Cブロックコポリマー−4と称す。 Next, 25.4 parts of DMQ-1, 59.54 parts of BTG, and 79.2 parts of BzMA were charged and polymerized for 4 hours to form a polymer block of C. The solid content was 40.0%, and the converted polymerization rate was almost 100%. The molecular weight was unclear, and reliable molecular weight measurement could not be performed. Further, when this solution was added to water, it was confirmed that the translucent fine particles were dispersed. This is probably because the polymer A formed insoluble fine particles in water and the polymer block C dissolved in water. This is referred to as AC block copolymer-4.
<合成例5:A−Cブロックコポリマー−5の合成>
合成例4と同様にして、Aのポリマーブロックを形成するモノマーとしてMAAを使用するが、その量を半減させた以外は、合成例4と同様にして重合を行い、Aのポリマーブロックを形成した。重合転化率はほぼ100%であり、得られたポリマーの数平均分子量は5600、PDIは1.19であった。酸価は61.0mgKOH/gであった。
<Synthesis Example 5: Synthesis of AC block copolymer-5>
In the same manner as in Synthesis Example 4, MAA was used as a monomer for forming the polymer block of A, but polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 4 except that the amount was reduced by half to form a polymer block of A. . The polymerization conversion was almost 100%, and the number average molecular weight of the obtained polymer was 5600, and PDI was 1.19. The acid value was 61.0 mgKOH / g.
次いで、合成例4と同様の組成で重合を行い、Cのポリマーブロックを形成した。固形分は40.2%であり、ほぼ100%重合していることを確認した。分子量は不明瞭であった。また、この溶液を水に添加したところ、半透明の微粒子分散することが確認された。これをA−Cブロックコポリマー−5と称す。 Next, polymerization was carried out with the same composition as in Synthesis Example 4 to form a polymer block of C. The solid content was 40.2%, and it was confirmed that the polymerization was almost 100%. The molecular weight was unclear. Further, when this solution was added to water, it was confirmed that the translucent fine particles were dispersed. This is referred to as AC block copolymer-5.
<合成例6:A−Cブロックコポリマー−6の合成>
合成例4と同様に、Aのポリマーブロックを形成するモノマーとしてMAAを使用するが、その量を倍増させた以外は、合成例4と同様にして重合を行い、Aのポリマーブロックを形成した。重合転化率はほぼ100%であり、得られたポリマーの数平均分子量は7800、PDIは1.35であった。酸価は205.0mgKOH/gであった。
<Synthesis Example 6: Synthesis of AC block copolymer-6>
As in Synthesis Example 4, MAA was used as a monomer for forming the polymer block of A. Polymerization was performed in the same manner as in Synthesis Example 4 except that the amount was doubled to form a polymer block of A. The polymerization conversion was almost 100%, and the number average molecular weight of the obtained polymer was 7800, and PDI was 1.35. The acid value was 205.0 mgKOH / g.
次いで、合成例4と同様の組成で重合を行い、Cのポリマーブロックを形成した。固形分は40.2%であり、ほぼ100%重合していることを確認した。分子量は不明瞭であった。また、この溶液を水に添加したところ、半透明の微粒子分散することが確認された。これをA−Cブロックコポリマー−6と称す。 Next, polymerization was carried out with the same composition as in Synthesis Example 4 to form a polymer block of C. The solid content was 40.2%, and it was confirmed that the polymerization was almost 100%. The molecular weight was unclear. Further, when this solution was added to water, it was confirmed that the translucent fine particles were dispersed. This is referred to as AC block copolymer-6.
上記合成例4〜6について、Aのポリマーブロックの酸価、重合開始化合物1molに対するAモノマーのmol数、重合開始化合物1molに対するCモノマーのモル数、AのポリマーブロックとCのポリマーブロックの質量比、A−Cブロックコポリマー1g中に含まれる第4級アンモニウム塩のモル数をまとめた。これを表3に示した。 For the synthesis examples 4 to 6, the acid value of the polymer block of A, the number of moles of the A monomer with respect to 1 mol of the polymerization initiating compound, the number of moles of C monomer with respect to 1 mol of the polymerization initiating compound, the mass ratio of the polymer block of A and the polymer block of C The number of moles of the quaternary ammonium salt contained in 1 g of the AC block copolymer was summarized. This is shown in Table 3.
<実施例6:処理ブルー顔料−1の調製>
5リッターフラスコに、微細化されたPB−15:6(A−037、大日精化工業社製、固形分28.8%、平均一次粒子径30nm)の水ペーストを347.2部(顔料分が100部)、銅フタロシアニンモノスルホン酸を5.0部(分子量656.1、顔料のシナジストとして作用しながら、本発明を特徴づけるスルホン酸を有する色素として働く。以下、MSと記す)を仕込んで、顔料濃度5%になるように水にて希釈した。ホモジナイザーで撹拌しながら、AR−289を15.0部添加し、5000rpmで1時間撹拌し解膠した。その一部を採り、ろ紙にスポットした。
<Example 6: Preparation of treated blue pigment-1>
In a 5-liter flask, 347.2 parts (pigment content) of an aqueous paste of refined PB-15: 6 (A-037, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., solid content 28.8%, average primary particle size 30 nm) 100 parts), and 5.0 parts of copper phthalocyanine monosulfonic acid (molecular weight 656.1, acting as a pigment synergist while acting as a pigment having a sulfonic acid characterizing the present invention, hereinafter referred to as MS) And diluted with water to a pigment concentration of 5%. While stirring with a homogenizer, 15.0 parts of AR-289 was added and stirred at 5000 rpm for 1 hour to peptize. A part of it was picked and spotted on a filter paper.
次いで、合成例1で得たA−Cブロックコポリマー−1を205.5部と、イオン交換水205.5部との混合溶液を、上記で調製した顔料を含有した染料溶液に徐々に添加した。ある時点で増粘し、その後、減粘することが確認できた。この増粘は、第4級アンモニウム塩を有することにより水に溶解していたA−Cブロックコポリマーが、AR−289及びMSの有するスルホン酸塩と塩交換することにより、CのポリマーブロックがBのポリマーブロックとなって、顔料表面に析出し、顔料表面がA−Bブロックコポリマー由来の疎水性となったことにより流動性が出なくなったためと考えられる。次いで、そのまま1時間撹拌し、再び一部を採り、ろ紙にスポットした。その結果を、解膠時のものと合わせて図4に示した。 Next, a mixed solution of 205.5 parts of the AC block copolymer-1 obtained in Synthesis Example 1 and 205.5 parts of ion-exchanged water was gradually added to the dye solution containing the pigment prepared above. . It was confirmed that the viscosity increased at a certain point and then decreased. This thickening is caused by the salt exchange of the AC block copolymer dissolved in water by having a quaternary ammonium salt with the sulfonate salt of AR-289 and MS, so that the polymer block of C becomes B This is considered to be because the polymer block was deposited on the pigment surface and the pigment surface became hydrophobic due to the AB block copolymer resulting in no fluidity. Next, the mixture was stirred as it was for 1 hour, and a part was taken again and spotted on a filter paper. The results are shown in FIG. 4 together with those at the time of peptization.
図4の左側が解膠時にスポットしたものであるが、中央が顔料で、その周りに染料のAR−289がブリードしていることがわかる。図4の右側は、A−Cブロックコポリマーを添加した後で、明らかにAR−289のブリードが見られなかった。これらのことから、A−CブロックコポリマーとAR−289とが塩交換して染料が不溶化して、本発明で規定するA−Bブロックコポリマーとなって顔料を処理したものになったと考えられる。 The left side of FIG. 4 is spotted at the time of peptization, and it can be seen that the center is a pigment and the dye AR-289 is bleed around it. The right side of FIG. 4 clearly showed no bleed of AR-289 after addition of the AC block copolymer. From these facts, it is considered that the AC block copolymer and AR-289 were salt-exchanged to insolubilize the dye, resulting in an AB block copolymer as defined in the present invention and a pigment treated.
次いで、この溶液をろ過、洗浄した。ろ過が速く、ろ液や洗浄液の着色がなかった。このことからも、A−Bブロックコポリマーとなっていることが推測される。次いで、80℃で24時間乾燥し、ミルにて粉砕した。 The solution was then filtered and washed. Filtration was fast, and there was no coloring of the filtrate or the washing solution. Also from this, it is presumed that it is an AB block copolymer. Subsequently, it dried at 80 degreeC for 24 hours, and grind | pulverized in the mill.
この粉砕物は、使用した顔料100部に対し、後述するように理論的に約100.0%で、色素としてのMSとAR−289が、A−Cブロックコポリマーに反応して脱塩化ナトリウムしてなるA−Bブロックコポリマーにて処理された顔料である。また、上記の例では、MSとAR−289のスルホン酸基に対しA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩をほぼ等モルで反応させた。これを処理ブルー顔料−1と称す。 This pulverized product is theoretically about 100.0% with respect to 100 parts of the pigment used, and MS and AR-289 as dyes react with the AC block copolymer to remove sodium chloride. A pigment treated with an AB block copolymer. Moreover, in said example, the quaternary ammonium salt of AC block copolymer was made to react with MS and the sulfonic acid group of AR-289 by substantially equimolar. This is referred to as treated blue pigment-1.
上記で得た処理ブルー顔料−1において、本発明を特徴づける一般式(1)で表される色素モノマー単位は、A−Bブロックコポリマー中に26.5%、Bのポリマーブロック中に49.7%で含有され、また、顔料100部に対する処理に使用したA−Bブロックコポリマーの比率は101.2%であり、得られた樹脂処理顔料中に含有される顔料分は49.7%である。これらの含有量については、すべて理論計算値である。この点について、以下に簡単に説明する。 In the treated blue pigment-1 obtained above, the dye monomer unit represented by the general formula (1) characterizing the present invention is 26.5% in the AB block copolymer and 49. 49% in the B polymer block. The ratio of the AB block copolymer used for the treatment with respect to 100 parts of pigment was 101.2%, and the pigment content contained in the obtained resin-treated pigment was 49.7%. is there. All of these contents are theoretically calculated values. This point will be briefly described below.
使用したMSの5g(以下の説明においては、部数を「g」として扱う。)は7.6mmolであり、同様に、AR−289は22.2mmol(15g)使用されるので、全スルホン酸基は29.8mmolとなる。一方、A−Cブロックコポリマーは、ポリマー分で82.8g使用したため、ポリマー中に含有されている第4級アンモニウム塩は、29.8mmolとなり、MSとAR−289の全スルホン酸基と等モルとなる。これを反応させることで、MS由来の脱塩化水素は7.6mmol(0.28g)、AR−289由来の脱塩化ナトリウムは22.2mol(1.30g)であり、トータルで1.58g減量する。よって、A−Bブロックコポリマーの量は、5+15+82.8−0.28−1.30=101.2gとなり、すなわち、顔料100部は、約101.2部のA−Bブロックコポリマーで処理されることとなる。この結果、処理顔料中に含まれる顔料の割合は、49.7%となる。 5 g of MS used (in the following explanation, the part is treated as “g”) is 7.6 mmol. Similarly, since AR-289 is used at 22.2 mmol (15 g), all sulfonic acid groups Is 29.8 mmol. On the other hand, since 82.8 g of the AC block copolymer was used in the polymer content, the quaternary ammonium salt contained in the polymer was 29.8 mmol, which was equimolar with all sulfonic acid groups of MS and AR-289. It becomes. By reacting this, MS-derived dehydrochlorination was 7.6 mmol (0.28 g), and AR-289-derived desodium chloride was 22.2 mol (1.30 g), for a total loss of 1.58 g. . Thus, the amount of AB block copolymer is 5 + 15 + 82.8−0.28−1.30 = 101.2 g, ie, 100 parts pigment is treated with about 101.2 parts AB block copolymer. It will be. As a result, the ratio of the pigment contained in the treated pigment is 49.7%.
一方、反応して得られるA−Bブロックコポリマー中の一般式(1)で表される色素モノマー単位に関しては、MSを反応させて得られるメタクリレート(以下、MSのメタクリレートと記す)の分子量は903.4であり、一方、AR−289を反応させて得られるメタクリレート(以下、AR−289のメタクリレートと記す)の分子量は902.1である。実施例6において、MS及びAR−289は、すべてA−Cブロックコポリマーと反応するため、得られるA−Bブロックコポリマーには、使用したMSとAR−289のモル数が導入されることとなる。すなわち、A−Bブロックコポリマー中に、MSのメタクリレートが6.9g、AR−289のメタクリレートが20.0g導入されて、色素含有メタクリレートは、総量で26.9gとなる。上述したように得られたA−Bブロックコポリマーは101.2gであるので、A−Bブロックコポリマー中に含まれる色素含有メタクリレート(色素モノマー単位)は、26.5%となる。 On the other hand, regarding the dye monomer unit represented by the general formula (1) in the AB block copolymer obtained by the reaction, the molecular weight of methacrylate (hereinafter referred to as MS methacrylate) obtained by reacting MS is 903. On the other hand, the molecular weight of methacrylate (hereinafter referred to as AR-289 methacrylate) obtained by reacting AR-289 is 902.1. In Example 6, since MS and AR-289 all react with the AC block copolymer, the resulting AB block copolymer is introduced with the moles of MS and AR-289 used. . That is, 6.9 g of MS methacrylate and 20.0 g of AR-289 methacrylate are introduced into the AB block copolymer, and the total amount of the dye-containing methacrylate is 26.9 g. Since the AB block copolymer obtained as described above is 101.2 g, the dye-containing methacrylate (dye monomer unit) contained in the AB block copolymer is 26.5%.
また、実施例6において、使用したA−Cブロックコポリマー(固形分40.3%)のAのポリマーブロックとCのポリマーブロックの比率は57:43であることから、使用したA−Cブロックポリマー(205.5g)中に含まれるAのポリマーブロックは47.2gとなる。A−BブロックコポリマーにおけるAのポリマーブロックの含有量は、A−Cブロックポリマーと変わらず、47.2gのままであり、よって、生成したA−Bブロックコポリマー101.2g中におけるBのポリマーブロックの含有量は54.0gとなる。上記した色素含有メタクリレートは26.9gなので、26.9÷54.0×100=49.8%となる。以下、同様にして計算して算出した。 Moreover, in Example 6, since the ratio of the polymer block of A and the polymer block of C of the used AC block copolymer (solid content 40.3%) is 57:43, the used AC block polymer The polymer block of A contained in (205.5 g) is 47.2 g. The content of the polymer block of A in the AB block copolymer is the same as that of the AC block polymer and remains 47.2 g. Therefore, the polymer block of B in 101.2 g of the produced AB block copolymer The content of is 54.0 g. Since the above-mentioned pigment-containing methacrylate is 26.9 g, 26.9 ÷ 54.0 × 100 = 49.8%. Hereinafter, calculation was performed in the same manner.
<実施例7:処理ブルー顔料−2の調製>
実施例6と同様にして、合成例1で得られたA−Cブロックコポリマー−1の代わりに、合成例2で得られたA−Cブロックコポリマー−2(固形分40.5%)を306.6部使用した以外は、実施例6と同様にして樹脂処理顔料の調製を行って粉砕物を得た。その結果、実施例6と同様の現象が見られ、顔料がA−Bブロックコポリマーで処理されたことが確認できた。
<Example 7: Preparation of treated blue pigment-2>
In the same manner as in Example 6, instead of the AC block copolymer-1 obtained in Synthesis Example 1, the AC block copolymer-2 (solid content 40.5%) obtained in Synthesis Example 2 was changed to 306. A resin-treated pigment was prepared in the same manner as in Example 6 except that 6 parts were used to obtain a pulverized product. As a result, the same phenomenon as in Example 6 was observed, and it was confirmed that the pigment was treated with the AB block copolymer.
実施例6と同様の理論計算値によれば、得られた樹脂処理顔料は、顔料100部に対し、A−Bブロックコポリマーにて理論的に約142.6%で処理された顔料である。また、上記の例でも、MSとAR−289のスルホン酸基に対しA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩をほぼ等モルで反応させた。これを処理ブルー顔料−2と称す。 According to the same theoretical calculation as in Example 6, the obtained resin-treated pigment is a pigment theoretically treated at about 142.6% with an AB block copolymer with respect to 100 parts of pigment. Also in the above example, the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer was reacted with MS and the sulfonic acid group of AR-289 in an approximately equimolar amount. This is referred to as treated blue pigment-2.
<実施例8〜10:処理ブルー顔料−3〜5の調製>
実施例6と同様にして、合成例1で得られたA−Cブロックコポリマー−1の代わりに、合成例3で得られたA−Cブロックコポリマー−3(固形分40.0%)を、それぞれ下記の量で使用した以外は、いずれも実施例6と同様にして実施例8〜10の樹脂処理顔料(粉砕物)の調製を行った。具体的には、合成例3で得られたA−Cブロックコポリマー−3を、実施例8では155.2部の量で使用し、実施例9では194.0部の量で使用し、実施例10では232.8部の量で使用した。いずれにおいても実施例6と同様の現象が見られ、顔料がA−Bブロックコポリマーで処理されたことが確認できた。
<Examples 8 to 10: Preparation of treated blue pigments 3 to 5>
In the same manner as in Example 6, instead of the AC block copolymer-1 obtained in Synthesis Example 1, the AC block copolymer-3 (solid content 40.0%) obtained in Synthesis Example 3 was used. The resin-treated pigments (pulverized products) of Examples 8 to 10 were prepared in the same manner as Example 6 except that they were used in the following amounts. Specifically, the AC block copolymer-3 obtained in Synthesis Example 3 was used in an amount of 155.2 parts in Example 8, and in an amount of 194.0 parts in Example 9. Example 10 was used in an amount of 232.8 parts. In all cases, the same phenomenon as in Example 6 was observed, and it was confirmed that the pigment was treated with the AB block copolymer.
実施例6と同様の理論計算値によれば、実施例8で得られた樹脂処理顔料は、顔料100部に対し、A−Bブロックコポリマーにて理論的に約80.5部(80.5%)で処理された顔料である。また、この例でも、MSとAR−289のスルホン酸基に対しA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩をほぼ等モルで反応させた。これを処理ブルー顔料−3と称す。 According to the theoretical calculation values similar to those of Example 6, the resin-treated pigment obtained in Example 8 was theoretically about 80.5 parts (80.5 parts) of AB block copolymer with respect to 100 parts of pigment. %). Also in this example, the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer was reacted with sulfonic acid groups of MS and AR-289 in an approximately equimolar amount. This is referred to as treated blue pigment-3.
実施例6と同様の理論計算値によれば、実施例9で得られた樹脂処理顔料は、顔料100部に対し、A−Bブロックコポリマーにて理論的に約96.0部(96.0%)で処理された顔料である。この例は、AR−289のスルホン酸基に対しA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩が1.25モル倍過剰な条件で反応させたもので、第4級アンモニウム塩が残っているものである。これを処理ブルー顔料−4と称す。 According to theoretical calculation values similar to those of Example 6, the resin-treated pigment obtained in Example 9 was theoretically about 96.0 parts (96.0 parts) in terms of AB block copolymer with respect to 100 parts of pigment. %). In this example, the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer was reacted with the sulfonic acid group of AR-289 under a 1.25 molar excess, and the quaternary ammonium salt remained. It is. This is referred to as treated blue pigment-4.
実施例6と同様の理論計算値によれば、実施例10で得られた樹脂処理顔料は、顔料100部に対し、A−Bブロックコポリマーにて理論的に約111.6部(111.6%)で処理された顔料である。この例は、AR−289のスルホン酸基に対しA−Cブロックコポリマーの第4級アンモニウム塩が1.5モル倍過剰な条件で反応させたもので、第4級アンモニウム塩が残っているものである。これを処理ブルー顔料−5と称す。 According to theoretical calculation values similar to those in Example 6, the resin-treated pigment obtained in Example 10 was theoretically about 111.6 parts (111.6 parts) in an AB block copolymer with respect to 100 parts of pigment. %). In this example, the quaternary ammonium salt of the AC block copolymer was reacted with the sulfonic acid group of AR-289 in an excess of 1.5 molar times, and the quaternary ammonium salt remained. It is. This is referred to as treated blue pigment-5.
<比較例1:比較処理ブルーの調製>
比較合成例1で得られた、合成例1と同組成のランダムブロックコポリマー溶液を使用した以外は、実施例6と同様にして、比較例の樹脂処理顔料を作成した。実施例6と同様の現象が見られ、ランダムコポリマーでも顔料の樹脂処理が可能であり、このことから、脱塩する反応自体の作用は、ランダムコポリマーでも同様にして起こり、顔料の処理は可能であることが確認された。これを比較処理ブルー顔料と称す。
<Comparative Example 1: Preparation of comparatively treated blue>
A resin-treated pigment of a comparative example was prepared in the same manner as in Example 6 except that the random block copolymer solution having the same composition as that of Synthesis Example 1 obtained in Comparative Synthesis Example 1 was used. The same phenomenon as in Example 6 was observed, and the resin treatment of the pigment was possible even with the random copolymer. From this, the action of the desalting reaction itself occurred in the same way with the random copolymer, and the pigment could be treated. It was confirmed that there was. This is referred to as a comparatively treated blue pigment.
上記で得た実施例6〜10及び比較例1について、本発明を特徴づける一般式(1)で表される色素含有メタクリレート(色素モノマー単位)の、A−Bブロックコポリマー中における含有量及びBのポリマーブロック中における含有量、並びに、顔料に対するA−Bブロックコポリマー(色素ポリマー)の比率、樹脂処理顔料中に含まれる顔料由来成分の割合を、表4にまとめて示した。なお、比較例1については、ランダムコポリマーにおける比率である。 Regarding Examples 6 to 10 and Comparative Example 1 obtained above, the content and B in the AB block copolymer of the dye-containing methacrylate (dye monomer unit) represented by the general formula (1) characterizing the present invention Table 4 summarizes the content of the polymer block in the polymer block, the ratio of the AB block copolymer (dye polymer) to the pigment, and the ratio of the pigment-derived component contained in the resin-treated pigment. In addition, about the comparative example 1, it is a ratio in a random copolymer.
<応用例:カラーフィルター用着色剤>
実施例6〜10及び比較例1で得た樹脂処理顔料を、表5に示す量(部)で配合し、ディゾルバーで2時間攪拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、横型メディア分散機「ダイノミル0.6リットルECM型」(商品名、シンマルエンタープライゼス社製、ジルコニア製ビーズ 径0.65mm)を使用し、周速10m/sで分散処理して顔料分散液を調製した。これらを、それぞれ応用例1〜5、比較応用例1とした。また、従来公知の着色剤の通常の分散を模した例として、銅フタロシアニンモノスルホン酸5%で処理されているPB−15:6(以下、比較ブルー顔料と称す)を、市販の顔料分散剤を用いて従来と同様にして分散して、これを比較応用例2とした。表5に、顔料分散液の配合をまとめて示した。
<Application example: Colorant for color filter>
The resin-treated pigments obtained in Examples 6 to 10 and Comparative Example 1 were blended in the amounts (parts) shown in Table 5 and stirred with a dissolver for 2 hours. After confirming that the lump of pigment has disappeared, use a horizontal media disperser “Dynomill 0.6 liter ECM type” (trade name, manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd., zirconia bead diameter: 0.65 mm). A pigment dispersion was prepared by a dispersion treatment at 10 m / s. These were designated as Application Examples 1 to 5 and Comparative Application Example 1, respectively. In addition, as an example simulating normal dispersion of a conventionally known colorant, PB-15: 6 (hereinafter referred to as a comparative blue pigment) treated with copper phthalocyanine monosulfonic acid 5% is used as a commercially available pigment dispersant. Was used in the same manner as in the prior art, and this was designated as Comparative Application Example 2. Table 5 summarizes the composition of the pigment dispersion.
上記で得られたそれぞれの顔料分散液において、顔料分散液中に含まれる顔料の数平均粒子径の測定結果、顔料分散液の初期の粘度、及び45℃で10日間放置した後(保存後)の粘度の測定結果を表6に示した。なお、平均粒子径は粒度測定器「NICOMP 380ZLS−S」(商品名、インターナショナル・ビジネス社製)にて測定した。以下、同様にして行った。 In each of the pigment dispersions obtained above, after measurement of the number average particle diameter of the pigments contained in the pigment dispersion, the initial viscosity of the pigment dispersion, and after standing at 45 ° C. for 10 days (after storage) Table 6 shows the measurement results of the viscosities. The average particle size was measured with a particle size measuring instrument “NICOMP 380ZLS-S” (trade name, manufactured by International Business Corporation). Hereinafter, it carried out similarly.
表6に示したように、本発明の樹脂処理顔料を用いた顔料分散液は、良好な分散性と保存安定性を示した。一方、比較例1の樹脂処理顔料は、ランダム構造であるため、樹脂処理は可能であるものの、本発明の実施例で得たと同様の効果を発揮することはできないことが確認された。これは、ランダム構造であるため、ポリマー分子が多粒子間顔料に吸着したり、逆に顔料を凝集したりしてしまうためと考えられる。また、本発明の色素ブロックコポリマーにより顔料を処理した樹脂処理顔料を用いてなる顔料分散液は、表6に示したように、通常の着色剤に使用される、すなわち、応用比較例2の、通常の顔料分散剤で顔料を分散処理した顔料分散液の場合と同様の分散性と保存安定性を達成できることが確認された。また、本発明の実施例の樹脂処理顔料を使用した場合は、分散樹脂としてのアクリル樹脂溶液を添加せずとも、顔料を微細に分散させることができ、且つ、その安定性を保つことができることを確認した。また、応用例3〜5の結果から、第4級アンモニウム塩が多く残留することで、粘度が高めに出る傾向があることがわかった。しかし、保存安定性は良好であり、問題はない。 As shown in Table 6, the pigment dispersion using the resin-treated pigment of the present invention showed good dispersibility and storage stability. On the other hand, since the resin-treated pigment of Comparative Example 1 has a random structure, it was confirmed that although the resin treatment was possible, the same effect as obtained in the examples of the present invention could not be exhibited. This is presumably because the polymer structure adsorbs to the inter-particle pigment, or conversely aggregates the pigment because of the random structure. Moreover, as shown in Table 6, the pigment dispersion using the resin-treated pigment obtained by treating the pigment with the dye block copolymer of the present invention is used for a normal colorant, that is, in Application Comparative Example 2, It was confirmed that the same dispersibility and storage stability as in the case of a pigment dispersion obtained by dispersing a pigment with an ordinary pigment dispersant can be achieved. In addition, when the resin-treated pigment of the example of the present invention is used, the pigment can be finely dispersed and the stability thereof can be maintained without adding an acrylic resin solution as a dispersion resin. It was confirmed. Moreover, it turned out that there exists a tendency for a viscosity to go out high from the result of the application examples 3-5 because many quaternary ammonium salts remain | survive. However, the storage stability is good and there is no problem.
また、本発明の実施例の樹脂処理顔料を使用した応用例の顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径は、いずれも約50nm以下であり、微細化された顔料は十分に微分散されていることが確認された。また、いずれの応用例の顔料分散液も初期の粘度は10mPa・s前後であり、初期の粘度と保存後の粘度とを比較すると、粘度変化は小さいことが明らかである。この結果、応用例の顔料分散液は十分な安定性を有することが確認された。 In addition, the average particle diameter of the pigment contained in the pigment dispersion of the application example using the resin-treated pigment of the example of the present invention is about 50 nm or less, and the refined pigment is sufficiently finely dispersed. It was confirmed that In addition, the pigment dispersion of any application example has an initial viscosity of about 10 mPa · s, and it is clear that the change in viscosity is small when the initial viscosity and the viscosity after storage are compared. As a result, it was confirmed that the pigment dispersion of the application example has sufficient stability.
(応用例6、7、比較応用例3:疑似カラーフィルター用顔料着色剤の調製)
次に、上記の応用例1、2及び比較応用例2で得た顔料分散液をそれぞれ使用して、表7に示す量(部)で配合し、混合機で十分混合して、ブルーの疑似カラーフィルター用顔料着色剤(疑似カラーレジスト)を得た。
(Application Examples 6 and 7, Comparative Application Example 3: Preparation of pigment colorant for pseudo color filter)
Next, using the pigment dispersions obtained in the above-mentioned application examples 1 and 2 and comparative application example 2 respectively, they are blended in the amounts (parts) shown in Table 7 and thoroughly mixed with a mixer to prepare a blue pseudo A pigment colorant (pseudo color resist) for color filters was obtained.
なお、表7中の「感光性アクリル樹脂ワニス」は、BzMA/MAA共重合物にメタクリル酸グリシジルを反応させて得られたアクリル樹脂を含むワニスを用いた。このアクリル樹脂のMnは6000であり、PDIは2.38であり、酸価は110mgKOH/gであった。また、「TMPTA」は、トリメチロールプロパントリアクリレートを示し、「HEMPA」は2−ヒドロキシエチル−2−メチルプロピオン酸を示し、「DEAP」は2,2−ジエトキシアセトフェノンを示す。 The “photosensitive acrylic resin varnish” in Table 7 was a varnish containing an acrylic resin obtained by reacting glycidyl methacrylate with a BzMA / MAA copolymer. Mn of this acrylic resin was 6000, PDI was 2.38, and the acid value was 110 mgKOH / g. “TMPTA” represents trimethylolpropane triacrylate, “HEMPA” represents 2-hydroxyethyl-2-methylpropionic acid, and “DEAP” represents 2,2-diethoxyacetophenone.
次いで、シランカップリング剤で処理したガラス基板をスピンコーターにセットした。そして、応用例6、7及び比較応用例3で作製した疑似カラーフィルター用顔料着色剤を300rpmで5秒間の条件で、それぞれガラス基板上にスピンコートした。そして、120℃で10分間プリベイクを行った後、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、それぞれの青色ガラス基板を製造した。 Next, the glass substrate treated with the silane coupling agent was set on a spin coater. The pigment colorant for pseudo color filter prepared in Application Examples 6 and 7 and Comparative Application Example 3 was spin-coated on a glass substrate at 300 rpm for 5 seconds. And after performing prebaking for 10 minutes at 120 degreeC, it exposed by the light quantity of 100 mJ / cm < 2 > using the ultrahigh pressure mercury lamp, and manufactured each blue glass substrate.
得られたそれぞれのガラス基板(以下、カラーガラス基板と記載)は、いずれも優れた分光カーブ特性を有した。図5に、比較応用例2の比較ブルー顔料を用いた比較応用例3の塗膜と、本発明の樹脂処理顔料をそれぞれに用いた応用例6と7の塗膜について、それぞれの分光カーブを示した。その結果、図5に示した通り、本発明の色素ブロックコポリマー由来の吸収が確認された。 Each of the obtained glass substrates (hereinafter referred to as a color glass substrate) had excellent spectral curve characteristics. FIG. 5 shows the spectral curves of the coating film of Comparative Application Example 3 using the comparative blue pigment of Comparative Application Example 2 and the coating films of Application Examples 6 and 7 using the resin-treated pigment of the present invention. Indicated. As a result, as shown in FIG. 5, absorption derived from the dye block copolymer of the present invention was confirmed.
また、この露光前のガラス基板を、250℃で一時間放置し、その透過率の変化を調べて、結果を図6に示した。その結果、本発明の樹脂処理顔料を用いた応用例6、7の疑似カラーフィルター用顔料着色剤の場合は、熱による透過率の減少が少ないが、一方、比較応用例3の場合は、透過率が減少していることがわかる。これは、顔料粒子の表面が本発明のA−Bブロックコポリマー(色素ブロックコポリマー)によって処理されることによって、特に、イオン性を有するBのポリマーブロックによって処理されたことで、その耐熱性が良好になったものと考えられる。また、本発明の色素ブロックコポリマーでは染料がポリマー化しているので、熱による染料の揮散がないことも確認された。 The glass substrate before exposure was allowed to stand at 250 ° C. for 1 hour, and the change in transmittance was examined. The result is shown in FIG. As a result, in the case of the pigment colorant for pseudo color filter of Application Examples 6 and 7 using the resin-treated pigment of the present invention, the decrease in transmittance due to heat is small, whereas in the case of Comparative Application Example 3, It can be seen that the rate is decreasing. This is because the surface of the pigment particle is treated with the AB block copolymer (dye block copolymer) of the present invention, and in particular, it is treated with the polymer block of B having ionic properties, so that its heat resistance is good. It is thought that it became. Moreover, since the dye was polymerized in the pigment block copolymer of the present invention, it was also confirmed that there was no volatilization of the dye due to heat.
次に、下記のようにしてアルカリ現像性試験を行った。すなわち、応用例6、7、比較応用例3の各疑似カラーフィルター用顔料着色剤を用いてスピンコートしてプリベイクを行ったカラーガラス基板に、0.1Nのテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液を5秒ごとにスポットし、「何秒後に塗膜の露光部が溶解するか」といった現像試験を行った。その結果を表8に示した。 Next, an alkali developability test was conducted as follows. That is, 5N of 0.1N tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was applied to a color glass substrate that had been pre-baked by spin coating using the pigment colorants for pseudo color filters of Application Examples 6 and 7 and Comparative Application Example 3. Spotting was performed every second, and a development test such as “how many seconds later the exposed part of the coating film was dissolved” was performed. The results are shown in Table 8.
表8に示したように、本発明の樹脂処理顔料を用いた応用例6、7の着色剤を使用した場合は、従来の比較応用例3の着色剤を使用した場合と比較して現像時間が短い結果が得られた。また、その溶解挙動も膜状のカスが出ず、さらに、溶解せずに残存した塗膜の端部(エッジ)を顕微鏡で観察したところ、シャープであることがそれぞれ確認できた。これは、樹脂処理顔料の有するAのポリマーブロックがアルカリにて中和され、且つBのポリマーが顔料に吸着しているため、水に溶解して現像性が良好になったものと考えられる。一方、比較応用例3の着色剤を使用した場合は、溶解時間が若干かかり、溶解挙動も小片の膜となって脱離しているだけでなく、エッジが若干残っていることが確認された。これらは、比較応用例3の着色剤では顔料分散剤がアルカリ現像できないものであるためと考えられる。すなわち、本発明の樹脂処理顔料を用いた着色剤を用いることで、現像時間を短縮することができ、生産性を向上させることが可能になること期待される。 As shown in Table 8, when the colorants of Application Examples 6 and 7 using the resin-treated pigment of the present invention were used, the development time was longer than when the colorant of Comparative Application Example 3 was used. A short result was obtained. Also, the dissolution behavior did not cause film-like residue, and the edges of the coating film that remained without being dissolved were observed with a microscope and confirmed to be sharp. This is presumably because the polymer block A of the resin-treated pigment was neutralized with alkali and the polymer B was adsorbed to the pigment, so that it was dissolved in water and developability was improved. On the other hand, when the colorant of Comparative Application Example 3 was used, it took a little time to dissolve, and it was confirmed that the dissolution behavior was not only detached as a small film, but also some edges remained. These are considered to be because the pigment dispersant cannot be alkali-developed with the colorant of Comparative Application Example 3. That is, it is expected that the development time can be shortened and the productivity can be improved by using the colorant using the resin-treated pigment of the present invention.
(比較応用例4)
次に、ジオキサジン系バイオレット顔料PV−23の微細化品、及び銅フタロシアニンモノスルホン酸を顔料に対して5%処理した顔料(以下、「比較バイオレット顔料」と記す)を使用して、比較応用例2と同様にして、市販の顔料分散剤にて分散し、比較バイオレット顔料分散液を調製した。これは、従来公知の着色剤の分散を模した比較用の顔料分散液である。この比較用の顔料分散液を用いて、表5に示した比較応用例2で使用したPB−15:6を、PB−15:6とPV−23との比が85:15になるように配合したこと以外は、比較応用例2と同様にして顔料分散液を調製した。得られた顔料分散液を用いて比較応用例3と同様にしてブルーの疑似カラーフィルター用顔料着色剤(疑似カラーレジスト)を得、これを、比較応用例4とした。
(Comparative Application Example 4)
Next, using a refined product of dioxazine-based violet pigment PV-23 and a pigment obtained by treating copper phthalocyanine monosulfonic acid with 5% of the pigment (hereinafter referred to as “comparative violet pigment”), a comparative application example In the same manner as in No. 2, a commercially available pigment dispersant was dispersed to prepare a comparative violet pigment dispersion. This is a comparative pigment dispersion that simulates the dispersion of a conventionally known colorant. Using this comparative pigment dispersion, PB-15: 6 used in Comparative Application Example 2 shown in Table 5 was adjusted so that the ratio of PB-15: 6 to PV-23 was 85:15. A pigment dispersion was prepared in the same manner as Comparative Application Example 2 except that it was blended. Using the obtained pigment dispersion, a blue pigment colorant for pseudo color filter (pseudo color resist) was obtained in the same manner as in Comparative Application Example 3, and this was designated as Comparative Application Example 4.
得られた比較応用例4の着色剤を用い、先に述べたと同様にガラス基板上にスピンコートした。そして、90℃で2分間プリベイクを行った後、230℃で30分ポストベイクを行い、超高圧水銀灯を用いて100mJ/cm2の光量で露光し、青色ガラス基板を製造した。 Using the obtained colorant of Comparative Application Example 4, spin coating was performed on a glass substrate in the same manner as described above. Then, after pre-baking at 90 ° C. for 2 minutes, post-baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes, and exposure was performed with a light amount of 100 mJ / cm 2 using an ultra-high pressure mercury lamp to produce a blue glass substrate.
上記ブリベイク及びポストベイクの際における、コントラスト(CR)及び透明性の指標であるY値を測定した。具体的には、コントラスト測定機(コントラストテスター CT−1 壺坂電機社製)にて、y=0.074として、コントラスト(CR)、透明性の指標であるY値の測定を行った。その結果を表9に示した。なお、測定結果は、比較応用例4の着色剤を用いた場合のプリベイクのCR、Y値を100%とし、相対的に示した。応用例6及び7の着色剤を用いた場合における各値についても、併せて表9に示した。 The Y value, which is an index of contrast (CR) and transparency, was measured during the bribaking and postbaking. Specifically, the contrast (CR) and Y value, which is a transparency index, were measured with a contrast measuring machine (contrast tester CT-1 manufactured by Osaka Electronics Co., Ltd.), with y = 0.074. The results are shown in Table 9. In addition, the measurement result was shown relatively with the CR and Y values of prebaking when the colorant of Comparative Application Example 4 was used as 100%. Table 9 also shows each value when the colorants of Application Examples 6 and 7 were used.
表9に示されているように、通常の顔料分散液を用いた比較応用例4の着色剤に比べて、本発明の樹脂処理顔料を用いた応用例6、7の着色剤の場合は、色素由来の発色、透明性において、高コントラスト性、高透明性を得ることができた。また、耐熱性が良好で、高温であっても、物性値の低下はほとんどみられなかった。 As shown in Table 9, in the case of the colorants of Application Examples 6 and 7 using the resin-treated pigment of the present invention, compared to the colorant of Comparative Application Example 4 using a normal pigment dispersion, High contrast and high transparency can be obtained in the coloring and transparency derived from the dye. Moreover, the heat resistance was good, and even if the temperature was high, there was almost no decrease in physical properties.
次に、応用例6、7及び比較応用例4でそれぞれ得た青色ガラス基板を用い、スーパーUV試験機にて、耐光性試験を行った。60mW/cm2で30時間照射し、照射前と照射後の色差を測定した。比較応用例4で得た従来の着色剤を用いた青色ガラス基板の色差ΔEは0.2であり、顔料由来の耐光性が確認できた。一方で、本発明の樹脂処理顔料を含む着色剤を用いた青色ガラス基板の色差ΔEは、応用例6では0.4、応用例7では0.4であり、比較応用例4に比べて耐光性が劣る結果ではあったものの、十分に耐光性が高く、使用に適する範囲であり、特に問題はなかった。 Next, using the blue glass substrates obtained in Application Examples 6 and 7 and Comparative Application Example 4, respectively, a light resistance test was performed with a super UV tester. Irradiation was performed at 60 mW / cm 2 for 30 hours, and the color difference before and after irradiation was measured. The color difference ΔE of the blue glass substrate using the conventional colorant obtained in Comparative Application Example 4 was 0.2, confirming light resistance derived from the pigment. On the other hand, the color difference ΔE of the blue glass substrate using the colorant containing the resin-treated pigment of the present invention is 0.4 in the application example 6 and 0.4 in the application example 7, and is more light resistant than the comparative application example 4. Although the results were poor, the light resistance was sufficiently high and suitable for use, and there was no particular problem.
以上のように、本発明の実施例の樹脂処理顔料を用いてなる着色剤は、分散性、保存安定性、光学特性、耐熱性、アルカリ現像性、耐光性に優れていることが分かり、特に、カラーフィルター用の着色剤として非常に有用であることが示された。 As described above, the colorant formed using the resin-treated pigment of the example of the present invention is found to be excellent in dispersibility, storage stability, optical properties, heat resistance, alkali developability, and light resistance, It has been shown to be very useful as a colorant for color filters.
<実施例11:処理シアン顔料−1の調製>
5リッターフラスコに、PB−15:3(A−220JC、大日精化工業社製)の水ペースト(固形分29.6%)を337.8部仕込み、さらに、スルホン酸基を有する界面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(分子量348.5、以下、「SDS」とも記載)を1.5部、イオン交換水を59.2部添加した後、ディスパーで撹拌して、ミルベースを作成した。次いで、前記した横型メディア分散機を使用し、同様にしてミルベース中に顔料を十分に分散させ、顔料分散液を得た。
<Example 11: Preparation of treated cyan pigment-1>
A 5-liter flask was charged with 337.8 parts of a PB-15: 3 (A-220JC, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) water paste (solid content 29.6%), and further a surfactant having a sulfonic acid group. After adding 1.5 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate (molecular weight 348.5, hereinafter also referred to as “SDS”) and 59.2 parts of ion-exchanged water, the mixture was stirred with a disper to prepare a mill base. Next, using the horizontal media disperser described above, the pigment was sufficiently dispersed in the mill base in the same manner to obtain a pigment dispersion.
上記で得られた顔料分散液を、顔料濃度5%になるように水にて希釈した。ホモジナイザーで撹拌しながら、ダイレクトブルー199(Sirius Turcoise S−FBL、ダイスタージャパン社製、以下DB−199、理論分子量909.4、平均分子内に1個のスルホン酸ナトリウム基を有する)を15部仕込んだ。5000rpmで1時間撹拌し、顔料と染料を解膠した後、一部を採り、ろ紙にスポットした。次いで、合成例1で得られたA−Cブロックコポリマー−1の溶液を144.4部とイオン交換水を144.4部混合して均一化した水溶液を徐々に添加しところ、ある時点で増粘することが確認できた。次いで、そのまま1時間撹拌した。その後、溶液の一部をスポットし、その結果を前記したスポットと合わせて図7に示した。 The pigment dispersion obtained above was diluted with water to a pigment concentration of 5%. While stirring with a homogenizer, 15 parts of Direct Blue 199 (Sirius Turcoise S-FBL, manufactured by Dystar Japan, hereinafter DB-199, theoretical molecular weight 909.4, having one sodium sulfonate group in the average molecule) Prepared. After stirring at 5000 rpm for 1 hour to remove the pigment and dye, a part was taken and spotted on a filter paper. Next, an aqueous solution obtained by mixing 144.4 parts of the solution of the AC block copolymer-1 obtained in Synthesis Example 1 and 144.4 parts of ion-exchanged water and gradually adding the solution was gradually added. It was confirmed that it was sticky. Subsequently, it stirred as it was for 1 hour. Thereafter, a part of the solution was spotted, and the result was shown in FIG.
図7はスポットしたものの表面の状態であり、左側のものが、顔料と染料を解膠した時点でのスポットである。中心の顔料と、ブリードしている染料が確認できる。また、右側のものは、A−Cブロックコポリマーを添加し、増粘した後にスポットしたものであるが、染料のブリードは確認できない。このことから、A−Cブロックコポリマーの有する塩化物イオンと染料の有するナトリウムイオンとが脱塩反応を起こして、A−Bブロックコポリマーとなり、不溶化、析出して、顔料が処理されたことが確認できた。図7の結果は、A−Bブロックコポリマーで顔料が処理されたことが推測される。 FIG. 7 shows the state of the surface of the spot, and the left one is the spot when the pigment and dye are peptized. The central pigment and the bleed dye can be confirmed. In addition, the right one is spotted after adding the AC block copolymer and thickening, but dye bleed cannot be confirmed. From this, it was confirmed that the chloride ion of the AC block copolymer and the sodium ion of the dye caused a desalting reaction to form an AB block copolymer, insolubilized and precipitated, and the pigment was processed. did it. The result of FIG. 7 is inferred that the pigment was treated with the AB block copolymer.
次いで、ろ過して水でよく洗浄したところ、ろ過性は非常に良好であり、透明で染料が流れていないことを確認できた。このことからも、本発明で規定する色素ポリマーのA−Bブロックコポリマーが形成され、顔料が処理されたと考えられる。このようにして樹脂処理顔料を得、その水ペーストの固形分は35.5%であった。上記で調製した樹脂処理顔料は、予めスルホン酸基を有する界面活性剤であるSDSにて微細に分散された顔料を有する水系溶媒中で調製を行うことで、処理された顔料も微細な状態で処理されることを意図したものである。この場合は、分散剤として使用したドデシルベンゼンスルホン酸(SDS)も、一部のA−Cブロックコポリマーと塩交換して、吸着に寄与すると考えられる。このため、SDSが導入されたものは色素として扱わないが、塩交換反応されたモノマーを含むのでA−Bブロックコポリマーであるとして扱う。 Subsequently, when it was filtered and washed well with water, the filterability was very good, and it was confirmed that it was transparent and the dye did not flow. From this, it is considered that the AB block copolymer of the dye polymer defined in the present invention was formed and the pigment was processed. A resin-treated pigment was thus obtained, and the solid content of the water paste was 35.5%. The resin-treated pigment prepared above is prepared in an aqueous solvent having a pigment finely dispersed in SDS, which is a surfactant having a sulfonic acid group, so that the treated pigment is also in a fine state. It is intended to be processed. In this case, dodecylbenzenesulfonic acid (SDS) used as a dispersant is also considered to contribute to adsorption by salt exchange with some of the AC block copolymers. For this reason, those with SDS introduced are not treated as dyes, but are treated as AB block copolymers because they contain monomers that have undergone a salt exchange reaction.
上記で得られた樹脂処理顔料は、先に説明した実施例6と同様の理論計算値によれば、顔料100部に対し、A−Bブロックコポリマーにて理論的に約73.1%で処理された顔料である。なお、上記したようにSDSが導入されたものは色素として扱わないが、A−Bブロックコポリマーであるとした。また、SDSとDB−199のスルホン酸基に対し、A−Cブロックコポリマーの第4級塩をほぼ等モルで反応させたものである。これを処理シアン顔料−1と称す。この処理シアン顔料−1は、本発明で規定する色素含有メタクリレート(色素モノマー単位)のA−Bブロックコポリマー中における含有量は32.3%であり、Bのポリマーブロック中の含有量は46.5%であり、さらに、顔料100部に対するA−Bブロックコポリマーは73.1部であり、処理顔料に含有される顔料分は57.8%である。 According to the same theoretical calculation value as in Example 6 described above, the resin-treated pigment obtained above is theoretically treated with AB block copolymer at about 73.1% with respect to 100 parts of pigment. Pigment. In addition, although SDS was introduced as described above, it was not treated as a pigment, but was assumed to be an AB block copolymer. In addition, the quaternary salt of the AC block copolymer is reacted with sulfonic acid groups of SDS and DB-199 in an approximately equimolar amount. This is referred to as treated cyan pigment-1. In this treated cyan pigment-1, the content of the dye-containing methacrylate (dye monomer unit) defined in the present invention in the AB block copolymer is 32.3%, and the content of B in the polymer block is 46. Furthermore, the AB block copolymer with respect to 100 parts of pigment is 73.1 parts, and the pigment content contained in the treated pigment is 57.8%.
(応用例8:シアン水性顔料分散液の調製)
上記で得た処理シアン顔料−1の水ペーストを487.3部、BDGを20部、ジエタノールアミンを5部、イオン交換水43.3部を混合した後、ディスパーで撹拌してミルベースを作成した。最初は流動性のない状態であったが、撹拌するにしたがって流動性が出てきた。十分混合した後、次いで、前記した横型メディア分散機を使用し、周速10m/sで分散処理し、ミルベース中に顔料を十分に分散させた。得られたミルベースを10μmのメンブレンフィルターでろ過し、次いで5μmのメンブレンフィルターでろ過した。この際、フィルターの詰まりはまったく観察されなかった。顔料分を15質量%になるようにイオン交換水を加えて調整し、本発明で規定するシアン水性顔料分散液を得た。得られたシアン水性顔料分散液に含まれる顔料の数平均粒子径は103nmであり微分散されていた。また、粘度は、E型粘度計を用いて測定したところ、25℃、60rpmで3.30mPa・sであり、顔料に対して処理されている樹脂分が高いにもかかわらず、低粘度を示した。その理由は、溶解しているポリマー成分がないためと考えられる。
(Application Example 8: Preparation of cyan aqueous pigment dispersion)
After mixing 487.3 parts of the water paste of the treated cyan pigment-1 obtained above, 20 parts of BDG, 5 parts of diethanolamine, and 43.3 parts of ion-exchanged water, the mixture was stirred with a disper to prepare a mill base. At first, it was in a state without fluidity, but fluidity came out as it was stirred. After sufficiently mixing, the above-mentioned horizontal media disperser was then used for dispersion treatment at a peripheral speed of 10 m / s to sufficiently disperse the pigment in the mill base. The obtained mill base was filtered through a 10 μm membrane filter, and then filtered through a 5 μm membrane filter. At this time, no clogging of the filter was observed. Ion exchange water was added to adjust the pigment content to 15% by mass to obtain a cyan aqueous pigment dispersion defined in the present invention. The number average particle diameter of the pigment contained in the obtained cyan aqueous pigment dispersion was 103 nm and was finely dispersed. The viscosity was 3.30 mPa · s at 25 ° C. and 60 rpm when measured using an E-type viscometer, indicating a low viscosity despite a high resin content being processed for the pigment. It was. The reason is considered that there is no dissolved polymer component.
(比較応用例5:比較シアン水性顔料分散液の調製)
上記で得たシアン水性顔料分散液と比較するため、前記したPB−15:3の顔料を、従来公知の分散剤を用いて分散し、比較シアン水性顔料分散液を調整した。詳しくは、分散剤として、ランダムポリマー型の分散剤である、スチレンマレイン酸共重合体(酸価200mgKOH/g、数平均分子量5000、PDI2.3、ジエタノールアミン中和水溶液、固形分25%)を使用して、顔料100部に対して、分散剤を固形分で30部使用した以外は、応用例8と同様にして分散し、比較シアン水性顔料分散液を得た。得られた比較シアン水性顔料分散液に含まれる顔料の数平均粒子径は99nmであり微分散されていた。また、E型粘度計を用いて測定したところ、粘度は、25℃、60rpmで3.69mPa・sであった。
(Comparative Application Example 5: Preparation of comparative cyan aqueous pigment dispersion)
In order to compare with the cyan aqueous pigment dispersion obtained above, the above PB-15: 3 pigment was dispersed using a conventionally known dispersant to prepare a comparative cyan aqueous pigment dispersion. Specifically, a styrene maleic acid copolymer (acid value 200 mg KOH / g, number average molecular weight 5000, PDI 2.3, diethanolamine neutralized aqueous solution, solid content 25%), which is a random polymer type dispersant, is used as the dispersant. Then, a comparative cyan aqueous pigment dispersion was obtained by dispersing in the same manner as in Application Example 8 except that 30 parts of the dispersant was used in a solid content with respect to 100 parts of the pigment. The number average particle diameter of the pigment contained in the obtained comparative cyan aqueous pigment dispersion was 99 nm and was finely dispersed. Moreover, when measured using an E-type viscometer, the viscosity was 3.69 mPa · s at 25 ° C. and 60 rpm.
応用例8得られたシアン水性顔料分散液と比較応用例5で得た比較シアン水性顔料分散液の保存安定性試験を、以下の方法で行った。ガラス瓶に入れ、70℃に設定された恒温槽に、それぞれの分散液を入れ、1週間放置した後の粘度と平均粒子径の変化について試験した。その結果、本発明の樹脂処理顔料を用いたシアン水性顔料分散液の平均粒子径は103nmであり、粘度は3.21mPa・sであり、保存による物性の変化は見られず、高度な分散安定性を保持していることが確認できた。これは、本発明のA−Bブロックコポリマーが、顔料に著しく吸着して保存安定性を高めることによるものと考えられる。一方、比較シアン水性顔料分散液では、平均粒子径135nm、粘度5.6mPa・sであり、顔料が凝集しており、増粘も見られ、保存安定性が悪いという結果であった。 Application Example 8 The storage stability test of the obtained cyan aqueous pigment dispersion and the comparative cyan aqueous pigment dispersion obtained in Comparative Application Example 5 was carried out by the following method. Each dispersion was placed in a glass bottle and placed in a thermostatic chamber set at 70 ° C., and the viscosity and average particle size were tested after standing for 1 week. As a result, the average particle diameter of the cyan aqueous pigment dispersion using the resin-treated pigment of the present invention is 103 nm, the viscosity is 3.21 mPa · s, and no change in physical properties due to storage is observed. It was confirmed that the sex was retained. This is considered to be because the AB block copolymer of the present invention is markedly adsorbed on the pigment to enhance the storage stability. On the other hand, the comparative cyan aqueous pigment dispersion had an average particle size of 135 nm and a viscosity of 5.6 mPa · s, and the pigment was agglomerated, thickened, and storage stability was poor.
次いで、両方の顔料分散液を使用して、シアン顔料分3%、BDG1.8%、1,2−ヘキサンジオール5%、グリセリン15%、サーフィノール465を1%となるように残量を水で調整してインクを作成した。そして、それぞれのインク中の顔料の平均粒子径、粘度及び保存安定性試験を、前記した方法で行った。結果を表10に示した。 Next, using both pigment dispersions, the remaining amount of water was adjusted so that the cyan pigment content was 3%, BDG 1.8%, 1,2-hexanediol 5%, glycerin 15%, and Surfynol 465 1%. The ink was made by adjusting with. And the average particle diameter of the pigment in each ink, a viscosity, and a storage stability test were done by the above-mentioned method. The results are shown in Table 10.
上記の結果より、本発明の処理顔料を使用したインクは、顔料分散液の場合と同様に、長期保存安定性に優れていることが確認された。 From the above results, it was confirmed that the ink using the treated pigment of the present invention is excellent in long-term storage stability as in the case of the pigment dispersion.
次いで、上記で作製した各インクをカートリッジに装填し、プリンタにてベタ印刷し、印刷適性を評価した。その際、プリンタは、セイコーエプソン株式会社製のインクジェットプリンタEM930Cを用いて、専用写真用光沢紙(PGPP)、米国ゼロックス社製ゼロックス紙4024、専用フォトマット紙に、それぞれフォト720dpiでの印刷モードでベタ印刷を行った。この結果、応用例8の本発明のシアン水性顔料分散液を使用したインクは、長期に印刷を続けてもスジやヨレ、ドットの抜けなどが確認されなかった。また、イングシェットのノズルから問題なく吐出可能であることが確認された。一方で、比較シアン水性顔料分散液を使用したインクでは、10枚を過ぎた時に、スジが発生することが確認された。これは、溶解している分散剤がランダムポリマーの分散剤であるため、粘性に不良があったためと考えられる。以上の結果から、本発明の樹脂処理顔料を使用した応用例のインクは吐出安定性が良好であることを確認できた。 Next, each of the inks prepared above was loaded into a cartridge and solid-printed with a printer to evaluate printability. At this time, the printer uses a photographic glossy paper (PGPP), Xerox paper 4024 manufactured by Xerox Corporation in the US, and a dedicated photo matte paper in a printing mode of 720 dpi using an ink jet printer EM930C manufactured by Seiko Epson Corporation. Solid printing was performed. As a result, in the ink using the cyan aqueous pigment dispersion of the invention of Application Example 8, no streaks, twists, missing dots, etc. were confirmed even after printing for a long time. In addition, it was confirmed that the nozzle could be discharged without any problem from the Ingchette nozzle. On the other hand, in the ink using the comparative cyan aqueous pigment dispersion, it was confirmed that streaks were generated after 10 sheets. This is probably because the dissolved dispersant is a random polymer dispersant, and thus the viscosity is poor. From the above results, it was confirmed that the ink of the application example using the resin-treated pigment of the present invention has good ejection stability.
また、フォトマット紙に変えて、普通紙にて印画を行った。両方のインクとも同様の画質が得られ、水滴を落としても変化が見られなかった。すなわち、染料のような水に溶解する色素をインクジェットインク(以下、IJインクと記す)として使用した場合、水滴で染料が溶解し滲みが生じるが、本発明の色素ポリマーを用いた場合では、染料である色素はポリマーと結合しているため、水で滲みなどが生じなかったと考えられる。以上の結果から、本発明の応用例のインクは耐水性が良好であることが確認できた。 In addition, printing was performed with plain paper instead of photomat paper. The same image quality was obtained with both inks, and no change was seen when water drops were dropped. That is, when a dye that dissolves in water, such as a dye, is used as an inkjet ink (hereinafter referred to as IJ ink), the dye dissolves in water droplets and causes bleeding, but in the case of using the dye polymer of the present invention, the dye Since the pigment | dye which is is couple | bonded with the polymer, it is thought that the bleeding etc. did not arise with water. From the above results, it was confirmed that the ink of the application example of the present invention has good water resistance.
また、上記した各インクの印刷試験後、それぞれのインクジェットインクヘッドを45℃で24時間乾燥することにより、ヘッドでインクを乾燥させて吐出不可能にし、その後、プリンタのヘッドクリーニング操作を1回行い、再吐出性について評価した。応用例8の本発明のシアン水性顔料分散液を使用したインクは、問題なく吐出することができた。すなわち、本発明の顔料分散液は、いったん乾燥しても乾燥物は再度溶解、分散し、再溶解性、再分散性が良好であるとことが明らかである。これは、Aのポリマーブロックがカルボキシル基を含みイオン中和されてイオンを形成しており、乾燥しても水などの液媒体に容易に溶解するためと考えられる。このことから、本発明のA−Bブロックコポリマーで処理された顔料は、Aのポリマーブロックの効果により、再溶解性が良好であることが確認された。 In addition, after the above ink printing test, each ink-jet ink head is dried at 45 ° C. for 24 hours so that the ink is dried by the head so that it cannot be ejected. Thereafter, the head cleaning operation of the printer is performed once. The re-ejectability was evaluated. The ink using the cyan aqueous pigment dispersion of the invention of Application Example 8 could be ejected without any problem. That is, it is apparent that the pigment dispersion of the present invention is once dried, the dried product is dissolved and dispersed again, and re-dissolvability and re-dispersibility are good. This is presumably because the polymer block of A contains a carboxyl group and is ion-neutralized to form ions and easily dissolves in a liquid medium such as water even when dried. From this, it was confirmed that the pigment treated with the AB block copolymer of the present invention has good re-solubility due to the effect of the polymer block of A.
また、上記で得られた各フォトマット紙の印刷物の色相を、光学濃度(「マクベスRD−914」商品名、マクベス社製)により測定し、評価した。その結果、比較応用例5の顔料分散液を用いたインクによって形成した印刷物に比べて、本発明の顔料分散液を使用したインクによって形成した印刷物は、発色性に優れ、色彩範囲も拡大していることが分かった。 Moreover, the hue of the printed matter of each photomat paper obtained above was measured by optical density (“Macbeth RD-914”, trade name, manufactured by Macbeth) and evaluated. As a result, compared with the printed matter formed with the ink using the pigment dispersion liquid of Comparative Application Example 5, the printed matter formed with the ink using the pigment dispersion liquid of the present invention has excellent color development and an expanded color range. I found out.
<実施例12:処理マゼンタ顔料−1の調製>
5リッターフラスコに、PR−122(CFR−130P、大日精化工業社製)の水ペースト(固形分30.0%)を333.3部仕込み、顔料濃度が5%になるように水にて希釈した。次いで、ホモジナイザーで撹拌しながら、AR−289を12部仕込んだ。5000rpmで1時間撹拌し、顔料と染料を解膠した後、一部を採り、ろ紙にスポットした。次いで、合成例4で得られたA−Cブロックコポリマー−4の溶液を110.8部とイオン交換水110.8部を混合して均一化した水溶液を徐々に添加したところ、ある時点で増粘することが確認できた。次いで、そのまま1時間撹拌した。その後、溶液の一部を採り、ろ紙にスポットし、その結果を前記したスポットと合わせて図8に示した。
<Example 12: Preparation of treated magenta pigment-1>
Into a 5 liter flask, 333.3 parts of a water paste (solid content: 30.0%) of PR-122 (CFR-130P, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) was added, and water was added so that the pigment concentration would be 5%. Diluted. Next, 12 parts of AR-289 were charged while stirring with a homogenizer. After stirring at 5000 rpm for 1 hour to remove the pigment and dye, a part was taken and spotted on a filter paper. Next, 110.8 parts of the solution of the AC block copolymer-4 obtained in Synthesis Example 4 and 110.8 parts of ion-exchanged water were mixed and homogenized aqueous solution was gradually added. It was confirmed that it was sticky. Subsequently, it stirred as it was for 1 hour. Then, a part of the solution was taken and spotted on a filter paper, and the result was shown in FIG.
図8に示したように、図7に示した実施例11の場合と同様の結果を示しており、左側のものが、顔料と染料を解膠した時点でのスポットであるが、中心の顔料及びブリードしている染料が確認できる。また、右側のものは、A−Cブロックコポリマーを添加して増粘した後にスポットしたものである。染料のブリードは確認できないことから、A−Cブロックコポリマーの有する塩化物イオンと染料の有するナトリウムイオンとが脱塩反応を起こして、A−Bブロックコポリマーとなり、不溶化、析出して、顔料を処理したことが確認できた。 As shown in FIG. 8, the same result as in the case of Example 11 shown in FIG. 7 is shown, and the left one is a spot when the pigment and the dye are peptized. In addition, the bleeding dye can be confirmed. The right one is spotted after adding AC block copolymer and thickening. Since the bleed of the dye cannot be confirmed, the chloride ion of the AC block copolymer and the sodium ion of the dye undergo a desalting reaction to form an AB block copolymer, which is insolubilized and precipitated to treat the pigment. I was able to confirm.
次いで、ろ過して水でよく洗浄した。ろ過性は非常に良好であり、透明で染料が流れていないことを確認できた。このことからも、本発明で規定する色素ポリマーのA−Bブロックコポリマーが形成され、顔料が処理されたと考えられる。このようにして樹脂処理顔料を得、この水ペーストの固形分は33.3%であった。これを処理マゼンタ顔料−1と称す。 It was then filtered and washed thoroughly with water. The filterability was very good, and it was confirmed that it was transparent and no dye was flowing. From this, it is considered that the AB block copolymer of the dye polymer defined in the present invention was formed and the pigment was processed. In this way, a resin-treated pigment was obtained, and the solid content of this water paste was 33.3%. This is referred to as treated magenta pigment-1.
上記で得られた樹脂処理顔料は、先に説明した実施例6と同様の理論計算値によれば、顔料100部に対し、AR−289がA−Cブロックコポリマーに反応して得られるA−Bブロックコポリマーにて理論的に約55.3%で処理された顔料である。樹脂処理顔料中に含まれる顔料分は64.4%である。また、AR−289のスルホン酸に対しA−Cブロックコポリマーの第4級塩をほぼ等モルで反応させたものである。また、本発明の色素含有メタクリレートのA−Bブロックコポリマー中の含有量は28.9%であり、Bのポリマーブロック中の含有量は49.2%である。 According to the same theoretical calculation value as in Example 6 described above, the resin-treated pigment obtained above was obtained by reacting AR-289 with an AC block copolymer with respect to 100 parts of pigment. A pigment theoretically treated with a B block copolymer at about 55.3%. The pigment content contained in the resin-treated pigment is 64.4%. Further, the quaternary salt of the AC block copolymer was reacted with the sulfonic acid of AR-289 in an approximately equimolar amount. Further, the content of the dye-containing methacrylate of the present invention in the AB block copolymer is 28.9%, and the content of B in the polymer block is 49.2%.
<実施例13、14>
実施例12で使用した、合成例4で得られたA−Cブロックコポリマー−4の代わりに、実施例13では、合成例5で得られたA−Cブロックコポリマー−5を105.0部用い、実施例14では、合成例6で得られたA−Cブロックコポリマー−6を122.3部用いた以外は、いずれも実施例12と同様にして、樹脂処理マゼンタ顔料をそれぞれ調製した。いずれの場合も実施例12と同様の現象が見られ、A−Bブロックコポリマーで顔料が処理されたことが確認でき、本発明で規定する樹脂処理顔料を得ることができた。実施例13で得たものを処理マゼンタ顔料−2、実施例14で得たものを処理マゼンタ顔料−3と称す。また、顔料100部に対するA−Bブロックコポリマーの割合、樹脂処理顔料に含まれる顔料分、A−Bブロックコポリマー中の色素含有メタクリレート(色素モノマー単位)の含有量、Bのブロックコポリマー中の色素含有メタクリレートの含有量をそれぞれ、実施例12と合わせて表11に示した。
<Examples 13 and 14>
Instead of the A-C block copolymer-4 obtained in Synthesis Example 4 used in Example 12, 105.0 parts of the A-C block copolymer-5 obtained in Synthesis Example 5 was used in Example 13. In Example 14, resin-treated magenta pigments were prepared in the same manner as in Example 12 except that 122.3 parts of the AC block copolymer-6 obtained in Synthesis Example 6 was used. In any case, the same phenomenon as in Example 12 was observed, and it was confirmed that the pigment was treated with the AB block copolymer, and the resin-treated pigment defined in the present invention was obtained. The product obtained in Example 13 is referred to as treated magenta pigment-2, and the product obtained in Example 14 is referred to as treated magenta pigment-3. Further, the ratio of the AB block copolymer to 100 parts of the pigment, the pigment content contained in the resin-treated pigment, the content of the dye-containing methacrylate (dye monomer unit) in the AB block copolymer, the dye content in the B block copolymer The contents of methacrylate are shown in Table 11 together with Example 12.
(応用例9:マゼンタ顔料分散液及びそれを用いたインクの調製)
応用例8と同様にして、実施例12〜14で得られた処理マゼンタ顔料−1、処理マゼンタ顔料−2或いは処理マゼンタ顔料−3を使用して、それぞれの顔料分散液を作成し、さらに、これを用いて応用例8と同様にして各インクを作成した。これらのすべての顔料分散液及びインクは、応用例8の、本発明の樹脂処理顔料を使用したシアン水性顔料分散液及びそれを用いたインクの場合と同様に、分散性、保存安定性、耐水性、印刷特性である吐出安定性、再溶解性において、いずれも良好な性能を示すことを確認した。このことから、Aのポリマーブロックが様々な酸価を有する場合でも、本発明のA−Bブロックコポリマーは、同様に優れた効果を示し、本発明の樹脂処理顔料の有用性が確認された。
(Application Example 9: Preparation of magenta pigment dispersion and ink using the same)
In the same manner as in Application Example 8, using the treated magenta pigment-1, the treated magenta pigment-2 or the treated magenta pigment-3 obtained in Examples 12-14, respective pigment dispersions were prepared, Using this, each ink was prepared in the same manner as in Application Example 8. All of these pigment dispersions and inks are the same as in the case of the cyan aqueous pigment dispersion using the resin-treated pigment of the present invention and the ink using the same in Application Example 8. It was confirmed that all showed good performance in terms of discharge property, ejection stability and re-dissolvability. From this, even when the polymer block of A has various acid values, the AB block copolymer of the present invention showed the same excellent effect, and the usefulness of the resin-treated pigment of the present invention was confirmed.
(比較応用例6:比較マゼンタ顔料分散液及びそれを用いた比較インクの調製)
上記のマゼンタ顔料分散液との比較のため、比較マゼンタ顔料分散液を調製した。具体的には、比較応用例5で使用したPB−15:3の代わりに、マゼンタ顔料であるPR−122を使用した以外は、比較応用例5と同様にして比較マゼンタ顔料分散液を得た。そして、同様にして比較マゼンタインクを作成した。
(Comparative Application Example 6: Preparation of comparative magenta pigment dispersion and comparative ink using the same)
For comparison with the above magenta pigment dispersion, a comparative magenta pigment dispersion was prepared. Specifically, a comparative magenta pigment dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Application Example 5 except that PR-122, which is a magenta pigment, was used instead of PB-15: 3 used in Comparative Application Example 5. . A comparative magenta ink was prepared in the same manner.
応用例9で得た処理マゼンタ顔料−1を用いて作製したインク、及び、応用比較例6で得た比較マゼンタインクを用いて、応用例8と同様にしてインクジェットプリンターにて印画し、その印画物をフォトマット紙の印刷物の色相、光学濃度(「マクベスRD−914」商品名、マクベス社製)の測定を行った。その結果、本発明の顔料分散液を用いた場合は、比較例に比べて、発色性に優れ、色彩範囲も拡大していることが分かった。 Using the ink prepared using the treated magenta pigment-1 obtained in Application Example 9 and the comparative magenta ink obtained in Application Comparative Example 6, printing was performed with an inkjet printer in the same manner as in Application Example 8, and the printing was performed. The product was measured for the hue and optical density ("Macbeth RD-914" trade name, manufactured by Macbeth) of the printed matter of photomat paper. As a result, it was found that when the pigment dispersion of the present invention was used, the color development was excellent and the color range was expanded as compared with the comparative example.
(応用例14:紫外線硬化性IJインク用着色剤への応用)
紫外線硬化性IJインク用着色剤への応用を検討した。前記で得た処理シアン顔料−1を40部(顔料分20部)、イソボルニルアクリレート60部、添加混合して、ディゾルバーで2時間撹拌した。顔料の塊がなくなったことを確認した後、前記した横型メディア分散機を使用して分散処理して顔料分散液を調製した。得られた顔料分散液を10μmのフィルター及び5μmのフィルターを通した。この際、フィルターの詰まりはまったくなかった。得られたシアン色顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径は100nmであり、粘度は19.2mPa・sであった。このように、モノマーと樹脂処理顔料を分散するだけで、良好な顔料分散液が得られた。
(Application Example 14: Application to UV-curable IJ ink colorant)
The application to the colorant for ultraviolet curable IJ ink was examined. 40 parts of the treated cyan pigment-1 obtained above (pigment content 20 parts) and 60 parts of isobornyl acrylate were added and mixed, and the mixture was stirred with a dissolver for 2 hours. After confirming that the lump of the pigment had disappeared, the pigment dispersion was prepared by carrying out dispersion treatment using the above-mentioned horizontal media disperser. The obtained pigment dispersion was passed through a 10 μm filter and a 5 μm filter. At this time, there was no clogging of the filter. The average particle diameter of the pigment contained in the obtained cyan pigment dispersion was 100 nm, and the viscosity was 19.2 mPa · s. Thus, a good pigment dispersion was obtained only by dispersing the monomer and the resin-treated pigment.
上記で得た顔料分散液を70℃で1週間放置した後の平均粒子径と、粘度(保存後の粘度)とを測定した。その結果、平均粒子径は98nm、粘度は19.0mPa・sであった。先に記載したように、試験前の顔料分散液に含まれる顔料の平均粒子径は100nm前後と微細であり、さらに、初期の粘度が低くかったが、保存安定性試験でも、平均粒子径と粘度の変化はほとんどなく、非常に安定していた。 The average particle diameter and viscosity (viscosity after storage) of the pigment dispersion obtained above after being left at 70 ° C. for 1 week were measured. As a result, the average particle size was 98 nm, and the viscosity was 19.0 mPa · s. As described above, the average particle size of the pigment contained in the pigment dispersion before the test was as fine as about 100 nm, and the initial viscosity was low, but even in the storage stability test, the average particle size was There was almost no change in viscosity and it was very stable.
また、先にも述べたように、本発明の樹脂処理顔料は、予め顔料分散剤として機能するA−Bブロックコポリマーで処理されたものであるため、溶媒であるモノマーに添加して分散するだけで、高度に分散され、高安定性を保持することが確認された。 Further, as described above, since the resin-treated pigment of the present invention has been previously treated with an AB block copolymer that functions as a pigment dispersant, it is simply added and dispersed in a monomer as a solvent. It was confirmed that it was highly dispersed and maintained high stability.
次いで、上記で得た顔料分散液を使用して以下の配合で、紫外線硬化性IJインクを調製した。
上記の顔料分散液 12.5部
イソボロニルアクリレート 44.5部
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート 25部
トリメチロールプロパントリアクリレート 7部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 3部
ルシリンTPO(光重合開始剤 BASF社製) 3部
イルガキュア819(光重合開始剤 BASF社製) 2部
イルガキュア127(光重合開始剤 BASF社製) 3部
インクを十分撹拌した後、ポアサイズ10μmのメンブランフィルターで、次いで5μmのメンブランフィルターでろ過を行い、IJインクを得た。
Next, an ultraviolet curable IJ ink was prepared using the pigment dispersion obtained above with the following composition.
Pigment dispersion 12.5 parts Isobornyl acrylate 44.5 parts 1,6-hexanediol diacrylate 25 parts Trimethylolpropane triacrylate 7 parts Dipentaerythritol hexaacrylate 3 parts Lucyrin TPO (photopolymerization initiator BASF 3 parts Irgacure 819 (manufactured by BASF) 2 parts Irgacure 127 (manufactured by BASF) 3 parts After thoroughly stirring the ink, use a membrane filter with a pore size of 10 μm and then a 5 μm membrane filter. Filtration was performed to obtain IJ ink.
上記で調製したインク中の顔料粒子径を測定したところ、98nmで、インクの粘度は3.7mPa・sであった。褐色サンプル瓶にインクを装てんし、前記した保存安定性の試験を行なったところ、上澄み、沈降がまったく見られず、保存後のインク中の顔料の平均粒子径は99nmで、粘度は3.6mPa・sであった。本発明の樹脂処理顔料を用いることで、その顔料吸着部が顔料から脱離することなく吸着することが達成され、インクの保存安定性が良好になることがわかった。 When the pigment particle diameter in the ink prepared above was measured, it was 98 nm and the viscosity of the ink was 3.7 mPa · s. When the brown sample bottle was loaded with ink and tested for storage stability, the supernatant and sediment were not observed at all. The average particle size of the pigment in the ink after storage was 99 nm and the viscosity was 3.6 mPa.・ It was s. It has been found that by using the resin-treated pigment of the present invention, the pigment adsorbing portion is adsorbed without desorbing from the pigment, and the storage stability of the ink is improved.
次いで、上記で得た紫外線硬化性IJインクをカートリッジに装填し、コニカミノルタ社製EB100インクジェットプリンターを使用し、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにベタ印刷を1時間連続して行って印画した。この結果、ヘッドの詰まりがなくスムースに印画でき、その画像であるベタ印刷に筋やよれなどがまったく見られず、また、長時間印刷を行っても、良好な吐出安定性を示した。
以上の如く、本発明で規定した樹脂処理顔料を使用したインクは、多くのモノマーを含有した紫外線硬化性のインクのような場合であっても、良好な吐出安定性、筋やよれのない印画物を与えることを確認した。
Next, the ultraviolet curable IJ ink obtained above was loaded into a cartridge, and solid printing was continuously performed on a polyethylene terephthalate (PET) film for 1 hour using an EB100 inkjet printer manufactured by Konica Minolta. As a result, it was possible to print smoothly without clogging of the head, no streaks or kinks were seen in the solid printing that was the image, and good ejection stability was exhibited even after long-time printing.
As described above, the ink using the resin-treated pigment defined in the present invention has good ejection stability, prints without streaks and kinks even in the case of an ultraviolet curable ink containing many monomers. Confirmed to give things.
本発明によれば、本発明で規定する、その構造中にイオン結合を介して色素分子を有する特有のA−Bブロックコポリマーを使用して顔料を処理することによって、容易に有用な樹脂処理顔料が得られ、この樹脂処理顔料は、分散することで、高微粒子分散性、高長期保存安定性を示し、その性能に加えて、カラーフィルター用着色剤として使用した場合は、高透明性、高コントラスト性、良好なアルカリ現像性を与え、さらに、水性のインクジェットインクとして使用した場合は、再溶解性、吐出安定性が付与されるという、多様な使用方法に適用できる特性を有するものであることが確認され、その広範な利用が期待される。加えて、本発明のA−Bブロックコポリマーは、その構造中にイオン結合を介して色素分子を有するので、これを用いて顔料を処理してなる樹脂処理顔料は、分散させる顔料の発色性に加えて、ポリマー中に存在する色素の発色性が加わり、さらなる色性能が向上し、従来の着色剤では達成し得なかった色相を表現できる可能性があり、この点からも期待される。また、その構造中にイオン結合を介して色素分子を有するA−Bブロックコポリマーであるので、樹脂処理顔料は、耐熱性、耐光性が向上したものとなる。さらに、本発明が提供する樹脂処理顔料は、水性、油性のどちらでも使用可能で、塗料、インク、文具用の着色剤、特にカラーフィルター用着色剤、UV−IJ用着色剤、高速印刷対応のインクジェット印刷システムに適するインクジェットインクを提供でき、多様な分野での使用が期待される。 According to the present invention, a resin-treated pigment that is readily useful by treating the pigment with a specific AB block copolymer having a dye molecule in its structure through an ionic bond as defined in the present invention. This resin-treated pigment, when dispersed, exhibits high fine particle dispersibility and high long-term storage stability. In addition to its performance, when used as a color filter colorant, it has high transparency and high Contrast, good alkali developability, and when used as a water-based inkjet ink, it has characteristics that can be applied to various usage methods such as re-dissolvability and ejection stability. Is confirmed, and its wide use is expected. In addition, since the AB block copolymer of the present invention has a dye molecule through an ionic bond in its structure, the resin-treated pigment obtained by treating the pigment using this has a color development property of the pigment to be dispersed. In addition, the coloring property of the pigment present in the polymer is added to further improve the color performance, and there is a possibility that a hue that cannot be achieved by the conventional colorant can be expressed. Moreover, since it is an AB block copolymer having a dye molecule via an ionic bond in its structure, the resin-treated pigment has improved heat resistance and light resistance. Further, the resin-treated pigment provided by the present invention can be used in both aqueous and oily colors, and it can be used for paints, inks, stationery colorants, particularly color filter colorants, UV-IJ colorants, and high-speed printing. Ink-jet ink suitable for the ink-jet printing system can be provided and is expected to be used in various fields.
Claims (3)
スルホン酸基を有する界面活性剤にて分散された顔料を有する水系溶媒中で、
その分子中に、スルホン酸、スルホン酸アルカリ金属塩、スルホン酸アンモニウム塩およびスルホン酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも1個以上の構造部分を有する有機色素と、
少なくともカルボキシ基を有するメタクリレートを構成成分としてなる(但し、構成成分としてアミノ基或いは第4級アンモニウム塩基を有するメタクリレートを含む場合を除く)Aのポリマーブロックと、下記一般式(2)で表される第4級アンモニウム塩のメタクリレートを構成成分としてなるCのポリマーブロックとからなるA−Cブロックコポリマーを、
脱ハロゲン化水素又は脱ハロゲン化アルカリ金属塩又は脱ハロゲン化アンモニウム塩又は脱ハロゲン化アミン塩のいずれかの反応をさせて、
前記顔料を、
前記Aのポリマーブロックと、その構成単位として、メタクリレートからなる、下記一般式(1)で表される、4級アンモニウムの窒素カチオンの対イオンとして、1個以上のスルホン酸イオンが結合している色素からなるイオン結合部分を有してなるBのポリマーブロックとからなるA−Bブロックコポリマーにて処理された顔料にすることを特徴とする樹脂処理顔料組成物の製造方法。
[式(1)及び(2)中のXは有機基を表し、R1〜R3はそれぞれ独立に、C1〜C18のアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかを表す。また、式(1)中のDは有機色素分子を表し、式(2)中のY - はハロゲンイオンを表す。] A method for producing a resin-treated pigment composition comprising the following AB block copolymer in an amount of 10 to 200 parts per 100 parts of pigment,
In an aqueous solvent having a pigment dispersed with a surfactant having a sulfonic acid group,
An organic dye having in its molecule at least one structural moiety selected from the group consisting of a sulfonic acid, an alkali metal sulfonate, an ammonium sulfonate, and an amine sulfonate ;
A polymer block of A comprising a methacrylate having at least a carboxy group as a constituent component (excluding a case where a methacrylate having an amino group or a quaternary ammonium base is included as a constituent component), and represented by the following general formula (2) An AC block copolymer comprising a C polymer block comprising a quaternary ammonium salt methacrylate as a constituent ;
Reacting either dehydrohalogenated or dehalogenated alkali metal salt or dehalogenated ammonium salt or dehalogenated amine salt ,
The pigment,
One or more sulfonate ions are bonded as a counter ion of a quaternary ammonium nitrogen cation represented by the following general formula (1), which is composed of methacrylate as a structural unit of the A and the structural unit. A process for producing a resin-treated pigment composition , characterized in that the pigment is treated with an AB block copolymer comprising a polymer block of B having an ion-bonding moiety comprising a dye .
[X in Formulas (1) and (2) represents an organic group, and R1 to R3 each independently represents any one selected from the group consisting of a C1 to C18 alkyl group and a benzyl group. D in the formula (1) represents an organic dye molecule, and Y − in the formula (2) represents a halogen ion. ]
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