JP3473495B2 - Curable composition - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線反応性の硬
化性組成物に関する。詳しくは、UV・電子線硬化イン
キ、UV・電子線硬化塗料・コーティング剤、UV硬化
接着剤、フォトレジストインキ、ドライフィルム等に応
用できる放射線硬化性組成物に関する。特に、カラーフ
ィルターを形成するための顔料の分散剤兼バインダーと
して用いられ、顔料の分散性が良好であり、基材との密
着性、アルカリ現像性や塗膜硬度に優れた、顔料を分散
した放射線硬化性組成物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a radiation-reactive curable composition. Specifically, it relates to a radiation curable composition applicable to UV / electron beam curable ink, UV / electron beam curable paint / coating agent, UV curable adhesive, photoresist ink, dry film and the like. In particular, it is used as a dispersant / binder of a pigment for forming a color filter, has good dispersibility of the pigment, is excellent in adhesiveness with a substrate, alkali developability and coating film hardness, and has dispersed the pigment. A radiation curable composition.
【0002】カラーフィルター用途では、放射線硬化性
組成物を硬化、アルカリ現像、水洗する工程が、赤色
系、緑色系、青色系と繰り返されるため、特に厳しい耐
水性、耐アルカリ性を必要とするが性能が不十分であっ
た。本発明の硬化性組成物は顔料分散性、放射線硬化
性、塗膜の耐水性、アルカリ現像性などの点で、特にカ
ラーフィルター用に好適である。In color filter applications, the steps of curing a radiation-curable composition, developing with alkali, and washing with water are repeated in red, green, and blue, so that particularly severe water resistance and alkali resistance are required, but the performance is high. Was insufficient. The curable composition of the present invention is particularly suitable for color filters in terms of pigment dispersibility, radiation curability, water resistance of coating film, alkali developability and the like.
【0003】[0003]
【従来の技術】活性エネルギー線硬化性樹脂組成物とし
て、従来よりアクリル系樹脂と放射線反応性化合物の組
み合わせが知られている。放射線反応性化合物は耐水性
や柔軟性が不足するが放射線硬化性が優れているのに対
して、アクリル系樹脂は耐水性や柔軟性が優れているが
放射線硬化性が不足しており、双方を組み合わせること
により性能不足を補うものである。アクリル系樹脂に放
射線硬化性官能基を導入する方法も提案され、一部実用
化されている。しかし、産業界の軽薄短小化の流れの中
で、さらに高度の耐水性や柔軟性、硬化性が求められる
中で、最近ではグラフトポリマー構造が注目されて、数
多くの特許が出願されている。2. Description of the Related Art As an active energy ray-curable resin composition, a combination of an acrylic resin and a radiation-reactive compound has been conventionally known. Radiation-reactive compounds lack water resistance and flexibility but are excellent in radiation curability, whereas acrylic resins are excellent in water resistance and flexibility but lack radiation curability. By combining, the performance shortage is compensated. A method of introducing a radiation-curable functional group into an acrylic resin has also been proposed and partially put into practical use. However, in the trend of lightness, thinness, shortness and miniaturization in the industrial world, even higher water resistance, flexibility and curability are required, and recently, a graft polymer structure has attracted attention and many patents have been applied for.
【0004】ドライフィルム用途では、例えば特開昭6
3−32811号、特開平2−84424号、特開平2
−97516号、特開平2−97517号、特開平2−
103215号、特開平2−153916号および特開
平5−27432号等が出願されており、アルキル(メ
タ)アクリレート、アクリロニトリルおよびスチレンか
らなる群より選ばれたモノマーの重合体を主成分とした
幹ポリマーと、ヒドロキシル基、アミノ基、アルキルア
ミノ基、カルボシキル基を有するビニルモノマー、ビニ
ルピロリドンもしくはそれらの誘導体(例えば、カルボ
キシル基をグリシジルメタクリレートで変性)の重合体
よりなる枝ポリマーとからなるグラフト共重合体を提案
している。しかし、通常グラフト共重合体の主成分をな
す幹ポリマーに官能基、例えばカルボキシル基、ヒドロ
キシル基等を含まないため、基材への密着性や顔料分散
性、アルカリ現像性等の性能が充分では無かった。In dry film applications, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
3-32811, JP-A-2-84424, JP-A-2
-97516, JP-A-2-97517, JP-A-2-
No. 103215, JP-A-2-153916, JP-A-5-27432, and the like have been filed, and a trunk polymer mainly composed of a polymer of a monomer selected from the group consisting of alkyl (meth) acrylate, acrylonitrile and styrene. And a branch copolymer comprising a vinyl monomer having a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group and a carboxyl group, vinylpyrrolidone or a derivative thereof (for example, a carboxyl group modified with glycidyl methacrylate). Is proposed. However, since the trunk polymer which is usually the main component of the graft copolymer does not contain a functional group such as a carboxyl group or a hydroxyl group, the performance such as adhesion to a substrate, pigment dispersibility, and alkali developability is not sufficient. There was no
【0005】インキ用途では、特開平3−179062
号、特開平3−212461号が出願されており、枝ポ
リマーがスチレンや(メタ)アクリレートの重合体より
なるグラフトポリマーと、放射線反応性化合物よりなる
放射線硬化性インキ組成物が提案されているが、放射線
硬化性の官能基を前記グラフトポリマー中に含まないた
め、硬化性が不十分であった。For ink use, Japanese Patent Laid-Open No. 3-179062
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-212461 is proposed, and a radiation curable ink composition is proposed in which a branch polymer is a graft polymer composed of a polymer of styrene or (meth) acrylate and a radiation reactive compound. Since the radiation-curable functional group was not contained in the graft polymer, the curability was insufficient.
【0006】分散性能が要求されるカラーフィルター用
途で、放射線硬化性組成物にグラフト共重合体を使用す
る例が多く見られる。液晶表示素子や固体撮像素子に用
いられるカラーフィルターを作成する方法として、印刷
法、染色法、電着法、顔料分散法が知られている。There are many examples of using a graft copolymer in a radiation-curable composition for color filter applications in which dispersion performance is required. Printing methods, dyeing methods, electrodeposition methods, and pigment dispersion methods are known as methods for producing color filters used in liquid crystal display elements and solid-state imaging elements.
【0007】これらの方法の内、顔料分散法は顔料を放
射線硬化性組成物に分散させてフォトリソグラフ法によ
り作成する方法で、顔料を使用しているため耐光性や耐
熱性に優れ、フォトリソグラフ法であるため位置精度に
優れているという特徴があり、多く採用されている。Among these methods, the pigment dispersion method is a method in which a pigment is dispersed in a radiation-curable composition and prepared by a photolithographic method. Since a pigment is used, it is excellent in light resistance and heat resistance. Since it is a method, it is characterized by excellent positional accuracy and is widely used.
【0008】しかし、従来の放射線硬化性組成物では、
顔料の分散性が悪いため光透過性が悪く、経時的に顔料
が凝集する問題があった。さらに、ガラス基板との密着
性が悪いために基板からの剥がれが起きやすく、またア
ルカリ現像性が悪いため地汚れや膜残りが発生しやすい
という問題があった。このような問題を解決する方法と
して、アルカリ可溶性ブロック共重合体をバインダーと
する方法が欧州公開特許第0564168A2号公報で
提案されているが、粘度が高くなって濾過が困難とな
り、ゴミや異物により欠陥が生成しやすかった。However, in the conventional radiation curable composition,
Since the dispersibility of the pigment is poor, the light transmittance is poor, and there is a problem that the pigment aggregates over time. Further, there is a problem that peeling from the substrate is likely to occur due to poor adhesion to the glass substrate, and scumming and film residue are likely to occur due to poor alkali developability. As a method for solving such a problem, a method using an alkali-soluble block copolymer as a binder has been proposed in European Patent Publication No. 0564168A2, but the viscosity becomes so high that filtration becomes difficult, and dust or foreign matter causes Defects were easy to generate.
【0009】一方、顔料を高分散させる方法として、ポ
リスチレンやポリアルキル(メタ)アクリレートを枝ポ
リマーとしたグラフト共重合体を分散剤または結着樹脂
とし、これに顔料および放射線硬化性化合物を混合した
組成物が、特開平9−179299号、特開平9−19
7118号、特開平10−36622号、特開平11−
60657号または特開平11−64628号等におい
て提案されている。On the other hand, as a method of highly dispersing the pigment, a graft copolymer having polystyrene or polyalkyl (meth) acrylate as a branch polymer is used as a dispersant or a binder resin, and the pigment and the radiation-curable compound are mixed therein. The compositions are disclosed in JP-A-9-179299 and JP-A-9-19.
7118, JP-A-10-36622, JP-A-11-
No. 60657 or JP-A-11-64628.
【0010】しかし、グラフト共重合体の枝ポリマーに
分散性向上を目的にポリスチレンやポリベンジルメタク
リレートを使用しているため、グラフト共重合体の疎水
性が強くなり、アルカリ可溶性が低下して、現像時に地
汚れや膜残りが発生しやすい問題や、硬化性が不足する
問題があった。一方、グラフト共重合体のアルカリ可溶
性を向上させる方法として、中性で親水性のヒドロキシ
ル基やアミド基を多量に組み込む方法が、特開平7−1
40654号公報、特開平10−36622号公報で提
案されているが、可溶性は向上するが硬化性や耐水性が
低下することは避けられなかった。However, since polystyrene or polybenzyl methacrylate is used in the branch polymer of the graft copolymer for the purpose of improving the dispersibility, the hydrophobicity of the graft copolymer becomes strong and the alkali solubility is lowered, resulting in development. At times, there were problems such as scumming and film residue, and insufficient curability. On the other hand, as a method for improving the alkali solubility of the graft copolymer, a method of incorporating a large amount of neutral and hydrophilic hydroxyl group or amide group is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-1.
As disclosed in Japanese Patent No. 40654 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-36622, it is unavoidable that solubility is improved but curability and water resistance are reduced.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を改良するためになされたもので、顔料の分散
性、放射線反応性化合物との相溶性、硬化性、基材との
密着性、塗膜の耐水性、およびアルカリ現像性に優れ
た、新規な放射線硬化性組成物を提供するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is the dispersibility of the pigment, the compatibility with the radiation-reactive compound, the curability, and the adhesion with the substrate. The present invention provides a novel radiation curable composition having excellent properties, water resistance of a coating film, and alkali developability.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに
到った。すなわち、本発明は放射線反応性の重合性基お
よびカルボキシル基を有する枝ポリマーと放射線反応性
の重合性基およびヒドロキシル基を有する幹ポリマーと
からなる放射性硬化性グラフト共重合体、ならびに1分
子中に(メタ)アクリロイル基を1個以上有する分子量
が100〜5,000の化合物からなる硬化性組成物で
あり、より好ましい態様は、上記放射性硬化性グラフト
共重合体が、酸価が30〜180KOHmg/gで、ヒ
ドロキシル価が0.1〜120KOHmg/gである上
記硬化性組成物である。以下、本発明について詳細に説
明する。The present inventor has completed the present invention as a result of extensive studies to solve the above problems. That is, the present invention relates to a radiation-curable graft copolymer comprising a branch polymer having a radiation-reactive polymerizable group and a carboxyl group and a trunk polymer having a radiation-reactive polymerizable group and a hydroxyl group, and to one molecule. A curable composition comprising a compound having one or more (meth) acryloyl groups and having a molecular weight of 100 to 5,000, and a more preferred embodiment, wherein the radiation curable graft copolymer has an acid value of 30 to 180 KOHmg / The above curable composition has a hydroxyl value of 0.1 to 120 KOHmg / g. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明において使用する、放射線
反応性の重合性基およびカルボキシル基を有する枝ポリ
マーと、放射線反応性の重合基とヒドロキシル基を有す
る幹ポリマーからなるグラフト共重合体は、以下のよう
にして製造することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A graft copolymer used in the present invention, which comprises a branch polymer having a radiation-reactive polymerizable group and a carboxyl group, and a trunk polymer having a radiation-reactive polymerizable group and a hydroxyl group, is It can be manufactured as follows.
【0014】すなわち代表的な製造方法は、1)カルボ
キシル基を有するマクロモノマーを合成する工程、2)
幹にヒドロキシル基を有するグラフト共重合体を合成す
る工程、および3)得られたグラフト共重合体に放射線
反応性の重合性基を導入する工程の3工程よりなる。な
お、後述するように、2)の工程において、幹にヒドロ
キシル基とカルボキシル基を有するグラフト共重合体を
合成することにより、3)の工程において安価な方法で
放射性反応性の重合性基を導入することもできる。That is, a typical production method is as follows: 1) a step of synthesizing a macromonomer having a carboxyl group, 2)
It comprises three steps: a step of synthesizing a graft copolymer having a hydroxyl group in the trunk, and a step 3) of introducing a radiation-reactive polymerizable group into the obtained graft copolymer. As will be described later, by synthesizing a graft copolymer having a hydroxyl group and a carboxyl group on the trunk in the step 2), the radioactive reactive polymerizable group is introduced by an inexpensive method in the step 3). You can also do it.
【0015】カルボキシル基を有するマクロモノマーを
合成する方法としては、酸分解法、加水分解法、酸無水
物添加法が例としてあげられる。酸分解法は、3級アル
キル(メタ)アクリレートを共重合した後に、無水下で
酸触媒で分解して、(メタ)アクリル酸にする方法であ
る。 加水分解法は、低級アルキル(メタ)アクリレー
ト、例えばメチル(メタ)アクリレートを共重合した後
に、水存在下で酸触媒またはアルカリ触媒で加水分解し
て、(メタ)アクリル酸にする方法である。 酸無水物
添加法は、ヒドロキシル基含有モノマーを共重合した後
に、無水2塩基酸、例えば無水コハク酸をヒドロキシル
基と付加反応させる方法である。 装置の材質、付帯設
備やコスト等により工業的に最適な方法が決められる
が、好ましくは水や酸・アルカリ触媒を除去する必要が
無い酸無水物添加法である。Examples of the method for synthesizing a macromonomer having a carboxyl group include an acid decomposition method, a hydrolysis method, and an acid anhydride addition method. The acid decomposition method is a method in which a tertiary alkyl (meth) acrylate is copolymerized and then decomposed with an acid catalyst under anhydrous conditions to give (meth) acrylic acid. The hydrolysis method is a method in which a lower alkyl (meth) acrylate, such as methyl (meth) acrylate, is copolymerized and then hydrolyzed with an acid catalyst or an alkali catalyst in the presence of water to give (meth) acrylic acid. The acid anhydride addition method is a method in which a dibasic anhydride such as succinic anhydride is subjected to an addition reaction with a hydroxyl group after copolymerizing a monomer containing a hydroxyl group. The industrially optimum method is determined depending on the material of the apparatus, incidental equipment, cost, etc., but the acid anhydride addition method that does not require removal of water or acid / alkali catalyst is preferable.
【0016】酸無水物添加法によるマクロモノマーの製
法の一例を以下に示す。2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート(HEMA)とベンジルメタクリレート(Bz
M)をメルカプトプロピオン酸(MPA)存在下で共重
合する。その後、このメルカプトプロピオン酸由来のポ
リマー末端のカルボキシル基にグリシジルメタクリレー
ト(GMA)を4級アンモニウム塩触媒存在下で反応さ
せて、一旦、HEMA/BzM組成のマクロモノマーを
得る。その後、このマクロモノマー中のHEMA由来の
ヒドロキシル基を、引き続き無水コハク酸と付加反応さ
せることにより、カルボキシル基含有マクロモノマーを
得ることができる。An example of the method for producing a macromonomer by the acid anhydride addition method is shown below. 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and benzyl methacrylate (Bz
M) is copolymerized in the presence of mercaptopropionic acid (MPA). Then, the carboxyl group at the terminal of the polymer derived from mercaptopropionic acid is reacted with glycidyl methacrylate (GMA) in the presence of a quaternary ammonium salt catalyst to once obtain a macromonomer having a HEMA / BzM composition. Thereafter, the hydroxyl group derived from HEMA in this macromonomer is subsequently subjected to an addition reaction with succinic anhydride, whereby a carboxyl group-containing macromonomer can be obtained.
【0017】カルボキシル基は、酸分解法や加水分解法
では、(メタ)アクリル酸、イタコン酸基が付いた構造
となり、酸無水物添加法では、ヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシポリアルコキシアルキル
(メタ)アクリレート、ポリエステルモノ(メタ)アク
リレート等の水酸基モノマーと、無水コハク酸、無水マ
レイン酸、無水フタル酸等の酸無水物の付加反応生成物
が付いた構造となる。カルボキシル基の好ましい量は、
枝ポリマーベースで2〜180KOHmg/g、更に好
ましくは5〜120KOHmg/gである。2以下の時
はアルカリ可溶性が低下して、地汚れや膜残りが発生し
やすいため好ましくなく、180以上の時は耐水性が低
下するため好ましくない。The carboxyl group has a structure having (meth) acrylic acid or itaconic acid group in the acid decomposition method or the hydrolysis method, and in the acid anhydride addition method, hydroxyalkyl (meth) acrylate or hydroxypolyalkoxyalkyl ( It has a structure in which a hydroxyl group monomer such as (meth) acrylate or polyester mono (meth) acrylate and an acid anhydride addition reaction product such as succinic anhydride, maleic anhydride or phthalic anhydride are attached. The preferred amount of carboxyl group is
It is 2-180 KOHmg / g, more preferably 5-120 KOHmg / g, based on the branched polymer. When it is 2 or less, alkali solubility is lowered, and scumming and film residue are likely to occur, which is not preferable, and when 180 or more, water resistance is lowered, which is not preferable.
【0018】枝ポリマーにカルボシキル基を導入するた
めに使用される原料モノマー以外にマクロモノマーの重
合体部分を形成するモノマーとしては、アルキル(メ
タ)アクリレート、ベンジルメタクリレート、パーフロ
ロアルキル(メタ)アクリレート、スチレン、αーメチ
ルスチレン、カルボン酸ビニルおよび(メタ)アクリル
アミド等が挙げられる。好ましくは、顔料分散性からア
ルキル(メタ)アクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、スチレンまたはαーメチルスチレンである。In addition to the raw material monomer used to introduce the carboxyl group into the branch polymer, the monomer forming the polymer portion of the macromonomer is alkyl (meth) acrylate, benzyl methacrylate, perfluoroalkyl (meth) acrylate, Examples thereof include styrene, α-methylstyrene, vinyl carboxylate and (meth) acrylamide. From the viewpoint of pigment dispersibility, alkyl (meth) acrylate, benzyl methacrylate, styrene or α-methylstyrene is preferable.
【0019】上記マクロモノマーの数平均分子量は、ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチ
レン換算で、1,000〜20,000が好ましい。
1,000を下回ると分散性が低下するため、20,0
00を超えると共重合性が低下して、所望の分散性がで
ないため好ましくない。上記マクロモノマーと幹ポリマ
ー形成用の後記モノマーを共重合することにより、グラ
フト共重合体を製造できる。マクロモノマーの共重合割
合としては、グラフト共重合体(固形分)ベースで1〜
60重量%が好ましく、特に3〜50重量%が好ましく
添加できる。1%未満では分散性が低下し、また60%
以上では共重合性が低下して重合液の白濁を招き、これ
が原因で硬化物の透明性が損なわれやすくなるため、好
ましくない。The number average molecular weight of the macromonomer is preferably 1,000 to 20,000 in terms of polystyrene by gel permeation chromatography.
If it is less than 1,000, the dispersibility will decrease, so
When it exceeds 00, the copolymerizability is lowered and the desired dispersibility is not obtained, which is not preferable. A graft copolymer can be produced by copolymerizing the above-mentioned macromonomer and the following monomer for forming a trunk polymer. The copolymerization ratio of the macromonomer is 1 to 1 on the basis of the graft copolymer (solid content).
60% by weight is preferable, and particularly 3 to 50% by weight can be preferably added. If it is less than 1%, the dispersibility decreases, and 60%.
In the above cases, the copolymerizability is lowered to cause cloudiness of the polymerization solution, which easily deteriorates the transparency of the cured product, which is not preferable.
【0020】上記のカルボキシル基含有マクロモノマー
にヒドロキシル基含有モノマーおよびその他のモノマー
を共重合させることにより、枝にカルボキシル基、幹に
ヒドロキシル基を有するグラフト共重合体を得ることが
できる。また上記のカルボキシル基含有マクロモノマー
にヒドロキシル基含有モノマー、カルボキシル基含有モ
ノマーおよびその他のモノマーを共重合することによ
り、枝にカルボキシル基、幹にヒドロキシル基とカルボ
キシル基を有するグラフト共重合体を得ることができ
る。By copolymerizing the above-mentioned carboxyl group-containing macromonomer with a hydroxyl group-containing monomer and other monomers, a graft copolymer having a carboxyl group in the branch and a hydroxyl group in the trunk can be obtained. Further, a graft copolymer having a carboxyl group on a branch and a hydroxyl group and a carboxyl group on a trunk is obtained by copolymerizing the above-mentioned carboxyl group-containing macromonomer with a hydroxyl group-containing monomer, a carboxyl group-containing monomer and other monomers. You can
【0021】ヒドロキシル基含有モノマーとしては、ヒ
ドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシポ
リアルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ポリエス
テルモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。好まし
くは、価格面からヒドロキシアルキル(メタ)アクリレ
ート、特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリエチ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ
ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、
あるいは、これらのカプロラクトン変性体、例えばプラ
クセルFM1(ダイセル化学製)等が挙げられる。Examples of the hydroxyl group-containing monomer include hydroxyalkyl (meth) acrylate, hydroxypolyalkoxyalkyl (meth) acrylate and polyester mono (meth) acrylate. From the viewpoint of price, preferably, hydroxyalkyl (meth) acrylate, particularly 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, hydroxypolypropylene glycol mono. (Meth) acrylate,
Alternatively, a modified form of these caprolactones, such as Praxel FM1 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and the like can be mentioned.
【0022】ヒドロキシル基の好ましい量は、グラフト
共重合体(固形分)ベースで、0.1〜120KOHmg/g
であり、特に好ましくは0.1〜80KOHmg/gである。
120以上の時は、アルカリ可溶性が増大するが、耐水
性が低下するため好ましくない。The preferred amount of hydroxyl groups is 0.1 to 120 KOHmg / g based on the graft copolymer (solid content).
And particularly preferably 0.1 to 80 KOHmg / g.
When it is 120 or more, the alkali solubility increases, but the water resistance decreases, which is not preferable.
【0023】幹ポリマーにカルボキシル基を導入するた
めに使用されるモノマーとしては、(メタ)アクリル
酸、イタコン酸およびマレイン酸等である。また幹ポリ
マーにヒドロキシル基、カルボキシル基を導入するため
以外の目的で使用されるモノマーとしてはアルキル(メ
タ)アクリレート、ベンジルメタクリレート、パーフロ
ロアルキル(メタ)アクリレート、スチレン、αーメチ
ルスチレン、(メタ)アクリルアミドなどが使用でき、
顔料分散性の点からアルキル(メタ)アクリレート、ベ
ンジルメタクリレート、スチレン等が単独または併用に
より好ましく使用できる。幹ポリマーに酸モノマーを共
重合した時のカルボキシル基の好ましい量は、グラフト
共重合体(固形分)ベースでの酸価として30〜180
KOHmg/g、更に好ましくは60〜120KOHm
g/gである。30以下の時はアルカリ可溶性が低下し
て、地汚れや膜残りが発生しやすいため好ましくなく、
180以上の時は耐水性が低下するため好ましくない。Monomers used for introducing a carboxyl group into the trunk polymer include (meth) acrylic acid, itaconic acid and maleic acid. Further, as monomers used for purposes other than introducing a hydroxyl group or a carboxyl group into the trunk polymer, alkyl (meth) acrylate, benzyl methacrylate, perfluoroalkyl (meth) acrylate, styrene, α-methylstyrene, (meth) acrylamide, etc. Can be used
From the viewpoint of pigment dispersibility, alkyl (meth) acrylate, benzyl methacrylate, styrene and the like can be preferably used alone or in combination. The preferable amount of the carboxyl group when the acid monomer is copolymerized with the trunk polymer is 30 to 180 as the acid value on the basis of the graft copolymer (solid content).
KOH mg / g, more preferably 60 to 120 KOHm
It is g / g. When it is 30 or less, alkali solubility is lowered, and scumming and film residue easily occur, which is not preferable.
When it is 180 or more, the water resistance decreases, which is not preferable.
【0024】グラフト共重合体の好ましい分子量は重量
平均分子量で8,000〜100,000、特に好まし
くは10,000〜50,000である。特開平10−
36622号公報の実施例では重量平均分子量が60,
000以上であるが、50,000を超えると高粘度と
なりレベリング性が低下するため好ましくない。粘度を
低下させるためには、1分子中に(メタ)アクリロイル
基を1個以上有する分子量が100〜5,000の化合
物(以下、反応性添加剤という)を増やすこともできる
が、分散性能が低下するため好ましくない。また、グラ
フト共重合体の分子量が8,000を下回ると、塗膜強
度が低下するため好ましくない。The weight average molecular weight of the graft copolymer is preferably 8,000 to 100,000, and particularly preferably 10,000 to 50,000. JP-A-10-
In the example of Japanese Patent No. 36622, the weight average molecular weight is 60,
However, if it exceeds 50,000, the viscosity becomes high and the leveling property is deteriorated. In order to reduce the viscosity, a compound having one or more (meth) acryloyl groups in the molecule and having a molecular weight of 100 to 5,000 (hereinafter referred to as a reactive additive) can be increased, but the dispersion performance is improved. It is not preferable because it decreases. Further, if the molecular weight of the graft copolymer is less than 8,000, the strength of the coating film decreases, which is not preferable.
【0025】グラフト共重合体の製造方法としては、公
知の方法が使用できるが、塗膜のレベリング性を向上さ
せるために溶剤が必要となるため、溶液重合が好まし
い。重合溶剤としては、酢酸エステル、プロピオン酸エ
ステル系が好ましく、中でもメトキシエチルアセテー
ト、メトキシプロピルアセテート、メトキシブチルアセ
テート、エトキシエチルアセテート、エトキシプロピル
アセテート等のアルコキシアルキルアセテートや、エト
キシエチルプロピオネート、エトキシプロピルプロピオ
ネート等のアルコキシアルキルプロピオネートが特に好
ましく使用できる。As a method for producing the graft copolymer, a known method can be used, but a solvent is required to improve the leveling property of the coating film, and therefore solution polymerization is preferable. As the polymerization solvent, acetic acid ester, propionate ester type is preferable, and among them, alkoxyalkyl acetate such as methoxyethyl acetate, methoxypropyl acetate, methoxybutyl acetate, ethoxyethyl acetate, ethoxypropyl acetate, ethoxyethyl propionate, ethoxypropyl. Alkoxyalkyl propionates such as propionate are particularly preferably used.
【0026】さらに後工程を考えると、放射線硬化性組
成物を例えばガラス基板にスピンコーターで膜厚が1〜
5ミクロンになるように塗布して、80℃で約15分程
度の乾燥条件で均一な膜が得られるように、溶剤の沸点
は200℃以下が好ましく、塗膜のレベリング性から1
00℃以上が好ましい。Considering the subsequent steps, the radiation-curable composition is applied to, for example, a glass substrate with a spin coater to give a film thickness of 1 to 1.
It is preferable that the boiling point of the solvent is 200 ° C or lower so that a uniform film can be obtained under a drying condition of about 15 minutes at 80 ° C.
It is preferably 00 ° C or higher.
【0027】放射線反応性の重合性基としては、代表的
には(メタ)アクリロイル基が挙げられる。それをグラ
フト重合体に導入する方法の一例を示すと、枝にカルボ
キシル基を、幹にヒドロキシル基を有するグラフト共重
合体の上記溶液に、触媒存在下で、グリシジルメタクリ
レートをカルボキシル基に対して1.0〜0.1倍当量
添加、ヒドロキシル基に対して0.5〜0.1倍当量の
イソシアナートエチルメタクリレートを添加して、60
℃〜120℃で数時間加熱することにより反応が完結す
る。放射線反応性の重合性基の量は、共重合体1分子当
たり、50個以下が好ましく、特に1〜20個がより好
ましい。50個以上になると放射線で重合しなくなる割
合が増えて無駄になり経済的ではない。The radiation-reactive polymerizable group is typically a (meth) acryloyl group. An example of a method for introducing it into a graft polymer will be described. To a solution of a graft copolymer having a carboxyl group in a branch and a hydroxyl group in a trunk in the presence of a catalyst, glycidyl methacrylate is added to the carboxyl group in an amount of 1 0.0 to 0.1 times equivalent amount, and 0.5 to 0.1 times equivalent amount of isocyanate ethyl methacrylate to the hydroxyl group are added,
The reaction is completed by heating at ℃ to 120 ℃ for several hours. The amount of the radiation-reactive polymerizable group is preferably 50 or less, more preferably 1 to 20 per molecule of the copolymer. When the number is 50 or more, the ratio of polymerization due to radiation increases, which is wasteful and uneconomical.
【0028】安価で推奨できる別法として、枝ポリマー
にカルボキシル基を、幹ポリマーにヒドロキシル基とカ
ルボキシル基を有するグラフト(共)重合体を合成した
後に、幹ポリマーと枝ポリマーとに結合したカルボキシ
ル基に対しグリシジルメタクリレートを反応させる方法
があり好ましく使用できる。As an alternative method which can be recommended at low cost, a carboxyl group is bonded to the trunk polymer after synthesizing a graft (co) polymer having a carboxyl group in the branch polymer and a hydroxyl group and a carboxyl group in the trunk polymer. On the other hand, there is a method of reacting glycidyl methacrylate, which can be preferably used.
【0029】触媒としては、三級アミン、四級アンモニ
ウム塩、四級ホスホニウム塩等が好ましく使用でき、着
色し難い四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、有
機錫化合物が特に好ましい。具体的には、トリエチルベ
ンジルアンモニウムクロライド、トリメチルセチルアン
モニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマ
イド、テトラブチルホスホニウムブロマイド、ジブチル
錫ジラウレート等がさらに好ましく使用できる。As the catalyst, a tertiary amine, a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt or the like can be preferably used, and a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt or an organic tin compound which is difficult to be colored is particularly preferable. Specifically, triethylbenzylammonium chloride, trimethylcetylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide, dibutyltin dilaurate and the like can be more preferably used.
【0030】グラフト共重合体のカルボキシル基と反応
させるモノマーは、グリシジル(メタ)アクリレート、
メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4エポキ
シシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートおよびア
ジリジニルメタクリレート等があげられるが、反応性、
価格面から好ましくはグリシジルメタクリレート、メチ
ルグリシジル(メタ)アクリレートおよび3,4エポキ
シシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが奨めら
れる。The monomer reacted with the carboxyl group of the graft copolymer is glycidyl (meth) acrylate,
Examples thereof include methyl glycidyl (meth) acrylate, 3,4 epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, aziridinyl methacrylate, etc.
Glycidyl methacrylate, methyl glycidyl (meth) acrylate and 3,4 epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate are recommended from the viewpoint of price.
【0031】グラフト共重合体のヒドロキシル基と反応
させる反応性モノマーとしては、イソシアナートメタク
リレート、イソシアナートエチルメタクリレートおよび
イソシアナートイソプロピル−α−メチルスチレン等の
イソシアナート化合物があげられるが、価格、カブレ等
の毒性から、イソシアナートイソプロピル−α−メチル
スチレンがより好ましい。Examples of the reactive monomer which reacts with the hydroxyl group of the graft copolymer include isocyanate compounds such as isocyanate methacrylate, isocyanate ethyl methacrylate, and isocyanate isopropyl-α-methylstyrene, but the price, fogging, etc. From the toxicity of, isocyanatoisopropyl-α-methylstyrene is more preferable.
【0032】放射線硬化性グラフト共重合体とともに使
用される反応性添加剤としては、少なくとも(メタ)ア
クリロイル基が1個以上有する化合物で、大気汚染や皮
膚障害の観点から、沸点が100℃以上、分子量が10
0〜5,000である(メタ)アクリレートが好まし
い。分子量が100未満の場合には、モノマー蒸発によ
る毒性問題や、皮膚のカブレ発生の危険性が高く不都合
である。分子量が5,000を超える場合には、粘度が
高く作業性が低下すること、溶解性が低下するためグラ
フト共重合体を完全に溶解できない可能性が高いこと、
UV硬化性が低下するなどの問題があるため使用できな
い。The reactive additive used together with the radiation-curable graft copolymer is a compound having at least one (meth) acryloyl group and has a boiling point of 100 ° C. or higher from the viewpoint of air pollution and skin damage. Molecular weight is 10
(Meth) acrylates of 0 to 5,000 are preferred. If the molecular weight is less than 100, there is a high risk of toxicity due to monomer evaporation and the risk of skin irritation, which is inconvenient. When the molecular weight exceeds 5,000, the viscosity is high and the workability is lowered, and the solubility is lowered, so that it is highly possible that the graft copolymer cannot be completely dissolved.
It cannot be used due to problems such as deterioration in UV curability.
【0033】反応性添加剤の具体例としては、ポリアル
キレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキ
シエチル(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン
モノ、ジまたはトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリ
スリトールモノ、ジ、トリまたはテトラ(メタ)アクリ
レート、ジペンタエリスリトール(メタ)アクリレー
ト、ポリウレタンジ(メタ)アクリレート、ポリエステ
ルジ(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレ
ートあるいはこれら化合物の原料アルコールをアルキレ
ンオキサイドやカプロラクトンで変性した(メタ)アク
リレート等である。Specific examples of the reactive additive include polyalkylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, polyalkylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane mono, di or tri (meth) acrylate. , Pentaerythritol mono-, di-, tri- or tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol (meth) acrylate, polyurethane di (meth) acrylate, polyester di (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate or the raw material alcohol of these compounds is alkylene Examples thereof include (meth) acrylate modified with oxide or caprolactone.
【0034】カラーフィルターやインキ用途で使用する
顔料に特に制限はなく、従来公知の無機顔料や有機顔料
を用いることができる。無機顔料としては、鉄、コバル
ト、アルミニウム、カドミウム、鉛、銅、チタン、クロ
ム、亜鉛等の金属酸化物や金属錯体等をあげることがで
きる。有機顔料としては、C.I.Pigment Yellow、C.
I.Pigment Orange、 C.I.Pigment Red、 C.I.
Pigment Violet、C.I.Pigment Blue、 C.I.Pigm
ent Green、 C.I.Pigment Brown、C.I.Pigment
Black、等をあげることができる。特定のカラーのため
に複数の顔料を使用することもできる。There is no particular limitation on the pigment used in the color filter or ink application, and conventionally known inorganic pigments and organic pigments can be used. Examples of the inorganic pigment include metal oxides and metal complexes of iron, cobalt, aluminum, cadmium, lead, copper, titanium, chromium, zinc and the like. Examples of organic pigments include C.I. I. Pigment Yellow, C.I.
I. Pigment Orange, C.I. I. Pigment Red, C.I. I.
Pigment Violet, C.I. I. Pigment Blue, C.I. I. Pigm
ent Green, C.I. I. Pigment Brown, C.I. I. Pigment
Black, etc. can be given. It is also possible to use more than one pigment for a particular color.
【0035】上記顔料を分散処理する方法として、フラ
ッシング処理、ニーダー処理、エクストルーダー処理、
ボールミル、ロールミル等があげられ、特に2または3
本ロールミル処理が、顔料の二次凝集を強力なシェアで
一次粒子化するため、好んで使用できる。As a method for dispersing the above pigment, a flushing process, a kneader process, an extruder process,
Examples include ball mills and roll mills, especially 2 or 3.
This roll mill treatment can be preferably used because the secondary aggregation of the pigment is converted into primary particles with a strong share.
【0036】本発明の硬化組成物が紫外線、電子線の照
射により重合を開始するために加えられる光重合開始剤
の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエー
テル、ベンゾインアルキルエーテル、9−フルオレノ
ン、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾチアゾー
ル化合物等の従来公知の化合物が挙げられる。Specific examples of the photopolymerization initiator which is added to the curable composition of the present invention to initiate polymerization by irradiation with ultraviolet rays or electron beams include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin alkyl ether, 9-fluorenone and benzophenone. Conventionally known compounds such as acetophenone, benzothiazole compound and the like can be mentioned.
【0037】その他の添加剤として、充填剤、本発明以
外の高分子化合物、界面活性剤、密着性改良剤、酸化防
止剤、凝集防止剤、有機カルボン酸に代表されるアルカ
リ溶解性促進剤、製膜助剤、皮張り防止剤等が添加され
る。Other additives include a filler, a polymer compound other than the present invention, a surfactant, an adhesion improver, an antioxidant, an agglomeration inhibitor, and an alkali solubility accelerator represented by an organic carboxylic acid, A film forming aid, an anti-skinning agent, etc. are added.
【0038】本発明の硬化組成物は基板に塗布後、紫外
線あるいは電子線等の放射線の照射により重合され、硬
化される。紫外線光源としては、波長250〜450n
mの光りを多く含む高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタル
ハライドランプ等が挙げられ、実用的に許容されるラン
プー被照射物間の距離において365nm近傍の光の強
度が1mW/cm2〜100mW/cm2程度のものが好
ましい。電子線照射装置としては、特に限定はないが
0.5〜20MRadの範囲の線量を有する装置が実用
的に適している。After being coated on a substrate, the curable composition of the present invention is polymerized and cured by irradiation with radiation such as ultraviolet rays or electron beams. As an ultraviolet light source, a wavelength of 250 to 450n
high pressure mercury lamp containing a large amount of light of m, ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp and the like, practically acceptable 2 intensity 1 mW / cm of light 365nm near the distance between Lamphu the irradiated object to be ~100mW / cm 2 Something is preferable. The electron beam irradiation device is not particularly limited, but a device having a dose in the range of 0.5 to 20 MRad is practically suitable.
【0039】本発明の硬化性組成物をカラーフィルター
用途に使用するに際しては、基板にスピンコート、フロ
ーコート、ロールコート等により塗布され、80〜10
0℃で乾燥後、所定のマスクパターンを経由して電子線
や紫外線で露光し、現像液で現像され、水洗浄される。
基板としてはパイレックスガラス、石英ガラス、シリコ
ン等があげられ、現像剤としては、0.01重量%〜1
重量%の水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア、トリエチルアミン等の水溶液が使
用される。When the curable composition of the present invention is used for a color filter, it is applied to a substrate by spin coating, flow coating, roll coating, etc.
After drying at 0 ° C., it is exposed to an electron beam or ultraviolet rays through a predetermined mask pattern, developed with a developing solution, and washed with water.
Examples of the substrate include Pyrex glass, quartz glass, silicon, and the like. The developer is 0.01% by weight to 1%.
An aqueous solution of sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium hydroxide, ammonia, triethylamine or the like at a weight percentage is used.
【0040】[0040]
【実施例】以下に参考例、実施例、比較例を挙げて、本
発明を更に具体的に説明する。なお以下において、部は
重量部を表す。EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following Reference Examples, Examples and Comparative Examples. In the following, parts represent parts by weight.
【0041】[参考例1] カルボキシル基含有マクロモ
ノマー(M1)の合成例
メルカプトプロピオン酸1.5部、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)11
0.28部、ベンジルメタクリレート(BzM)30
部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)
1.43部を反応フラスコに仕込んだ。93℃に加熱・
攪拌した後、窒素気流下で、アゾビスメチルイソブチロ
ニトリル(ABN−E)1.0部、PGMAC15部の
混合液を5時間かけて、BzM60部、HEMA8.5
7部を3時間かけて、おのおの添加して重合をした。さ
らに2時間加熱して重合を完結した。数平均分子量(M
n)=6100、重量平均分子量(Mw)=11,80
0、酸価0.0619meq/gで片末端にカルボキシ
ル基を有するポリマーを得た。Reference Example 1 Synthetic Example of Carboxyl Group-Containing Macromonomer (M1) 1.5 Parts of Mercaptopropionic Acid, Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate (PGMAC) 11
0.28 parts, benzyl methacrylate (BzM) 30
Part, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA)
A reaction flask was charged with 1.43 parts. Heated to 93 ° C
After stirring, under a nitrogen stream, a mixed solution of 1.0 part of azobismethylisobutyronitrile (ABN-E) and 15 parts of PGMAC was added over 5 hours to 60 parts of BzM and 8.5 parts of HEMA.
7 parts of each was added and polymerized over 3 hours. The polymerization was completed by heating for another 2 hours. Number average molecular weight (M
n) = 6100, weight average molecular weight (Mw) = 1,80
A polymer having a carboxyl group at one end and an acid value of 0 and an acid value of 0.0619 meq / g was obtained.
【0042】空気バブリングに切り替えて、引き続き、
グリシジルメタクリレート(GMA)2.21部、メト
キシフェノール(MQ)0.05部、テトラブチルアン
モニウムブロマイド(TBAB)1.03部、PGMA
C2.21部仕込み、93℃で8時間加熱攪拌した。酸
価を測定したところ0.001meq/gであり、酸反
応率が98%以上となり、反応完結が確認できた。Mn
=6,500、Mw=12,300となりGMAが末端
に付加したことが確認された。After switching to air bubbling,
Glycidyl methacrylate (GMA) 2.21 parts, methoxyphenol (MQ) 0.05 parts, tetrabutylammonium bromide (TBAB) 1.03 parts, PGMA
C. 2.21 parts were charged and the mixture was heated with stirring at 93 ° C. for 8 hours. When the acid value was measured, it was 0.001 meq / g, the acid reaction rate was 98% or more, and the completion of the reaction could be confirmed. Mn
= 6,500, Mw = 12,300, and it was confirmed that GMA was added to the end.
【0043】その後、無水コハク酸3.84部(ヒドロ
キシル基に対し50%当量)を入れて、引き続き同条件
で加熱反応を行った。5時間後の酸価を測定して、無水
コハク酸転化率が100%になり反応が完結したことを
確認した。得られたマクロモノマー溶液の酸価は0.1
67meq/g、ヒドロキシル価は0.229meq/
gであった。固形分濃度44.5%より固形分換算し、
酸価21.0KOHmg/g ヒドロキシル価28.8
KOHmg/gであるカルボシキル基含有マクロモノマ
ーを得た。マクロモノマーの分子量はMn=7,60
0、Mw=13,800であった。Then, 3.84 parts of succinic anhydride (50% equivalent to the hydroxyl group) was added, and the heating reaction was continued under the same conditions. After 5 hours, the acid value was measured, and it was confirmed that the conversion rate of succinic anhydride was 100% and the reaction was completed. The acid value of the obtained macromonomer solution is 0.1.
67 meq / g, hydroxyl value is 0.229 meq / g
It was g. Solid content conversion from solid content concentration 44.5%,
Acid value 21.0 KOHmg / g Hydroxyl value 28.8
A carboxyl group-containing macromonomer having a KOH mg / g was obtained. The molecular weight of the macromonomer is Mn = 7,60
0, Mw = 13,800.
【0044】[参考例2] 枝にカルボキシル基、幹にヒ
ドロキシル基とカルボキシル基を含有するグラフト共重
合体(G1)の合成例
BzMを27部、メチルメタクリレート(MMA)27
部、HEMA18部、メタクリル酸(MAA)18部、
メルカプトプロピオン酸1部を予め混合した。このモノ
マー混合溶液9.1部、[参考例1]で得たマクロモノマ
ー(M1)溶液22.22部、PGMACを82.04
部をフラスコに仕込み、93℃に加熱・攪拌した後、窒
素気流下で、ABN−Eを2部、PGMACを31.6
5部を5時間かけて、残りのモノマー溶液81.9部を
3時間かけて、各々添加して重合をした。さらに3時間
加熱して、計8時間で重合を完結し、グラフト共重合体
溶液を得た。GPC分析の結果、Mw=19,800、
Mn=8,700のグラフト共重合体であった。固形分
47.1%で、固形分の酸価は54KOHmg/gであ
った。Reference Example 2 Synthesis Example of Graft Copolymer (G1) Containing Carboxyl Group on Branch and Hydroxyl Group and Carboxyl Group on Trunk BzM (27 parts), Methyl Methacrylate (MMA) 27
Part, HEMA 18 parts, methacrylic acid (MAA) 18 parts,
1 part of mercaptopropionic acid was premixed. 9.2 parts of this monomer mixed solution, 22.22 parts of the macromonomer (M1) solution obtained in [Reference Example 1], and 82.04 of PGMAC
1 part was placed in a flask, heated to 93 ° C. and stirred, and then, under a nitrogen stream, 2 parts of ABN-E and 31.6 parts of PGMAC.
Polymerization was carried out by adding 5 parts over 5 hours and 81.9 parts over the remaining monomer solution over 3 hours, respectively. The mixture was heated for another 3 hours, and the polymerization was completed in a total of 8 hours to obtain a graft copolymer solution. As a result of GPC analysis, Mw = 19,800,
It was a graft copolymer with Mn = 8,700. The solid content was 47.1%, and the acid value of the solid content was 54 KOHmg / g.
【0045】[参考例3] 放射線硬化性グラフト共重合
体(G2)の合成例
[参考例2]で得たグラフト共重合体溶液を228.93
部、GMAを9.81部(酸当量の1/3相当)、TB
ABを0.92部、PGMACを10.77部、MQを
0.05部をフラスコに仕込む。空気バブリングしなが
ら、93℃で5時間加熱攪拌した。ガスクロマトグラフ
ィーでGMAが殆ど消失したことを確認し、反応を終了
した。反応前の反応液酸価が0.91meq/gであっ
たものが、7時間後には酸価が0.62meq/gとな
り、酸転化率32%とほぼ計算通りの反応が起っている
ことが分かった。得られたグラフト共重合体溶液の酸価
は34.8KOHmg/g、ヒドロキシル価は38.6
KOHmg/g、固形分濃度は47.7%であり、分子
量はMn=11,800、Mw=27,600であっ
た。Reference Example 3 Synthesis Example of Radiation-Curable Graft Copolymer (G2) The graft copolymer solution obtained in Reference Example 2 was 228.93.
Parts, 9.81 parts of GMA (corresponding to 1/3 of acid equivalent), TB
A flask is charged with 0.92 parts of AB, 10.77 parts of PGMAC and 0.05 parts of MQ. The mixture was heated and stirred at 93 ° C. for 5 hours while bubbling with air. It was confirmed by gas chromatography that GMA had almost disappeared, and the reaction was terminated. The acid value of the reaction solution before the reaction was 0.91 meq / g, but after 7 hours, the acid value became 0.62 meq / g, and the reaction was almost as calculated with an acid conversion rate of 32%. I understood. The obtained graft copolymer solution had an acid value of 34.8 KOHmg / g and a hydroxyl value of 38.6.
KOHmg / g, the solid content concentration was 47.7%, and the molecular weights were Mn = 1,800 and Mw = 27,600.
【0046】[参考例4] カルボキシル基を含有しない
マクロモノマー(M2)の合成例
[参考例1]において、使用したHEMAの合計10部を
BzMにすべて変えて、BzMの合計100部にした以
外は、[参考例1]と同様に重合を行い、引き続きマクロ
モノマー化した。酸価は0.001meq/g以下にな
り、酸反応率が98%以上となった。得られたBzMの
マクロモノマーの分子量はMn=6,900、Mw=1
2,200であった。[Reference Example 4] In the synthesis example [Reference Example 1] of a macromonomer (M2) containing no carboxyl group, the total of 10 parts of HEMA used was changed to BzM to make 100 parts of BzM in total. Was polymerized in the same manner as in [Reference Example 1], and subsequently converted into a macromonomer. The acid value was 0.001 meq / g or less, and the acid reaction rate was 98% or more. The molecular weight of the obtained BzM macromonomer was Mn = 6,900, Mw = 1.
It was 2,200.
【0047】[参考例5] 枝にカルボキシル基を持た
ず、幹にヒドロキシル基とカルボキシル基を含有するグ
ラフト共重合体(G3)の合成例
[参考例2]において、マクロモノマー(M1)溶液を、
[参考例4]で得たマクロモノマー(M2)溶液に変えた
以外、[参考例2]と同様にしてグラフト共重合体を製造
し、分子量が Mw=20,500、Mn=9,300
のグラフト共重合体を得た。[Reference Example 5] In a synthesis example [Reference Example 2] of a graft copolymer (G3) having a carboxyl group on a branch and a hydroxyl group and a carboxyl group on a trunk, a macromonomer (M1) solution was prepared. ,
A graft copolymer was produced in the same manner as in [Reference Example 2] except that the macromonomer (M2) solution obtained in [Reference Example 4] was used, and the molecular weight was Mw = 20,500, Mn = 9,300.
A graft copolymer of was obtained.
【0048】[実施例1]下記原料からなる混合物を3本
ロールミルで分散後、フィルターで濾過して放射線硬化
性組成物を得た。ガラス基板上にこの組成物をスピンコ
ーターにより乾燥後の膜厚が2ミクロンになるようにコ
ートして、100℃で5分間プリベークし、青色膜を得
た。様々なライン/スペースを有するフォトマスクを用
いて、100mJ/cm2の光エネルギーを有する紫外線照
射装置で露光を行い、1%炭酸ナトリウム水溶液を用い
て現像、さらに水で洗浄を行った。露光量と形成できる
パターンライン幅の関係を光学顕微鏡で観察した結果、
4ミクロンのラインを形成することができ、画像はシャ
ープなエッジを有しており、非画素部には地汚れが見ら
れなかった。Example 1 A mixture of the following raw materials was dispersed with a three-roll mill and filtered with a filter to obtain a radiation curable composition. A glass substrate was coated with this composition by a spin coater so that the film thickness after drying was 2 μm, and prebaked at 100 ° C. for 5 minutes to obtain a blue film. Using a photomask having various lines / spaces, exposure was performed with an ultraviolet irradiation device having a light energy of 100 mJ / cm 2 , development was performed using a 1% sodium carbonate aqueous solution, and further washing with water was performed. As a result of observing the relationship between the exposure amount and the pattern line width that can be formed with an optical microscope,
A 4 micron line could be formed, the image had sharp edges, and no background smear was found in the non-pixel areas.
【0049】 ・顔料 C.I.Pigment Blue 15 100部 ・本発明のグラフト共重合体(G2)溶液 250部 ・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(分子量524) 90部 ・光重合開始剤*1 9部 ・レベリング剤(L-7001、日本ユニカー製) 0.2部 ・メトキシプロピルアセテート 790部 ・重合防止剤(メトキシフェノール) 0.04部 ・マロン酸 3部 (注)*1;ヒト゛ロキシシクロヘキシルーフェニルケトン、イルカ゛キュア184、チハ゛カ゛イキ゛製[0049] ・ Pigment C. I. Pigment Blue 15 100 copies 250 parts of the graft copolymer (G2) solution of the present invention -Dipentaerythritol pentaacrylate (molecular weight 524) 90 parts ・ Photopolymerization initiator * 1 9 parts ・ Leveling agent (L-7001, made by Nippon Unicar) 0.2 parts ・ Methoxypropyl acetate 790 parts ・ Polymerization inhibitor (methoxyphenol) 0.04 parts ・ 3 parts malonic acid (Note) * 1: Human oxycyclohexyl-phenyl ketone, Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy
【0050】[比較例1] 枝ポリマー中にカルボキシル
基を有しないグラフト共重合体を用いた硬化性組成物
[実施例1]においてグラフト共重合体(G2)をグラフ
ト共重合体(G3)に変えた以外は同様の操作を行っ
た。その結果、4ミクロンのラインを形成することがで
き、画像はシャープなエッジを有していたが、非画素部
には薄曇り状の汚染が部分的に見られた。[Comparative Example 1] In the curable composition [Example 1] using a graft copolymer having no carboxyl group in the branch polymer, the graft copolymer (G2) was replaced with the graft copolymer (G3). The same operation was performed except that it was changed. As a result, a line of 4 μm could be formed, and the image had sharp edges, but light cloudy contamination was partially seen in the non-pixel portion.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明は、顔料分散性、硬化性、耐水
性、密着性、耐アルカリ性等に優れており、UV・電子
線硬化インキ、UV・電子線硬化塗料・コーティング
剤、UV硬化接着剤、フォトレジストインキ、ドライフ
ィルムおよびカラーフィルター等に応用できる。カラー
フィルター用途では、フォトリソグラフ法により高精細
な画素を提供することができて、カラーフィルターやブ
ラックマトリックスおよびガラス基板に地汚れを起こさ
ず、また基板への密着性に優れた画素を与えることがで
きる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is excellent in pigment dispersibility, curability, water resistance, adhesiveness, alkali resistance, etc., and is UV / electron beam curable ink, UV / electron beam curable paint / coating agent, UV curable adhesive. It can be applied to agents, photoresist inks, dry films and color filters. For color filter applications, it is possible to provide high-definition pixels by the photolithography method, and to provide pixels with excellent adhesion to the substrate without causing scumming on the color filter, black matrix and glass substrate. it can.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 290/00 G03F 7/027 C08F 8/14 G02B 5/20 Front page continued (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08F 290/00 G03F 7/027 C08F 8/14 G02B 5/20
Claims (2)
シル基を有する枝ポリマーと放射線反応性の重合性基お
よびヒドロキシル基を有する幹ポリマーとからなる放射
線硬化性グラフト共重合体、ならびに1分子中に(メ
タ)アクリロイル基を1個以上有する分子量が100〜
5,000の化合物からなる硬化性組成物。1. A radiation-curable graft copolymer comprising a branch polymer having a radiation-reactive polymerizable group and a carboxyl group and a trunk polymer having a radiation-reactive polymerizable group and a hydroxyl group, and one molecule. The molecular weight having one or more (meth) acryloyl groups is 100 to
A curable composition consisting of 5,000 compounds.
30〜180KOHmg/gで、ヒドロキシル価が0.1〜1
20KOHmg/gである請求項1の硬化性組成物。2. A radiation-curable graft copolymer having an acid value of 30 to 180 KOHmg / g and a hydroxyl value of 0.1 to 1.
The curable composition of claim 1 which is 20 KOHmg / g.
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