(57)【要約】【課題】本発明は、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を収率良く得る製造方法に関する。【解決手段】下記の第１工程及び第２工程を有する、カラーフィルター用顔料分散体の製造方法。  第１工程：有機顔料と、高分子分散剤と、有機溶媒と、を含有する混合液を高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える攪拌条件で処理し、有機顔料を解砕して分散体を得る工程  第２工程：第１工程で得られた分散体を、分散メディア粒子を充填したメディア分散機を用いて処理する工程【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の第１工程及び第２工程を有する、カラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
第１工程：有機顔料と、高分子分散剤と、有機溶媒と、を含有する混合液を高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える攪拌条件で処理し、有機顔料を解砕して分散体を得る工程
第２工程：第１工程で得られた分散体を、分散メディア粒子を充填したメディア分散機を用いて処理する工程
【請求項２】
メディアレス分散機が、ロータとステータとを備える、請求項１に記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【請求項３】
メディアレス分散機の剪断部クリアランスが、１０〜１００μｍである、請求項１又は２に記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【請求項４】
第１工程における、剪断速度が９２０，０００〜１，５００，０００［１／ｓｅｃ］である、請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【請求項５】
メディアレス分散機が、インライン循環式である、請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【請求項６】
高分子分散剤がアミン価３〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇの塩基性ウレタン樹脂である、請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【請求項７】
分散メディア粒子径が、０．０１〜０．０８ｍｍである、請求項１〜６のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルター用顔料分散体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、主としてパーソナルコンピュータ用のモニターや、テレビとして使用され、その発色にはカラーフィルターが用いられている。
現在、カラーフィルターの着色層は、耐光性、耐熱性に優れる顔料を着色剤とする顔料分散法で製造することが主流となっている。一般に、顔料を微細で安定な粒子として分散させることができれば、可視光に対する散乱が少なくなる。
顔料の分散方法としては、メディアミル分散機を用いて、撹拌・混合によるせん断力・摩擦力、メディア同士の衝突による衝撃力等により、粒子を解砕・粉砕する方法が知られている。
しかし、顔料を微細化すればするほど、分散した粒子が再凝集し易く、それに起因する粒子径の増大や粘度の増大が起こり、分散状態を安定化させることが困難となる。
【０００３】
これまで、カラーフィルターの高品質化（高輝度化、高コントラスト化等）を実現させるため、顔料や顔料分散剤を最適化すること、着色層中に含まれる顔料を微細化すること等が検討されてきた。
特許文献１には、分散安定性に優れるカラーフィルター用着色組成物を得ることを目的として、顔料、樹脂、および溶剤を含む着色組成物を、剪断速度５，０００〜９００，０００［１／ｓｅｃ］で処理することを特徴とする製造方法が開示されている。当該処理は、固定刃であるステータと回転刃であるロータとからなるジェネレータを具備し、ステータとロータのクリアランスが５０μｍ〜１０ｍｍである高速剪断機により行われることが好ましいとされている。ここでは剪断速度が、９００，０００を超えると、剪断作用が大きいため顔料分散状態が破壊され、不安定な顔料粒子の増加により更に安定性が低下するとされている（特許文献１段落００３５）。
【０００４】
特許文献２には、チタンブラック粒子の沈降を抑え、分散安定性に優れ、塗布膜としたときの塗布面異常（遮光漏れ）を抑制することを課題として、チタンブラックを含む特定の混合物に対し、メディアを用いずに分散処理を行う第１の分散工程と、メディアを用いて更に分散処理を行う第２の分散工程を有する製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８６０６１号公報
【特許文献２】特開２０１１−８９１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これら特許文献１、２に記載の方法では、平均粒径が小さくすると、顔料分散体の粘度が高くなるなどの問題を有し、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を収率良く製造できない。
本発明は、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を収率良く得る製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、有機顔料をメディア分散機で処理する前に、高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて特に高い剪断速度で有機顔料を解砕することで、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を収率良く得ることができることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の〔１〕に関する。
〔１〕  下記の第１工程及び第２工程を有する、カラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
第１工程：有機顔料と、高分子分散剤と、有機溶媒と、を含有する混合液を高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える攪拌条件で処理し、有機顔料の粒子を解砕して分散体を得る工程
第２工程：第１工程で得られた分散体を、分散メディア粒子を充填したメディア分散機を用いて処理する工程
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法によれば、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を収率良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明において用いられるメディアレス分散機の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明において用いられるメディアレス分散機の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法は、下記の第１工程及び第２工程を有する。
第１工程：有機顔料と、高分子分散剤と、有機溶媒と、を含有する混合液を高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える攪拌条件で処理し、有機顔料を解砕して分散体を得る工程
第２工程：第１工程で得られた分散体を、分散メディア粒子を充填したメディア分散機を用いて処理する工程
本発明の製造方法は、９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える高い剪断速度で、メディアレス分散機を用いて顔料を粉砕する第１工程により、過粉砕を抑制しながら粗大粒子を解砕することができ、第２工程で更に、メディア分散機により、顔料分散体の平均粒径を小さくすることができる。これにより、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を収率良く得ることができると考えられる。
以下、本発明に用いる各種材料や、製造方法について詳細に説明する。
【００１１】
＜有機顔料＞
本発明に用いられる有機顔料（以下、単に「顔料」ともいう）としては、カラーフィルターに好適に用いられるものであれば特に制限はなく、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、縮合多環顔料、レーキ顔料等が挙げられる。
アゾ顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド３等の不溶性アゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１等の溶性アゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４等の縮合アゾ顔料が挙げられる。フタロシアニン顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６等の銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。
縮合多環顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７等のアントラキノン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３等のペリレン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３等のペリノン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等のキナクリドン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３等のジオキサジン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９等のイソインドリノン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６６等のイソインドリン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８等のキノフタロン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０等のニッケルアゾ錯体系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８８等のインジゴ系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン８等の金属錯体顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１等のジケトピロロピロール系顔料等が挙げられる。
これらの中では、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、下記一般式（１）で表されるジケトピロロピロール系顔料が好ましい。
【００１２】
【化１】
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【００１３】
式（１）中、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を示し、Ｙ1及びＹ2は、それぞれ独立して、水素原子又は−ＳＯ3Ｈ基を示す。
ジケトピロロピロール系顔料の市販品の好適例としては、ＢＡＳＦ社製、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、商品名「Irgaphor Red BK-CF」、「Irgaphor Red BT-CF」、「Irgazin DPP Red BO」、「Irgazin DPP Red BL」、「Cromophtal DPP Red BP」、「Cromophtal DPP Red BOC」等が挙げられる。
一般式（１）で表されるジケトピロロピロール系顔料の製造方法に特に制限はない。例えば、ベンゾニトリル又はハロゲン化ベンゾニトリルとブロモ酢酸エステル等のハロゲン化酢酸エステルを、亜鉛粉末等の還元剤の存在下で反応させることにより、又は得られた化合物を更にスルホン化することにより製造することができる。
上記の顔料は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１４】
＜高分子分散剤＞
本発明で用いられる高分子分散剤は、有機顔料を有機溶媒中で安定に微細化した状態で分散させ、粗大粒子を減少し、コントラスト比を高くする観点から、顔料への吸着性が比較的高いものが好ましい。
このような高分子分散剤としては、特に限定されないが、例えば、主鎖にアミド系骨格を有し、側鎖がメタクリル酸エステルによるマクロモノマーからなるグラフトポリマー、脂肪族ヒドロキシカルボン酸残基を有するポリエステル系オリゴマー、オルガノシロキサンポリマー、（メタ）アクリル酸系（共）重合体及び塩基性ウレタン樹脂から選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。これらの中でも、塩基性ウレタン樹脂が好ましく用いられる。
【００１５】
塩基性ウレタン系樹脂としては、ポリイソアネート化合物のイソシアネート基に、分子内に水酸基を１個以上有する数平均分子量３００〜１０，０００の化合物、及び分子内にイソシアネート基と反応可能な官能基を有する塩基性基含有化合物を反応させて得られものが好ましい。
ここで、ポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネートをもとにしたイソシアヌル基を有するポリイソシアネートが好ましい。
分子内に水酸基を１個以上有する化合物としては、ポリエーテル化合物、ポリエステル化合物等が挙げられ、例えば、ポリエチレングリコール等である。
分子内にイソシアネート基と反応可能な官能基を有する塩基性基含有化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジ置換アミノ基又は複素環窒素原子を有するポリオール、ポリチオール及びアミン類から選ばれる１種以上の化合物等が挙げられ、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン等である。
高分子分散剤のアミン価は、顔料への吸着率を高くする観点から、好ましくは３〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは５〜１７ｍｇＫＯＨ／ｇ、更に好ましく５〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇが、より更に好ましくは５〜９ｍｇＫＯＨ／ｇである。高分子分散剤を２種以上用いる場合は、高分子分散剤の個々のアミン価の加重平均として求める。
上記の分散剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。第１工程及び第２工程とも同じ分散剤を用いてもよいし、別の分散剤を用いてもよい。
【００１６】
＜有機溶媒＞
有機溶媒は特に限定されず、分散処理を行う条件下で液状の有機溶媒であればよい。
有機溶媒の好適例としては、有機顔料と水不溶性分散剤との分散性の観点から、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール等の炭素数１〜４の低級アルコール；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素；プロピレングリコール等の多価アルコール；エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル等の他、酢酸エチル、シリコーンオイル、高級アルコール、油脂等及び下記一般式（２）で表される化合物等が挙げられる。
【００１７】
【化２】
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【００１８】
（式中、Ｒ3及びＲ4は、それぞれ独立して、炭素数１〜４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、Ｒ5は水素原子又はメチル基を示す。）
一般式（２）において、Ｒ3及びＲ4の炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、及びｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられる。これらの中では、メチル基及びエチル基が好ましい。
カラーフィルター用途等においては、ジケトピロロピロール系顔料等の顔料の分散性と、高分子分散剤の溶解性又は分散性の観点から、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＢＣＡ）、及びプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートからなる群から選ばれる１種以上が特に好ましい。
上記の有機溶媒は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１９】
＜組成＞
本発明の顔料分散体中の顔料の量は、分散時の生産性を向上させる観点から、顔料分散体全量に対して、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５質量％以上、更に好ましくは１０質量％以上である。また、分散時のハンドリング性を確保する観点から、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４０質量％以下である。
顔料分散体中の高分子分散剤の量は、分散処理過程で不足する事のない添加量とすることが分散安定性を向上させる観点から好ましい。具体的には、顔料質量に対して、１０質量％以上、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上である。また、適度な粘度の分散体を得る観点から、顔料質量に対して、２００質量％以下、好ましくは１５０質量％以下、より好ましくは１００質量％以下である。
顔料分散体中の有機溶媒の量は、顔料濃度や水不溶性分散剤、その他添加剤を除いた量であるが、各製造工程での分散処理時の操作性及び顔料を微細化させるという観点から、各製造工程において適宜選択される。
【００２０】
［カラーフィルター用顔料分散体の製造］
カラーフィルター用顔料分散体の製造方法は、下記の第１工程及び第２工程を有する。また、第２工程の後に、第３工程を有していてもよい。
【００２１】
［第１工程］
本発明の製造方法における第１工程では、有機顔料と、高分子分散剤と、有機溶媒と、を含有する混合液（以下、単に「混合液」ともいう）を高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える攪拌条件で処理し、有機顔料の粒子を解砕する。
この第１工程で高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて高い剪断速度で処理することにより、混合液中の顔料の粗大粒子は解砕される。一方で、比較的小さな粒径の粒子については、粉砕されにくく微小粒子が生成しにくいと考えられる。このため、第１工程により、顔料粒子の粒径分布が狭い分散体が得られると考えられる。なお、ここで粗大粒子とは、特に制限されるものではないが、例えば５μｍ以上の粒子である。
【００２２】
＜メディアレス分散機＞
第１工程において使用される分散機としては、高速攪拌型のメディアレス分散機から選択される。高速攪拌型のメディアレス分散機とは、分散メディア（例えば、ビーズ、サンド（砂）、ボール、等）を実質的に用いず、剪断力を利用して分散処理を行う分散機を意味する。
メディアレス分散機としては、特に限定はされないが、例えば、ＩＫＡ社製ＤＲ−ＰＩＬＯＴ２０００、ＵＬＴＲＡ−ＴＵＲＲＡＸシリーズ、Ｄｉｓｐａｘ−Ｒｅａｃｔｏｒシリーズ；プライミクス株式会社製Ｔ．Ｋ．ホモミクサー、Ｔ．Ｋ．パイプラインホモミクサー；シルバーソン社製ハイ・シアー・ミキサー；大平洋機工株式会社製マイルダー、キャビトロン；エムテクニック株式会社製クレアミックス：みずほ工業株式会社製ホモミキサー、パイプラインミキサー等が挙げられる。
これらの中でも、メディアレス分散機が、ロータとステータとを備える分散機が好ましく、そのような高速攪拌型のメディアレス分散機の例として、図１に示す分散機１（ＩＫＡ社製）が挙げられる。図１は、分散機１の概略断面図を示す。分散機１は、ステータ１１と、前記ステータの内部で回転するロータ１２とを備える。これらのステータ１１とロータ１２の間には、隙間が形成されている。ロータ１２を回転させて、ステータ１１とロータ１２の間に混合液を通過させることで、剪断力を与えることができる。ステータ１１とロータ１２の距離を、剪断部クリアランスＣとする。
また、分散機は、図１に示すものに限定されず、例えば、図２に示すようにステータ２１及びロータ２２が多段階に設置されている分散機２を用いてもよい。
本発明のメディアレス分散機としては、処理を均一に行う観点から、該分散機の中を混合液が循環するインライン循環式のものを用いることが好ましい。
【００２３】
第１工程における剪断速度は、９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える。剪断速度が９００，０００［１／ｓｅｃ］以下である場合には、第１工程の処理により十分に粗大粒子が解砕されず、第２工程においても十分に解砕されず、結果的に顔料分散体における顔料の平均粒径が十分に低下しない、又は、平均粒径を下げようとすると過粉砕されて粘度が高くなる。剪断速度は実施例の方法により求められる。
また、第１工程の処理後の分散体中に含まれる顔料粒子の粗大粒子を解砕して低減する観点から、当該剪断速度は、９２０，０００［１／ｓｅｃ］以上が好ましく、９５０，０００［１／ｓｅｃ］以上がより好ましく、１，０００，０００［１／ｓｅｃ］以上が更に好ましい。また、最終的に得られる顔料分散体の粘度をより低くする観点から、剪断速度は、２，０００，０００［１／ｓｅｃ］以下が好ましく、１，５００，０００［１／ｓｅｃ］以下が好ましく、１，２００，０００［１／ｓｅｃ］以下がより好ましい。
メディアレス分散機の剪断部クリアランスは、上記の剪断速度に応じて適宜設定されるが、最適な顔料粒径を得る観点から、１０μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましく、２０μｍ以上が更に好ましい。また、分散機の回転速度を適切な数値に保つ観点から、当該クリアランスは、１００μｍが以下好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下がより更に好ましい。
メディアレス分散機の回転周速は、上記剪断速度に応じて適宜設定されるが、最適な顔料粒径を得る観点から、１８ｍ／ｓ以上が好ましく、２０ｍ／ｓ以上がより好ましく、２３ｍ／ｓ以上がより好ましい。また、最適な粒子径を得る観点から、当該回転周速は、５０ｍ／ｓが以下好ましく、４０ｍ／ｓ以下がより好ましく、３５ｍ／ｓ以下がより更に好ましい。回転周速は、ロータの最先端部分の周速である。
【００２４】
第１工程により得られる顔料分散体の平均粒径（体積分率で計算した累積体積頻度が小粒径側から累積して５０％になる粒径：Ｄ５０）は、特に限定されないが、第２工程後に得られる分散体のろ過収率を高める観点から、１５μｍ以下が好ましく、１３μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下が好ましく、生産性の観点から、２μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上が更に好ましい。平均粒径の測定方法は実施例の測定方法による。
第１工程における処理時間は、粗大粒子を解砕する観点から、５分以上が好ましく、３０分以上がより好ましく、１時間以上が更に好ましい。当該処理時間は、より低粘度の分散体を得る観点から、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、５時間以下がより更に好ましい。
【００２５】
［第２工程］
第２工程では、前記第１工程で得られた分散体を、分散メディア粒子を充填したメディア分散機を用いて処理する。
この工程を行うことにより、第１工程で得られた分散体中の顔料をさらに微細化して、平均粒径が小さくとも、低粘度の顔料分散体を得ることができる。第１工程で粗大粒子が解砕されているので当該工程により得られる分散体中に含まれる粗大粒子も少なくなる。更に、第１工程で微小な粒子の含有量が少ない分散体が得られるので、第２工程において顔料粒子を処理しても分散体の高粘度化の原因となる微小な粒子の含有量を減らすことができるため、低粘度の顔料分散体が得られると考えられる。
【００２６】
使用する分散メディア粒子径は、分散処理の効率化の観点から、０．０８ｍｍ以下が好ましく、０．０７ｍｍ以下がより好ましく、０．０６ｍｍ以下が更に好ましい。一方、分散メディア粒子径が小さすぎると分散が進行しにくいことから、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０２ｍｍ以上がより好ましく、０．０３ｍｍ以上が更に好ましい。
用いる分散メディア粒子の材質としては、特に限定されないが、分散体への金属不純物を低減するという観点から、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス製のメディアが好ましい。
【００２７】
メディア分散機の分散室内の分散メディア粒子の充填率は、分散室内の空間を基準にして、３０体積％以上が好ましく、５０体積％以上がより好ましく、６０体積％以上が更に好ましい。当該充填率は、９０体積％以下が好ましく、８０体積％がより好ましい。この範囲では、分散メディア粒子による粉砕、剪断、衝突といった効果が発揮される。なお、分散メディア粒子の「充填率」とは、分散機容器の内部空間部分の容積に対する、充填したビーズの見かけ体積の比率で表される。ここで「ビーズの見かけ体積」とは、ビーズの質量をその占める嵩密度で割った値であり、嵩密度はビーズを１Ｌの容器に充填し、その質量より求めることができる。
【００２８】
メディア分散機の回転周速は、５〜１５ｍ／ｓが好ましく、６〜１３ｍ/ｓがより好ましく、７〜１２ｍ/ｓが更に好ましい。回転周速は、ロータの最先端部分の周速である。
第２工程の処理時間は、顔料分散体の平均粒径を小さくする観点から、５分以上が好ましく、１０分以上がより好ましく、３０分以上が更に好ましい。当該処理時間は、より低粘度の分散体を得る観点から、２４０分以下が好ましく、１８０分以下が好ましく、１２０分以下が更に好ましい。
【００２９】
第２工程で用いるメディア式分散機としては、特に限定されないが、スターミルナノゲッター、スターミルＺＲＳ（アシザワ・ファインテック株式会社、商品名）、ウルトラアペックスミル、デュアルアペックスミル（寿工業株式会社、商品名）、ペイントシェーカー、ピコグレンミル（淺田鉄工株式会社、商品名）、マイクロメディア（ビューラー株式会社、商品名）、ＭＳＣミル（日本コークス工業株式会社、商品名）、サンドミル等が挙げられるが、寿工業株式会社製のウルトラアペックスミルがより好ましい。
【００３０】
［第３工程］
前記の第１工程及び第２工程により、粗大粒子が少なく、低粘度で保存安定性に優れたカラーフィルター用の顔料分散体を製造することができるが、分散体中に残存する粗大粒子や分散メディア粒子の破片等の残存を低減するという観点、及び分散中に存在する不要な分散剤を除去するという観点から、第３工程として、分散体をろ過する工程を組み合わせることもできる。また、顔料分散体の更なる粘度低減及び顔料微細化という観点から、第２工程と第３工程との間に、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等を用いる工程を適宜組み合わせることもできる。
ろ過に用いられるフィルターは、得ようとする分散体の平均粒径にあわせて設定されるが、フィルターの目開きは、適度な収率を得る観点から、１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、４μｍ以上が更に好ましい。当該目開きは、粗大粒子を除く観点から、１０μｍ以下が好ましく、８μｍ以下がより好ましく、７μｍ以下が更に好ましい。
【００３１】
本発明の製造方法により得られる顔料分散体の平均粒径（体積分率で計算した累積体積頻度が小粒径側から累積して５０％になる粒径：Ｄ５０）は、カラーフィルター着色組成物により形成する膜の透明度を高める観点から、６０ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以下がより好ましく、３４ｎｍ以下が更に好ましい。当該平均粒径は、１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上がより好ましく、３０ｎｍ以上が更に好ましい。平均粒径は実施例に記載の方法により測定される。
また本発明で得られる顔料分散体の粘度は、カラーフィルター組成物の取り扱いの容易性の観点から、１００ｍＰａ・ｓ（２０℃）以下が好ましく、５０ｍＰａ・ｓ（２０℃）以下がより好ましく、４０ｍＰａ・ｓ（２０℃）以下が更に好ましい。当該粘度は、１ｍＰａ・ｓ（２０℃）以上が好ましく、５ｍＰａ・ｓ（２０℃）以上がより好ましく、１０ｍＰａ・ｓ（２０℃）以上が更に好ましい。
本発明で得られる顔料分散体の目開き５μｍのフィルターでのろ過収率は、９８質量％以上が好ましい。ろ過収率が高いことは、平均粒径が小さく低粘度の顔料分散体が収率よく得られることを意味する。ろ過収率は、実施例の方法により求められる値とする。
【００３２】
＜カラーフィルター用着色組成物＞
本発明の製造方法により得られたカラーフィルター用顔料分散体は、顔料の粒径が小さく、低粘度であるため、カラーフィルター用着色組成物として有用である。カラーフィルター用着色組成物（カラーレジスト色材）は、バインダー、多官能モノマー、光重合開始剤、熱硬化性化合物、溶剤及び添加剤等から選ばれる１種又は２種以上と、本発明の顔料分散体とを含む。
バインダーとしては、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体とアルコール類との反応物等を挙げることができる。その質量平均分子量は、５０００〜２００，０００が好ましい。バインダーの含有量は、顔料分散組成物中の全固形分に対して２０〜８０質量％が好ましい。
多官能モノマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上有する（メタ）アクリル酸エステル、ウレタン（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アミド、アリル化合物、ビニルエステル等を挙げることができる。多官能モノマーの含有量は、顔料分散組成物中の全固形分に対して１０〜６０質量％が好ましい。
【００３３】
光重合開始剤としては、芳香族ケトン類、ロフィン２量体、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類、ポリハロゲン類を挙げることができる。特に４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンと２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体の組み合わせ、４−［ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシカルボニルメチル）−２，６−ジ（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン］が好ましい。光重合開始剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。光重合開始剤の含有量は、顔料分散組成物中の全固形分に対して０．２〜２０質量％が好ましい。
熱硬化性化合物としては、加熱により膜硬化を行うものであれば特に限定はなく、熱硬化性官能基を有する化合物を用いることができる。例えば、エポキシ基、メチロール基、アルコキシメチル基及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基を有するものが好ましい。熱硬化性化合物は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。熱硬化性化合物の含有量は、顔料分散組成物中の全固形分に対して０．１〜１５質量％が好ましい。
【００３４】
以上、本明細書においては以下のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法、カラーフィルター用顔料分散体及びカラーフィルター用着色組成物を開示する。
＜１＞  下記の第１工程及び第２工程を有する、カラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
第１工程：有機顔料と、高分子分散剤と、有機溶媒と、を含有する混合液を高速攪拌型のメディアレス分散機を用いて剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］を超える攪拌条件で処理し、有機顔料の粒子を解砕して分散体を得る工程
第２工程：第１工程で得られた分散体を、分散メディア粒子を充填したメディア分散機を用いて処理する工程
【００３５】
＜２＞  有機顔料がジケトピロロピロール系顔料である、＜１＞に記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜３＞  高分子分散剤が、塩基性ウレタン樹脂である、＜１＞又は＜２＞に記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜４＞  高分子分散剤がアミン価３〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは５〜１７ｍｇＫＯＨ／ｇ、更に好ましく５〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇが、より更に好ましくは５〜９ｍｇＫＯＨ／ｇの塩基性ウレタン樹脂である、＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜５＞  顔料分散体中の顔料の量が、顔料分散体全量に対して、１〜６０質量％、より好ましくは５〜５０質量％、更に好ましくは１０〜４０質量％である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜６＞  顔料分散体中の高分子分散剤の量が、顔料質量に対して、１０〜２００質量％、より好ましくは２０〜１５０質量％、更に好ましくは３０〜１００質量％である、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【００３６】
＜７＞  メディアレス分散機が、ロータとステータとを備える、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜８＞  メディアレス分散機が、インライン循環式である、＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜９＞  第１工程における、剪断速度が９２０，０００〜２，０００，０００［１／ｓｅｃ］、好ましくは９５０，０００〜１，５００，０００［１／ｓｅｃ］であり、より好ましくは１，０００，０００〜１，２００，０００［１／ｓｅｃ］である、＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１０＞  メディアレス分散機の剪断部クリアランス（ステータとロータのクリアランス）が、１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである、＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１１＞  第１工程により得られる顔料分散体の平均粒径（Ｄ５０）は、２〜１５μｍ、好ましくは３〜１３μｍであり、５〜１０μｍである、＜１＞〜＜１０＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１２＞  第１工程における処理時間は、５分〜１０時間、好ましくは３０分〜８時間、より好ましくは１時間〜５時間である、＜１＞〜＜１１＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【００３７】
＜１３＞  分散メディア粒子径が０．０１〜０．０８ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．０７ｍｍ、より好ましくは０．０３〜０．０６ｍｍである、＜１＞〜＜１２＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１４＞  分散メディア粒子の材質は、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素及び窒化ケイ素から選ばれる１種又は２種以上のセラミックスである、＜１＞〜＜１３＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１５＞  第２工程の処理時間が５〜２４０分、好ましくは１０〜１８０分、より好ましくは３０〜１２０分である、＜１＞〜＜１４＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【００３８】
＜１６＞  以下の第３工程を更に有する、＜１＞〜＜１５＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
第３工程：第２工程の後に、分散体をろ過する工程
【００３９】
＜１７＞  顔料分散体の平均粒径が、１０〜６０ｎｍ、より好ましくは２０〜６０ｎｍ、更に好ましくは３０〜３４ｎｍである、＜１＞〜＜１６＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１８＞  顔料分散体の粘度が、１〜１００ｍＰａ・ｓ（２０℃）、より好ましくは５〜５０ｍＰａ・ｓ（２０℃）、更に好ましくは１０〜４０ｍＰａ・ｓ（２０℃）である、＜１＞〜＜１７＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
＜１９＞  顔料分散体の目開き５μｍのフィルターでのろ過収率が、９８質量％以上である、＜１＞〜＜１８＞のいずれかに記載のカラーフィルター用顔料分散体の製造方法。
【００４０】
＜２０＞  ＜１＞〜＜１９＞のいずれかに記載の製造方法により得られるカラーフィルター用顔料分散体。
＜２１＞  ＜２０＞に記載の顔料分散体と、バインダーと、多官能モノマーと、光重合開始剤とを含有するカラーフィルター用着色組成物。
【実施例】
【００４１】
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「％」は特記しない限り「質量部」及び「質量％」である。
【００４２】
実施例における各種数値の測定または算出方法、評価方法は以下のとおりである。
（１）剪断速度
メディアレス分散機の剪断速度は、下記計算式（１）により算出した。なお、下記回転周速はロータや攪拌羽等の剪断刃の最先端部分の値であり、剪断刃が複数ある場合は、最大の回転速度を用いる。
また、下記剪断部クリアランスは、上記の最大の回転速度となる剪断刃の最先端部分と内壁（ローターの場合はステーターの内壁）との距離である。クリアランスが複数ある場合は、最狭の距離を用いる。
剪断速度[１／ｓｅｃ]＝回転周速[ｍ／ｓ]÷剪断部クリアランス[ｍ]  （１）
（２）平均粒径（Ｄ５０）
第１工程後の顔料分散体の平均粒径（Ｄ５０）は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９５０（堀場製作所（株）製）を用いて測定した。
最終工程後（ろ過後）の顔料分散体の平均粒径（Ｄ５０）は、マルバーン社製ゼータサイザー(粒子径、ゼータ電位、分子量測定装置)を用いて測定した。
上記平均粒径は、いずれも体積平均粒度分布における５０％通過粒子径（Ｄ５０）を平均粒径とする。
粒径は顔料分散体をジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＢＣＡ）で３００倍に希釈し、上記粒度分析計を用いて、２０℃で測定した。尚、分散質屈折率：１．５１、分散質密度：１．４５ｇ／ｃｍ3、分散媒屈折率：１．４３、分散媒粘度：３．６ｃｐｓを用いた。
平均粒径は、小さいことが好ましく、３５ｎｍ未満がより好ましい。
（３）粘度
ろ過（第３工程）後の顔料分散体を、固形分濃度１７％となるようにＢＣＡを添加し、色材粘度として、Ｅ型粘度計〔測定温度：２０℃、測定時間：１分、回転数：２０ｒｐｍ、標準ローター（１°３４′×Ｒ２４）〕（東機産業株式会社製、ＴＶ−２５）を用いて測定した。粘度は、小さいことが好ましい。
（４）ろ過収率
ろ過（第３工程）前後の固形分濃度変化を対比して、下記計算式（２）によりろ過収率を求め、評価した。
ろ過収率＝ろ過後の固形分濃度／ろ過前の固形分濃度  （２）
（固形分濃度測定）
固形分濃度は、分散体液をアルミカップに１ｇ精秤し、１３０℃のオーブン中で２０時間乾燥した後の質量から測定でき、下記計算式（３）より求められる。
分散体の固形分濃度（質量％）＝［（乾燥後の総質量−アルミカップ質量）／（乾燥前の総質量−アルミカップ質量）］×１００    （３）
【００４３】
＜実施例１＞
（第１工程）
ステータとロータを備えるインライン循環式メディアレス分散機（ＩＫＡジャパン株式会社製、ＤＲ−ＰＩＬＯＴ２０００、ジェネレータ８ＳＦ、剪断部クリアランス２５μｍ）の原料フィードタンクにＢＣＡ７９．６部、高分子分散剤として塩基性ウレタン系樹脂であるアジスパーＰＢ−８２１（商品名、味の素ファインテクノ株式会社製:アミン価９ｍｇＫＯＨ／ｇ）８．４部を入れ、回転数６５６３ｒｐｍ、回転周速２５ｍ／ｓ、剪断速度１，０００，０００［１／ｓｅｃ］の条件下、顔料としてジケトピロロピロール系顔料１２部（ＢＡＳＦ株式会社製、ＰＲ２５４：表品名「ＩＲＧＡＰＨＯＲ  ＢＴ−ＣＦ」）（全量１５Ｋｇ）を投入し、３時間回転混合処理して分散体を得た。
（第２工程）
得られた分散体を、０．０５ｍｍφのジルコニアビーズを充填(充填率６４体積％)したウルトラアペックスミル０１５（内容積０．１７Ｌ、寿工業株式会社製、商品名）を回転周速８ｍ／ｓ、処理時間１００分の条件で処理し、顔料分散体を得た。
（第３工程）
次に、得られた顔料分散体を、手押しのシリンジを用いて、フィルターろ過（ザルトリウス株式会社製、ポリ４フッ化エチレン、目開き５μｍ）により処理した。
【００４４】
第1工程後の平均粒径を上記の方法に従って測定した。また、第３工程におけるろ過収率、第３工程後の顔料分散体の平均粒径、及び第３工程後の顔料分散体の粘度を上記の方法に従って、測定、評価した。結果を表１に示す
【００４５】
＜実施例２＞
インライン循環式メディアレス分散機を回転数７，８７５ｒｐｍ、回転周速３０ｍ／ｓ、剪断速度１，２００，０００［１／ｓｅｃ］の条件に変えた以外は、実施例１と同様の処理をおこなった。結果を表１に示す。
【００４６】
＜比較例１＞
インライン循環式メディアレス分散機を回転数５，９０６ｒｐｍ、回転周速２２．５ｍ／ｓ、剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］に変えた以外は、実施例１と同様の操作をおこなった。結果を表１に示す。
【００４７】
＜比較例２＞
ポリ容器にＢＣＡ７９．６部、高分子分散剤（アジスパーＰＢ−８２１）８．４部、ジケトピロロピロール系顔料を１２部入れ、ポリ容器を手で混合して第１工程とし、その他は実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
＜比較例３＞
ＢＣＡ７９．６部、高分子分散剤（アジスパーＰＢ−８２１）８．４部を混合したものを１Ｌのポリ容器（φ９８ｍｍ）に入れ、回転翼径３．３ｃｍのディスパー（プライミックス株式会社製）回転数７，０００ｒｐｍ、攪拌周速１２．１ｍ／ｓの攪拌下、ジケトピロロピロール系顔料１２部を投入し（全量０．６ｋｇ）、５時間攪拌混合して第１工程とし、その他は実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
尚、クリアランス＝（９．８−３．３）／２＝３．２５ｃｍとなるので、剪断速度は、１２．１／（０．０３２５）＝３７２  [１／ｓ]である。
【００４９】
＜比較例４＞
ポリ容器にＢＣＡ７９．６部、高分子分散剤（アジスパーＰＢ−８２１）８．４部、ジケトピロロピロール系顔料を１２部入れ、内容物（全量１５ｋｇ）が均一になるようにポリ容器を手で５分程度混合し、さらに０．３ｍｍφのジルコニアビーズを充填（充填率６０ｖｏｌ％）したピコミル（内容積２．０Ｌ、浅田鉄工株式会社製、ＰＣＭＨ−Ｃ２Ｍ、商品名）を攪拌周速８ｍ／ｓ、滞留時間１分、処理時間０．６時間の条件で処理して第１工程とし、その他は実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
＜比較例５＞
比較例４のピコミルを、滞留時間５分、処理時間３．０時間に変えた以外は、比較例４と同様に操作を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2014056079.tif 000005
【００５２】
第１工程の剪断速度９００，０００［１／ｓｅｃ］とした比較例１、ディスパーで第１工程の分散を行った比較例３、ピコミルで第１工程の分散を０．６時間行った比較例４では、ろ過収率が低下したが、これは第１工程における分散が十分ではなかったためと考えられる。
第１工程の分散を手で攪拌を行った比較例２では、第１工程の分散が全く不十分であった。
ピコミルで第１工程の分散３．０時間を行った比較例５では、粘度が上昇した。これは、顔料が過粉砕されたものと考えられる。
なお、比較例１で第２工程を行わなかったものは、平均粒径が大きく、ろ過収率も劣る。
【符号の説明】
【００５３】
１    ２  ：    分散機
１１  ２１  ：    ステータ
１２  ２２  ：    ロータ
Ｃ    ：    剪断部クリアランスＣ
【図１】
2014056079.tif 000006
【図２】
2014056079.tif 000007