(57)【要約】カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも１種の顔料を、カルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物で処理してなる処理顔料であって、該カルボジイミド化合物は、分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１つ以上の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のものであることを特徴とする処理顔料である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも１種の顔料を、カルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物で処理してなる処理顔料であって、
該カルボジイミド化合物は、分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のものである
ことを特徴とする処理顔料。
【請求項２】
前記カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基と反応する官能基を有するポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種の鎖と、カルボジイミド基との反応により前記側鎖が分子内に導入されてなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の処理顔料。
【請求項３】
前記カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基と反応する官能基を有する化合物とカルボジイミド基とを反応させた後、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種を形成する化合物が分子内に導入されてなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の処理顔料。
【請求項４】
前記カルボジイミド化合物は、前記カルボジイミド基と反応する官能基をカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、水酸基又はアミノ基として前記側鎖が分子内に導入されてなるものである
ことを特徴とする請求の範囲第２又は３項記載の処理顔料。
【請求項５】
前記側鎖は、式量２００〜１００００の鎖である
ことを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の処理顔料。
【請求項６】
前記カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックは、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有するものである
ことを特徴とする請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の処理顔料。
【請求項７】
請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の処理顔料を含有する
ことを特徴とする顔料分散組成物。
【請求項８】
請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の処理顔料を含有する
ことを特徴とする顔料分散レジスト組成物。
【請求項９】
分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のカルボジイミド化合物である
ことを特徴とするカルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの顔料処理用化合物。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、処理顔料及びその用途に関し、より詳しくは、通常の印刷インキや塗料はもとより、さらに高濃度かつ微細に分散した状態で、良好な流動性と分散安定性とが求められる着色剤組成物での利用を目的とした処理顔料、及び、その用途として、良好なコントラストと高い透過率とを有するカラーフィルター、優れた遮蔽性と高い絶縁性とを有するブラックマトリックスの製造を可能にする顔料分散レジスト組成物に関する。また、本発明は、カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの処理に適した顔料処理用化合物に関する。
背景技術
各種印刷インキや塗料はもとより、最近ではカラーフィルターやインクジェット用インクといったより鮮明な色相が求められる分野においても、着色剤として顔料が利用されはじめている。
これら顔料の分散技術は、近年著しい進歩を遂げており、さらに製造の合理化の為に顔料濃度を出来るだけ高くして分散する方法が行われているが、顔料の濃度を高くすると、流動性、分散安定性が低下するという基本的な問題を有している。
加えて、カラーフィルターやインクジェット記録の分野では、高堅牢度が要求されるために高級顔料を使用し、鮮明な色相を得る為に粒子径をより微細化することが必要となる。しかしながら、もともと高級顔料は他の顔料と比較して分散安定性が乏しい上に、微細化すればするほど、凝集を起こし易くなり、安定な分散体を得ることが困難となる。
他方、カーボンブラックは、黒色度の高い顔料として広く利用されているが、一次粒子径が微細な上に多孔質で比表面積が大きいという性状のために、やはり高濃度化が困難で分散安定性に欠けるという問題がある。また、最近では、カーボンブラックをブラックマトリックスの遮光材料として利用する試みも行われており、導電性の高いカーボンブラックから、高絶縁性のブラックマトリックスを得る事は困難であるという問題がある。
そこで、この様な問題を解決するために、従来より顔料自体の処理（表面処理・改質）や、顔料に良好な濡れ性（吸着性）を有する顔料分散剤、顔料誘導体、界面活性剤の開発等により、顔料の分散安定性や高濃度化の方法が検討され、現在でも多くの研究が行われている。
例えば、特開昭５４−０３７０８２号公報では、酸性顔料の分散に塩基性基を有する顔料分散剤を利用して、酸−塩基の親和力によって顔料表面に顔料分散剤を吸着させ、良好な分散安定性を得る方法が開示されている。しかしながら、このような酸−塩基の親和力程度では、顔料表面に顔料分散剤を吸着させる効果が充分とはいえず、前記のカラーフィルターやインクジェット用インクの材料として、到底、適用できるものではない。
また、微細な顔料粒子を安定に分散させるために、より多量の顔料分散剤を使用する方法もあるが、この方法を用いて得られる顔料分散体を、カラーフィルター用やブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物に使用した場合には、現像性が悪化するという問題がある。
更に、カルボキシル基等の官能基を有するカーボンブラックでは、アジリジン基、イソシアネート基、エポキシ基等の官能基を有する分散剤を、カルボキシル基と反応させてグラフト化する方法が特開平０９−１６６８６９号公報で開示されているが、この方法でも高濃度時の流動性や分散安定性を改善するまでには至っていない。
そこで、本願出願人は、まず、特開２００２−２０１３８１号公報において、カーボンブラックのグラフト化による分散性向上の技術として、特にカルボキシル基との反応性が高いカルボジイミド基に着目し、分子内にその基を有する分散剤をカーボンブラックの表面にグラフト化させることにより、極めて安定的に微細な分散状態を維持できる処理カーボンブラックを開発し提案している。
本出願人が提案するこのような処理カーボンブラックは、インキや塗料等で有効に利用される他、形成される皮膜が高い絶縁性と遮光性を有するため、前記の高絶縁性ブラックマトリックス用のレジスト組成物にも利用できるものである。
しかしながら、より高い遮光性と絶縁性の皮膜を形成することを可能とするためには、カーボンブラックの高濃度化、分散安定化の基本性能がより向上されるものとなるように工夫する余地があり、また、有機顔料の分散に適用範囲を広げようとした場合にも、限界があった。
発明の要約
本発明が解決しようとする課題は、カラーフィルターやインクジェット記録等といった、顔料をより微細に分散させる必要のある分野に好適に適用でき、良好な分散安定性と流動性とを維持できる処理顔料を提供することである。また、高透過率でコントラスト等に優れたカラーフィルターや高遮光性で高絶縁性のブラックマトリックスを得る事ができる顔料分散レジスト組成物を提供することである。また、カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックの処理に適した顔料処理用化合物を提供することである。
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、カルボジイミド基と反応する官能基を有する顔料を、ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有するカルボジイミド化合物で処理した処理顔料を使用することにより、上記課題を全て解決し得ること見出し、本発明を完成するに到った。
すなわち、本発明は、（１）カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックからなる群より選択される少なくとも１種の顔料を、カルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物で処理してなる処理顔料であって、該カルボジイミド化合物は、分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のものである処理顔料に関する。
また、本発明は、（２）上記カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基と反応する官能基を有するポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種の鎖と、カルボジイミド基との反応により上記側鎖が分子内に導入されてなるものである上記（１）記載の処理顔料に関する。
また、本発明は、（３）上記カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基と反応する官能基を有する化合物とカルボジイミド基とを反応させた後、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種を形成する化合物が分子内に導入されてなるものである上記（１）記載の処理顔料に関する。
また、本発明は、（４）上記カルボジイミド化合物は、上記カルボジイミド基と反応する官能基をカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、水酸基又はアミノ基として上記側鎖が分子内に導入されてなるものである上記（２）又は（３）記載の処理顔料に関する。
また、本発明は、（５）上記側鎖は、式量２００〜１００００の鎖である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の処理顔料に関する。
また、本発明は、（６）上記カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックは、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有するものである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の処理顔料に関する。
また、本発明は、（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の処理顔料を含有する顔料分散組成物に関する。
また、本発明は、（８）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の処理顔料を含有する顔料分散レジスト組成物に関する。
また、本発明は、（９）分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のカルボジイミド化合物である、カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの顔料処理用化合物に関する。
発明の詳細な開示
以下、本発明の処理顔料、その用途及び顔料処理用化合物について詳細に説明する。
本発明の処理顔料は、カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料やカーボンブラックを、ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有するカルボジイミド化合物で処理してなるものである。尚、本発明の処理顔料とは、分散媒体等を用いて得られる顔料分散体の形態であってもよく、分散媒体を用いずに得られる乾燥状態の形態のものであってもよい。
このような処理顔料では、カルボジイミド化合物の分子内に存在するカルボジイミド基を、顔料表面に存在するカルボキシル基、スルホン酸基や水酸基等のカルボジイミド基と反応する官能基と反応させることにより、共有結合による強い吸着力を持たせることができる。さらにこの処理顔料を分散媒体中に分散したときに、カルボジイミド化合物が後述するポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有するものであると、該側鎖が、分散媒体中でドメインを形成して立体障害等の作用をすることから、顔料を分散媒体中に安定的に分散させることができるものと考えられる。
また、顔料がカーボンブラックの場合では、上記カルボジイミド化合物等の絶縁性材料でカーボンブラック表面が被覆された状態となり、このような処理カーボンブラックを含有するブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物は、非常に優れた高絶縁性が得られるものと考えられる。
まず、本発明で使用するカルボジイミド基と反応する官能基を有する顔料について説明する。
本発明で使用する顔料は、カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックからなる群より選択されるものである。このような顔料は、１種又は２種以上を用いることができる。
上記カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料及びカーボンブラックとしては、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有するものであることが好ましい。
上記有機顔料としては、例えば、染料レーキ顔料、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジコ系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリノン系、ニトロ系、ニトロソ系、アンスラキノン系、フラバンスロン系、キノフタロン系、ピランスロン系、インダンスロン系等の有機顔料等が挙げられる。
また、有機顔料表面にカルボジイミド基と反応する官能基がない場合は、表面処理して導入することができ、例えば、顔料分散安定化と表面処理技術・評価（２００１年１２月２５日第１刷発行）頁７６〜頁８５記載のプラズマ処理、酸素／紫外線処理、特開昭５８−２１７５５９号公報の低温プラズマ法によって導入できる。
上記カーボンブラックとしては、通常の印刷インキやブラックマトリックス用レジスト組成物等に一般的に用いられ、好ましくはｐＨ７．０以下でカルボキシル基を有するカーボンブラックが使用できる。具体的には、以下に例示するようなカーボンブラックの１種又は２種以上を使用することができる。
まず、三菱化学社製のカーボンブラックとして、カーボンブラック＃２７００、＃２６５０、＃２６００、＃２４００、＃２３５０、＃２２００、＃１０００、＃９９０、＃９７０、ＭＡ６００、ＭＡ７７、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０等を挙げることができる。
また、キャボット社製のカーボンブラックとして、ＭＯＮＡＲＣＨ１４００、ＭＯＮＡＲＣＨ１３００、ＭＯＮＡＲＣＨ１１００、ＭＯＮＡＲＣＨ１０００、ＭＯＧＵＬ−Ｌ、ＲＥＧＡＬ４００Ｒ、ＲＥＧＡＬ３５０Ｒ等を挙げることができる。
また、デグサ社製のカーボンブラックとして、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｆｗ２００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｆｗ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｆｗ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｆｗ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｆｗ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｓ１７０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ  Ｓ１６０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ３５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ２５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ１００、Ｐｒｉｎｔｅｘ１５０Ｔ、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ等を挙げることができる。なお、これらはいずれも商品名である。
次に、本発明でカルボジイミド基と反応する官能基を有する顔料を処理するために使用する顔料処理用化合物であるカルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物について説明する。
本発明で使用できるカルボジイミド化合物は、ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のものである。
なお、本明細書において、「側鎖」とは、カルボジイミド化合物を主鎖としたときに、主鎖から枝分れの状態にある鎖をいう。また、一つの側鎖の中にポリエステル鎖とポリエーテル鎖とをそれぞれ１種以上で組み合わせて形成されるものは、「ポリエステル側鎖」と「ポリエーテル側鎖」との両方に属し、一つの側鎖の中にポリエステル鎖とポリアクリル鎖とをそれぞれ１種以上で組み合わせて形成されるものは、「ポリエステル側鎖」と「ポリアクリル側鎖」との両方に属し、一つの側鎖の中にポリエーテル鎖とポリアクリル鎖とをそれぞれ１種以上で組み合わせて形成されるものは、「ポリエーテル側鎖」と「ポリアクリル側鎖」との両方に属する。さらに、一つの側鎖の中にポリエステル鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル鎖をそれぞれ１種以上で組み合わせて形成されるものは、「ポリエステル側鎖」、「ポリエーテル側鎖」、「ポリアクリル側鎖」のいずれにも属する。そして、この様に一つの側鎖の中に、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリアクリル鎖が混在するものも、もちろん「ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖」の条件を満足する側鎖である。
上記カルボジイミド化合物としては、特に好ましくは、カルボジイミド基と、それと反応可能な官能基との反応を利用して、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種を分子内に導入した化合物が利用できる。なお、本発明において、このようなカルボジイミド基と官能基との反応をグラフト化反応と呼ぶことがあり、その方法で導入された側鎖をグラフト化側鎖、導入されたポリエステル側鎖をグラフト化ポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖をグラフト化ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖をグラフト化ポリアクリル側鎖と呼ぶこともある。
また、本明細書において、カルボジイミド当量とは、（カルボジイミド化合物の分子量）／（カルボジイミド化合物分子中のカルボジイミド基の数）で表される数を意味するものである。
本発明において、カルボジイミド化合物は、１種又は２種以上を用いることができる。
そして、上記グラフト化側鎖を有するカルボジイミド化合物としては、まず、分子内にカルボジイミド基を２つ以上有する化合物をもとに、グラフト化反応によりポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を１つ以上付加する（残余のカルボジイミド基も１つ以上とする）方法で得られる化合物を挙げることできる。
ここで、上記分子内にカルボジイミド基を２つ以上有する化合物としては、例えば、有機溶媒中で、カルボジイミド化触媒の存在下、ジイソシアネート化合物を脱炭酸反応によりカルボジイミド化して得られる化合物が利用でき、具体的に脱炭酸反応させるジイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等、脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族ジイソシアネート化合物を挙げることができる。
なお、得られる化合物の分子内にカルボジイミド基を２つ以上有するのに充分な条件下においては、モノイソシアネート化合物を併用してもよく、その場合に利用可能なモノイソシアネート化合物としては、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、ブチルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、フェニルイソシアネート等、脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族モノイソシアネート化合物を挙げることができる。
また、利用可能な有機溶媒としては、沸点が高く、かつ、イソシアネート化合物や生成するカルボジイミド基を有する化合物と反応するような活性水素を持たないものであり、具体的には、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン等の芳香族炭化水素；ジエチレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジブチレート、ヘキシレングリコールジアセテート、グリコールジアセテート、メチルグリコールアセテート、エチルグリコールアセテート、ブチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテート、ブチルジグリコールアセテート等のグリコールエーテルエステル類；エチルブチルケトン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸アミル、プロピオン酸プロピル、酪酸エチル等の脂肪族エステル等を挙げることができる。
また、利用可能なカルボジイミド化触媒としては、ホスホレン類やホスホレンオキサイド類等が挙げられ、具体的には、１−エチル−３−メチル−３−ホスホレンオキサイド、１−フェニル−３−メチル−３−ホスホレンオキサイド、１−フェニル−３−メチル−２−ホスホレンオキサイド等が例示できる。
これらの材料を用いて、イソシアネート基の脱炭酸反応を行う方法としては、既知の方法が利用でき、例えば、窒素雰囲気下で、１００〜２００℃の反応温度で行うことができる。なお、上記カルボジイミド基を有する化合物を得る他の方法としては、例えば、米国特許第２９４１９５６号、特公昭４７−３３２７９号公報、特開平５−１７８９５４号公報、特開平６−５６９５０号公報等の方法が挙げられる。
このような方法を用いて、例えば、Ｋ（≧３）モルのジイソシアネート化合物を脱炭酸して得られる化合物は以下の一般式（１）で、また、（Ｋ−１）モルのジイソシアネート化合物と２モルのモノイソシアネート化合物を脱炭酸して得られる化合物は、以下の一般式（２）で表すことができる。これらは、ポリカルボジイミド化合物ともいう。
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なお、上記一般式中、Ａは、ポリカルボジイミド化合物の合成に用いたジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基、Ｂは、ポリカルボジイミド化合物の合成に用いたモノイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基である。
上記一般式（１）で表されるカルボジイミド基を有する化合物の市販品としては、テトラメチルキシリレンジイソシアネートを原料としたカルボジイミドとしてカルボジライトＶ−０３、Ｖ−０５等（いずれも商品名、日清紡社製）等が挙げられる。
このような一般式（１）で表される化合物は、分子内にイソシアネート基を有するが、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応させることも可能であり、本発明のカルボジイミド化合物を形成することになる分子内に２つ以上のカルボジイミド基を有する化合物として利用することができる。
このようなイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物としては、残余のカルボジイミド基と反応性が低くて、先にイソシアネート基と選択的に反応する化合物が好ましく、例えば、メタノール、エタノール等の低分子モノアルコール化合物、上記水酸基を含有するポリエステル化合物、ポリアルキレングリコールとそのモノアルキルエステル化合物、ポリメチルメタクリレートジオール、ポリブチルメタクリレートジオール、ポリ２−エチルヘキシルメタクリレートジオール等の水酸基含有ポリアクリル化合物といったような水酸基含有化合物を挙げることができる。
その中でも、好ましくは式量が５００〜５０００のポリエステル鎖、ポリエーテル鎖、ポリアクリル鎖である。
上記のような方法等を用いて得た、分子内に２つ以上のカルボジイミド基を有する化合物に、さらにグラフト化反応によりポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖又はポリアクリル側鎖を導入して、分子内にカルボジイミド基と、グラフト化ポリエステル側鎖、グラフト化ポリエーテル側鎖、グラフト化ポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種のグラフト化側鎖とを、それぞれ少なくとも１つ含有するカルボジイミド化合物とする。
そして、グラフト化反応によりこれらの側鎖を分子内に導入する代表的な方法としては、カルボジイミド基と反応可能な官能基、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、水酸基、アミノ基等を有するポリエステル化合物、ポリエーテル化合物又はポリアクリル化合物を、カルボジイミド基を有する化合物のカルボジイミド基と反応させる方法が利用できる。
上記官能基を有するポリエステル化合物としては、まず、
（１）オキシカルボン酸、モノアルコール、低分子ジオール化合物等を開始剤とした環状エステル化合物の開環重合化合物（例えば、乳酸、カプロン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のモノ又はポリオキシカルボン酸を開始剤として用い、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、２−メチルカプロラクトン、４−メチルカプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエステル化合物；メタノール、エタノール等の低分子モノオール化合物を開始剤として用い、上記環状エステル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエステルモノオール化合物；エチレングリコール、プロピレングリコール等の低分子ジオール化合物を開始剤として用い、上記環状エステル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエステルジオール化合物等）を挙げることができる。
また、（２）オキシカルボン酸の自己重縮合化合物（例えば、乳酸、カプロン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸等のモノオキシカルボン酸を重縮合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエステル化合物等）を挙げることができる。
また、（３）低分子ジオール化合物と低分子ジカルボン酸化合物とを重縮合させて得られる化合物（例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等の直鎖状グリコール類、１，２−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、エチルブチルプロパンジオール等の分岐グリコール類等の低分子ジオール化合物成分と、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸等の飽和及び不飽和脂肪族ジカルボン酸、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸等の低分子ジカルボン酸化合物成分とを、低分子ジオール化合物の過剰存在下で反応させて得られる水酸基を含有するポリエステルジオール化合物等）を挙げることができる。
また、（４）モノアルコールを開始剤とした環状エステル化合物の開環重合物のリン酸エステル化合物（例えば、上記のポリエステルモノオール化合物をリン酸とエステル化反応させて得られるリン酸基を含有するポリエステルジオール化合物等）、（５）アミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤とした環状エステル化合物の開環重合化合物（例えば、タウリン等のアミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤として、上記環状エステル化合物を開環重合して得られるスルホン酸を含有するポリエステルジオール化合物等）を挙げることができる。
また、（６）モノアルコールを開始剤とした環状エステル化合物の開環重合物の亜硫酸ガス付加物（例えば、上記のポリエステルモノオール化合物に亜硫酸ガスを付加して得られるスルホン酸を含有するポリエステルジオール化合物等）を挙げることができる。
この様なポリエステル化合物としては、ポリカプロラクトンの開環重合によって得られるポリエステル化合物であることが好ましい。
上記官能基を有するポリエーテル化合物としては、まず、
（１）オキシカルボン酸、モノアルコール、低分子ジオール化合物等を開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合化合物（例えば、乳酸、カプロン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のモノ又はポリオキシカルボン酸を開始剤として用い、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル化合物を開環重合して得られるカルボキシル基と水酸基を含有するポリエーテル化合物；メタノール、エタノール等の低分子モノオール化合物を開始剤として用い、上記環状エーテル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエーテルモノオール化合物；エチレングリコール、プロピレングリコール等の低分子ジオール化合物を開始剤として用い、上記環状エーテル化合物を開環重合して得られる水酸基を含有するポリエーテルジオール化合物等）を挙げることができる。
また、（２）モノアルコールを開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合物のリン酸エステル化合物（例えば、上記ポリエーテルモノオール化合物をリン酸とエステル化反応させて得られるリン酸基を含有するポリエーテル化合物）を挙げることができる。
また、（３）アミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合化合物（例えば、タウリン等のアミノ基含有スルホン酸化合物を開始剤として、上記環状エーテル化合物を開環重合して得られるスルホン酸基を含有するポリエーテル化合物）を挙げることができる。
また、（４）モノアルコールを開始剤とした環状エーテル化合物の開環重合物の亜硫酸ガス付加物（例えば、上記ポリエーテルモノオール化合物に亜硫酸ガスを付加して得られるスルホン酸基を含有するポリエーテル化合物）を挙げることができる。
上記官能基を有するポリアクリル化合物としては、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、水酸基及びアミノ基からなる群より選択される少なくとも１種を有する（メタ）アクリルモノマーから選択される少なくとも１種を含有する単量体成分を重合してなる（メタ）アクリル系重合体（例えば、カルボキシル基を有する（メタ）アクリル系モノマー：（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、シトコラン酸（メチルマレイン酸）、イタコン酸等；スルホン酸基を有する（メタ）アクリル系モノマー：（メタ）アクリル酸スルホエチル、（メタ）アクリル酸スルホプロピル等；燐酸基を有する（メタ）アクリル系モノマー：２−メタクリロイロキシエチルアシッドホスフェイト、トリスアクリロイルオキシエチルホスフェート等；水酸基を有する（メタ）アクリル系モノマー：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、ヒドロキシペンチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル；アミノ基を有する（メタ）アクリルモノマー：（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−オクチル（メタ）アクリルアミド等の単量体から選択される少なくとも１種のモノマー成分と必用に応じて上記以外の一般にアクリル系樹脂の反応成分として使用されるアルキルエステルやスチレン系モノマー等、既知のモノマーを重合して得られる（メタ）アクリル重合体等）を挙げることができる。
なお、さらに、上記官能基を有し、ポリエステル鎖とポリエーテル鎖の両方を含んでいる化合物、ポリエステル鎖を有するポリアクリル化合物、ポリエーテル鎖を有するポリアクリル化合物を用いてもよく、例えばポリアルキレングリコールやそのモノアルキルエーテル化合物を開始剤として、環状エステル化合物を反応させて得られる化合物、水酸基含有ポリエステル化合物に環状エーテル化合物を反応させて得られる化合物、ポリエステル鎖を分子内に含む（メタ）アクリル系モノマーやポリエーテル鎖を分子内に含む（メタ）アクリル系モノマーを用いて得られるポリアクリル鎖化合物を挙げる事ができる。
これらのポリエステル化合物、ポリエーテル化合物、ポリアクリル化合物の中でも、カルボジイミド基との反応性の面からはカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基を有する方が有利である。
また、水酸基を有する化合物は、もととなるポリカルボジイミド化合物がさらにイソシアネート基を有する場合、カルボジイミド基より先にイソシアネート基との反応が起こり、反応の制御が困難となり、さらに、水酸基を２つ以上有する化合物は、グラフト化反応の間に架橋してゲル化を起こす可能性がある。
そこで、官能基が水酸基のみの化合物については、さらに、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸等の酸無水物を反応させて、カルボキシル基を一つ含有するポリエステル化合物を得てから、グラフト化反応させることが望ましい。
上記で例示したポリエステル化合物、ポリエーテル化合物又はポリアクリル化合物をグラフト化により分子内に少なくとも１つ導入した化合物は、さらに、カルボジイミド基を少なくとも１つ有する必要があり、例えば、上記一般式（１）で表されるポリカルボジイミド化合物にグラフト化反応により側鎖を導入した時には、下記一般式（３）で表されるカルボジイミド化合物を得るものである（但し、Ｋ−１＝ｍ＋ｎ個とする）。
2003076527.tif 000003
ここで、Ａは、ポリカルボジイミド化合物の合成に用いたジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基である。Ｘは、同一又は異なって、カルボジイミド基とそれに反応可能な官能基を反応させて得られる３価の連結基、Ｙは、同一又は異なって、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖であり、ｍ及びｎは１以上の整数を表す。
なお、上記Ｘで表される３価の連結基として、例えば、カルボジイミド基とカルボキシル基との反応から形成される連結基は、以下の一般式（４）、（５）、カルボジイミド基と水酸基との反応から形成される連結基は、以下の一般式（６）、（７）、カルボジイミド基とアミノ基との反応から形成される連結基は、以下の一般式（８）、カルボジイミド基とスルホン酸基との反応から形成される連結基は、以下の一般式（９）、カルボジイミド基と燐酸基との反応から形成される連結基は、以下の一般式（１０）で表される。
2003076527.tif 000004
上記一般式中、Ｒは、水素原子又は炭素数１以上の炭化水素基を表す。
更に一般式（３）で表されるカルボジイミド化合物は、分子内にイソシアネート基を有するが、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物を反応させることも可能であり、下記一般式（１１）で表される化合物も本発明におけるカルボジイミド化合物として利用することができる。
2003076527.tif 000005
上記一般式中、Ｚ１及びＺ２は、それぞれ独立に、異なる構造を有しても良い、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物の、当該官能基の活性水素の１つを除く残基を表す。Ａは、ポリカルボジイミド化合物の合成に用いたジイソシアネート化合物のイソシアネート基を除く残基である。Ｘは、同一又は異なって、カルボジイミド基とそれに反応可能な官能基を反応させて得られる３価の連結基、Ｙは、同一又は異なって、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖であり、ｍ及びｎは１以上の整数を表す。
このようなイソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物としては、残余のカルボジイミド基と反応性が低くて、先にイソシアネート基と選択的に反応する化合物が好ましく、例えば、メタノール、エタノール等の低分子モノアルコール化合物、上記水酸基を含有するポリエステル化合物、ポリアルキレングリコールとそのモノアルキルエステル化合物、ポリメチルメタクリレートジオール、ポリブチルメタクリレートジオール、ポリ２−エチルヘキシルメタクリレートジオール等の水酸基含有ポリアクリル化合物といったような水酸基含有化合物を挙げることができる。
その中でも、好ましくは式量が５００〜５０００のポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖を形成するものである。
なお、以上に挙げた反応、すなわち、上記の水酸基含有化合物を開始剤とした環状エステル化合物の開環反応、オキシカルボン酸の重縮合反応、低分子ジオール化合物と低分子ジカルボン酸化合物との縮重合反応、水酸基含有エステル化合物と酸無水物の開環反応、環状エーテル化合物の開環反応、水酸基含有エーテル化合物と酸無水物との開環反応、カルボジイミド基と、カルボキシル基や水酸基等との反応、更にはイソシアネート基と水酸基等との反応は常法が利用できる。
上記カルボジイミド化合物は、カルボジイミド基と、グラフト化ポリエステル鎖、グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖とを、それぞれ少なくとも１つ含有する化合物であれば良く、各反応材料を反応させる順序が異なっても、最終的に得られる化合物が同一の分子構造を有すれば、得られる性能も異なるものではない。
従って、上記一般式（１１）の化合物において、カルボジイミド基と反応する官能基を有するポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種の鎖（を有する化合物）と、カルボジイミド基（を有する化合物）との反応により上記側鎖を分子内に導入させる方法、即ち、グラフト化ポリエステル鎖、グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖を導入するために、先にカルボジイミド基と反応する官能基含有ポリエステル化合物、カルボジイミド基と反応する官能基含有ポリエーテル化合物又はカルボジイミド基と反応する官能基含有ポリアクリル化合物を合成後、カルボジイミド基に反応させて上記側鎖とする方法を説明したが、グラフト化反応により側鎖をカルボジイミド化合物の分子内に導入する別の方法としては、カルボジイミド基と反応する官能基を有する化合物とカルボジイミド基（を有する化合物）とを反応させた後、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖及びポリアクリル鎖からなる群より選択される少なくとも１種を形成する化合物を分子内に導入させることによっても行うことができる。
例えば、グラフト化ポリエステル側鎖又はグラフト化ポリエーテル側鎖を導入する場合であれば、先にオキシカルボン酸をカルボジイミド基に反応させて、水酸基をカルボジイミド化合物の分子内に導入した後、環状ポリエステル化合物又は環状ポリエーテル化合物を開環重合させて、ポリエステル鎖又はポリエーテル鎖をグラフト結合する方法であっても良い。また、グラフト化ポリアクリル鎖を導入する場合であれば、先にオキシカルボン酸をカルボジイミド基に反応させて、水酸基をカルボジイミド基を有する化合物の分子内に導入した後、ポリアクリル鎖をグラフト結合する方法であっても良い。
更に、先にカルボジイミド基を有する化合物の分子内に残存するイソシアネート基と、それに上述したような反応可能な官能基とを反応させた後、グラフト化を行っても良く、そして、これらの反応の順序については、好ましくない副反応生成物の最も少なくなるような条件で合成することが望ましい。
上記分子内にグラフト化ポリエステル鎖、グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖を有するカルボジイミド化合物のその他の例の一つとしては、上記一般式（１）で表される化合物と、カルボジイミド基の全てをグラフト化ポリエステル鎖、グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖とした下記一般式（１２）で表される化合物をもとに、次の方法から得られる化合物を挙げることができる。
2003076527.tif 000006
上記一般式中、Ｘ、Ｙ、Ａ及びＫは全て上記と同じ定義である。
まず、一般式（１）で表される化合物、又は、一般式（１２）で表される化合物のどちらか一方を用い、両末端のイソシアネート基にジオール化合物を反応させて、両末端が水酸基の化合物を得る。例えば、一般式（１）で表される化合物１モルとジオール化合物２モルとを反応させて得られる化合物は、下記一般式（１３）で表され、一方、一般式（１２）で表される化合物１モルとジオール化合物２モルとを反応させて得られる化合物は、下記一般式（１４）で表される。
2003076527.tif 000007
上記一般式中、Ｇはジオール化合物の、イソシアネート基と反応した水酸基を除く残基を表す。
そして、上記のカルボジイミド基を有するジオール化合物（一般式（１３）で表される化合物）に対して、グラフト化ポリエステル鎖、グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖を有するジイソシアネート化合物（一般式（１２）で表される化合物）、その逆として、このようなグラフト側鎖を有するジオール化合物（一般式（１４）で表される化合物）に対して、カルボジイミド基を有するジイソシアネート化合物（一般式（１）で表される化合物）を反応させて得られる化合物は、本発明で利用可能である。
更に、ポリカルボジイミド化合物の代わりや併用成分として、モノカルボジイミド化合物や、モノカルボジイミド化合物にグラフト化ポリエステル鎖、グラフト化ポリエーテル鎖又はグラフト化ポリアクリル鎖を導入した化合物等を利用する等の他の組み合わせからでも、このような側鎖を有するカルボジイミド化合物を得ることも可能である。
また、グラフト化反応以外の方法で、カルボジイミド化合物の側鎖を導入する方法としては、例えば、上記一般式（１）で表されるポリカルボジイミド化合物を、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖を有する鎖伸長剤を用いて鎖伸長させる方法等が利用できる。
このような鎖伸長剤としては、ポリエステル鎖を有するものとして、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の水酸基を３つ以上有するポリオール化合物に、上記環状ポリエステル化合物を開環重合させて得られる化合物、上記低分子ジオール化合物に一部トリオール化合物を併用して、上記低分子ジカルボン酸と重縮合させて得られる化合物、ジメチロールプロピオン酸等のジオールモノカルボン酸に、ポリエステル鎖を分子内に有するエポキシ化合物を反応させて得られる化合物等を挙げることができる。また、ポリエーテル鎖を有するものとして、上記ポリオール化合物に、上記環状ポリエーテル化合物を開環重合させて得られる化合物等を挙げることができる。また、ポリアクリル鎖を有するものとして、上記ポリオール化合物に、カルボキシル基を有する（メタ）アクリル系重合体を反応させて得られる化合物等を挙げることができる。
以上に例示したカルボジイミド化合物は、カルボジイミド基と反応する有機顔料及びカーボンブラックの顔料分散処理に適している化合物である。
このように、分子内にポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖及びポリアクリル側鎖からなる群より選択される少なくとも１種の側鎖を有し、かつカルボジイミド当量が１００〜５００００のカルボジイミド化合物であることを特徴とする、カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料又はカーボンブラックの顔料処理用化合物もまた、本発明の一つである。
また、上記カルボジイミド化合物において、側鎖として導入するポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖は、分散媒体中での顔料の分散安定性を向上させる作用を有するものであれば特に制限はないが、好ましくは式量が２００以上であり、また、１００００以下である。より好ましくは３００以上であり、また、５０００以下である。
また、上記カルボジイミド化合物は、カルボジイミド当量が１００〜５００００のものである。好ましくは、２００以上であり、また、１００００以下である。ここで、カルボジイミド当量が高すぎると、分散媒体中でのカルボジイミド基と反応する官能基を有する顔料の分散安定性が低下するおそれがある。また、顔料として、カーボンブラックを使用した場合は、最終的にブラックマトリックスの皮膜となったときの絶縁性が低下して好ましくない。一方、カルボジイミド当量が低すぎると、カルボジイミド基が過剰に存在することになり、やはり分散媒体中でのカルボジイミド基と反応する官能基を有する顔料の分散安定性が低下するおそれがある。また、顔料として、カーボンブラックを使用した場合は、顔料分散レジスト組成物としたときに、使用される皮膜形成樹脂と反応して増粘・ゲル化するという問題が生じる。
また、本発明で用いるカルボジイミド化合物の数平均分子量としては、１０００以上であり、また、１０００００以下のものが好ましく、更に好ましくは、１０００以上であり、また、５００００以下である。カルボジイミド化合物の数平均分子量が高くなりすぎると、分散媒体中にカルボジイミド基と反応する官能基を有する顔料を分散させた際、及び、顔料分散レジスト組成物とした際に、適切な粘度のものが得られにくくなり、特に高濃度の顔料分散組成物が必要なときは好ましくない。一方、数平均分子量が低くなりすぎると、分散媒体中での上記顔料の分散安定性や、特に顔料としてカーボンブラックを使用した場合、最終的にブラックマトリックスの皮膜となったときの絶縁性が低下して好ましくない。
そこで、主に顔料表面に存在するカルボジイミド基と反応する官能基の量や、利用する分野のそれぞれの要求性能に応じて、カルボジイミド化合物の分子内に存在するカルボジイミド基の数やポリエステル側鎖、ポリエーテル側鎖、ポリアクリル側鎖等の側鎖との比率は、適宜調整することが好ましい。
なお、一般式（３）や（１１）で表される化合物は、比較的、簡単な合成条件で得られるという利点がある。しかしながら、少ないカルボジイミド基を有する化合物、例えば、１分子中に２つのカルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物に、１つのポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖をグラフト化反応させようとすると、分子内にグラフト化側鎖のないもの（カルボジイミド基を２つ含有）、分子内にグラフト化側鎖を２つ有するもの（カルボジイミド基非含有）の、両方の副生成物がそれぞれの反応確率に応じて生成する。
このような場合、分子内にグラフト化側鎖を２つ有する化合物が多く生成すると、本発明の効果が得られにくくなるため、例えば、分子内に平均０．７個程度のグラフト化側鎖が得られる条件で、上記顔料の処理に用いるカルボジイミド化合物を合成し、分子内にこのようなグラフト化側鎖を１つ含有するものと含有しないものとの混合物を多く生成させることが望ましい。
一方、一般式（１４）で表される化合物と一般式（１３）で表される化合物を反応させて得られる化合物、一般式（１）で表される化合物と側鎖としてポリエステル鎖、ポリエーテル鎖又はポリアクリル鎖を有する鎖伸長剤とを反応させて得られる化合物等は、分子内にこのような側鎖とカルボジイミド基とをそれぞれ少なくとも１つ有するカルボジイミド化合物が得られるという利点がある反面、イソシアネート基−水酸基の反応温度等、充分な合成条件を詰めてから行うことが必要となる。
次に、本発明で特定するカルボジイミド化合物を用いて、上記顔料を処理する方法について説明する。
本発明でいう処理とは、上記顔料の分散粒子表面の全面又は一部を、カルボジイミド化合物で処理するものである。具体的には、上記顔料、側鎖を有するカルボジイミド化合物、及び、必要に応じて分散媒体、その他の添加剤等の混合物を、ロールミル、ニーダー、高速攪拌装置、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散機、高圧分散装置等を用いて混練し、分散・処理する方法を挙げることができる。
本発明においては、カルボジイミド化合物の分子内に存在するカルボジイミド基を、顔料表面に存在するカルボキシル基、スルホン酸基、水酸基等の官能基と反応させて、強い吸着力を持つように処理することが好ましい。
なお、分散媒体を用いずに、側鎖を有するカルボジイミド化合物のみで上記顔料の処理を行うには、カルボジイミド化合物の融点以上であって、また、カルボジイミド基と、上記顔料表面に存在する官能基との反応を促進できる温度まで加温することが好ましい。上記の反応を促進する温度としては、概ね１００℃以下であって、好ましくは４０〜８０℃程度である。このような方法から得られる処理顔料は、粗粉砕又はチップ状としておき、後から任意の用途で好適な分散媒体中に分散して利用することができる。
一方、本発明で用いるカルボジイミド化合物を溶解可能で、上記顔料を安定的に分散できる有機系分散媒体又は水性媒体中に、上記顔料を分散させながら処理を行う方法では、比較的低温でも処理が可能であるが、更に上記反応を促進する温度まで加温することがより好ましい。そして、インキや塗料の分野で好適に利用される分散媒体中に、上記顔料を微細に分散して処理が行われたものについては、そのまま顔料分散体としてインキ化や塗料化が可能である。
ここで、インキや塗料の分野で好適に利用される分散媒体を例示すると、有機系分散媒体として、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、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等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、アセト酢酸メチル、蟻酸ｎ−アミル、ピルビン酸エチル等のエステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類；イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール等のアルコール類を挙げることができる。なお、これらの分散媒体は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
また、水性媒体としては、水のみであってもよく、水混和性の有機系分散媒体との併用であってもよい。
更に、上記顔料の処理を行うために用いるカルボジイミド化合物の使用比率は、好ましくは上記顔料（使用顔料の合計）１００質量部に対して３質量部以上であり、また、１００質量部以下、好ましくは、５質量部以上、また、５０質量部以下であるが、顔料表面に存在するカルボジイミド基と反応する官能基の多少や、分散性能、流動性、絶縁性等の要求性能等によって調整することが好ましい。
このようにして得られた処理顔料は、必要に応じて各種バインダー樹脂、溶剤、界面活性剤、その他の各種添加剤を含有させて、印刷インキ、塗料、ブラックマトリックス用顔料分散レジスト組成物、カラーフィルター用顔料分散レジスト組成物、インクジェット用インキ、筆記具用インキ、リボンインキ、液体現像剤等の用途で好適に利用されることになる。
本発明では、本発明の処理顔料の好ましい用途の一例としてブラックマトリックス用及びカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物についてさらに詳細に説明する。
上記顔料分散レジスト組成物は、活性エネルギー線硬化性を有し、アルカリ現像可能なレジスト組成物であり、本発明の処理顔料（処理カーボンブラック又は処理有機顔料）に加えて、皮膜形成樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、溶剤から主として構成され、必要に応じて重合禁止剤等の各種添加剤を適宜含有させて得られるものである。
本発明のブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物を構成する処理カーボンブラックとしては、高絶縁性の皮膜を形成するために、一旦分散すると凝集体を形成し難いものを利用することが好ましい。
また、ブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物を構成する処理カーボンブラックでは、平均一次粒径が０．１５μｍ以下の小さいカーボンブラックが好ましいが、このようなカーボンブラックを分散させた場合は、必要に応じて補色用顔料を混合させ、色相をニュートラルブラックにすることが好ましい。
本発明のカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物を構成する処理有機顔料を得るためのカルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料としては、鮮明な色相を有する皮膜を形成するために、カルボジイミド基と反応する官能基を有する高級有機顔料を利用することが好ましい。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する皮膜形成樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、シトコラン酸、無水シトコラン酸、シトコラン酸モノアルキルエステル等のカルボキシル基含有不飽和単量体と、スチレン、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、グリセロールモノアクリレート、グリセロールメタクリレート、Ｎ−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマー及びポリメチルメタクリレートマクロモノマーからなる群より選択される少なくとも１種とを反応させて得られる共重合体であるカルボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂が例示でき、これらは単独又は併用して使用できる。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する光重合性化合物としては、光重合性不飽和結合を有するモノマー、オリゴマー等である。
光重合性不飽和結合を分子内に１個有するモノマーとしては、メチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等のアルキルメタクリレート又はアクリレート；ベンジルメタクリレート、ベンジルアクリレート等のアラルキルメタクリレート又はアクリレート；ブトキシエチルメタクリレート、ブトキシエチルアクリレート等のアルコキシアルキルメタクリレート又はアクリレート；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート等のアミノアルキルメタクリレート又はアクリレート；ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルのメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル；ヘキサエチレングリコールモノフェニルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアリールエーテルのメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル；イソボニルメタクリレート又はアクリレート；グリセロールメタクリレート又はアクリレート；２−ヒドロキシエチルメタクリレート又はアクリレート等が例示できる。
光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有するモノマーとしては、ビスフェノールＡジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスルトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ビスフェノールＡジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、グリセロールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスルトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等が例示できる。これらの光重合性化合物は、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。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する光重合開始剤としては、特に制限なく、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４′−ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、トリアジン系光重合開始剤等が挙げられる。これらの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られる。
本発明の顔料分散レジスト組成物を構成する溶剤としては、上記に挙げた分散媒体と同様のもので、好ましくは、常圧（１．０１３×１０２ｋＰａ）における沸点が１００〜２２０℃のエステル系有機溶剤、エーテル系有機溶剤、エーテルエステル系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、芳香族炭化水素溶剤及び含窒素系有機溶剤等である。
これら有機溶剤として、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、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モノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のエーテル系有機溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブ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、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルエステル系有機溶剤；メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、δ−ブチロラクトン等のケトン系有機溶剤；２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、蟻酸ｎ−アミル等のエステル系有機溶剤；；Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の含窒素系有機溶剤等を例示でき、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
これらの有機溶剤の中でも、溶解性、分散性、塗布性等より、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、蟻酸ｎ−アミル等が好ましく、更に好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。
さらに、これらの有機溶剤は、上記アルカリ可溶性樹脂の溶解性、顔料分散性、塗布性等より、本発明の顔料分散レジスト組成物に使用される全有機溶媒中５０質量％以上、さらには、７０質量％以上含有させることが好ましい。
なお、沸点が２２０℃以上の有機溶剤を多量に含有していると、塗布形成された塗膜をプレベークする際に有機溶剤が充分に蒸発せずに乾燥塗膜内に残存し、乾燥塗膜の耐熱性が低下するおそれがある。また、沸点１００℃未満の有機溶剤を多量に含有していると、ムラなく均一に塗布することが困難になり、表面平滑性に優れた塗膜が得られなくなるおそれがある。
更に、本発明の顔料分散レジスト組成物には、必要に応じて、他の光重合性化合物、熱重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を適宜使用することができる。
次に、以上の材料を用いて本発明の顔料分散レジスト組成物を製造する方法を説明する。
本発明の顔料分散レジスト組成物を製造する方法は、本発明の好ましい実施形態の一例であり、本発明ではこれに限定されるものではない。
先に記載した構成材料から、本発明の顔料分散レジスト組成物を製造するためには、上記の方法により、処理顔料を分散させた顔料分散組成物に、上記光重合性化合物、光重合開始剤、皮膜形成用樹脂、必要に応じて有機溶剤、その他添加剤を加え、高速攪拌装置、高圧乳化機、ビーズミル、３本ロール、サンドミル、ニーダー等を用いて混合する方法が利用できる。
本発明の顔料分散組成物は、顔料含有量が高くなっても良好な分散安定性と流動性とを有し、それにより形成される皮膜は、顔料としてカーボンブラックを用いる場合は、薄膜で隠ぺい力が大きく、絶縁性に優れるもの、顔料としてカルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料を使用した場合は、高い透過率を有し、高いコントラストを有するものである。従って、例えば、本発明の顔料分散組成物は、高い絶縁性が要求されるブラックマトリックスの材料、高い透過率及び高コントラストが要求されるカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物として好適に使用できるものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお特に断りのない限り、本実施例において「部」は質量部をあらわす。
［顔料処理用化合物であるカルボジイミド化合物の調製］
＜ａ．ポリエステル側鎖を有するカルボジイミド化合物等の調製＞
（実施調製例ａ−１）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド化合物５０．０部、分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール１１５．７部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで、末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のポリカプロラクトンの開環重合物８４．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３７５．５部を仕込んで数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ａ−１）を得た。
（実施調製例ａ−２）
実施調製例（ａ−１）の分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオールを、分子量１０００のポリプロピレングリコールに変更した以外は実施調製例（ａ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ａ−２）を得た。
（実施調製例ａ−３）
実施調製例（ａ−１）の分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオールを、分子量１０００のポリブチルメタクリレートジオールに変更した以外は実施調製例（ａ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ａ−３）を得た。
（実施調製例ａ−４）
実施調製例（ａ−１）の末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のポリカプロラクトンの開環重合物８４．６部を末端にカルボキシル基を有する分子量１０００のポリカプロラクトンの開環重合物３８．８部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの量を３０６．８部に、それぞれ変更した以外は実施調製例（ａ−１）と同様にして、数平均分子量約３５００、カルボジイミド当量１７２３のカルボジイミド化合物（ａ−４）を得た。
（実施調製例ａ−５）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド化合物５０．０部、エチレングリコール１．８部と分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール５７．９部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで、末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のポリカプロラクトンの開環重合物８４．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２９１．５部を仕込んで数平均分子量約３３００、カルボジイミド当量１５８８のカルボジイミド化合物（ａ−５）を得た。
（比較調製例ａ−６）
還流冷却管、窒素導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量９６のポリカルボジイミド化合物５０．０部、分子量５００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール０．７２部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで、末端にカルボキシル基を有する分子量５００のポリカプロラクトンの開環重合物０．３７部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７７．０部を仕込んで数平均分子量約７００００、カルボジイミド当量９８のカルボジイミド化合物（ａ−６）を得た。
（比較調製例ａ−７）
還流冷却管、窒素導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３２２のポリカルボジイミド化合物５．０部、分子量３００００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール４６４．３部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで、末端にカルボキシル基を有する分子量４００００のポリカプロラクトンの開環重合物３１０．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１１７０部を仕込んで数平均分子量約１０１０００、カルボジイミド当量５０２３３のカルボジイミド化合物（ａ−７）を得た。
（比較調製例ａ−８）
還流冷却管、窒素導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド化合物５．０部、分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール１１５．７部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２４８．６部を仕込んで数平均分子量約２８００、カルボジイミド当量１０４８のグラフト化側鎖非含有のカルボジイミド化合物（ａ−８）を得た。
（比較調製例ａ−９）
実施調製例（ａ−１）の末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のポリカプロラクトンの開環重合物の量を８４．６部を末端にカルボキシル基を有する分子量１０００のポリカプロラクトンの開環重合物３３８．６部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの量を７５６．５部に、それぞれ変更した以外は実施調製例（ａ−１）と同様にして、数平均分子量約８５００のカルボジイミド基非含有化合物（ａ−９）を得た。
＜ｂ．ポリエーテル側鎖を有するカルボジイミド化合物等の調製＞
（実施調製例ｂ−１）
実施調製例（ａ−１）の末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のポリカプロラクトンの開環重合物を、末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のプロピレンオキサイドの開環重合物に変更した以外は実施調製例（ａ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ｂ−１）を得た。
（実施調製例ｂ−２）
実施調製例（ｂ−１）の分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオールを、分子量１０００のポリプロピレングリコールに変更した以外は実施調製例（ｂ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ｂ−２）を得た。
（実施調製例ｂ−３）
実施調製例（ｂ−１）の分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオールを、分子量１０００のポリブチルメタクリレートジオールに変更した以外は実施調製例（ｂ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ｂ−３）を得た。
（実施調製例ｂ−４）
実施調製例（ｂ−１）の末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のプロピレンオキサイドの開環重合物８４．６部を末端にカルボキシル基を有する分子量１０００のプロピレンオキサイドの開環重合物３８．８部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの量を３０６．８部に、それぞれ変更した以外は実施調製例（ｂ−１）と同様にして、数平均分子量約３５００、カルボジイミド当量１７２３のカルボジイミド化合物（ｂ−４）を得た。
（実施調製例ｂ−５）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド化合物５０．０部、エチレングリコール１．８部と分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール５７．９部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のプロピレンオキサイドの開環重合物８４．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２９１．５部を仕込んで数平均分子量約３３００、カルボジイミド当量１５８８のカルボジイミド化合物（ｂ−５）を得た。
（比較調製例ｂ−６）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量９６のポリカルボジイミド５０．０部、分子量５００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール０．７２部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで末端にカルボキシル基を有する分子量５００のプロピレンオキサイドの開環重合物０．３７部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７７．０部を仕込んで数平均分子量約７００００、カルボジイミド当量９８のカルボジイミド化合物（ｂ−６）を得た。
（比較調製例ｂ−７）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３２２のポリカルボジイミド５．０部、分子量３００００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール４６４．３部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いで末端にカルボキシル基を有する分子量４００００のプロピレンオキサイドの開環重合物３１０．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１１７０部を仕込んで数平均分子量約１０１０００、カルボジイミド当量５０２２３のカルボジイミド化合物（ｂ−７）を得た。
（比較調製例ｂ−８）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド５０．０部、分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール１１５．７部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２４８．６部を仕込んで数平均分子量約２８００、カルボジイミド当量１０４８のグラフト化側鎖非含有のカルボジイミド化合物（ｂ−８）を得た。
（比較調製例ｂ−９）
実施調製例（ｂ−１）の末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のプロピレンオキサイドの開環重合物の量を３３８．６部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの量を７５６．５部に、それぞれ変更した以外は実施調製例（ｂ−１）と同様にして、数平均分子量約８５００のカルボジイミド基非含有化合物（ｂ−９）を得た。
＜ｃ．ポリアクリル側鎖を有するカルボジイミド化合物等の調製＞
（実施調製例ｃ−１）
実施調製例（ａ−１）の末端にカルボキシル基を有する分子量２０００のポリカプロラクトンの開環重合物を、カルボキシル基を有する分子量２０００の（メタ）アクリル系重合体に変更した以外は実施調製例（ａ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ｃ−１）を得た。
（実施調製例ｃ−２）
実施調製例（ｃ−１）の分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオールを、分子量１０００のポリプロピレングリコールに変更した以外は実施調製例（ｃ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ｃ−２）を得た。
（実施調製例ｃ−３）
実施調製例（ｃ−１）の分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオールを、分子量１０００のポリブチルメタクリレートジオールに変更した以外は実施調製例（ｃ−１）と同様にして、数平均分子量約４２００、カルボジイミド当量２０５３のカルボジイミド化合物（ｃ−３）を得た。
（実施調製例ｃ−４）
実施調製例（ｃ−１）のカルボキシル基を有する分子量２０００の（メタ）アクリル系重合体８４．６部をカルボキシル基を有する分子量１０００の（メタ）アクリル系重合体３８．８部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの量を３０６．８部に、それぞれ変更した以外は実施調製例（ｃ−１）と同様にして、数平均分子量約３５００、カルボジイミド当量１７２３のカルボジイミド化合物（ｃ−４）を得た。
（実施調製例ｃ−５）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド化合物５０．０部、エチレングリコール１．８部と分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール５７．９部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いでカルボキシル基を有する分子量２０００の（メタ）アクリル系重合体８４．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２９１．５部を仕込んで数平均分子量約３３００、カルボジイミド当量１５８７のカルボジイミド化合物（ｃ−５）を得た。
（比較調製例ｃ−６）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量９６のポリカルボジイミド５０．０部、分子量５００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール０．７２部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いでカルボキシル基を有する分子量５００のアクリル系重合体０．３７部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７７．０部を仕込んで数平均分子量約７００００、カルボジイミド当量９８のカルボジイミド化合物（ｃ−６）を得た。
（比較調製例ｃ−７）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３２２のポリカルボジイミド５．０部、分子量３００００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール４６４．３部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させ、次いでカルボキシル基を有する分子量４００００のアクリル系重合体３１０．６部を仕込み、約１００℃で２時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１１７０部を仕込んで数平均分子量約１０１０００、カルボジイミド当量５０２２３のカルボジイミド化合物（ｃ−７）を得た。
（比較調製例ｃ−８）
還流冷却管、窒素ガス導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに、イソシアネート基を有するカルボジイミド当量３１６のポリカルボジイミド５０．０部、分子量１０００のポリ（３−メチルペンチルアジペート）ジオール１１５．７部を仕込み、約１００℃で５時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させた後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２４８．６部を仕込んで数平均分子量約２８００、カルボジイミド当量１０４８の、グラフト化側鎖非含有のカルボジイミド化合物（ｃ−８）を得た。
（比較調製例ｃ−９）
実施調製例（ｃ−１）のカルボキシル基を有する分子量２０００の（メタ）アクリル系重合体の量を３３８．６部に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの量を７５６．５部に、それぞれ変更した以外は実施調製例（ｃ−１）と同様にして、数平均分子量約８５００のカルボジイミド基非含有化合物（ｃ−９）を得た。
＜顔料：カーボンブラック＞
［実施例１の処理顔料及びその分散組成物の調製］
スチールビーズ（Φ５ｍｍ）１０００ｇを容量１０００ｍｌのスチール缶に、カーボンブラックＡ（平均一次粒子径５６ｎｍ、ｐＨ＝３．１）を５０ｇ、精製水４５０ｇを仕込んだ。この混合物をペイントコンディショナーを用い３０分間練肉し、水性顔料分散体を得た。この水性顔料分散体を還流冷却管、窒素導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに移し、攪拌しながらカルボジイミド化合物（ａ−１）、５０ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１７０ｇを添加し、約９０℃で８時間反応させた。反応後、精製水及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを除去し、真空乾燥機に入れ８０℃で２時間乾燥し、カルボジイミド化合物により表面処理された実施例１の表面処理顔料（表面処理顔料１）を得た。さらに表１の組成の材料を、ビーズミルで１昼夜、温度６０℃の温度で混練して、実施例１の表面処理顔料の分散組成物を得た。
［実施例９の処理顔料及びその分散組成物の調製］
実施例１において、カルボジイミド化合物（ａ−１）をカルボジイミド化合物（ｂ−１）に変更した以外は実施例１と同様にして、カルボジイミド化合物により表面処理された実施例９の表面処理顔料（表面処理顔料２）を得た。さらに表１の組成の材料を、ビーズミルで１昼夜、温度６０℃の温度で混練して、実施例９の表面処理顔料の分散組成物を得た。
［実施例１７の処理顔料及びその分散組成物の調製］
実施例１において、カルボジイミド化合物（ａ−１）をカルボジイミド化合物（ｃ−１）に変更した以外は実施例１と同様にして、カルボジイミド化合物により表面処理された実施例１７の表面処理顔料（表面処理顔料３）を得た。さらに表１の組成の材料を、ビーズミルで１昼夜、温度６０℃の温度で混練して、実施例１７の表面処理顔料の分散組成物を得た。
［実施例２〜８、１０〜１６、１８〜２４、比較例１〜１８の分散組成物の調製］
表１〜３の組成の材料を、ビーズミルで一昼夜混練し、実施例２〜８、１０〜１６、１８〜２４、比較例１〜１８の処理カーボンブラックの分散組成物を調製した。
［実施例１〜２４、比較例１〜１８のブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物の調製］
高速攪拌機を用いて、上記実施例１〜２４、比較例１〜１８の処理カーボンブラックの分散体と他の材料とを表４〜６の組成になるように均一に混合した後、孔径３μｍのフィルターで濾過し、実施例１〜２４、比較例１〜１８のブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物を得た。
［評価試験］
１．分散安定性
実施例１〜２４、比較例１〜１８の処理カーボンブラックの分散組成物及び実施例１〜２４、比較例１〜１８のブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物をそれぞれガラス瓶に採り、密栓して室温で７日保存した後の状態を下記評価基準に従って評価した。評価結果は、表１〜表６に示す。
評価基準
Ａ：増粘、沈降物が共に認められない。
Ｂ：軽く振盪すると元に戻る程度の増粘や沈降物が認められる。
Ｃ：強く振盪しても元に戻らない程度の増粘や沈降物が認められる。
２．レジストパターンの光学濃度（ＯＤ値）
上記分散安定性でＡ又はＢの評価の得られた、ブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚１μｍになるようにガラス基板上に塗布し、１００℃で３分間プレベークした後、高圧水銀灯で露光し、更に２３０℃で３０分間ポストベークを行い、ベタ部のみで形成されたレジストパターンを得た。評価結果は表４〜６に示す。
得られた各ベタ部のレジストパターンの光学濃度（ＯＤ値）をマクベス濃度計（ＴＤ−９３１、商品名、マクベス社製）で測定した。
３．レジストパターンの抵抗値
上記の方法から得られたレジストパターンの表面抵抗値を抵抗測定器（Ｒ８３４０／８３４０Ａ、商品名、アドバンテスト社製）で測定した。評価結果は表４〜６に示す。
４．レジストパターンの現像性
上記分散安定性でＡ又はＢの評価の得られた、ブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚１μｍになるようにガラス基板上に塗布し、１００℃で３分間プレベークした。得られた塗膜を、０．１５％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を使用して現像し、未硬化部分のレジスト組成物が完全に除去できる間での時間から現像性を評価した。評価結果は表４〜６に示す。
Ａ：３０秒以内に完全に除去できる。
Ｂ：３０秒を超えて６０秒以内に完全に除去できる。
Ｃ：６０秒を超えても完全に除去できない。
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なお、表１〜３において、顔料分散剤Ａは、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ−２４０００（商品名、アビシア社製）を表し、顔料分散体Ｂは、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１（商品名、ビッグケミー社製）を表し、ＰＧＭＥＡ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を表す。また、表４〜６において、ＢＭＡ／ＭＡＡ共重合体は、ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体を表し、ＤＰＥＨＡは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを表す。
＜顔料：カルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料＞
［実施例２５〜３２、比較例１９〜２０］
実施例２５及び２６は、カルボジイミド化合物（ａ−１）で表面処理した処理顔料であり、実施例２７〜３２は、各カルボジイミド化合物で表面処理しながら同時に分散媒体中に分散させた、表面処理顔料の分散組成物として得られるものである。
（実施例２５の処理顔料及びその分散組成物の調製）
スチールビーズ（Φ５ｍｍ）１０００ｇを容量１０００ｍｌのスチール缶に、プラズマ処理されたＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を５０ｇ、精製水４５０ｇを仕込んだ。この混合物をペイントコンディショナーを用い３０分間練肉し、水性顔料分散体を得た。この水性顔料分散体を還流冷却管、窒素導入管、攪拌棒、温度計を備えた四つ口フラスコに移し、攪拌しながらカルボジイミド化合物（ａ−１）、５０ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１７０ｇを添加し、約９０℃で８時間反応させた。反応後、精製水及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを除去し、真空乾燥機に入れ８０℃で２時間乾燥し、カルボジイミド化合物により表面処理された実施例２５の表面処理顔料（表面処理顔料４）を得た。さらに表７の組成の材料を、ビーズミルで１昼夜、温度６０℃の温度で混練して、実施例２５の表面処理顔料の分散組成物を得た。
（実施例２６の処理顔料及びその分散組成物の調製）
実施例２５において、プラズマ処理されたＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２をプラズマ処理されたＣ．Ｉ．ピグメンブルー１５：３に変更した以外は実施例２５と同様にして、カルボジイミド化合物により表面処理された実施例２６の表面処理顔料（表面処理顔料５）を得た。さらに表７の組成の材料を、ビーズミルで１昼夜、温度６０℃の温度で混練して、実施例２６の表面処理顔料の分散組成物を得た。
（実施例２７〜３２、比較例１９、２０の分散組成物の調製）
表７の組成の材料を、ビーズミルで１昼夜、温度６０℃の温度で混練し、カルボジイミド化合物により表面処理された実施例２７〜３２の表面処理顔料の分散組成物、比較例１９、２０の顔料分散組成物を得た。
［実施例２５〜３２、比較例１９、２０のカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物］
高速攪拌機を用いて、実施例２５〜３２、比較例１９、２０の顔料分散組成物と他の材料とを表８の組成になるように均一に混合した後、孔径３μｍのフィルターで濾過し、実施例２５〜３２、比較例１９、２０のカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物を得た。
［評価試験］
１．分散安定性
実施例２５〜３２、比較例１９、２０の処理有機顔料の分散組成物及び実施例２５〜３２、比較例１９、２０のカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物をそれぞれガラス瓶に採り、密栓して室温で７日保存した後の状態を下記評価基準に従って評価した。この結果を、表７〜８に示した。
評価基準
Ａ：増粘、沈降物が共に認められない。
Ｂ：軽く振盪すると元に戻る程度の増粘や沈降物が認められる。
Ｃ：強く振盪しても元に戻らない程度の増粘や沈降物が認められる。
２．レジストパターンの現像性
上記分散安定性でＡ又はＢの評価の得られた、カラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物をスピンコーターにて膜厚１μｍになるようにガラス基板上に塗布し、１００℃で３分間プレベークした。得られた塗膜を、０．１５％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を使用して現像し、未硬化部分のレジスト組成物が完全に除去できる間での時間から現像性を評価した。この結果を、表８に示した。
Ａ：３０秒以内に完全に除去できる。
Ｂ：３０秒を超えて６０秒以内に完全に除去できる。
Ｃ：６０秒を超えても完全に除去できない。
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なお、表７〜８において、顔料分散剤ＰＢ８２１は、ＰＢ８２１（商品名、味の素社製）を表し、ＰＧＭＥＡ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を表し、ＢＭＡ／ＭＡＡ共重合体は、ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体を表し、ＤＰＥＨＡは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを表す。
産業上の利用可能性
本発明によれば、顔料を分散媒体中に分散したときに、高濃度であっても顔料分散性、分散安定性が良好な処理顔料が得られる。さらに顔料として、顔料表面にカルボジイミド基と反応する官能基を有する有機顔料（高級有機顔料）を用いて、カラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物とした場合は高透過率でコントラスト等に優れたカラーフィルター用の顔料分散レジスト組成物が、顔料としてカーボンブラックを用いてブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物とした場合は高遮光性で高絶縁性を有するブラックマトリックス用の顔料分散レジスト組成物が得られる。
【国際調査報告】
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