(57)【要約】【課題】微細な粒子素材の分散体の流動特性を改善し、低粘度、高耐候、長期保存安定な分散状態を実現すること。【解決手段】一般式（１）で示される分散剤であって、式中、Ｒ１は、下記一般式（２）〜（５）いずれかの化合物であり、Ｒ２は、水素、炭素、窒素、酸素で構成された分子量１３０．０以上３００．０以下の化合物であることを最も主要な特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示される分散剤。
【化１】
2016108519.tif 000011
（式中、Ｒ１は、下記一般式（２）〜（５）いずれかの化合物であり、Ｒ２は、水素、炭素、窒素、酸素で構成された分子量１３０．０以上３００．０以下の化合物を表す。）
【化２】
2016108519.tif 000012
【化３】
2016108519.tif 000013
【化４】
2016108519.tif 000014
【化５】
2016108519.tif 000015
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、色素や機能性材料の粒子素材を分散するために用いられる分散剤に関するものであり、更に詳しくは、色素として有機顔料を用いるインキ、塗料、インクジェットインク、カラーフィルターインキや、機能性材料として無機材料を用いる電池電極材料、光活性材料、半導体研磨用スラリー等に有効な分散剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、色素や機能性材料の粒子素材を微細化させたナノマテリアルが、様々な用途で製品を高付加価値化する事が期待されている。微細化することにより、色素であれば鮮明な色調と高い着色力を発揮し、機能性材料においては素材の導電性や絶縁性を発揮する効果が確認されている。
しかし、実際には様々な用途で製品を高付加価値化することを期待されていながら、微細な粒子素材であるナノマテリアルを使いこなせていないために、ナノマテリアルを最終製品として一般消費者に高付加価値商品を提供できていない事が多い。
微細な粒子素材であるナノマテリアルを使いこなせていない理由はいくつかあるが、主な要因として、微細な粒子素材であるナノマテリアルを分散出来ないために、最終製品に上手く組み込めない事が考えられている。【０００３】  分散出来ない理由として、粒子素材が微細なため、微細粒子の凝集が強く、安定な分散体を得るのは難しいことが考えられる。
例えば、微細な粒子素材からなる分散体は往々にして高粘度を示し、製品を分散機からの取り出し、分散機からタンク等への移送が困難となるばかりでなく、更に悪い場合は貯蔵中にゲル化を起こし使用困難となることがある。また、異種の微細な粒子素材を混合して使用する場合、それぞれの分散体の凝集による色分れや沈降などの現象により、塗布ムラや著しい着色力や機能性の低下を引き起こすことがある。さらに、塗膜表面に関しては光沢の低下、レベリング不良、導電性や絶縁性の不良等の品質不良が生じてしまう。【０００４】  以上のように分散の問題点を解決するために、一般的な種々分野においては、有機顔料の骨格に酸性基、塩基性基、フタルイミドメチル基等の官能基を導入した顔料誘導体や、あるいは、アクリルポリマーやポリエステル樹脂の一部に酸性基や塩基性基を導入した樹脂型分散剤が開発され、単独又は併用にて使用されており、極めて効果的である。また、樹脂の一部に顔料骨格を結合したいわゆる樹脂型顔料誘導体も開発されている。【０００５】  これらの中で、酸性基を有する誘導体（以下、酸性誘導体とする）は、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、アゾ顔料、アントラキノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、イソインドリン顔料等の骨格に対して、スルホン酸基やカルボキシル基の酸性基を導入した構造が開示されており、分散剤や粒子成長防止剤として古くから用いられている。この技術は、近年、カラーフィルターインキ等に広く展開されている。しかし、更なる微細な粒子素材を分散する要望が多くなってきている近年においては、粘度、流動特性、経時粘度安定性においては、十分に満足すべきものには至らなかった。さらに、色素を誘導するため分散対象となる色相が異なるインキ等に用いることができない。例えば青色顔料誘導体は青色を発色させる狙いがあるインキ等にしか用いることができず、青色顔料誘導体を黄色発色させる狙いのあるインキ等に利用すると、著しく色を汚すために用いることができない。（特許文献１、特許文献２、特許文献３を参照）【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１７６５１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１７９９７９号公報
【特許文献３】特開２００４−３０７８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  解決しようとする課題は、微細な粒子素材の分散体の流動特性を改善し、低粘度、低チキソトロピック性、経時安定性な分散状態を実現し、様々な色相に対応できる分散剤を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  分散剤の特徴として、１つの化合物で２つの特徴を持っており、１つは微細な粒子に分散剤が吸着する事、もう１つは微細な粒子同士を凝集させない立体障害をもっている事である。
上記特許文献で分散性として満足できる効果が得られない原因として、分散剤吸着力と立体障害力のバランスが適切でないのではないかと考えられ、さらに様々な色素に対応できない原因として、分散剤吸着力を色素の凝集力を利用してしまっているのではないかと考えられる。【０００９】  そこで本発明の分散剤は、分散剤吸着力をもっているが色素性を持たない化合物に、立体障害力をバランスよく付与した化合物である。【００１０】  立体障害力のバランスをとるためには、立体障害力を発現する化合物である分散基のサイズが重要である。
分散基のサイズが大きいと、立体障害力が強くなるが、微細な粒子への分散剤吸着力が低下する。分散基のサイズが小さいと、微細な粒子への分散剤吸着力は向上するが、立体障害力が弱くなる。立体障害力と分散剤吸着力のバランスが保てない場合、本発明の課題を解決できない。そこで本発明者らは、適切な分散基のサイズと種類を突き止めた。【００１１】  即ち本発明は、下記一般式（１）で示される分散剤を提供することである。
【化１】
2016108519.tif 000002
（式中、Ｒ１は、一般式（２）〜（５）いずれかの化合物であり、Ｒ２は、水素、炭素、窒素、酸素で構成された分子量１３０．０以上３００．０以下の化合物を表す。）
【発明の効果】
【００１２】  本発明の分散剤を用いることにより、非集合性、非結晶性、塗膜の光沢、透明性に優れるだけでなく、低粘度、低チキソトロピック性、経時粘度安定性に良好な分散体を得ることが容易に達成でき、青、赤、黄、緑、白、黒等の様々な色相に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  本発明の分散剤は、吸着基、結合基、分散基で構成されている。
本発明の結合基は、一般式（１）のＲ１、Ｒ２を繋ぐ化合物が該当する。
結合基の役割は、吸着基と分散基を繋ぎ、分散剤の安定的かつ簡単に生産する事であり、導入したい吸着基と分散基を考慮すると、上記が最も適している。【００１４】  次に、本発明の分散剤に用いる、一般式（２）〜（５）に代表される化合物である吸着基について説明をする。
本発明の分散剤は、分散対象となるナノマテリアルの持つ色相に影響がない分散剤を得るため、青、赤、黄等の発色性を持たない化合物を用いる必要がある。
そのため、発色性を持たない化合物を広く用いることのできるが、ナノマテリアルの機能性を活かすためには環構造を持たない化合物が重要である。
さらに、広くナノマテリアルに用いることができるようにするために、水素、炭素、酸素で構成された、低分子量の化合物である事も重要となり、分子量は３０．０以上１５０．０以下が好ましい。
分子量が小さいと、吸着基としての機能せずに分散剤として好ましくなく、分子量が大きいと、ナノサイズの粒子表面に吸着しにくくなってしまい、分散剤として効果を発揮できなくなる。【００１５】  次に本発明の分散剤に用いる分散基について説明をする。
本発明の分散剤は、分散基のバランスを取るため、最適な分散基を選択する必要がある。
最適な分散基とは、水素、炭素、窒素、酸素で構成され、分子量が１３０．０以上３００．０以下である必要がある。
水素、炭素、窒素、酸素以外を含んだ化合物であっても分散基として機能しないわけではないが、生産性や仕上がった分散剤の環境性を考慮すると、水素、炭素、窒素、酸素で構成された化合物のほうが良い。
さらに、分子量が１３０．０より小さい化合物であると、分散基としての立体障害力が弱くなり、分散剤として効果がなくなり、３００．０より大きい化合物であると、分散剤の立体障害力が強すぎて、吸着基が機能せずに、分散剤としての効果が発揮されにくくなる。【００１６】  分散基として用いることができる化合物例として、下記があげられる。
ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
2016108519.tif 000003
2016108519.tif 000004
【００１７】  次に本発明の分散剤の製造方法について説明をする。
本発明の分散剤は、吸着基、結合基、分散基をそれぞれ合成する事により、製造することができる。
具体的には、２つの製造方法があり、１つめは、吸着基に結合基を修飾し、その後分散基をさらに修飾する方法。もう１つは結合基に分散基を修飾し、その後吸着基をさらに修飾する方法がある。【００１８】  本発明の分散剤は、１つめの方法により製造することが最も好ましい。
理由は分散剤の量産性を考慮した場合、品質コントロールが実施しやすく、さらに分散基を後から修飾するため多くの派生製品を生み出すことが用意になる。
また品質が安定するため、廃棄や収率等のコスト予測が立てやすく、さらに納期の予測が立てやすいため、ＱＣＤとして最も優れている。【００１９】  本発明の分散剤例として、下記があげられる。
ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
2016108519.tif 000005
2016108519.tif 000006
【００２０】  本発明の分散剤を用いて分散する微細な粒子は、一般に市販されている種々のナノマテリアルを用いることが出来る。例えば、アゾ系、アンサンスロン系、アンスラピリミジン系、アントラキノン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、インダンスロン系色素、キナクリドン系、キノフタロン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、チオインジゴ系色素、ピランスロン系色素、フタロシアニン系、フラバンスロン系色素、ペリノン系色素、ペリレン系色素、ベンズイミダゾロン系等のナノ有機顔料等、カーボンブラック、酸化チタン、黄鉛、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、弁柄、鉄黒、亜鉛華、紺青、群青等のナノ材料に用いることが出来る。また、これらを併用して用いてもかまわない。
これら種々のナノマテリアルの中でも、本発明の分散剤と同一または類似の化学構造を有する素材に対して、非集合性、非結晶性、流動性等に効果が大きい。【００２１】  本発明の分散剤は、必要により各種有機溶剤、水、樹脂（ワニス）、添加剤、市販分散剤等と混合して、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター等で分散することにより、分散体を製造することができる。微細な粒子、分散剤、樹脂（ワニス）、樹脂型分散剤、添加剤、有機溶剤は、すべての成分を混合してから分散してもよいが、初めに微細な粒子と本発明の分散剤を有機溶剤や水に分散し、次いで、樹脂型分散剤、樹脂を添加して分散することが望ましい。【００２２】  また、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター等で分散を行う前に、ニーダー、３本ロールミル等の練肉混合機を使用した前分散、２本ロールミル等による固形分散、または顔料への顔料誘導体の処理を行ってもよい。また、ビーズミル等で分散した後、３０〜８０℃の加温状態にて数時間〜１週間保存するエージングと言われる後処理や、超音波分散機や衝突型ビーズレス分散機を用いて後処理する工程は、分散体の安定性に対して有効である。この他、マイクロフルイタイザー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ロールミル、石臼式ミル、超音波分散機等のあらゆる分散機や混合機が本発明の分散体を製造するために利用できる。【００２３】  本発明の分散剤を用いて分散体を製造する場合に各種ポリマーを用いる事ができる。例えば、石油樹脂、カゼイン、セラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、環化ゴム、塩化ゴム、酸化ゴム、塩酸ゴム、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、乾性油、合成乾性油、スチレン変性マレイン酸、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂塩素化ポリプロピレン、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂等が挙げられる。【００２４】  また、感光性樹脂を用いることもできる。感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。【００２５】  溶剤としては、水や一般に有機溶剤として用いられるものは、全て用いることが出来る。例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ｎ−ヘキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ソルベッソ１００（エクソン化学株式会社製）、スワゾール１０００、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独もしくは混合して用いる。
【実施例】
【００２６】    以下、実施例により本発明を説明する。例中、部とは重量部を、％とは重量％をそれ  ぞれ表す。【００２７】  ＜分散剤合成例＞
水２０部、アセトン４０部、炭酸カリウム２０部を混合し、原料Ａを３部投入する。
１時間攪拌後、原料Ｂを１０部投入し、攪拌しながら５０℃まで昇温し、さらに１時間攪拌する。
その後、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮、乾燥させて、分散剤を得る。
＜分散剤１の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）アセトアミドを用い、原料Ｂに１ーターシャルブチルー４ークロロベンゼンを用いて、分散剤１を得た。
＜分散剤２の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー２ーメチルプロパンアミドを用い、原料Ｂに１ーターシャルブチルー４ークロロベンゼンを用いて、分散剤２を得た。
＜分散剤３の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ブタンアミドを用い、原料Ｂに１ーターシャルブチルー４ークロロベンゼンを用いて、分散剤３を得た。
＜分散剤４の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー３ーオキシブタンアミドを用い、原料Ｂ
に１ーターシャルブチルー４ークロロベンゼンを用いて、分散剤４を得た。
＜分散剤５の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）アセトアミドを用い、原料Ｂに６ークロローＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラエチルー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤５を得た。
＜分散剤６の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー２ーメチルプロパンアミドを用い、原料Ｂに６ークロローＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラエチルー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤６を得た。
＜分散剤７の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ブタンアミドを用い、原料Ｂに６ークロローＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラエチルー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤７を得た。
＜分散剤８の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー３ーオキシブタンアミドを用い、原料Ｂに６ークロローＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラエチルー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤８を得た。
＜分散剤９の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）アセトアミドを用い、原料Ｂに２ークロロー２ーメチルプロパンを用いて、分散剤９を得た。
＜分散剤１０の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー２ーメチルプロパンアミドを用い、原料Ｂに２ークロロー２ーメチルプロパンを用いて、分散剤１０を得た。
＜分散剤１１の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ブタンアミドを用い、原料Ｂに２ークロロー２ーメチルプロパンを用いて、分散剤１１を得た。
＜分散剤１２の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー３ーオキシブタンアミドを用い、原料Ｂに２ークロロー２ーメチルプロパンを用いて、分散剤１２を得た。
＜分散剤１３の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）アセトアミドを用い、原料ＢにＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラブチルー６ークロロー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤１３を得た。
＜分散剤１４の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー２ーメチルプロパンアミドを用い、原料ＢにＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラブチルー６ークロロー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤１４を得た。
＜分散剤１５の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ブタンアミドを用い、原料ＢにＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラブチルー６ークロロー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤１５を得た。
＜分散剤１６の合成＞
分散剤製造例の原料ＡにＮー（４ーアミノフェニル）ー３ーオキシブタンアミドを用い、原料ＢにＮ２，Ｎ２，Ｎ４，Ｎ４ーテトラブチルー６ークロロー１，３，５ートリアジンー２，４ージアミンを用いて、分散剤１６を得た。【００２８】  （分散剤の構造分析）
得られた乾燥粉体状態で白色の分散剤１〜１６は、の構造確認のために、ＪＥＯＬ社製ＪＮＭ−ＥＣＡ  ５００  ＦＴ−ＮＭＲ装置を用いて分析を行い、下記分散剤が得られていることを確認した。
さらに、分散剤１〜１６それぞれの分散基の分子量を算出した。
2016108519.tif 000007
2016108519.tif 000008
分散剤１〜４        分散基分子量    １３３．４
分散剤５〜８        分散基分子量    ２７８．４
分散剤９〜１２      分散基分子量      ５８．１
分散剤１３〜１６    分散基分子量    ３３５．５
【実施例１〜４０、及び比較例１〜４０】
【００２９】  表１に示すように、各種顔料、上記で得られた各種分散剤、アクリル樹脂（昭和電工社製：リポキシＳＰＣ２０００）、溶剤（シクロヘキサノン）を配合し、ビーズミル（浅田鉄工社製：ＰＣＭ−ＬＲ）を用いて、直径０．３ｍｍのジルコニアビーズと共に６時間分散を行い、顔料分散体を作成した。
【００３０】  （各分散体の評価）
各分散体の粘度を、Ｂ型粘度計を用いて初期粘度を測定し、さらに４０℃７日間静置後の経時粘度も同様に測定した。
また、ＰＥＴフィルムにウェット１．２μｍで塗布した塗布フィルムを、耐候性試験機（スガ試験機株式会社製：キセノンウェザーメーターＮＸ７５）に投入し、耐候性試験機
2016108519.tif 000009
【表１】
2016108519.tif 000010
【００３１】  表１の実施例１〜８と比較例１〜８の比較、実施例９〜１６と比較例９〜１６の比較、実施例１７〜２４と比較例１７〜２４の比較、実施例２５〜３２と比較例２５〜３２の比較、実施例３３〜４０と比較例３３〜４０の比較から、いずれも分散基分子量が１３０．０以上３００．０位下である場合、分散性、保存安定性が優れていた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  本発明の分散剤を用いることにより、非集合性、非結晶性、塗膜の光沢、透明性に優れるだけでなく、低粘度、経時粘度安定性、耐候性に良好な分散体を得ることが容易に達成でき、グラビアインキ、自動車用、木材用、金属用等の各種一般塗料、磁気テープのバックコート塗料、ラジエーションキュアー型インキ、インクジェットプリンター用インキ、カラーフィルター用インキ、電池電極用インキ、半導体ウェーハ研磨用スラリー等の用途に適当出来る。