説明

顔料を調製するための方法

【課題】顔料を調製するための方法を提供する。
【解決手段】ゲストとしてメラミンを含むアゾバルビツル酸ニッケル錯体またはそれらの互変異性構造およびそれらの水和物の顔料を調製するための方法であって、アゾバルビツル酸モノ−カチオン塩およびアゾバルビツル酸ジ−カチオン塩の混合物を、ニッケル化合物およびメラミンと反応させる。工業的でさえも、メラミンをゲストとして含むアゾバルビツル酸ニッケル錯体を、管理可能な(directable)表面積と、鮮明な色濃度と、非常に狭い粒度分布とを有して、再現性よく調製することができる。これは特に、低粘度の安定した分散液の製造に有利である。すべての顔料用途に顕著に好適である。好ましくは、液晶ディスプレイのカラーフィルター用の顔料としての使用を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メラミンのホストとして働く顔料、それらの水和物を調製するための方法、およびこれらの方法の製品の使用に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲストとしてメラミンを含むアゾバルビツル酸ニッケル錯体、およびそれらの水和物の調製において、製品物性に重大な変動があることが知られている。特に工業的規模での製造条件下で、特にバッチ法において、BET比表面積などの、得られる材料のある一定のパラメーターは多かれ少なかれ重大な変動を受けている。当然、これは欠点であり、これら製品の消費者が求めるのは一定した製品品質である。
【0003】
例えば、(特許文献1)または(特許文献2)に記載されたように、熱処理工程によって製品品質のある種の標準化(再現性)は可能である。当然、特に工業的規模において、これは、追加的な、時間のかかる工程およびそれゆえに製造コストの増加を意味する。
【0004】
(特許文献3)には同様に、従来技術によるNi錯体のバッチ製造における大きな品質変動について記載されており、合成段階での特殊な添加によってこの欠点を回避することを提案している。これは、当然、追加的な物流戦略的努力および費用を必要とし、これらの添加のいくらかまたはすべてがメラミンの代わりにNi錯体にゲストとして取り込まれるので製品の組成に影響を及ぼす。
【特許文献1】EP−A1−0994162
【特許文献2】DE 10328999A1
【特許文献3】EP−A 1612246
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0005】
意外なことに今や、ゲストとしてメラミンを含むアゾバルビツル酸ニッケル錯体の品質および再現性が、アゾバルビツル酸のモノ−カチオン錯体およびジ−カチオン錯体、特にモノ−カリウム錯体およびジ−カリウム錯体の混合物を、ニッケル化合物およびメラミンと反応させることによって著しく改善されることを見いだした。本発明の方法によって、工業的でさえも、メラミンをゲストとして含む式(I)の化合物を、管理可能な(directable)表面積と、鮮明な色濃度と、非常に狭い粒度分布とを有して、再現性よく調製することができる。これは特に、低粘度の安定した分散液の製造に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
従って、本発明は、ゲストとしてメラミンを含む、式(I)
【0007】
【化1】

またはその互変異性体構造およびそれらの水和物の顔料を調製する方法であって、式(II)のモノ−塩および式(III)のジ−塩
【0008】
【化2】

[式中、カチオン1、カチオン2およびカチオン3は、互いに独立して、任意の所望の一価のカチオン(Hは除く)であるか、または1個の正電荷に対応する任意の所望の多価カチオンの一部分である]
の混合物、をニッケル化合物およびメラミンと反応させることを特徴とする方法を提供する。
【0009】
化合物(I)は、メラミンだけでなく、適切な場合には、例えばEP 0994162(その5ページ、40行から7ページ、58行)に記載されている種類のさらなるゲスト化合物も含み得る。化合物(I)は、2つのゲストメラミン単位を有することが好ましい。
【0010】
式(II)のモノ−塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩もしくはアンモニウム塩、特にアゾバルビツル酸モノ−カリウム塩を使用することが好ましく、式(III)のジ−塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩もしくはアンモニウム塩、または適切な場合にはこれらの混合塩、特にアゾバルビツル酸ジ−カリウム塩を使用することが好ましい。
【0011】
カチオン1がKを表す、式(II)のアゾバルビツル酸モノ−カリウム塩、およびカチオン2およびカチオン3がそれぞれKを表す、式(III)のアゾバルビツル酸ジ−カリウム塩は、EP−A 1086992により知られている。EP−A 1086992ではまた、化合物(I)を調製するための方法が記載されているが、ニッケル化合物およびメラミンとの反応によるモノ−塩またはジ−塩からのものである。EP1086992に開示されている方法によって調製される式(I)の顔料は、既に有用な顔料である。
【0012】
特に好ましくは、式IIおよび式IIIにおけるカチオン1、カチオン2およびカチオン3は、互いに独立して、アルカリ金属カチオン、特にリチウムカチオン、ナトリウムカチオンもしくはカリウムカチオン、1/2アルカリ土類金属カチオン、特に1/2マグネシウムカチオン、1/2カルシウムカチオン、1/3アルミニウムカチオン、または非置換の、もしくは任意の所望のラジカルによって置換されているアンモニウムカチオン、特に非置換のアンモニウムカチオンである。
【0013】
好ましくは、この混合物は、式IIおよび式IIIのモノ−塩およびジ−塩の総量を基準として、式IIのジ−塩5〜80mol%、特に10〜60mol%、特に好ましくは10〜40mol%を含む。
【0014】
特に好ましくは、カチオン1、カチオン2およびカチオン3は、それぞれKである。
【0015】
モノ−塩IIおよびジ−塩IIIの混合物は、好ましくはモノ−塩IIから出発して、アゾバルビツル酸モノカチオン錯体から直接に、例えば溶液の形態で、または固体として、カチオン化合物、例えばオキシド(酸化物)、ヒドロキシド(水酸化物)、カーボネート(炭酸塩)、ホスフェート(リン酸塩)、ハイドロジェンホスフェート(リン酸水素塩)、酢酸塩を添加することによって、特にアルカリ金属ヒドロキシド、トリアルカリ金属ホスフェートもしくはジアルカリ金属ハイドロジェンホスフェートを添加することによって製造される。特に好ましくは、例えば溶液の形態で、または他に固体として、塩基性カリウム化合物、特に水酸化カリウム、リン酸トリカリウムもしくはリン酸水素ジカリウムの添加によって生じる。
【0016】
好ましくは、モノ−塩IIおよびジ−塩IIIの混合物を、水系において温度70〜100℃で、ニッケル塩と、およびメラミンと反応させて化合物(I)とする。
【0017】
ニッケル塩との反応において、pHは、好ましくはpH3よりも低下し、特にpH1〜pH2のレベルまで低下する。
【0018】
好ましくは、化合物(I)への反応は、1〜3時間、特に90℃および100℃の間の温度で、引き続いて攪拌することによって完了する。
【0019】
特に好ましくは、カチオン1、カチオン2およびカチオン3がそれぞれの場合にカリウムであるモノ−塩IIおよびジ−塩IIIの混合物を、最初にニッケル塩と、次いでメラミンと反応させる。
【0020】
本発明の方法により得られる顔料は、当然、例えばEP A1−0994162またはDE 10328999A1に記載された種類の熱処理工程によって後処理することができる。しかし、有利には、この後処理をまた完全に省き得る。
【0021】
この調製において得られる懸濁液は、好ましくはろ過し、そしてその結果生じるプレスケーキを、適切な場合には水で洗浄後に、乾燥することができる。
【0022】
他方この文脈において、パドル乾燥などの通常の乾燥方法が好適である。この種の乾燥方法および引き続いての顔料の従来の粉砕方法を用いて、粉体顔料が得られる。
【0023】
このプレスケーキは、好ましくは水性スラリーとしてスプレー乾燥される。スプレープロセス用のスラリーは、固形分を好ましくは10重量%〜40重量%、特に15重量%〜30重量%有する。
【0024】
本発明の方法によって調製される好ましい顔料は、100m/gより大きい、好ましくは110m/gより大きい、特に115〜150m/gの、DIN66131に従って測定される、BET表面積を有する。
【0025】
さらに、本発明は、少なくとも1種の、本発明によって調製される顔料および少なくとも1種の分散剤を混合する、顔料調製物を製造するための方法を提供する。このような顔料調製物はまた、進歩性を有するものである。これらの顔料調製物は、好ましくは水系への取り込みに役立つ働きをする。
【0026】
好適な分散剤については、従来技術、特に、開示内容が本出願の一部であるEP−A1−0994164、8ページ、56行〜11ページ、23行、に対して参照がされ得る。
【0027】
本発明はさらに、少なくとも1種の光硬化性モノマーと、少なくとも1種の光開始剤と、少なくとも1種の本発明の方法によって調製される顔料とを含むフォトレジストを提供する。本発明はさらに、本発明の方法によって調製される少なくとも1種の顔料を含む、これらから製造されるカラーフィルターおよび液晶ディスプレイを提供する。
【0028】
液晶ディスプレイ用のカラーフィルターの製造の場合において、好ましくは有機溶媒中で、適切な場合にはバインダー樹脂および/または分散剤の添加を伴って、本発明によって調製される顔料を粉砕し、次いで光硬化性モノマーと、光反応開始剤と、適切な場合には、さらにバインダーおよび/または溶剤とを添加してフォトレジストに加工する。次いで、このフォトレジストを、例えば、ローラーコーティング、スプレーコーティング、スピンコーティング、浸漬コーティングまたはエアナイフコーティングなどの好適なコーティング技術によって、好適な基板、一般にはガラスプレートに塗布する。そして、このコートしたプレートをフォトマスクを使用して露光し、次いでキュアおよび現像して完成したカラーフィルターを得る。
【0029】
本発明はさらに、好ましくは、液晶ディスプレイのカラーフィルター用の顔料として、本発明によって調製される顔料の使用を提供する。
【0030】
ゲストとしてメラミンを含む本発明によって調製される化合物(I)またはその顔料調製物は、さらに、すべての顔料用途に顕著に好適である。
【0031】
これらは、例えば、すべての種類の顔料ワニス用、印刷着色剤、ディステンパー着色剤もしくはバインダー着色剤の製造用、合成、半合成または天然高分子化合物、例えばポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレンもしくはポリプロピレンなどの原料着色(mass coloration)用に好適である。これらはまた、天然、再生もしくは合成繊維、例えばセルロース、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリルもしくはポリアミド繊維などの原糸染色(spin-dyeing)用、およびまた、織物および紙の印刷用に使用し得る。これらの顔料は、エマルジョンの微細化された、安定した水性色素沈着、および非イオン性、アニオン性もしくはカチオン性界面活性剤の存在下で粉砕または混練によって、紙の着色用、織物の顔料捺染用、ラミネート印刷用またはビスコースの原糸染色用に有用な塗料着色剤を提供する。本発明の方法によって調製される顔料は、インクジェット用途および液晶ディスプレイ用カラーフィルターに極めて好適である。
【0032】
[実施例]
〔モノカリウム塩〕
本発明の方法の出発原料は、EP−A 1086992の実施例1、即ちα−形アゾバルビツル酸モノカリウム塩・1HOであり、以下に述べる。
【0033】
炭酸水素アミノグアニジン136gを蒸留水810gの中に入れ、その中に塩酸(濃度30%)280gとともに溶解する。次いで、この溶液を氷780gで約−10℃まで冷却し、引き続き濃度37%の亜硝酸カリウム水溶液232gと混合して約15℃とする。これに続いて約15℃で15分間攪拌し、その後アミド硫酸2.0gを添加する。次いで、バルビツル酸269gを入れ、この混合物を引き続き55℃に加熱し、2時間攪拌する。次いで、この混合物を水酸化カリウム水溶液を用いてpH2.5に調整し、30分間攪拌する。その後、水酸化カリウム水溶液を用いてpHを4.8に調整し、次いで、30分間攪拌を継続する。引き続いて、このバッチを80℃に加熱し、pH4.8で3時間攪拌する。その後、生成物を吸引ろ過器で単離し、電解質がなくなるまで洗浄する。
【0034】
〔本発明によらない比較例〕
EP−A 1086992の実施例1に従って調製され、固形分含量40%を有するα−形のアゾバルビツル酸モノカリウム塩・1HOの水で湿ったペースト425g、乾燥で170g(0.5mol)に相当、を蒸留水5000ml中で、実験室用攪拌機を用いて攪拌し、95℃まで加熱する。6.5%濃度の塩化ニッケル水溶液1,060gを30分間かけて添加する。その後、メラミン126g(1mol)を添加し、95℃で1.5時間攪拌を続ける。次いで、水酸化カリウム溶液を用いてpHを5.5に調整する。次いで、生成物を吸引ろ過器で単離し、電解質がなくなるまで洗浄し、真空乾燥キャビネット内において80℃で乾燥し、粉砕する。
【0035】
比表面積を、DIN66131:ブルナウアー(Brunauer)、エメット(Emmett)およびテラー(Teller)(B.E.T.)の方法によるガス吸着による固体の比表面積の測定、に従って測定する。
【0036】
この生成物は、BET表面積83m/gを有する。
【0037】
繰り返し合成では、かなりの変動(57m/g〜92m/g)がみられる。
【0038】
〔本発明による実施例1〕
EP1086992の実施例1に従って調製され、固形分含量40%のα−形のアゾバルビツル酸モノカリウム塩・1HOの水で湿ったペースト425g、乾燥で170g(0.5mol)に相当、を蒸留水5000ml中で実験室用攪拌機を用いて攪拌し、95℃に加熱する。
【0039】
10%濃度の水酸化カリウム溶液42gを滴下し(0.075mol;使用されるアゾバルビツル酸モノカリウム塩を基準にして15%)、この混合物を30分間攪拌する。これにより、モノカリウム塩85部およびジカリウム塩15部のモル比率の混合物を得る。6.5%濃度の塩化ニッケル水溶液1060gを30分間かけて添加する。その後、メラミン126g(1mol)を添加し、95℃で1.5時間攪拌を続ける。次いで、水酸化カリウム溶液を用いてpHを5.5に調整する。続いて、生成物を吸引ろ過器で単離し、電解質がなくなるまで洗浄し、真空乾燥キャビネット内において80℃で乾燥し、粉砕する。
【0040】
比表面積は、DIN66131:ブルナウアー(Brunauer)、エメット(Emmett)およびテラー(Teller)(B.E.T.)の方法によるガス吸着による固体の比表面積の測定、に従って測定する。
【0041】
この生成物は、BET表面積129m/gを有する。
【0042】
繰り返し合成では、わずかな変動(121m/g〜134m/g)しかみられない。
【0043】
〔本発明による実施例2〕
10%濃度の水酸化カリウム溶液28gを滴下する(0.05mol;使用されるアゾバルビツル酸モノカリウム塩を基準として10%)こと以外は、実施例1と同様に反応を行う。これにより、モノカリウム塩90部およびジカリウム塩10部のモル比率の混合物を得る。
【0044】
この生成物は、BET表面積126m/gを有する。
【0045】
繰り返し合成では、わずかな変動(120m/g〜135m/g)しかみられない。
【0046】
〔本発明による実施例3〕
10%濃度の水酸化カリウム溶液56gを滴下する(0.1mol;使用されるアゾバルビツル酸モノカリウム塩を基準として20%)こと以外は、実施例1と同様に反応を行う。これにより、モノカリウム塩80部およびジカリウム塩20部のモル比率の混合物を得る。
【0047】
この生成物は、BET表面積131m/gを有する。
【0048】
繰り返し合成では、わずかな変動(126m/g〜135m/g)しかみられない。
【0049】
〔本発明による実施例4〕
10%濃度の水酸化カリウム溶液84gを滴下する(0.15mol;使用されるアゾバルビツル酸モノカリウム塩を基準として30%)こと以外は、実施例1と同様に反応を行う。これにより、モノカリウム塩70部およびジカリウム塩30部のモル比率の混合物を得る。
【0050】
この生成物は、BET表面積131m/gを有する。
【0051】
繰り返し合成では、わずかな変動(131m/g〜144m/g)しかみられない。
【0052】
〔本発明による実施例5〕
リン酸トリカリウム21.2gを添加する(0.10mol;使用されるアゾバルビツル酸モノカリウム塩を基準として20%)こと以外は、実施例1と同様に反応を行う。リン酸トリカリウム塩は2単位のアゾバルビツル酸モノカリウム塩をアゾバルビツル酸ジカリウム塩に変換し、そしてその過程でリン酸二水素塩になる。
【0053】
これによりモノカリウム塩60部およびジカリウム塩40部のモル比率の混合物を得る。
【0054】
この生成物は、BET表面積143m/gを有する。
【0055】
〔本発明による実施例6〕
リン酸水素ジカリウム17.4gを添加する(0.10mol;使用されるアゾバルビツル酸モノカリウム塩を基準として20%)こと以外は、実施例1と同様に反応を行う。リン酸水素ジカリウムは1単位のアゾバルビツル酸モノカリウム塩をアゾバルビツル酸ジカリウム塩に転換し、そしてその過程でリン酸二水素塩になった。
【0056】
これによりモノカリウム塩80部およびジカリウム塩20部のモル比率の混合物を得る。
【0057】
この生成物は、BET表面積124m/gを有する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゲストとしてメラミンを含む、式(I)
【化1】

またはそれらの互変異性体構造およびそれらの水和物の顔料を調製するための方法であって、
アゾバルビツル酸モノ−カチオン塩(II)およびアゾバルビツル酸ジ−カチオン塩(III)
【化2】

[式中、カチオン1、カチオン2およびカチオン3は、Hではなく、カチオン1、カチオン2およびカチオン3は、互いに独立して、任意の所望の一価のカチオンであるか、または1個の正電荷に相当する任意の所望の多価カチオンの一部分である]
の混合物をニッケル化合物およびメラミンと反応させることを特徴とする方法。
【請求項2】
式(II)および式(III)中のカチオン1、カチオン2およびカチオン3が、互いに独立して、アルカリ金属カチオン、特にリチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、1/2アルカリ土類金属カチオン、特に1/2マグネシウムカチオン、1/2カルシウムカチオンであるか、1/3アルミニウムカチオンであるか、または非置換の、もしくは置換されているアンモニウムカチオン、特に非置換のアンモニウムカチオンであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
カチオン1、カチオン2およびカチオン3が、それぞれカリウムカチオンであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
使用される前記混合物が、塩IIおよび塩IIIの両方の総量を基準として、5重量%から80重量%の式IIIのジ−塩、特に10〜60mol%、特に好ましくは10〜40mol%の式IIIのジ−塩を含有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記2種の塩、IIおよびIII、の混合物が、モノ塩IIから出発して、カチオン化合物、特にカチオンオキシド、カチオンヒドロキシド、カチオンホスフェートまたはカチオンハイドロホスフェートを添加することによって製造されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記2種の塩、IIおよびIII、の混合物を、最初にニッケル塩、次いでメラミンと反応させることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
調製される前記顔料が、100m/gより大きい、特に110m/gより大きい、DIN66131に従って測定されるBET表面積を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記2種の塩、IIおよびIII、の混合物を、pH<7でニッケル塩およびメラミンと反応させることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
請求項1に記載の方法によって得られる顔料。
【請求項10】
印刷着色剤、ディステンパー着色剤またはバインダー着色剤を製造するための、合成、半合成または天然の高分子化合物、特にポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレンもしくはポリプロピレンの原料着色のための、および天然、再生もしくは人造繊維、例えばセルロース、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリルもしくはポリアミド繊維などの原糸染色のための、およびまた、布地および紙の印刷のための請求項9に記載の顔料の使用。
【請求項11】
ラミネートの製造のための顔料としての、フォトレジストの製造のための顔料としての、液晶ディスプレイのカラーフィルターの製造のための顔料としての、またはインクジェット用途のための顔料としての、請求項9に記載の顔料の使用。
【請求項12】
少なくとも1種の請求項9に記載の顔料と、少なくとも1種の分散剤とを含む顔料調製物。
【請求項13】
少なくとも1種の請求項9に記載の顔料と、少なくとも1種の光開始剤と、光硬化モノマーとを含むフォトレジスト。
【請求項14】
少なくとも1種の請求項9に記載の顔料を含むカラーフィルター。

【公開番号】特開2008−24927(P2008−24927A)
【公開日】平成20年2月7日(2008.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−182658(P2007−182658)
【出願日】平成19年7月11日(2007.7.11)
【出願人】(505422707)ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー (220)
【Fターム(参考)】