CN102523755B - 液晶性涂布液的制造方法以及光学各向异性薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实质上不包含微晶的液晶性涂布液的制造方法。本发明的液晶性涂布液的制造方法具有以下工序:加热工序,将包含含杂质的溶致液晶性化合物与溶剂的处理液加热;和析出工序,将所述加热工序后的处理液冷却至不足40℃的温度使析出物析出;和除去工序,将所述析出物从处理液中除去。
Description
技术领域
本发明涉及成为光学各向异性薄膜的形成材料的液晶性涂布液的制造方法。
背景技术
包含溶致液晶性化合物的液晶性涂布液可用于例如光学各向异性薄膜的制造。以下,有时将“液晶性涂布液”仅记作“涂布液”。
具体而言,溶致液晶性化合物在涂布液中形成超分子缔合体,通过该缔合体,涂布液显示出液晶相。一边对该涂布液施加剪切力一边将其流延在基材上而形成涂膜时,该涂膜中的超分子缔合体的长轴沿流延方向取向。像这样将涂布液流延而形成涂膜的方法通常称为“溶液流延法”。此后,通过干燥前述涂膜,可得到由前述取向了的溶致液晶性化合物构成的薄膜。该薄膜能够作为光学各向异性薄膜利用。
在上述光学各向异性薄膜的制造中,优选使用显示出稳定的液晶相的涂布液。
专利文献1中公开了在液体中溶致液晶性化合物不溶解、其形成晶体,由此阻碍了液晶相的显现的内容。为了使该溶致液晶性化合物不形成晶体,在专利文献1中公开了包括以下工序的液晶涂布液的制造方法:准备包含溶剂和溶致液晶性化合物的晶体的前处理液的工序;和将前处理液加热处理至前述晶体的熔点以上而得到各向同性溶液的工序;和将各向同性溶液冷却处理至显现出液晶相的温度以下的工序。
根据上述专利文献1中公开的方法,能够得到显示出稳定的液晶相的涂布液,因此,通过利用溶液流延法进行制膜,能够制造出光学各向异性薄膜。
然而,即使在溶致液晶性化合物不形成晶体的情况下,涂布液中有时也会包含微晶。由包含前述微晶的涂布液形成的光学各向异性薄膜存在光散射大且透明性低的问题。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2009-139806号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,提供实质上不包含微晶的液晶性涂布液的制造方法。
用于解决问题的方案
对于在涂布液中包含微晶的原因,本发明人等进行了深入的研究。
涂布液是通过使溶致液晶性化合物在溶剂中分散等而得到的。然而,使用100%纯度的溶致液晶性化合物实际上是困难的。因此,所使用的溶致液晶性化合物中含若干的杂质。本发明人等查明该杂质就是微晶的成因物质,从而完成了本发明。
本发明的液晶性涂布液的制造方法包括以下工序:加热工序,将包含含杂质的溶致液晶性化合物与溶剂的处理液加热;和析出工序,将前述加热工序后的处理液冷却至不足40℃的温度使析出物析出;和除去工序,将前述析出物从处理液中除去。
上述液晶性涂布液的制造方法使溶致液晶性化合物所含的杂质的大部分以析出物的形式析出,将其从处理液中除去。因此,能够抑制在所得到的液晶性涂布液中包含起因于杂质的微晶。
关于本发明的优选的涂布液的制造方法,前述杂质在前述溶剂在中是难溶的,前述溶致液晶性化合物在前述溶剂在中是可溶的。
关于本发明的其他优选的涂布液的制造方法,前述析出工序中析出物以前述杂质的微晶作为核而析出。
关于本发明的其他优选的涂布液的制造方法,前述溶剂为水性溶剂,前述溶致液晶性化合物为下述式(1)所示的芳香族双偶氮系化合物。
[化学式1]
通式(1)中,Q1表示取代或无取代的芳基;Q2表示取代或无取代的亚芳基;R1独立地表示氢原子、取代或无取代的烷基、取代或无取代的乙酰基、取代或无取代的苯甲酰基、取代或无取代的苯基;M表示抗衡离子;m表示0~2的整数;n表示0~6的整数;m和n中至少有一个不为0且1≤m+n≤6。
通式(1)所示的OH、(NHR1)m及(SO3M)n可以分别连接在萘环的7个取代部位中的任意部位。
关于本发明的其他优选的涂布液的制造方法,前述除去工序包括使用孔径1μm以下的过滤器过滤前述处理液的工序。
关于本发明的其他优选的涂布液的制造方法,前述除去工序包括对前述处理液进行离心分离的工序。
根据本发明的另一技术方案,提供光学各向异性薄膜。
本发明的光学各向异性薄膜为通过将利用上述制造方法得到的涂布液涂覆在展开面而形成涂膜,使该涂膜固化而得到的。
发明的效果
利用本发明的制造方法,能够得到实质上不包含微晶的液晶性涂布液。通过使用该液晶性涂布液,可形成透明性优异的光学各向异性薄膜。
附图说明
图1为实施例1~4及比较例1的光学各向异性薄膜的显微镜照片。
具体实施方式
[本发明的概要]
本发明的液晶性涂布液的制造方法包括以下工序:加热工序,将包含含杂质的溶致液晶性化合物与溶剂的处理液加热;和析出工序,将前述加热工序后的处理液冷却至不足40℃的温度使析出物析出;和除去工序,将前述析出物从处理液中除去。
所使用的溶致液晶性化合物中通常包含杂质。该杂质会成为涂布液中生成微晶的原因物质。为了抑制该微晶的产生,使用不含杂质的100%纯度的溶致液晶性化合物即可,但是合成100%纯度的溶致液晶性化合物是困难的。本发明中,在制造涂布液的过程中,使杂质以比较大的析出物形式析出。比较大的析出物可利用过滤等简便的方法从液体中除去。通过除去析出物,可得到实质上不包含微晶的涂布液。使用实质上不包含微晶的涂布液可形成透明性优异的光学各向异性薄膜。
以下,进行具体说明。
[溶致液晶性化合物]
本发明中使用的溶致液晶性化合物只要是能够在液体中形成超分子缔合体而显示出液晶相的化合物就没有特别的限定。作为这样的溶致液晶性化合物,可列举出例如,偶氮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、喹啉酞酮系化合物、萘醌系化合物、部花青系化合物等。从显示良好的溶致液晶性的观点考虑,优选使用偶氮系化合物。
此外,所谓溶致液晶性是指,通过改变温度、浓度,在液体中发生各向同性相-液晶相的相变的性质。
偶氮系化合物中,优选分子中具有芳香环的偶氮化合物、更优选具有萘环的双偶氮化合物。通过将包含这样的偶氮系化合物的涂布液制膜,能够得到偏光特性优异的光学各向异性薄膜。
另外,偶氮系化合物优选在其分子中具有极性基团的偶氮系化合物。具有极性基团的偶氮系化合物在水性溶剂中可溶,易于溶解在水性溶剂中形成超分子缔合体。因此,包含具有极性基团的偶氮系化合物的涂布液显示出特别良好的溶致液晶性。
此外,极性基团是指具有极性的官能团。作为极性基团,可列举出OH基、COOH基、NH2基、NO2基、CN基这样的包含电负性比较大的氧和/或氮的官能团。
作为具有上述极性基团的偶氮系化合物的具体例子,可列举出下述通式(1)所示的芳香族双偶氮化合物。
[化学式2]
通式(1)中,Q1表示取代或无取代的芳基;Q2表示取代或无取代的亚芳基;R1独立地表示氢原子、取代或无取代的烷基、取代或无取代的乙酰基、取代或无取代的苯甲酰基、取代或无取代的苯基;M表示抗衡离子;m表示0~2的整数;n表示0~6的整数。但是,m和n中至少有一个不为0且1≤m+n≤6。前述m为2时,各R1是相同的或不同的。
通式(1)所示的OH、(NHR1)m及(SO3M)n可以分别连接在萘环的7个取代部位中的任意部位。
此外,本说明书中,“取代或无取代”表示“被取代基取代或未被取代基取代”。
另外,本说明书中,所记载的“X~Y”表示“X以上且Y以下”。
前述通式(1)的萘基和偶氮基(-N=N-)的键合位点没有特别限定。前述萘基是指,式(1)中示于右侧的萘基。优选的是,前述萘基与偶氮基在前述萘基的1位或2位键合。
前述通式(1)的R1的烷基、乙酰基、苯甲酰基、或苯基具有取代基时,作为其取代基可列举出在下述芳基或亚芳基中例示的各取代基。
前述R1优选氢原子、取代或无取代的烷基、取代或无取代的乙酰基、更优选氢原子。
作为前述取代或无取代的烷基,可列举出取代或无取代的碳数1~6的烷基。
前述通式(1)的M(抗衡离子)可优选列举出氢离子;Li、Na、K、Cs等的碱金属离子;Ca、Sr、Ba等的碱土金属离子;其他的金属离子;可以被烷基或羟烷基取代的铵离子;有机胺的盐等。作为前述金属离子,可列举出例如,Ni+、Fe3+、Cu2 +、Ag+、Zn2+、Al3+、Pd2+、Cd2+、Sn2+、Co2+、Mn2+、Ce3 +等。作为有机胺,可列举出碳数1~6的烷基胺、具有羟基的碳数1~6的烷基胺、具有羧基的碳数1~6的烷基胺等。上述通式(1)中,具有2个以上SO3M时,各M可以相同或不同。另外,前述通式(1)中,SO3M的M为2价以上的阳离子时,该M会在液体中与其他的阴离子静电结合而稳定化,或者在液体中与其他的通式(1)的偶氮系化合物的SO3 -结合而稳定化。
前述通式(1)的m优选为1。另外,通式(1)的n优选为1或2。
作为通式(1)的萘基的具体例,可列举出例如,下述式(a)~式(1)等。式(a)~式(1)的R1及M与通式(1)是同样的。
[化学式3]
前述通式(1)中,前述Q1所示的芳基除了苯基以外,还可列举出如萘基等缩合2个以上苯环的缩合环基。
前述Q2所示的亚芳基除了亚苯基以外,还可列举出如亚萘基等缩合2个以上苯环的缩合环基。
Q1的芳基或Q2的亚芳基可以分别具有取代基,或者也可以不具有取代基。无论前述芳基或亚芳基为取代或无取代的任意情况,具有极性基团的通式(1)的芳香族双偶氮化合物在水性溶剂中的溶解性均是优异的。
前述芳基或亚芳基具有取代基时,作为其取代基,可列举出例如,碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷基氨基、苯氨基、碳数1~6的酰氨基、二羟基丙基等的碳数1~6的羟烷基、COOM基等羧基、SO3M基等磺酸基、羟基、氰基、硝基、氨基、卤素基等。优选的是,前述取代基为从碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的羟烷基、羧基、磺酸基及硝基中选出的一种。具有这样的取代基的芳香族双偶氮化合物的水溶性特别优异。这些取代基可以取代1种或2种以上。另外,前述取代基也可以按任意的比率取代。
前述通式(1)的Q1优选为取代或无取代的苯基、更优选为具有前述取代基的苯基。
前述Q2优选为取代或无取代的亚萘基、更优选为具有前述取代基亚萘基、特别优选为具有前述取代基的1,4-亚萘基。
作为通式(1)的Q1为取代或无取代的苯基、且Q2为取代或无取代的1,4-亚萘基的芳香族双偶氮系化合物,如下述通式(2)所示。
[化学式4]
通式(2)中,R1、M、m及n与上述通式(1)中的那些是同样的。
通式(2)中,A和B表示取代基,a和b表示其取代数。前述A和B分别独立地表示碳数1~6的烷基、碳数1~6的烷氧基、碳数1~6的烷基氨基、苯氨基、碳数1~6的酰氨基、二羟基丙基等的碳数1~6的羟烷基、COOM基等的羧基、SO3M基等的磺酸基、羟基、氰基、硝基、氨基、卤素基。前述a表示0~5的整数、前述b表示0~4的整数。但是,a和b的至少一个不为0。前述a为2以上时,前述取代基A可以是相同的,或者也可以是不同的。前述b为2以上时,前述取代基B可以是相同的,或者也可以是不同的。
通式(2)所含的芳香族双偶氮化合物中,优选使用下述通式(3)所示的芳香族双偶氮化合物。通式(3)的芳香族双偶氮化合物的取代基A以偶氮基(-N=N-)为基准在对位键合。进而,对于通式(3)的芳香族双偶氮化合物而言,其萘基的OH基在邻接偶氮基的位点键合。使用所述通式(3)的芳香族双偶氮化合物时,能够得到偏光度高的光学各向异性薄膜。
[化学式5]
通式(3)中,R1、M、m及n与上述通式(1)中的那些是同样的,A与通式(2)中的那些是同样的。
通式(3)中,p表示0~4的整数。前述p优选1或2、更优选1。
关于上述通式(1)~(3)所示的芳香族双偶氮化合物,可按照例如,细田丰著《理论制造 染料化学(5版)》(昭和43年7月15日技报堂发行,135页~152页)进行合成。
例如,通式(3)的芳香族双偶氮化合物,可通过使苯胺衍生物与萘磺酸衍生物进行重氮化及耦合反应而得到单偶氮化合物后,将该单偶氮化合物重氮化,然后进一步使其与1-氨基-8-萘酚磺酸衍生物进行耦合反应而合成。
[溶剂]
本发明所使用的溶剂只要是能够使上述溶致液晶性化合物分散、沉淀或溶解的溶剂,就没有特别限定。
溶致液晶性化合物为具有上述极性基团的偶氮系化合物时,优选使用水性溶剂。水性溶剂可列举出水;亲水性溶剂;水和亲水性溶剂的混合溶剂。前述亲水性溶剂为与水大致均匀地相溶的溶剂。作为亲水性溶剂,可列举出例如,甲醇、乙醇、甲醇、异丙醇等醇类;乙二醇、二乙二醇等二醇类;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等溶纤剂类;丙酮、甲乙酮等酮类;醋酸乙酯等酯类;等。上述水性溶剂优选使用水、或水与亲水性溶剂的混合溶剂。
通式(1)~(3)的芳香族双偶氮化合物具有NHR1基和/或SO3M基,因此在前述水性溶剂中溶解性优异。
[液晶性涂布液的制造方法]
(前处理工序)
前处理工序为得到包含含杂质的溶致液晶性化合物和溶剂的处理液的工序。
溶致液晶性化合物及溶剂可以从上述说明中适宜地选择。优选的是,作为溶致液晶性化合物,使用从上述通式(1)~(3)所示的芳香族双偶氮化合物中选出的1种或2种以上,作为溶剂,使用上述水性溶剂。
以下,对使用上述芳香族双偶氮化合物作为溶致液晶性化合物、使用上述水性溶剂作为溶剂的情况进行说明,但是使用的溶致液晶性化合物及溶剂不受它们限定。
选择的特定的芳香族双偶氮化合物可如上所述进行合成。合成的特定的芳香族双偶氮化合物不是100%纯度而含若干量的杂质。该杂质认为是合成时以副产物的形式生成的结构异构体、合成原料中的未反应物等。杂质的含量虽然不明确,但认为相对于100质量份芳香族双偶氮化合物为0.1~5质量份左右。
前处理工序中,通过将含上述杂质的溶致液晶性化合物加入到水性溶剂中,从而得到处理液。另外,也可以将水性溶剂注入到含杂质的芳香族双偶氮化合物中。
水性溶剂的温度为室温左右,例如,可例示出10~35℃左右。
前述芳香族双偶氮化合物在水性溶剂中只要为分散、沉淀或溶解、或它们的混合状态即可。
具体而言,通式(1)~(3)的芳香族双偶氮化合物在水性溶剂中是可溶的,因此,在处理液中,芳香族双偶氮化合物成为溶解在水性溶剂中的状态。此外,也可以成为:在处理液中,一部分的芳香族双偶氮化合物成为晶体,其晶体在溶剂中分散或沉淀的状态。这是因为,即使存在前述分散或沉淀状态的芳香族双偶氮化合物的晶体,通过进行后续的加热工序,其一部分的芳香族双偶氮化合物也会在水性溶剂中溶解。
另外,杂质优选在水性溶剂中难溶。在水性溶剂中难溶的杂质会变得易于在加热工序中以析出物的形式析出。
处理液中的芳香族双偶氮化合物的浓度没有特别限定,通常为5~50质量%、优选为10~40质量%。
所得到的处理液能够显示出液晶相。液晶相没有特别限定,可列举出向列(nematic)液晶相、中间(middl)相、近晶(smectic)液晶相、胆甾(cholesteric)液晶相、或六角(hexagonal)液晶相等。液晶相可通过用偏光显微镜观察到的光学图案进行确认、识别。
另外,也可以在处理液中添加添加剂。作为添加剂,可列举出例如,增容剂、表面活性剂、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抗静电剂、增稠剂等。处理液中的添加剂的浓度优选为超过0且10质量%以下。
(加热工序)
加热工序为将前述处理液加热的工序。
加热温度为前述处理液相变至各向同性相的温度以上,具体而言,为超过40℃、优选为45~100℃、更优选为60~100℃、特别优选为80~100℃。
通过进行加热工序,可得到溶致液晶性化合物的全部实质熔解在水性溶剂中的处理液。另外,加热处理后的处理液显示出溶致液晶性化合物的分子无序存在的各向同性相。
前述处理液的加热时间没有特别限定,例如,将处理液升温至前述加热温度并保持该状态1分钟以上、优选保持1~60分钟即可。
用于加热前述处理液的加热手段也没有特别限定,可使用加热板、恒温槽、电炉等。
(析出工序)
析出工序为将加热处理后的前述处理液冷却至不足40℃的温度而使析出物析出的工序。
前述处理液的冷却温度为不足40℃、优选为38℃以下、更优选为36℃以下、特别优选为35℃以下。
通过将处理液冷却至这样的温度,杂质会形成比较大的析出物而析出。
处理液的冷却温度的下限没有特别限定,为-20℃以上、优选为-10℃以上。
前述处理液包含溶致液晶性化合物,因此,通过凝固点降低,处理液在0℃以下也不会固体化(冻结)。但是,不足-20℃时,有处理液固体化之虞。
处理液的冷却速度没有特别限定,优选为1~20℃/分钟。为这样的冷却速度时,能够使杂质以析出物的形式析出。
如上所述,通过将加热处理后的处理液保持在不足40℃,杂质成为析出物而析出。该作用虽然不明确,但推定如下。
在水性溶剂中难溶的杂质在前处理工序所得到的处理液中的溶剂中是不溶解的。通过将该处理液在加热工序中加热,杂质会变得在水性溶剂中溶解。此后,通过将处理液冷却,杂质生成为在水性溶剂中不溶的微晶。而且,在冷却过程中杂质会以该杂质的微晶作为核而生长,从而析出比较大的析出物。此外,认为前述比较大的析出物是通过如下方式生成的:在前述杂质的微晶上杂质、芳香族双偶氮化合物进一步凝集,其微晶大幅生长,由此生成。
上述析出物的大小为最大径超过1μm且为3μm以下、优选的是最大径为1.5~3μm。最大径是指,从平面观察析出物时形状的最长部分的长度。例如,析出物为大致球形时,其析出物的最大径相当于直径,析出物为大致椭球形时,其析出物的最大径相当于长径。
析出物的最大径可以将析出物用显微镜放大而测定。
(除去工序)
除去工序为将前述析出物从处理液中除去的工序。
通过进行前述析出工序,能够使比较大的析出物在处理液中析出。该析出物可通过简便的方法从处理液中除去。
作为前述析出物的除去方法,可列举出使用过滤器过滤、使用离心分离机进行固液分离等,这些方法可以单独使用或组合2种方法使用。
过滤器只要是能够使前述处理液通过且可只补充析出物就没有特别限定。上述析出物的最大径超过1μm,因此,优选使用孔径在1μm以下的过滤器,进而,更优选使用孔径在0.5μm以下的过滤器。过滤器的孔径的下限没有特别限定,但若考虑过滤时间等,则优选使用孔径为0.05μm以上的过滤器。
过滤器的材质没有特别限定,可列举出合成树脂、金属、纤维素系、无机化合物等。
可通过在过滤器中通入处理液而将析出物过滤。
离心分离机可使用以往公知的分离机。离心分离条件没有特别限定,例如,以5~15krpm进行1~30分钟、优选以5~15krpm进行5~15分钟。
通过进行离心分离,析出物会沉降。因此,通过将离心分离后的上清液取出,可将析出物从处理液中除去。
[涂布液]
如上所述而得到的液晶性涂布液实质上不包含微晶。通过使用实质上不包含微晶的液晶性涂布液,能够形成光散射小、透明性优异的薄膜。
涂布液中的芳香族双偶氮化合物的浓度没有特别限定,通常为1~50质量%、优选为1~40质量%。
前述浓度范围的涂布液,例如在23℃下显示出良好的液晶相。
进而,前述涂布液中也可以添加聚乙烯醇。通过对包含聚乙烯醇的前述涂布液进行制膜,可得到具有更高偏光度的光学各向异性薄膜。
前述聚乙烯醇的皂化度为97%以上、优选为98%以上。
[光学各向异性薄膜的制造]
上述液晶性涂布液可通过例如溶液流延法来制膜(形成薄膜)。将涂布液制膜而得到的薄膜可作为光学各向异性薄膜利用。
以下,对使用了液晶性涂布液的光学各向异性薄膜的制造方法进行简单的说明。
首先,将涂布液涂覆在适当的展开面上形成涂膜。
展开面用于将涂布液大致均匀地展开。只要适合该目的,展开面的种类就没有特别限定。作为展开面,可列举出例如,聚合物薄膜的表面、玻璃板的表面、金属鼓的表面等。另外,作为聚合物薄膜也可以使用取向薄膜。取向薄膜在其表面中具有取向限制力,因此,可使溶致液晶性化合物确实地取向。
涂布液的涂覆可使用以往公知的涂布机进行。
将液晶相状态的涂布液涂覆在展开面上时,其过程中会在溶致液晶性化合物的超分子缔合体上施加剪切力。因此,可在展开面上形成其超分子缔合体沿着规定方向取向的涂膜。
接着,使上述涂膜固化。使用水性溶剂作为溶剂时,干燥前述涂膜。涂膜的干燥过程中,取向的溶致液晶性化合物被固定。干燥后的涂膜为光学各向异性薄膜。
所得到的光学各向异性薄膜的厚度优选为0.05μm~10μm。
使用在可见光区域具有吸收能的溶致液晶性化合物时,前述光学各向异性薄膜可作为偏光薄膜利用。使用在可见光区域不具有吸收能或吸收能小的溶致液晶性化合物时,前述光学各向异性薄膜可作为相位差薄膜利用。
[光学各向异性薄膜的用途等]
本发明的光学各向异性薄膜可作为例如,液晶显示装置、有机EL显示装置等的图像显示装置的构成部件使用。
前述图像显示装置为液晶显示装置时,其优选的用途为电视、移动设备、摄像机等。
实施例
以下,示出实施例及比较例来进一步说明本发明。但是,本发明不受下述实施例的限定。此外,在实施例及比较例中使用的各分析方法如下。
[液晶相的观察及处理液中的析出物的观察]
在2张载玻片之间夹入少量实施例的处理液等,在室温(23℃)下,使用偏光显微镜进行液晶相的观察。另外,同样地观察析出物并测定其最大径。
作为前述偏光显微镜,使用了备有大型试样加热冷却载物台(JAPAN HIGH TECH CO.,LTD.制造,产品名“10013L”)的偏光显微镜(Olympus Corporation制造,产品名“OPTIPHOT-POL”)。
[组成分析]
使用高效液相色谱(Agilent Technologies,Inc.制造,产品名“HP1100”)进行了处理液所含的固体成分的分析。其柱子使用Inertsil ODS3(5μm)(GL Sciences Inc.制造),流动相使用0.025%Na2PO4水溶液/0.1%TBAB/AN溶液。检测在254nm波长下进行。
[光学各向异性薄膜的观察]
将在实施例等中得到的光学各向异性薄膜的偏光轴与市售的偏光薄膜的偏光轴重合成交叉棱镜,使用偏光显微镜(Olympus Corporation制造,产品名“OPTIPHOT-POL”)观察其光学各向异性薄膜。
[芳香族双偶氮化合物的合成例]
按照上述的文献中记载的方法,通过将4-硝基苯胺与8-氨基-2-萘磺酸进行重氮化及耦合反应,得到单偶氮化合物。按照同样的方法,通过将该单偶氮化合物重氮化,进而使其与1-氨基-8-萘酚-2,4-二磺酸锂盐进行耦合反应,得到粗产物。通过用氯化锂将该粗产物盐析,得到下述结构式(4)所示的芳香族双偶氮化合物。
[化学式6]
[处理液A的制备及组成分析]
使上述式(4)的芳香族双偶氮化合物溶解在离子交换水中,制备浓度20质量%的处理液A。使用聚乙烯吸管来采取少量该处理液A,夹入2张载玻片之间,使用偏光显微镜进行观察。其结果,前述处理液A显示出向列液晶相。
另外,为了研究该处理液A所含的固体成分的组成,将处理液A在高效液相色谱(HPLC)上进行分析。其结果,芳香族双偶氮化合物以面积比计为96%、难溶性成分以面积比计为0.5%。由HPLC的分析,可确认该难溶性成分不是芳香族双偶氮化合物,而是杂质。
[实施例1]
使上述式(4)的芳香族双偶氮化合物溶解在离子交换水中,制备浓度15质量%的处理液B。
一边搅拌一边加热该处理液B至液温成为90℃,保持该状态30分钟。此后,将该处理液B加入到23℃的恒温室中,在其中放置48小时自然冷却。
使用偏光显微镜观察冷却后的处理液B。其结果,在液体中确认到了直径约2μm的析出物。
通过使用孔径0.20μm的针筒式过滤器(ADVANTEC公司制造,产品名“DISMIC 25HP020AN”)过滤包含该析出物的处理液B,将析出物除去。使用偏光显微镜观察该滤液(除去了析出物的处理液B)。其结果,在滤液中不存在析出物且滤液显示出向列液晶相。
进而,与上述处理液A的组成分析同样地使用高效液相色谱(HPLC)分析该滤液。其结果,芳香族双偶氮化合物以面积比计为97%、难溶性成分以面积比计为0.04%。
将上述滤液作为实施例1的涂布液使用。然后,使用棒涂机(Buschman Corporation.制造,产品名“Mayer rot HS5”)在实施了摩擦处理及电晕处理的降冰片烯系聚合物薄膜(ZeonCorporation制造,产品名“ZEONOR”)的表面涂覆前述涂布液。通过将该涂膜在23℃的恒温室内自然干燥,制作光学各向异性薄膜。
用偏光显微镜观察所得到的光学各向异性薄膜,结果没有发现异物。其薄膜的显微镜照片示于图1。
[实施例2]
与实施例1同样地制备处理液B,对其进行加热及冷却。
在冷却后的处理液B中,与实施例1同样地确认到了直径约2μm的析出物。
通过使用离心分离机(TOMY SEIKO CO.,LTD.制造,产品名“微量高速冷却离心机MX-305型”)将包含该析出物的处理液B离心分离,然后取出上清液,将析出物除去。其中,离心分离通过如下方式进行:将液体分在4根每根100ml的离心分离管中,用前述离心分离机以10krpm运转10分钟。
使用偏光显微镜观察该上清液(除去析出物的处理液)。其结果,上清液中不存在析出物且上清液显示出向列液晶相。
进而,与上述处理液A的组成分析同样地使用高效液相色谱(HPLC)分析该上清液。其结果,芳香族双偶氮化合物为97%、难溶性成分为0.1%。
将上述上清液作为实施例2的涂布液使用。与实施例1同样地通过将该涂布液制膜制作光学各向异性薄膜。用偏光显微镜观察所得到的光学各向异性薄膜,结果没有发现异物。其薄膜的显微镜照片示于图1。
[实施例3]
除了将处理液B在23℃下自然冷却48小时换成将处理液B在35℃的恒温室中放置48小时自然冷却以外,与实施例1同样地将处理液B加热及冷却。
冷却后的处理液B中,与实施例1同样地确认到了直径约2μm的析出物。
将包含该析出物的处理液B与实施例1同样地使用孔径0.20μm的针筒式过滤器过滤后,制作光学各向异性薄膜。
用偏光显微镜观察所得到的光学各向异性薄膜,结果没有发现异物。
[比较例1]
与实施例1同样地制备处理液B,将其加热及冷却。
冷却后的处理液B中,与实施例1同样地确认到了直径约2μm的析出物。
将该处理液B作为比较例1的涂布液使用。与实施例1同样地通过将该涂布液制膜制作光学各向异性薄膜。用偏光显微镜观察所得到的光学各向异性薄膜,结果发现了多数的异物。其薄膜的显微镜照片示于图1。
产业上的可利用性
本发明的液晶性涂布液的制造方法可用于实质上不包含微晶的涂布液的制造。该涂布液可作为光学各向异性薄膜的形成材料使用。
Claims (7)
1.一种液晶性涂布液的制造方法,其包括以下工序:
加热工序,将包含溶致液晶性化合物与溶剂的处理液加热;和
析出工序,将所述加热工序后的处理液冷却而析出析出物;和
除去工序,将所述析出物从处理液中除去,其特征在于,
所述溶致液晶性化合物包含杂质,
所述加热工序中,加热至使所述处理液的温度为处理液相变至各向同性相的温度以上,
所述析出工序中,将所述加热工序后的处理液冷却至不足40℃的温度使所述杂质形成析出物而析出。
2.根据权利要求1所述的液晶性涂布液的制造方法,其中,所述杂质在所述溶剂中是难溶的,所述溶致液晶性化合物在所述溶剂中是可溶的。
3.根据权利要求1或2所述的液晶性涂布液的制造方法,其中,在所述析出工序中,析出物以所述杂质的微晶作为核而析出。
4.根据权利要求1或2所述的涂布液的制造方法,其中,所述溶剂为水性溶剂,所述溶致液晶性化合物为下述式(1)所示的芳香族双偶氮系化合物,
Q1表示取代或无取代的芳基;Q2表示取代或无取代的亚芳基;R1独立地表示氢原子、取代或无取代的烷基、取代或无取代的乙酰基、取代或无取代的苯甲酰基、取代或无取代的苯基;M表示抗衡离子;m表示0~2的整数;n表示0~6的整数;m和n中至少有一个不为0且1≤m+n≤6。
5.根据权利要求1或2所述的液晶性涂布液的制造方法,其中,所述除去工序包括使用孔径1μm以下的过滤器过滤所述处理液的工序。
6.根据权利要求1或2所述的液晶性涂布液的制造方法,其中,所述除去工序包括对所述处理液进行离心分离的工序。
7.一种光学各向异性薄膜,其为将通过权利要求1~6中的任一项所述的制造方法得到的液晶性涂布液涂覆在展开面而形成涂膜,通过使该涂膜固化而得到的。
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