CN105392833A - 纤维素酰化物膜、新型化合物、偏振片及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纤维素酰化物膜、新型化合物、偏振片及液晶显示装置。本发明的一方式涉及一种纤维素酰化物膜,其含有作为分子量除以一个分子中所含的下述连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下的化合物,所述化合物具有:选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示且R表示氢原子或取代基的2价连接基团中的至少一个连接基团,及作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的至少一个极性基团;其中,作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的含芳香族杂环基团从上述极性基团中除外。

Description

纤维素酰化物膜、新型化合物、偏振片及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种纤维素酰化物膜、偏振片及液晶显示装置。尤其涉及作为偏振片保护膜而有用的纤维素酰化物膜、以及包含该纤维素酰化物膜的偏振片及具有该偏振片的液晶显示装置。
另外,本发明涉及一种作为纤维素酰化物膜用添加剂而有用的新型化合物。
背景技术
纤维素酰化物膜被广泛用作液晶显示装置等显示装置的光学补偿膜、保护膜、基材膜等。例如专利文献1、2中提出有为了提高这种纤维素酰化物膜的性能而加入添加剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-175971号公报
专利文献2:日本特开2005-272566号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来,以TV用途为中心进行着显示装置的大型化、薄型化,随之,对构成显示装置的纤维素酰化物膜的薄型化的要求高涨。关于这一点,通过本发明人等的研究得知,在薄型化的液晶显示装置中,薄膜的表面硬度尤其影响液晶显示装置的性能。其中,判明辨识者侧的偏振片表面中所使用的保护膜的表面硬度对液晶显示装置的性能带来较大影响。
但是,虽然专利文献1中记载有通过添加该文献中所记载的添加剂,能够提高纤维素酰化物膜的膜整体的强度,但关于表面硬度的提高并没有公开。并且,专利文献2中尚未公开膜的力学特性。
用于解决技术课题的手段
本申请发明的目的在于解决这种现有技术的课题,其目的在于提供一种表面硬度优异的纤维素酰化物膜。
在上述目的下,本发明人等进行了深入研究,其结果新发现如下:通过在纤维素酰化物膜中配合具有特定结构的化合物,能够提高纤维素酰化物膜的表面硬度,能够提供一种具有较高的表面硬度的薄型化的纤维素酰化物膜。针对这一点,本发明人等推测如下:以规定的比例含有后述的连接基团且具有极性基团的化合物通过与纤维素酰化物的酯键或羟基等局部部位或分子链相互作用并减小自由体积,由此有助于提高纤维素酰化物膜的表面硬度。
本发明是基于以上见解而完成的。
本发明的一方式涉及一种纤维素酰化物膜,其含有作为分子量除以一个分子中所含的上述连接基团的个数所得的值即作为U=[(分子量)/(一个分子中所含的上述连接基团的个数)]而求出的当量U为515以下的化合物,
所述化合物具有选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示且R表示氢原子或取代基的2价连接基团中的至少一个连接基团;及作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的至少一个极性基团,
其中,作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的含芳香族杂环基团从上述极性基团中除外。
另外,从上述极性基团中除外的含芳香族杂环基团是指ClogP值为0.85以下的化合物的残基且含有芳香族杂环的基团。芳香族杂环是指在芳香环中含有杂原子的环状结构。作为一例,可以举出三嗪环。
并且,在一方式中,上述由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团或-NH-(C=O)-NR-可含于上述极性基团中。
一方式中,上述化合物含有上述极性基团中的至少一个作为末端取代基。
一方式中,上述极性基团选自氰基、环状酰亚胺基、烷氧基羰基、羟基、烷基氨基羰氧基、烷氧基羰基氨基及烷基氨基羰基氨基。
一方式中,上述化合物为由下述通式A表示的化合物。
通式A
QA-L1-X-C(=O)-NH-L2-QB
[通式A中,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;L1及L2分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团;R1表示氢原子或取代基;QA及QB分别独立地表示取代基,QA及QB中的至少一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团;当X表示-NR-、L1表示单键且QA包含环状结构时,QA中所含的环状结构可以是与-NR-中的R一同形成的环状结构。]
一方式中,由通式A表示的化合物为由下述通式A-1表示的化合物。
通式A-1
(Q1-L11-A-L21)m-Z1
[通式A-1中,L11及L21分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团;R1表示氢原子或取代基;Q1表示取代基,Z1表示m价连接基团,A表示单键、*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L21的键合位置,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;m表示2~6的范围的整数,多个存在的Q1、A、L11及L21可分别相同也可以不同;至少一个A表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,至少一个Q1表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。]
一方式中,通式A-1中,由Z1表示的连接基团为链状或环状的脂肪族基或芳香族基。
一方式中,通式A-1中,L11、L21、Q1及Z1中的至少一个包含环状结构。
一方式中,通式A-1中,由多个存在的Q1中的至少一个表示的上述极性基团具有环状结构。
一方式中,通式A-1中,多个存在的Q1中的至少一个为上述极性基团中所含的末端基团,该末端基团为烷基。
一方式中,通式A-1中,多个存在的Q1中的至少一个为上述极性基团中所含的末端基团,与作为该末端基团的Q1相邻的L11为单键,通过Q1和由*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-表示的A构成上述极性基团。
一方式中,通式A-1中,m为2或3。
一方式中,通式A-1中,多个存在的由(Q1-L11-A-L21)表示的结构单元中的至少一个结构单元中的L21为单键,且在该结构单元中,A表示*-NH-C(=O)-X-且在键合位置*上与Z1键合。
一方式中,上述化合物选自由下述通式A-4表示的化合物及由下述通式A-5表示的化合物。
[化学式1]
通式A-4
[化学式2]
通式A-5
[通式A-4、A-5中,L1a及L1b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同;Q1a及Q1b分别独立地表示氰基、羟基、琥珀酰亚胺基、六氢邻苯二甲酰亚胺基、甲氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷基氨基羰氧基、烷基氨基羰基氨基、烷基、苯基或苄基、或者当相邻的L1a或L1b表示单键且X表示-NR-时,表示与-NR-中的R一同形成的吗啉基;其中,Q1a及Q1b中的至少一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。]
一方式中,上述纤维素酰化物膜中的上述化合物的含量相对于纤维素酰化物100质量份在1~50质量份的范围内。
本发明的另一方式涉及一种具有上述纤维素酰化物膜及起偏器的偏振片。
本发明的另一方式涉及一种具有上述偏振片的液晶显示装置。
一方式中,上述液晶显示装置至少在辨识侧具有上述偏振片。
本发明的另一方式涉及一种化合物,其由下述通式A-6表示,且作为分子量除以一个分子中所含的上述连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下。
[化学式3]
[通式A-6中,Q2a及Q2b分别独立地表示氰基、甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基、2-丙基氨基羰氧基、烷基、苯基或苄基,至少一个表示氰基、甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基或2-丙基氨基羰氧基;L2a及L2b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR1-,R1表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。]
本发明的另一方式涉及一种化合物,其由下述通式A-7表示,且作为分子量除以一个分子中所含的由-X-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下。
[化学式4]
通式A-7
[通式A-7中,Q3a及Q3b中的一个表示氰基、琥珀酰亚胺基或六氢邻苯二甲酰亚胺基,另一个表示烷基、苯基或苄基;L3a及L3b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。]
本发明的另一方式涉及一种化合物,其由下述通式A-8表示,且作为分子量除以一个分子中所含的由-X-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下。
[化学式5]
通式A-8
[通式A-8中,Q4a及Q4b分别独立地表示甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基、2-丙基氨基羰氧基、烷基、苯基或苄基,至少一个表示甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基或2-丙基氨基羰氧基;L4a及L4b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。]
本发明的另一方式涉及一种化合物,其由下述通式A-9表示,且作为分子量除以一个分子中所含的由-X-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下。
通式A-9:
Q100-(L100-A100)m1-Q101
[通式A-9中,L100表示单键、亚烷基、
[化学式6]
中的任意一个,*表示与构成由通式A-9表示的化合物的其他结构的键合位置,多个存在的L100中的一个以上表示单键以外的基团;Q100及Q101分别独立地表示烷基、羟基或氰基;A100表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L100的键合位置,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;m1表示2~6的范围的整数。]
发明效果
根据本发明,能够提供一种表面硬度较高的纤维素酰化物膜。另外,根据本发明,也能够提供一种由光照射引起的薄膜的发黄(光着色性)得到抑制且所添加的化合物的挥发较少的纤维素酰化物膜。通过使用这种纤维素酰化物膜,能够提供具有较高耐久性的高品质的偏振片及包含该偏振片的液晶显示装置。
附图说明
图1是本发明的一方式所涉及的偏振片与液晶显示装置之间的位置关系的一例。
具体实施方式
以下,对本发明进行进一步详细的说明。另外,本发明及本申请说明书中,“~”以将其前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的含义进行使用。本发明及本申请说明书中,烷基等“基团”只要没有特别叙述,则可具有取代基,也可以不具有。另外,在碳原子数受限的基团的情况下,该碳原子数是指包括取代基所具有的碳原子数在内的数。
本发明中,纤维素酰化物膜是指纤维素酰化物含有率相对于薄膜固体成分总量100质量%为50质量%以上的薄膜。上述纤维素酰化物含有率优选为60质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,更进一步优选为85质量%以上。上述纤维素酰化物含有率的上限值例如为99质量%以下,但并没有特别限定。本发明的纤维素酰化物膜可以是两层以上的组成不同的纤维素酰化物膜的层叠膜的方式,也可以是与纤维素酰化物膜以外的薄膜或层的层叠膜的方式。作为构成上述层叠膜的纤维素酰化物以外的薄膜或层,可以举出特定功能特化的各种功能层。作为这种功能层的一例,可以举出后述的硬涂层,但并不限定于此。
本发明的纤维素酰化物膜具有:选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示且R表示氢原子或取代基的2价连接基团中的至少一个连接基团;及作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的至少一个极性基团,且含有作为U=[(分子量)/(一个分子中所含的上述连接基团的个数)]而求出的当量U为515以下的化合物。
关于上述化合物,本发明人等认为,以规定量含于化合物中的上述连接基团与纤维素酰化物的酯键或羟基等局部部位或分子链相互作用并减小自由体积,这会有助于提高纤维素酰化物膜的表面硬度。另外,推测与上述连接基团一同含于化合物中的极性基团提高纤维素酰化物与化合物的相溶性,这会有助于使上述相互作用变得牢固。通过添加这种化合物,如后述的实施例所示,能够提供具有较高表面硬度的纤维素酰化物膜。因此,上述化合物作为纤维素酰化物膜用添加剂有用。另外,如前面所记载,作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的含芳香族杂环基团从上述极性基团中除外。
以下,对上述化合物进行进一步详细的说明。
上述化合物在一个分子中含有一个以上的选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示且R表示氢原子或取代基的2价连接基团中的连接基团。作为由R表示的取代基,可以举出作为取代基组T而后述的取代基。上述连接基团是能够与纤维素酰化物相互作用的基团。并且,上述化合物以作为U=[(分子量)/(一个分子中所含的上述连接基团的个数)]而求出的当量U成为515以下的比例含有该连接基团。当量U的值越小,意味着每一分子的上述连接基团的含有率越高。并且,根据当量U的值为515以下且含有上述极性基团的化合物,能够获得具有较高表面硬度的纤维素酰化物膜。当量U的值优选为450以下,更优选为420以下,进一步优选为300以下。对于下限值并没有特别限定,例如为100以上。
上述化合物在一个分子中含有至少一个选自以上说明的组中的连接基团,优选含有一个以上,更优选含有1~15个,进一步优选含有1~10个,更进一步优选含有2~8个。当含有多个选自上述组中的连接基团时,它们可以全部相同,也可以不同。更进一步优选在一个分子中所含的选自上述组中的连接基团为2~6个。此时,优选的一方式中,上述化合物在一个分子中含有两个由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团。其他优选的一方式中,上述化合物在一个分子中含有一个由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团和一个由-NH-(C=O)-NR-表示的2价连接基团。
当含有多个选自上述组中的连接基团时,这些连接基团可经由其他连接基团而连接。优选在选自上述组中的连接基团之间存在其他连接基团。作为这种连接基团,可以举出后述的通式A-1中的由Z1表示的连接基团或包含由Z1表示的连接基团的基团。从提高纤维素酰化物膜的表面硬度的观点考虑,存在于选自上述组中的连接基团之间的连接基团优选具有链状结构、分支结构或环状结构。更优选为具有链状结构或环状的脂肪族基或芳香族基的连接基团。环状结构可以是碳环也可以是杂环,优选为碳环。更优选为可具有取代基的环己烷环或可具有取代基的苯环,进一步优选为具有取代基的环己烷环或未取代的苯环。
作为上述取代基,可以举出下述取代基组T。并且,只要没有特别记载,则本发明中的取代基是指选自下述取代基组T中的取代基。作为取代为上述环状结构的取代基,可以举出碳原子数1~3的烷基(例如,甲基、乙基、1-丙基、2-丙基(异丙基)等,优选甲基)、碳原子数1~3的烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基等)。
取代基组T:
烷基(优选碳原子数1~20、更优选1~12、尤其优选1~8的烷基,例如可以举出甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、叔丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、环丙基、环戊基、环己基等。)、烯基(碳原子数优选2~20,更优选2~12,尤其优选2~8,例如可以举出乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等。)、炔基(碳原子数优选2~20,更优选2~12,尤其优选2~8,例如可以举出炔丙基、3-戊炔基等。)、芳基(碳原子数优选6~30,更优选6~20,尤其优选6~12,例如可以举出苯基、联苯基、萘基等。)、氨基(碳原子数优选0~20,更优选0~10,尤其优选0~6,例如可以举出氨基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基等。)、烷氧基(碳原子数优选1~20,更优选1~12,尤其优选1~8,例如可以举出甲氧基、乙氧基、丁氧基等。)、芳氧基(碳原子数优选6~20,更优选6~16,尤其优选6~12,例如可以举出苯氧基、2-萘氧基等。)、酰基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出乙酰基、苯甲酰基、甲酰基、新戊酰基等。)、烷氧基羰基(碳原子数优选2~20,更优选2~16,尤其优选2~12,例如可以举出甲氧基羰基、乙氧基羰基等。)、芳氧基羰基(碳原子数优选7~20,更优选7~16,尤其优选7~10,例如可以举出苯氧基羰基等。)、酰氧基(碳原子数优选2~20,更优选2~16,尤其优选2~10,例如可以举出乙酰氧基、苯甲酰氧基等。)、酰氨基(碳原子数优选2~20,更优选2~16,尤其优选2~10,例如可以举出乙酰氨基、苯甲酰氨基等。)、烷氧基羰基氨基(碳原子数优选2~20,更优选2~16,尤其优选2~12,例如可以举出甲氧基羰基氨基等。)、芳氧基羰基氨基(碳原子数优选7~20,更优选7~16,尤其优选7~12,例如可以举出苯氧基羰基氨基等。)、磺酰氨基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出甲磺酰氨基、苯磺酰氨基等。)、氨磺酰基(碳原子数优选0~20,更优选0~16,尤其优选0~12,例如可以举出氨磺酰基、甲基氨磺酰基、二甲基氨磺酰基、苯基氨磺酰基等。)、氨甲酰基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出氨甲酰基、甲基氨甲酰基、二甲基氨甲酰基、苯基氨甲酰基等。)、烷硫基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出甲硫基、乙硫基等。)、芳硫基(碳原子数优选6~20,更优选6~16,尤其优选6~12,例如可以举出苯硫基等。)、磺酰基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出甲磺酰基、甲苯磺酰基等。)、亚磺酰基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出甲亚磺酰基、苯亚磺酰基等。)、氨基甲酸酯基、脲基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如脲基、甲基脲基、苯基脲基等。)、磷酸酰胺基(碳原子数优选1~20,更优选1~16,尤其优选1~12,例如可以举出二乙基磷酸酰胺基、苯基磷酸酰胺基等。)、羟基、巯基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、氧肟酸基、亚磺基、肼基、酰亚胺基、杂环基(碳原子数优选1~30,更优选1~12,作为杂原子,例如可以举出氮原子、氧原子、硫原子,具体而言,例如可以举出咪唑基、吡啶基、喹啉基、呋喃基、哌啶基、吗啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基等。)、以及甲硅烷基(碳原子数优选3~40,更优选3~30,尤其优选3~24,例如可以举出三甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等)。
这些取代基可进一步被取代。并且,当具有两个以上的取代基时,可相同也可以不同。并且,在可能的情况下,可相互连接而形成环。
然而,虽然上述专利文献1中记载有用于提高薄膜的韧性的添加剂,但本发明人等对专利文献1中所记载的添加剂进行了研究,结果得知由于在275nm以上存在吸收,因此随着持续进行光照射,会发生薄膜的发黄(以下,作为光着色性)。鉴于这一点,用作纤维素酰化物膜用添加剂的化合物优选不引发薄膜的光着色性。从这一点考虑,一方式中,上述化合物优选为添加了该化合物的纤维素酰化物膜的光着色性较低的化合物。本发明人等认为,选自上述组中的连接基团和与构成化合物的其他结构连接的连接基团的结构会影响光着色性。选自上述组中的连接基团通过氮原子或氧原子而与构成化合物的其他结构连接。从抑制光着色性的观点考虑,优选该连接基团为亚烷基。亚烷基的详细内容如后面对通式A的由L1、L2表示的亚烷基叙述那样。并且,从抑制光着色性的观点考虑,选自上述组中的连接基团优选氮原子或氧原子不与芳香族环直接连接。并且,进一步优选在同一芳香族环上不直接连接两个以上的选自上述组中的连接基团。通过设为这种结构,能够抑制分子内的共轭结构的扩张,因此能够得到更加良好的光着色性抑制效果。
上述化合物含有选自以上说明的组中的连接基团、以及极性基团。在此,极性基团是指ClogP值为0.85以下的化合物的残基。在此,ClogP中的P表示正辛醇-水系中的分配系数,能够使用正辛醇和水进行测定,这些分配系数也能够通过使用ClogP值推算程序(编入DaylightChemicalInformationSystemsInc.的PCModels中的CLOGP程序)来求出推算值。ClogP值是作为化合物而计算出的值。为了进行该计算,不是将求出ClogP的对象的残基作为自由基或离子,而是作为完整的分子进行输入。例如,关于残基B1、B2,作为包含氢原子的B1-H、B2-H部分来进行确定。即使是实际不存在的结构的化合物,也能够作为可通过计算化学的方法或经验性的方法估算的值而求出ClogP值。
上述化合物在一个分子中含有至少一个作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的极性基团。通过含有这种极性基团,上述化合物与乙酸纤维素的相互作用变得牢固,认为这会有助于提高所得到的纤维素酰化物膜的表面硬度。若考虑与纤维素酰化物的相溶性,则一个分子中所含的上述极性基团的数量优选为1~3个,更优选为两个或3个。当在上述化合物中含有多个极性基团时,至少一个极性基团优选作为末端取代基而存在。或者,可以在-NR-C(=O)-NH-的由R表示的基团的取代基中含有极性基团。当R中含有氰基时,优选氰基经由亚烷基(例如碳原子数1~3的亚烷基)与构成-NR-的氮原子键合。
上述ClogP值优选为0.50以下,更优选为0.30以下,进一步优选为0以下。并且,从与纤维素酰化物的相溶性的观点考虑,极性基团的ClogP值更优选为-5.0以上。具体而言,可以举出氰基、环状或链状的酰亚胺基(例如,邻苯二甲酰亚胺基、琥珀酰亚胺基、六氢邻苯二甲酰亚胺基等)、硝基、羟基、磺酰胺基、碳酰胺基、羧基、氨基、由-(NR)n1-(C=O)-OR(其中,R表示氢原子或取代基,两个R可分别相同也可以不同,n1表示0或1)表示的一价取代基、氨基羰氧基(-O-(C=O)-NRR,其中,R表示氢原子或取代基,两个R可分别相同也可以不同)、氨基羰基氨基(-NR-(C=O)-NRR,其中,R表示氢原子或取代基,多个存在的R可分别相同也可以不同)。优选为氰基、酰亚胺基、烷氧基羰基(-(C=O)-OR100,其中,R100表示烷基)、羟基、烷基氨基羰氧基(-O-(C=O)-NR-R100,其中,R表示氢原子或取代基,R100表示烷基)、烷氧基羰基氨基(-NR-(C=O)-OR100(其中,R表示氢原子或取代基,R100表示烷基)、烷基氨基羰基氨基(-NR-(C=O)-NR-R100,其中,R表示氢原子或取代基,两个R可分别相同也可以不同,R100表示烷基)。
作为上述酰亚胺基,优选环状酰亚胺基。作为环状酰亚胺基,优选琥珀酰亚胺基、邻苯二甲酰亚胺基、六氢邻苯二甲酰亚胺基。
并且,由R100表示的烷基优选碳原子数1~3的烷基。关于烷基氨基羰氧基,更优选R100为甲基且R为氢原子的甲基氨基羰氧基。作为烷氧基羰基,优选R100为碳原子数1~3的烷基的烷氧基羰基,更优选R100为甲基的甲氧基羰基。作为烷氧基羰基氨基,优选R100为碳原子数1~3的烷基的烷氧基羰基氨基,更优选R100为甲基的甲氧基羰基氨基。作为烷基氨基羰基氨基,优选R100为碳原子数1~3的烷基的烷基氨基羰基氨基,更优选R100为甲基的甲基氨基羰基氨基。
一方式中,当上述化合物具有选自烷基氨基羰氧基及烷基氨基羰基氨基中的极性基团作为一个末端取代基时,其他的末端取代基优选不包含环状酰亚胺基中所含的环状结构以外的环状结构。
并且,从提高所得到的纤维素酰化物膜的表面硬度的观点考虑,优选上述化合物含有至少一个环状结构。从提高硬度的观点考虑,优选环状结构含于如前面所说明那样在选自上述组中的连接基团之间存在的连接基团中的方式、作为末端取代基而存在的方式。另外,当作为末端取代基的一个而含有极性基团中时,也优选在其他的末端取代基中包含环状结构。作为其他的优选方式,可以举出包含环状结构的连接基团存在于选自上述由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示的2价连接基团中的两个连接基团之间的方式。在这种方式中,优选上述极性基团不含环状结构。
或者,也优选上述极性基团具有环状结构。作为具有环状结构的极性基团,如上所述,优选环状酰亚胺基。优选环状的极性基团作为末端取代基而存在。
另一方面,作为不相当于上述极性基团的环状基团,可优选举出碳原子数为6~30的环状的脂肪族基或芳香族基。不相当于上述极性基团的末端环状基团可以是稠环,但优选单环。具体而言,可以举出脂肪族环(环己烷环等)、芳香族碳环(苯环、萘环等)、杂环(吗啉环、哌啶环、哌嗪环等)等,优选芳香族碳环。具体而言,优选碳原子数为6~30(更优选6~20,进一步优选6~10)的芳基,尤其优选苯环。即,不相当于上述极性基团的末端环状基团优选为苯基。上述苯基可以被取代也可以未取代,优选未取代。
另外,作为不相当于上述极性基团的环状基团,还可以举出与由-NH-(C=O)-NR-表示的2价连接基团的由R表示的取代基形成的环状基团(含氮杂环基)。作为如此形成的含氮杂环基,优选含氮6元杂环基,更优选吗啉基。上述含氮杂环基可具有取代基,也可以未取代。优选为未取代的含氮杂环基。作为取代为含氮杂环基的取代基,可以举出上述取代基组T中所例示的取代基。
另一方面,关于连接基团中所含的环状结构,如对后述的通式A-1中所含的Z1记载那样。
然而,虽然上述专利文献2中记载有用于提高薄膜的厚度方向的延迟(Rth)的添加剂,但当将薄膜薄型化时,有可能因挥发而产生薄膜的白化。因此,从提供具有较高透明性的纤维素酰化物膜的观点考虑,用作纤维素酰化物膜用添加剂的化合物优选挥发性较低。关于这一点,一方式中,上述化合物可显示出低挥发性。从更进一步降低挥发的观点考虑,上述化合物的分子量优选为230以上,更优选为250以上,进一步优选为300以上,更进一步优选为350以上。并且,也优选在纤维素酰化物膜中混合结构不同的上述化合物中的两种以上。一方式中,从降低挥发性的观点考虑,优选如此混合两种以上的上述化合物。另一方面,为了防止雾度的上升,优选使用与纤维素酰化物相溶性良好的化合物作为纤维素酰化物膜用添加剂。从这一点考虑,上述化合物的分子量优选为2000以下,更优选为1500以下。
另外,当上述化合物为多聚体时,分子量是指重均分子量。本发明中的平均分子量是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)并以聚苯乙烯换算而测定的平均分子量。作为具体的测定条件的一例,可以举出以下测定条件。后述的实施例中所示的平均分子量是在下述测定条件下测定的值。
GPC装置:HLC-8320(TOSOHCORPORATION制):
柱:同时使用TSKgelSuperHZM-H、TSKgelSuperHZ4000、TSKgelSuperHZ2000(TOSOHCORPORATION制,4.6mmID(内径)×15.0cm)
洗脱液:四氢呋喃(THF)
以上说明的化合物的优选方式为由下述通式A表示的化合物。
通式A
QA-L1-X-C(=O)-NH-L2-QB
通式A中,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基。L1及L2分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团。R1表示氢原子或取代基。QA及QB分别独立地表示取代基,QA及QB中的至少一个表示上述极性基团或上述取代基中所含的末端基团。当X表示-NR-、L1表示单键且QA包含环状结构时,QA中所含的环状结构可以是与-NR-中的R一同形成的环状结构。
通式A中,X表示-O-或-NR-。R表示氢原子或取代基,作为取代基可以举出选自上述取代基组T中的取代基。在这些之中,作为取代基,优选可被取代的烷基、芳基,更优选被作为极性基团的氰基取代的烷基。通式A中,含有一个以上的选自上述组中的连接基团、详细而言由-NH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NH-或-NH-C(=O)-NR-、-NR-C(=O)-NH-表示的2价连接基团即可。关于选自上述组中的连接基团的数量,如前面所记载。并且,化合物中所存在的选自上述组中的连接基团可全部相同也可以不同。
QA及QB分别独立地表示取代基,QA及QB中的至少一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。极性基团的详细内容如前面所记载。一方式中,当QA及QB中的一个表示上述极性基团或含有上述极性基团时,优选另一个为具有环状结构的取代基。其详细内容如前面所记载。
L1及L2分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团。作为由L1、L2表示或L1、L2中所含的亚烷基,优选碳原子数1~20的亚烷基,更优选碳原子数1~15的亚烷基。亚烷基可以是直链状、分枝状、环状中的任意一种。作为亚烷基的具体例,可以举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚环己基、2,2'-亚甲基双(亚环己基)、六氢苯二甲基等。亚烷基可具有取代基。作为亚烷基可具有的取代基,可以举出下述取代基组T。在这些之中,作为具有亚烷基的取代基,优选烷基、酰基、芳基、烷氧基、羰基。并且,作为直链状或分支状亚烷基,更优选碳原子数1~8的亚烷基,进一步优选碳原子数1~3的亚烷基,更进一步优选亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基。作为环状亚烷基,更优选碳原子数3~15的亚烷基,进一步优选碳原子数5~10的亚烷基。作为亚环己基,优选具有取代基的亚环己基,更优选烷基取代亚环己基。作为优选的烷基取代亚环己基,可例示出下述结构的基团。下述中,*表示与构成由通式A表示的化合物的其他结构的键合位置。
[化学式7]
并且,作为烷基取代亚环己基的优选的一例,还可以举出以下所示的六氢苯二甲基。
[化学式8]
作为由L1、L2表示或L1、L2中所含的亚芳基,优选碳原子数5~20的亚芳基,更优选碳原子数5~15的亚芳基,进一步优选碳原子数5~12的亚芳基。作为亚芳基的具体例,可以举出亚苯基、亚二甲苯基、亚联苯基、亚萘基、2,2'-亚甲基双苯基等。亚芳基可具有取代基。作为亚芳基可具有的取代基,可以举出下述取代基组T。在这些之中,作为亚芳基所具有的取代基,优选烷基、酰基、芳基、烷氧基、羰基。作为更优选的亚芳基,可以举出亚二甲苯基、四甲基亚二甲苯基。
当L1、L2表示亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团时,优选为亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团。并且,由L1、L2表示的基团优选主链部分的碳原子数在1~10的范围内,更优选在1~5的范围内。
作为由L1、L2表示的基团的具体的优选例,可以举出亚烷基及由下述通式(2A)~(2E)表示的结构。
通式(2A)-{(CR21R22)ja-O-(C=O)}jb-*
通式(2B)-{(CR21R22)ja-O}jb-*
通式(2C)-{(CR21R22)ja-(C=O)-O-}jb-*
通式(2D)-{(CR21R22)ja-NR1(C=O)-O}jb-*
通式(2E)-{(CR21R22)ja-O-(C=O)-NR1-}jb-*
通式(2A)~(2E)中,*表示与构成由QA或QB表示的取代基的键合位置,R21、R22分别独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烷基,ja、jb分别独立地表示1以上的整数,优选为1~3的范围的整数,当存在多个R21、R22时,多个R21、R22可分别相同也可以不同。
通式(2A)~(2E)中,当包含两个以上的由-(CR21R22)-表示的结构时,优选R21及R22全部是氢原子或者R21或R22中的至少一个为烷基。
-NR1-中的R1表示氢原子或取代基,作为取代基,可以举出烷基、烯基、芳基、酰基,优选氢原子或碳原子数1~8的烷基、碳原子数2~8的烯基、碳原子数2~8的炔基、碳原子数6~18的芳基(例如,苯环及萘环的基团),更优选为氢原子或碳原子数1~4的烷基。
并且,也优选QA为由下述通式(a)表示的一价取代基或该一价取代基的一个以上经由连接基团与L1键合的取代基。
通式(a)
*-L1-X1-C(=O)-X2-L2-QB
或者,也优选QB为由下述通式(b)表示的一价取代基或该一价取代基的一个以上经由连接基团与L2键合的取代基。
通式(b)
QA-L1-X1-C(=O)-X2-L2-*
上述通式(a)、(b)中,*为与构成由通式A表示的化合物的其他结构的键合位置,QA、QB、L1、L2的含义分别与通式A相同,X1及X2中的一个表示-NH-,另一个表示-O-或-NR-,R的含义与通式A相同。作为上述连接基团,可以举出对通式A-1中的Z1记载的基团。
即,优选由通式A表示的化合物在一个分子中具有两个以上的由
*-L1-X-C(=O)-NH-L2-*
表示的结构。上述中,*表示与构成由通式A表示的化合物的其他结构的键合位置,X、L1及L2的含义分别与通式A相同。
如上所述,通式A中,当X表示-NR-、L1表示单键且QA包含环状结构时,QA中所含的环状结构可以是与-NR-中的R一同形成的环状结构。由通式A表示的化合物具有上述环状结构的方式可由下述通式A-a表示。
[化学式9]
通式A-a
通式A-a中,G表示与连接的氮原子一同形成环状结构的原子组,L2、QB的定义分别与通式A相同。
由G形成的环状结构(含氮杂环)为取代或未取代的含氮杂环,优选为取代或未取代的含氮6元杂环,更优选为取代或未取代的吗啉基。如上所述,上述含氮杂环优选未取代。由通式A表示的化合物具有未取代吗啉基的方式可由下述通式A-a1表示。
[化学式10]
通式A-a1
通式A-a1中,L2、QB的含义分别与通式A相同。
作为由通式A表示的化合物的上述优选的方式,可以举出由下述通式A-1表示的化合物。
通式A-1
(Q1-L11-A-L21)m-Z1
通式A-1中,L11及L21分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团。R1表示氢原子或取代基。Q1表示取代基,Z1表示m价连接基团,A表示单键、*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L21的键合位置,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基。m表示2~6的范围的整数,多个存在的Q1、A、L11及L21可分别相同也可以不同。其中,至少一个A表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-。并且,至少一个Q1表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。
另外,如前面对通式A所说明,当A表示*-NH-C(=O)-X-、X表示-NR-、L11表示单键且Q1包含环状结构时,Q1中所含的环状结构可以是与-NR-中的R一同形成的环状结构。
L11、L21的含义分别独立地与通式A中的L1、L2相同,优选的方式等的详细内容也相同。
Q1表示取代基,优选表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。关于优选的极性基团,如前面所记载。
并且,优选m个Q1中的任意一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团,一方式中,优选均表示上述极性基团、或者一个表示上述极性基团且另一个表示上述极性基团中所含的末端基团、或者均表示上述极性基团中所含的末端基团,更优选m个Q1中所含的极性基团均为作为优选的极性基团而记载的上述极性基团。并且,另一方式中,更优选m个Q1中的任意一个表示上述极性基团或表示上述极性基团中所含的末端基团,其他的Q1表示包含环状结构的取代基,更优选极性基团为作为优选的极性基团而记载的上述极性基团。上述包含环状结构的取代基的详细内容如前面所记载。
并且,当Q1表示上述极性基团中所含的末端基团时,一方式中,该末端基团优选为烷基。
并且,当Q1表示上述极性基团中所含的末端基团时,也优选通过这种末端基团Q1和选自上述组中的连接基团A构成极性基团。此时,L11表示单键,Q1与A直接连接。
也优选由通式A-1表示的化合物在分子中包含环状结构。一方式中,优选Q1及Z1中的至少一个包含环状结构,优选至少在Z1中包含环状结构。关于Z1中可含的环状结构,如后述。关于Q1中可含的环状结构,如前面所记载。或者,另一方式中,优选在Q1及Z1中不含环状结构而在L11、L21中的一个或两个中包含环状结构。
即,通式A-1中,优选在L11、L21、Q1及Z1中的至少一个中包含环状结构。
A表示单键、*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-。其中,多个存在的A中的至少一个表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-。X的含义与通式A中的X相同。即,多个存在的A中的至少一个表示选自上述组中的连接基团。另外,通式A-1中,m表示2~6的范围的整数,因此在由通式A-1表示的化合物中存在多个(m个)由(Q1-L11-A-L21)表示的结构单元。多个存在的由(Q1-L11-A-L21)表示的结构单元中的至少一个中,当L21为单键且A表示选自上述组中的连接基团时,由A表示的连接基团直接与Z1键合。此时,优选A表示*-NH-C(=O)-X-且在键合位置*上与Z1键合。关于选自上述组中的连接基团的详细内容,如前述所记载。
Z1表示m价连接基团。m为2~6的范围的整数,因此Z1为2~6价连接基团。优选为2~3价连接基团,进一步优选为2价连接基团。作为Z1,优选为含有直链、分支或环状的脂肪族基及芳香族基中的至少一个的基团,更优选为含有链状或环状的脂肪族基及芳香族基中的至少一个的基团。
Z1可以仅由直链、分支或环状的脂肪族基及芳香族基中的至少一个构成,也优选这些基团与氧原子、直链或分支的亚烷基中的一个以上的组合。作为Z1而含有的脂肪族基优选为饱和脂肪族基。
通过设为含有分支或环状的脂肪族基及芳香族基中的至少一种的基团,成为刚性结构,具有提高硬度的倾向。构成Z1的碳原子数优选3~20,更优选4~15。
Z1可具有取代基,作为取代基的具体例,可以举出上述取代基组T。当Z1含有环状的脂肪族基时,优选环状的脂肪族基具有取代基。另一方面,当Z1含有芳香族基时,优选芳香族基不具有取代基。
具体而言,Z1优选为以下所例示的连接基团。另外,*表示键合于L21(当L21表示单键时,直接键合于A)的位置。
[化学式11]
[化学式12]
一方式中,Z1优选包含环状结构,更优选为含有环状的脂肪族基及芳香族基的至少一种的基团。作为Z1中所含的环状结构,优选可具有取代基的环己烷环及可具有取代基的苯环、或它们经由连接基团(优选碳原子数1~3的亚烷基)键合的基团。更优选为可具有取代基的亚环己基或可具有取代基的亚苯基、或可具有取代基的亚二甲苯基。作为Z1中所含的环状结构,更进一步优选为碳原子数1~3的烷基、具有选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示的2价连接基中的一个以上作为取代基的环己烷环、或碳原子数1~3的烷基、具有选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示的2价连接基团中的一个以上作为取代基的苯环。这种方式中,也优选在由通式A-1表示的化合物的两个末端基团的一个或两个中包含环状结构,也优选不包含环状结构。
并且,其他方式中,Z1优选为直链脂肪族基,更优选为亚烷基,更优选Z1为亚烷基且由通式A-1表示的化合物的两个末端基团中的至少一个不包含环状结构,进一步优选Z1为亚烷基且由通式A-1表示的化合物的两个末端基团均不包含环状结构。
作为由通式A-1表示的化合物的优选方式,可以举出由下述通式A-2表示的化合物。
[化学式13]
通式A-2
通式A-2中,Q2表示取代基,L31及L41分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团。R1表示氢原子或取代基。A表示单键、*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L41的键合位置。R11表示碳原子数1~3的烷基。当a表示0~10的范围的整数且a为1以上时,多个存在的R11可相互相同也可以不同。m1表示2或3,多个存在的Q2、L31、L41及A可分别相同也可以不同。其中,至少一个A表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-。多个存在的Q2中的至少一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。当A表示*-NH-C(=O)-X-、X表示-NR-、L31表示单键且Q2包含环状结构时,Q2中所含的环状结构可以是与-NR-中的R一同形成的环状结构。
Q2表示取代基,多个存在的Q2中的至少一个表示上述极性基团。Q2的含义与通式A-1中的Q1相同,优选的范围也相同。
L31、L41的含义分别独立地与通式A-1中的L11、L21相同,优选的范围也相同。
R11表示碳原子数1~3的烷基,可以举出甲基、乙基、1-丙基、2-丙基等。R11优选为甲基。
m1表示2或3,优选2。a表示0~10的整数,优选0~5,更优选0~3,进一步优选1~3。
作为通式(A-2)中的环己烷环中的2个或3个侧链的键合位置的具体例,可以举出下述。
下述的*为键合于
[化学式14]
的位置。
[化学式15]
作为由通式A-1表示的化合物的优选方式,还可以举出由下述通式(A-3)表示的化合物。
[化学式16]
通式A-3
通式A-3中,Q3表示取代基,L51及L61分别独立地表示单键、或亚烷基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团。R1表示氢原子或取代基。A表示单键、*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L61的键合位置。R12表示碳原子数1~3的烷基,b表示0~5的范围的整数。当b为1以上的整数时,多个存在的R12可相互相同也可以不同。m2表示2或3,多个存在的Q3、L51、L61及A可分别相同也可以不同。其中,多个存在的A中的至少一个表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,多个存在的Q3中的至少一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。
Q3表示取代基,多个存在的Q3中的至少一个含有上述极性基团。Q3的含义与通式A-1中的Q1相同,优选的范围也相同。
L51、L61的含义分别独立地与通式A-1中的L11、L21相同,优选的范围也相同。
R12表示碳原子数1~3的烷基,可以举出甲基、乙基、1-丙基、2-丙基等。R12优选为甲基。
m2表示2或3,优选2。b表示0~5的整数,更优选0~3,尤其优选0。
作为通式A-3中的苯环中的2个或3个侧链的键合位置的具体例,可以举出下述。
下述的*为键合于
[化学式17]
的位置。
[化学式18]
作为由通式A-2表示的化合物的优选方式,可以举出由下述通式A-4表示的化合物,作为由通式A-3表示的化合物的优选方式,可以举出由下述通式A-5表示的化合物。
[化学式19]
通式A-4
[化学式20]
通式(A-5)
通式A-4、A-5中,L1a及L1b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团。X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基。多个存在的X可相同也可以不同。Q1a及Q1b分别独立地表示氰基、羟基、琥珀酰亚胺基、六氢邻苯二甲酰亚胺基、甲氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷基氨基羰氧基、烷基氨基羰基氨基、烷基、苯基、或苄基、或者当相邻的L1a或L1b表示单键且X表示-NR-时,表示与-NR-中的R一同形成的吗啉基。其中,Q1a及Q1b中的至少一个表示上述极性基团或上述极性基团中所含的末端基团。
L1a及L1b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团。关于亚烷基,如前面对通式A的L1、L2中所含的亚烷基所记载。并且,由L1a、L1b表示的基团的主链部分的碳原子数优选在1~10的范围内,更优选在1~5的范围内。
Q1a及Q1b分别独立地表示氰基、羟基、琥珀酰亚胺基、六氢邻苯二甲酰亚胺基、甲氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷基氨基羰氧基、烷基氨基羰基氨基、烷基、苯基或苄基、或上述吗啉基。其中,至少一个表示上述极性基团或者表示上述极性基团中所含的末端基团。作为Q1a、Q1b的优选组合,可以举出下述组合。(组合1)氰基·氰基
(组合2)琥珀酰亚胺基·琥珀酰亚胺基
(组合3)六氢邻苯二甲酰亚胺基·六氢邻苯二甲酰亚胺基
(组合4)氰基·苯基
(组合5)甲氧基羰基·苯基
(组合6)羟基·羟基
(组合7)吗啉基·氰基
(组合8)烷氧基羰基氨基·烷氧基羰基氨基
(组合9)烷氧基羰基氨基·氨基羰氧基
(组合10)烷氧基羰基氨基·烷基
(组合11)氨基羰氧基·烷基
X的含义与通式A-1中的X相同,优选的范围也相同。
作为由通式A-4表示的化合物的优选方式的例子,可以举出由下述通式A-6表示的化合物,作为由通式A-5表示的化合物的优选方式的例子,可以举出由下述通式A-7表示的化合物及由下述通式A-8表示的化合物。
[化学式21]
通式A-6
通式A-6中,Q2a及Q2b分别独立地表示氰基、甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基、2-丙基氨基羰氧基、烷基、苯基或苄基,至少一个表示氰基、甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基或2-丙基氨基羰氧基。优选Q2a及Q2b均表示氰基。L2a及L2b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团。X表示-O-或-NR1-,R1表示氢原子或取代基。多个存在的X可相同也可以不同。
[化学式22]
通式A-7
通式A-7中,Q3a及Q3b中的一个表示氰基、琥珀酰亚胺基或六氢邻苯二甲酰亚胺基,另一个表示烷基、苯基或苄基。
优选的一方式中,Q3a及Q3b中的一个表示氰基,另一个表示苯基。
并且,另一方式中,优选由通式A-7表示的化合物的Q3a及Q3b均不含氰基。例如,当Q3a及Q3b中的一个为氰基取代烷基时,优选另一个为琥珀酰亚胺基或六氢邻苯二甲酰亚胺基。并且,当Q3a及Q3b中的一个为氰基时,优选另一个为苯基或苄基。
上述烷基在一方式中为未取代烷基,另一方式中为取代烷基。作为取代烷基,例如可以举出苯甲酰基烷基等芳基羰基烷基、苯氧基烷基等芳氧基烷基等。
L3a及L3b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团。X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。
[化学式23]
通式A-8
通式A-8中,Q4a及Q4b分别独立地表示甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基、2-丙基氨基羰氧基烷基、苯基或苄基,至少一个表示甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基或2-丙基氨基羰氧基。L4a及L4b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团。X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基。多个存在的X可相同也可以不同。
通式A-6、A-7、A-8中的L2a、L2b、L3a、L3b、L4a、L4b的含义分别与通式A-4、A-5中的L1a、L1b相同,优选的范围也相同。
通式A-6、A-7、A-8中的X的含义与通式A-1中的X相同,优选的范围也相同。
并且,作为由通式A-1表示的化合物的优选方式的例子,还可以举出由下述通式A-9表示的化合物。
通式A-9:
Q100-(L100-A100)m1-Q101
通式A-9中,L100表示单键、亚烷基、
[化学式24]
中的任意一个,*表示与构成由通式A-9表示的化合物的其他结构的键合位置。多个存在的L100中的一个以上表示单键以外的基团。Q100及Q101分别独立地表示烷基、羟基或氰基。A100表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L100的键合位置。X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基。m1表示2~6的范围的整数。
多个存在的L100及A100可分别相同也可以不同。
关于通式A-9中的由L100表示的亚烷基,如前面对由通式A的L1、L2表示的亚烷基所记载。
通式A-9中的由Q100、Q101表示的烷基优选碳原子数1~3的烷基。
通式A-9中的X的含义与通式A-1中的X相同,优选的范围也相同。
以上说明的化合物的作为U=[(分子量)/(选自一个分子中所含的由NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示且R表示氢原子或取代基的2价连接基团中的连接基团的个数)]而求出的当量U为515以下。关于当量U的优选范围,如前面所记载。
以下,例示出上述化合物中优选在本发明中使用的化合物,但本发明并不限定于这些。
[化学式25]
[表1]
化合物序号 A B 化合物序号 A B
2-1-A *-OCH2CH2OPh *-N(CH3)CH2COOCH3 2-1-B *-N(CH3)CH2COOCH3 *-OCH2CH2OPh
2-2-A *-OCH2CH2OPh *-N(CH2CH2CN)2 2-2-B *-N(CH2CH2CN)2 *-OCH2CH2OPh
2-3-A *-OCH2CH2OPh *-N(CH2CN)2 2-3-B *-N(CH2CN)2 *-OCH2CH2OPh
2-4-A *-OCH2CH2CN *-N(CH2CH2CN)2 2-4-B *-N(CH2CH2CN)2 *-OCH2CH2CN
2-5-A *-OCH2CH2CN *-N(CH2CN)2 2-5-B *-N(CH2CN)2 *-OCH2CH2CN
2-6-A *-OCH2CH2OPh *-OCH2CH2CN 2-6-B *-OCH2CH2CN *-OCH2CH2OPh
(表中,Ph=苯基,*:键合位置)
[化学式26-1]
[化学式26-2]
[化学式27]
[化学式28]
[化学式29]
(例示化合物6-1~6-6中,-C3H6-为-CH(CH3)-CH2―或-CH2―CH(CH3)-。)
上述化合物能够通过已知的方法进行制造。例如,能够通过醇或胺向烷基或芳基异氰酸酯的加成反应等来得到。
当进行醇或胺向烷基或芳基异氰酸酯的加成反应时,也优选使用催化剂,作为催化剂,可以使用胺类、锌、锡等金属有机酸盐或金属螯合化合物、锌、锡、铋等有机金属化合物等以往公知的氨基甲酸酯化催化剂。作为氨基甲酸酯化催化剂,例如优选使用二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡等。
另外,在合成上述化合物时,若同时使用用于导入由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团的成分和用于导入由-NH-(C=O)-NR-表示的2价连接基团的成分,则有时会得到仅含有上述两种连接基团中的一种的结构(所谓的对称结构)和含有两种的结构(所谓的非对称结构)。并且,作为非对称结构,有时会得到所含的上述连接基团的数量分别不同的化合物的混合物。本发明中,也可以以对称结构化合物与非对称结构化合物的混合物或所含的上述连接基团的数量分别不同的化合物的混合物的状态,使用于纤维素酰化物膜的制造中。或者,也可以利用公知的方法由混合物提取目标结构的化合物并作为单品进行使用。
为了合成上述化合物,可优选使用多元异氰酸酯(二异氰酸酯、三异氰酸酯等)与一元醇的组合、多元醇与一元异氰酸酯的组合、多元异氰酸酯(二异氰酸酯、三异氰酸酯等)与一元胺的组合、多元胺与一元异氰酸酯的组合、以及氨基醇与一元异氰酸酯的组合中的任何一种。
作为多元异氰酸酯成分的例子,可以举出亚乙基二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、p·p’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯、以及间苯二亚甲基二异氰酸酯等,但并不限定于这些。在这些之中,从抑制光着色的观点考虑,优选脂肪族二异氰酸酯、共轭体系被切断的间苯二亚甲基二异氰酸酯。
作为一元异氰酸酯成分的例子,可以举出苯基异氰酸酯、苄基异氰酸酯、丁基异氰酸酯等,但并不限定于这些。
作为多元醇的例子,可以举出乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、丙三醇等。
作为一元醇的例子,可以举出氰乙醇、2-羟基乙基琥珀酰亚胺、2-羟基乙基邻苯二甲酰亚胺等。并且,作为醇成分,也优选包含芳香环,可以举出苄醇、苯乙醇、苯氧乙醇等。
作为多元胺的例子,可以举出乙二胺、二甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷等。
作为一元胺的例子,可以举出亚氨基二乙腈、亚氨基二丙腈、甘氨酸、N-甲基甘氨酸等。并且,也可以使用苄胺、环己胺、吗啉、哌啶等。
作为氨基醇的例子,可以举出2-氨基乙醇、1-氨基-2-丙醇等。
上述化合物整体的亲水性的程度可作为ClogP值而进行表示。关于ClogP如上所述。作为上述化合物的ClogP,优选-1.0~12.0,更优选0.0~10.0,进一步优选1.0~8.0。
并且,上述化合物的熔点优选为-50~250℃,更优选为-30~200℃。通过设在这种范围内,具有更加有效地发挥本发明的效果的倾向。
作为熔点的测定方法并没有特别限制,可以从公知方法中适当选择,例如可以举出使用微量熔点测定装置等进行测定的方法。
(纤维素酰化物)
纤维素酰化物的取代度是指在纤维素的结构单元((β)1,4-糖苷键合的葡萄糖)中存在的、3个羟基被酰化的比例。取代度(酰化度)能够通过测定纤维素的每单位结构单元质量的键合脂肪酸量来计算。本发明中,纤维素体的取代度能够通过将纤维素体溶解于被重氢取代的二甲基亚砜等溶剂中测定13C-NMR光谱并由酰基中的羰基碳的峰值强度比求出来计算。能够在将纤维素酰化物的残存羟基取代为与纤维素酰化物本身所具有的酰基不同的其他酰基之后通过13C-NMR测定来求出。关于测定方法的详细内容,在手塚他(Carbohydrate.Res.,273(1995)83-91)中有记载。
本发明中所使用的纤维素酰化物的取代度优选为1.5以上且3.0以下,更优选为2.00~2.97,进一步优选为2.50以上且小于2.97,尤其优选为2.70~2.95。
并且,在仅使用乙酰基作为纤维素酰化物的酰基的乙酸纤维素中,在基于上述化合物的表面硬度改善效果较大的方面考虑,取代度优选为2.0以上且3.0以下,更优选为2.3~3.0,进一步优选为2.60~3.0,更进一步优选为2.6~2.97,尤其优选为2.70~2.95。
作为本发明中可使用的纤维素酰化物的酰基,尤其优选乙酰基、丙酰基、丁酰基,更尤其优选乙酰基。
由两种以上的酰基构成的混合脂肪酸酯在本发明中也优选用作纤维素酰化物。此时,作为酰基,也优选乙酰基及碳原子数为3~4的酰基。并且,当使用混合脂肪酸酯时,含有乙酰基作为酰基时的取代度优选小于2.5,进一步优选小于1.9。另一方面,含有碳原子数为3~4的酰基时的取代度优选为0.1~1.5,更优选为0.2~1.2,尤其优选为0.5~1.1。
本发明中,可同时使用、混合使用取代基和/或取代度不同的两种纤维素酰化物,可通过后述的共流延法等形成由不同的纤维素酰化物构成的多层所构成的薄膜。
另外,日本特开2008-20896号公报的段落0023~0038中所记载的具有脂肪酸酰基和取代或未取代的芳香族酰基的混合酸酯也可优选使用于本发明中。
本发明中所使用的纤维素酰化物优选具有250~800的质量平均聚合度,进一步优选具有300~600的质量平均聚合度。并且,本发明中所使用的纤维素酰化物优选具有40000~230000的数均分子量,进一步优选具有60000~230000的数均分子量,最优选具有75000~200000的数均分子量。
本发明中所使用的纤维素酰化物能够使用酸酐或酰氯作为酰化剂来合成。当上述酰化剂为酸酐时,作为反应溶剂,可以使用有机酸(例如,乙酸)或二氯甲烷。并且,作为催化剂,可以使用如硫酸之类的质子性催化剂。当酰化剂为酰氯时,作为催化剂,可以使用碱性化合物。在工业上最一般的合成方法中,将纤维素用含有与乙酰基及其他酰基对应的有机酸(乙酸、丙酸、丁酸)或它们的酸酐(乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐)的混合有机酸成分进行酯化来合成纤维素酰化物。
上述方法中,如棉短绒或木材纸浆之类的纤维素大多在用如乙酸之类的有机酸进行活性化处理之后,在硫酸催化剂的存在下,使用如上所述的有机酸成分的混合液进行酯化。有机酸酐成分相对于纤维素中所存在的羟基的量一般以过量进行使用。在该酯化处理中,除了进行酯化反应以外,还进行纤维素主链(β)1,4-糖苷键)的水解反应(解聚反应)。若进行主链的水解反应,则纤维素酰化物的聚合度下降,所制造的纤维素酰化物膜的物性下降。因此,如反应温度之类的反应条件优选考虑所得到的纤维素酯的聚合度、分子量来确定。
添加量
由通式A表示的化合物的添加量并没有特别限定,相对于纤维素酰化物100质量份优选为1~50质量份,更优选为2~30质量份,进一步优选为2~20质量份,尤其优选为4~15质量份。另外,上述化合物可添加两种以上。添加两种以上时,添加量的具体例及优选的范围也与上述相同。
本发明的纤维素酰化物膜除了纤维素酰化物及上述化合物以外,还可以含有其他添加剂。作为这些添加剂,可例示出公知的增塑剂、有机酸、染料、聚合物、延迟调整剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、去光剂等。它们的记载可参考日本特开2012-155287号公报的段落号0062~0097的记载,这些内容引入本申请说明书中。它们的合计配合量优选为纤维素酰化物的50质量%以下,更优选为30质量%以下。
<纤维素酰化物膜的制造方法>
本发明的纤维素酰化物膜的制造方法并没有特别限定,优选通过熔融制膜法或溶液制膜法(溶液流延法)进行制造,更优选基于溶液制膜法(溶液流延法)的制造。关于利用溶液流延法的纤维素酰化物膜的制造例,可参考美国专利第2,336,310号、美国专利第2,367,603号、美国专利第2,492,078号、美国专利第2,492,977号、美国专利第2,492,978号、美国专利第2,607,704号、美国专利第2,739,069号及美国专利第2,739,070号的各说明书、英国专利第640731号及英国专利第736892号的各说明书、以及日本特公昭45-4554号、日本特公昭49-5614号、日本特开昭60-176834号、日本特开昭60-203430号及日本特开昭62-115035号等各公报。并且,纤维素酰化物膜可实施拉伸处理。关于拉伸处理的方法及条件,例如可参考日本特开昭62-115035号、日本特开平4-152125号、日本特开平4-284211号、日本特开平4-298310号、日本特开平11-48271号等各公报。
(流延方法)
作为溶液的流延方法,将所制备的浓液从加压模均匀地挤出到金属支撑体上的方法、利用以刀片对暂时流延到金属支撑体上的浓液调节膜厚的刮刀片的方法、利用以反转的辊进行调节的反向辊涂布机的方法等,优选利用加压模的方法。加压模有衣架型和T模型等,均可以优选使用。并且,除了在此举出的方法以外,还可以利用以往已知的将纤维素酰化物溶液流延制膜的各种方法来实施,通过考虑所使用的溶剂的沸点等的差异来设定各条件,由此能够与现有方法同样地进行流延制膜。
·共流延
纤维素酰化物膜的形成中,优选利用共流延法、逐次流延法、涂布法等层叠流延法,尤其利用同时共流延法从稳定制造及降低生产成本的观点考虑尤其优选。
当通过共流延法及逐次流延法进行制造时,首先制备各层用乙酸纤维素溶液(浓液)。共流延法(分层同时流延)是一种如下流延法:在流延用支撑体(带或滚筒)上,从将各层(可以是3层或其以上)各自的流延用浓液从另一狭缝等同时挤出的流延用模头挤出浓液,使其在各层上同时流延,在适当的时期从支撑体剥取并进行干燥,从而成型出薄膜。使用共流延模头,能够使表层用浓液和芯层用浓液3层同时向流延用支撑体上挤出并流延。
逐次流延法是一种如下流延法:在流延用支撑体上,首先从流延用模头挤出第1层用流延用浓液并使其流延,经干燥或不经干燥,在其上从流延用模头挤出第2层用流延用浓液并使其流延,以此为要点,根据需要将浓液逐次流延并层叠至第3层以上,在适当的时期从支撑体剥取并进行干燥,从而成型出纤维素酰化物膜。涂布法是一种如下方法:一般通过溶液制膜法将芯层成型为薄膜状,并制备涂布于表层的涂布液,使用适当的涂布机对芯层的每一面或两面同时涂布涂布液并进行干燥,从而成型出层叠结构的纤维素酰化物膜。
通过使上述化合物含于这些层中的任意一层以上或所有的层,能够得到具有较高表面硬度的纤维素酰化物膜。
(拉伸处理)
纤维素酰化物膜的制造方法中,优选包含制膜后进行拉伸的工序。纤维素酰化物膜的拉伸方向优选为纤维素酰化物膜传送方向(MD方向)和与传送方向正交的方向(TD方向)中的任意一个,但从其后继续进行的使用该纤维素酰化物膜的偏振片加工工艺的观点考虑,尤其优选为与纤维素酰化物膜传送方向正交的方向(TD方向)。
沿TD方向拉伸的方法例如记载于日本特开昭62-115035号、日本特开平4-152125号、日本特开平4-284211号、日本特开平4-298310号、日本特开平11-48271号等各公报中。当为MD方向的拉伸时,例如若调节纤维素酰化物膜的传送辊的速度而使纤维素酰化物膜的卷取速度快于纤维素酰化物膜的剥取速度,则纤维素酰化物膜被拉伸。当为TD方向的拉伸时,利用拉幅机保持纤维素酰化物膜的宽度的同时进行传送,并缓慢扩展拉幅机的宽度,由此也能够拉伸纤维素酰化物膜。还可以在纤维素酰化物膜的干燥后,使用拉伸机进行拉伸(优选使用长拉伸机的单轴拉伸)。
当将纤维素酰化物膜用作起偏器的保护膜时,为了抑制将偏振片倾斜观察时的漏光,需要将起偏器的透射轴和纤维素酰化物膜的面内的慢轴平行地配置。连续制造的卷膜状起偏器的透射轴一般与卷膜的宽度方向平行,因此为了连续贴合由上述卷膜状起偏器和卷膜状纤维素酰化物膜构成的保护膜,卷膜状保护膜的面内慢轴需要与纤维素酰化物膜的宽度方向平行。因此,优选在TD方向上更多地进行拉伸。并且,拉伸处理可以在制膜工序的中途进行,也可以对制膜而卷取的卷状膜进行拉伸处理。
TD方向的拉伸优选为5~100%的拉伸,更优选进行5~80%的拉伸,尤其优选进行5~40%的拉伸。另外,未拉伸是指拉伸为0%。拉伸处理可以在制膜工序的中途进行,也可以对制膜而卷取的卷状膜进行拉伸处理。在前者的情况下,可以以含残留溶剂量的状态进行拉伸,可以优选在残留溶剂量=(残存挥发成分质量/加热处理后薄膜质量)×100%为0.05~50%的状态下进行拉伸。尤其优选在残留溶剂量为0.05~5%的状态下进行5~80%的拉伸。
通过对含有上述化合物的纤维素酰化物膜实施拉伸处理,能够进一步提高薄膜的表面硬度。
<纤维素酰化物膜的物性>
表面硬度:
本发明的纤维素酰化物膜通过含有上述化合物,能够具有较高表面硬度。纤维素酰化物膜的表面硬度能够通过由通式A表示的化合物的种类或含量进行调整。作为纤维素酰化物膜的表面硬度的指标,可利用努氏硬度。努氏硬度能够通过后述的实施例所示的方法进行测定。
弹性模量:
纤维素酰化物膜显示出实用上充分的弹性模量。弹性模量的范围并没有特别限定,从制造适性及操作性的观点考虑,优选为1.0~6.0GPa,更优选为2.0~5.0GPa。上述化合物通过添加于纤维素酰化物膜中而具有使纤维素酰化物膜疏水化来提高弹性模量的作用,这一点也是本发明中的优点。
光弹性系数:
纤维素酰化物膜的光弹性系数的绝对值优选为8.0×10-12m2/N以下,更优选为6×10-12m2/N以下,进一步优选为5×10-12m2/N以下。通过将纤维素酰化物膜的光弹性系数设为较小,当将本发明的纤维素酰化物膜作为偏振片保护膜而组装于液晶显示装置时,能够抑制高温高湿下的不均的产生。只要没有特别断定,光弹性系数通过以下方法测定并计算。
光弹性模量的下限值并没有特别限定,实际上为0.1×10-12m2/N以上。
作为弹性系数的测定,将纤维素酰化物膜以3.5cm×12cm切出,利用椭圆偏振计(M150,JASCOCorporation)测定无载荷、250g、500g、1000g、1500g的各载荷下的Re,并根据相对于应力的Re变化直线倾斜度进行计算,由此测定光弹性系数。
含水率:
纤维素酰化物膜的含水率能够通过测定一定温湿度下的平衡含水率来进行评价。平衡含水率是利用Karl-Fischer法测定在上述温湿度下放置24小时之后达到平衡的试样的水分量并将水分量(g)除以试样质量(g)而计算出的。
纤维素酰化物膜在25℃、相对湿度80%下的含水率优选5质量%以下,更优选4质量%以下,进一步优选小于3质量%。通过将纤维素酰化物膜的含水率设为较小,当将本发明的纤维素酰化物膜作为偏振片保护膜组而组装于液晶显示装置时,能够使高温高湿下的液晶显示装置的显示不均难以发生。含水率的下限值并没有特别限定,实际上为0.1质量%以上。
透湿度:
纤维素酰化物膜的透湿度能够通过按照JISZ0208的透湿度试验(杯式法),在温度40℃、相对湿度90%RH的气氛中,测定在24小时内通过试样的水蒸汽的质量,并换算为试样面积每1m2的值来进行评价。
纤维素酰化物膜的透湿度优选为500~2000g/m2·day,更优选为900~1300g/m2·day,尤其优选为1000~1200g/m2·day。
雾度:
纤维素酰化物膜的雾度优选为1%以下,更优选为0.7%以下,尤其优选为0.5%以下。通过将雾度设为上述上限值以下,具有纤维素酰化物膜的透明性变得更高、更容易用作光学膜的优点。只要没有特别断定,雾度通过下述方法测定并计算。雾度的下限值并没有特别限定,实际上为0.001%以上。
在25℃、相对湿度60%的环境下,使用雾度计(HGM-2DP,Suga试验机),按照JISK7136对纤维素酰化物膜40mm×80mm进行测定。
膜厚:
纤维素酰化物膜的平均膜厚可根据用途适当确定,例如为10~100μm。从提高制作料片状薄膜时的操作性的观点考虑,纤维素酰化物膜的平均膜厚优选为15μm以上,更优选为20μm以上。并且,从容易应对湿度变化且容易维持光学特性的观点考虑,优选为100μm以下,更优选为80μm以下,进一步优选为70μm以下。
并且,当纤维素酰化物膜具有3层以上的层叠结构时,芯层的膜厚优选3~70μm,更优选5~60μm,表皮层A及表皮层B的膜厚均更优选为0.5~20μm,尤其优选为0.5~10μm,最优选为0.5~3μm。芯层是指3层结构中位于中心部的层,表皮层是指3层结构中位于外侧的层。
宽度:
纤维素酰化物膜的宽度优选为700~3000mm,更优选为1000~2800mm,尤其优选为1300~2500mm。
(皂化处理)
上述纤维素酰化物膜通过进行碱皂化处理而赋予与如聚乙烯醇那样的起偏器的材料的粘附性,能够用作偏振片保护膜。
关于皂化的方法,可利用日本特开2007-86748号公报的段落0211和段落0212中所记载的方法。
例如,对纤维素酰化物膜的碱皂化处理优选以将薄膜表面浸渍于碱溶液中之后用酸性溶液进行中和并进行水洗后干燥的周期进行。作为上述碱溶液,可以举出氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液,氢氧化离子的浓度优选在0.1~5.0mol/L的范围内,进一步优选在0.5~4.0mol/L的范围内。碱溶液温度优选在室温~90℃的范围内,进一步优选在40~70℃的范围内。
也可以代替碱皂化处理而实施如日本特开平6-94915号公报、日本特开平6-118232号公报中所记载的易粘接加工。
[偏振片]
本发明的偏振片具有上述纤维素酰化物膜及起偏器。
一方式中,本发明的纤维素酰化物膜作为保护膜而包含于偏振片中。该方式所涉及的偏振片包含起偏器及保护其两面的两片偏振片保护膜(透明膜),作为至少一个偏振片保护膜而具有本发明的纤维素酰化物膜。
本发明的纤维素酰化物膜尤其优选用作上侧偏振片10的辨识侧的保护膜。图1是表示本发明的偏振片与液晶显示装置之间的位置关系的一方式的一例,1表示本发明的纤维素酰化物膜,2表示起偏器,3表示相位差膜,4表示液晶单元。并且,图1的上侧成为辨识侧。
如图1所例示,作为未使用本发明的纤维素酰化物膜的一侧的偏振片保护膜,优选使用相位差膜3,作为这种相位差膜,可例示出在纤维素酰化物膜中配合各种添加剂或进行拉伸而显现所希望的相位差的相位差膜、以及在支撑体的表面具有由液晶组合物构成的光学各向异性层的相位差膜。具体而言,可参考日本特开2008-262161号公报的记载,这些内容引入本申请说明书中。
并且,作为起偏器,例如可以使用将聚乙烯醇薄膜浸渍于碘溶液中并进行拉伸而得到的起偏器等。当使用将聚乙烯醇薄膜浸渍于碘溶液中并进行拉伸而得到的起偏器时,能够使用粘接剂将本发明的纤维素酰化物膜的表面处理面直接贴合于起偏器的至少一面。作为上述粘接剂,可以使用聚乙烯醇或聚乙烯醇缩醛(例如,聚乙烯醇缩丁醛)的水溶液、乙烯系聚合物(例如,聚丙烯酸丁酯)的乳胶、通过活性能量射线的照射或加热而固化的含有环氧化合物的固化性粘接剂组合物。尤其优选的粘接剂为完全皂化聚乙烯醇的水溶液。
将本发明中的偏振片保护膜贴合于上述起偏器的方法中,优选以起偏器的透射轴与上述偏振片保护膜的慢轴正交、平行、或以45°的方式进行贴合。慢轴的测定可以利用公知的各种方法进行测定,例如可以使用双折射计(KOBRADH,OjiScientificInstruments,Co.,Ltd.制)来进行。在此,本发明中,就关于角度的记载而言,视为包含本发明所属的技术领域中所容许的误差的范围。例如,是指从关于平行、正交的严格的角度在小于±10°的范围内,与严格的角度的误差优选5°以下,更优选3°以下。
关于起偏器的透射轴与偏振片保护膜的慢轴的平行是指偏振片保护膜的主折射率nx的方向与偏振片的透射轴的方向以±10°的角度交叉。该角度优选5°以内,更优选3°以内,进一步优选1°以内,最优选0.5°以内。
并且,关于起偏器的透射轴与偏振片保护膜的慢轴的正交是指偏振片保护膜的主折射率nx的方向与起偏器的透射轴的方向以90°±10°的角度交叉。该角度优选90°±5°,更优选90°±3°,进一步优选90°±1°,最优选90°±0.5°。若偏离为1°以内,则偏振片正交尼科耳下的偏振度性能不易下降,难以产生漏光,因此优选。
<偏振片的功能化>
本发明的偏振片在不脱离本发明的宗旨的范围内也可以优选用作与具有用于提高显示器的可见性的防反射膜、亮度强化膜、以及硬涂层、前方散射层、防眩(unti-glare)层等功能层的光学膜复合而得到的功能化偏振片。它们的详细内容可参考日本特开2012-082235号公报的段落0229~0242、段落0249~0250、日本特开2012-215812公报的段落0086~0103的记载,这些内容引人本申请说明书中。
<硬涂层>
根据需要设置于纤维素酰化物膜上的硬涂层为用于对本发明的偏振片赋予硬度和耐划伤性的层。例如,通过将涂布组合物涂布于纤维素酰化物膜上并进行固化,能够在纤维素酰化物膜上形成硬涂层。通过在硬涂层中加入填料或添加剂,还能够对硬涂层本身赋予机械、电、光学物理性能及疏水/疏油性等化学性能。硬涂层的厚度优选在0.1~6μm的范围内,进一步优选在3~6μm的范围内。通过具有这种范围的较薄的硬涂层,能够得到包含脆性和卷曲抑制等物性的改善、轻量化及制造成本的降低得到实现的硬涂层的偏振片。
硬涂层优选通过使固化性组合物固化来形成。固化性组合物优选制备成液态的涂布组合物。涂布组合物的一例含有基质形成粘合剂用单体或低聚物、聚合物类及有机溶剂。通过涂布该涂布组合物之后进行固化,由此能够形成硬涂层。固化中可以利用交联反应或聚合反应。它们的详细内容可参考日本特开2012-215812号公报的段落0088~0101的记载,这些内容引入本申请说明书中。
如后述的实施例中所使用那样,硬涂层的形成中尤其合适的固化性组合物为含有(甲基)丙烯酸酯系化合物的组合物。
固化性组合物优选制备成涂布液。该涂布液能够通过将上述成分溶解和/或分散于有机溶剂中而进行制备。
(硬涂层的性质)
形成于纤维素酰化物膜上的硬涂层优选具有与纤维素酰化物膜的较高的粘附性。使用上述合适的固化性组合物而形成于含有上述化合物的纤维素酰化物膜上的硬涂层能够通过该固化性组合物与上述化合物相结合而显示出与纤维素酰化物膜的较高的粘附性。本发明的偏振片通过具有这种纤维素酰化物膜和硬涂层,即使经光照射等也能够维持纤维素酰化物膜与硬涂层的粘附性,因此能够显示出优异的光耐久性。
硬涂层优选耐刮伤性优异。具体而言,当实施成为耐刮伤性的指标的铅笔硬度试验时,优选实现3H以上。
<液晶显示装置>
本发明的液晶显示装置包含至少一片本发明的偏振片。液晶显示装置的详细内容可以参考日本特开2012-082235号公报的段落0251~0260的记载,这些内容引入本申请说明书中。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨,则可以适当地进行变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。
所有的合成化合物的鉴定通过使用1H-NMR(300MHz)、MALDI-TOF-MS(Matrix-AssistedLaserDesorption/IonizationTimeofFlightMassSpectrometry)及LC/MS(LiquidChromatography/MassSpectrometry)中的一个以上来进行。并且,熔点通过使用微量熔点测定装置(YanacoNewScienceInc.制,MP-500D)来进行测定。
以下所记载的化合物序号为前面示出的例示化合物的序号。
<合成例1>
(化合物1-9的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的2L的三口烧瓶中量取107g(1.5mol)的氰乙醇、200mg的二乙酸正二丁基锡及750mL的乙酸乙酯,并在冰冷下,将167g(0.75mol)的异佛尔酮二异氰酸酯的100mL乙酸乙酯溶液经30分钟滴加到三口烧瓶中。其后,在50℃下反应4小时。浓缩反应混合物,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷)进行提纯而得到作为白色固体的化合物1-9189g(收率70%)。
MALDI-TOF-MS:M+Na;387
<合成例2>
(化合物2-2-A与2-2-B的混合物的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取44.4g(0.20mol)的异佛尔酮二异氰酸酯及150mL的THF,并在室温下,在10℃以下滴加24.6g(0.25mol)的亚氨基二丙腈的50mLTHF溶液。其后,在60℃下搅拌4小时之后,在室温下滴加10mg的二乙酸正二丁基锡及27.6g(0.20mol)的苯氧乙醇,进一步在60℃下反应4小时。反应结束后,浓缩溶剂,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到玻璃状固体的化合物2-2-A与2-2-B的混合物34g(收率35%)。
MALDI-TOF-MSM+Na:507
<合成例3>
将化合物1-9的合成中的氰乙醇改变为N-(2-羟乙基)琥珀酰亚胺、N-(2-羟乙基)六氢邻苯二甲酰亚胺、亚氨基二丙腈、亚氨基二乙腈,除此以外,与合成例1同样地进行而合成化合物1-16、1-14、1-3、1-6。
<合成例4>
将化合物1-9的合成中的异佛尔酮二异氰酸酯改变为苯二亚甲基二异氰酸酯,除此以外,与合成例1同样地进行而合成化合物1-7。
<合成例5>
将化合物2-2-A与2-2-B的混合物的合成中的亚氨基二丙腈改变为亚氨基二乙腈、甲基甘氨酸,除此以外,与合成例2同样地进行而合成化合物2-3-A与2-3-B的混合物及化合物3-7。
<合成例6>
适当改变成为原料的二异氰酸酯、醇、胺,除此以外,与上述合成例1~5中的任意一个同样地进行而还合成化合物1-11、化合物2-5-A与2-5-B的混合物、化合物2-6-A与2-6-B的混合物、化合物3-1、化合物3-9、化合物3-13、化合物3-20、化合物3-21、化合物3-22。
<合成例7>
(化合物4-1-A的合成)
[化学式30]
(Et:乙基)
向带有机械搅拌器、温度计、滴液漏斗的三口烧瓶中量取79.5g(1.06mol)的1-氨基-2-丙醇、80.3g(0.79mol)的三乙胺、700ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加50g(0.53mol)的氯甲酸甲酯与50ml的乙酸乙酯的混合溶液。搅拌30分钟之后,添加400ml的水和75ml的浓盐酸,进行分液之后,添加200ml的水,再次进行分液。用硫酸钠对有机层进行脱水处理、过滤,并进行溶剂浓缩而得到化合物4-1-A52.9g(收率75%)。
(化合物4-1的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取21.3g(0.11mol)的间苯二亚甲基二异氰酸酯、0.36g的二月桂酸二丁基锡、115ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加18.1g(0.14mol)的化合物4-1-A。在室温下搅拌3小时之后,添加2.9g的甲醇并搅拌4小时。
反应结束后,过滤析出的白色固体,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到作为白色固体的化合物4-126.3g(收率66%)。1H-NMR(CDCl3)δ1.2(d,J=7.5Hz,3H)、3.5-3.2(br,2H)、3.6(s,3H)、3.7(s,3H)、4.4(m,4H)、5.1-4.8(br,4H)、7.2(m,3H)、7.3(m,1H)
LC/MS(ESI(+)):376.4[M+Na]
(化合物4-2的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取30.1g(0.23mol)的化合物4-1-A、0.36g的二月桂酸二丁基锡、115ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加21.3g(0.11mol)的间苯二亚甲基二异氰酸酯。在室温下搅拌4小时之后,添加2.0g的甲醇并搅拌1小时。
反应结束后,过滤析出的白色固体,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到作为白色固体的化合物4-246.5g(收率93%)。
1H-NMR(CDCl3)δ1.2(d,J=7.5Hz,6H)、3.5-3.2(br,4H)、3.6(s,6H)、4.3(m,4H)、5.1-4.9(br,4H)、7.2(m,3H)、7.3(m,1H)
LC/MS(ESI(+)):355.3[M+H]
<合成例8>
(化合物4-3的合成)
将化合物4-1-A的合成中的1-氨基-2-丙醇改变为1-氨基乙醇,除此以外,与合成例7中的化合物4-1的合成同样地进行而合成化合物4-3。
(化合物4-4的合成)
将化合物4-1-A的合成中的1-氨基-2-丙醇改变为1-氨基乙醇,除此以外,与合成例7中的化合物4-2的合成同样地进行而合成化合物4-4。
<合成例9>
(化合物4-5-A的合成)
[化学式31]
(Me:甲基)
向带有机械搅拌器、温度计、滴液漏斗的三口烧瓶中量取51.0g(0.50mol)的碳酸丙烯酯,在室温下一边搅拌一边滴加61ml(0.60mol)的甲胺[40%甲醇溶液]。在室温下搅拌3小时之后,为了去除过量的甲胺而进行减压浓缩,得到作为无色液体的化合物4-5-A65.9g(收率99%)。
(化合物4-5的合成)
将化合物4-1的合成中的原料化合物4-1-A改变为化合物4-5-A,除此以外,与合成例7同样地进行而合成化合物4-5。
(化合物4-6的合成)
将化合物4-2的合成中的原料化合物4-1-A改变为化合物4-5-A,除此以外,与合成例7同样地进行而合成化合物4-6(收率64%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.2(m,6H)、2.6(s,6H)、4.0(m,4H)、4.1(d,J=6.3Hz,4H)、4.8(m、2H)、7.0(s,1H)、7.1(m,4H)、7.2(m,1H)、7.8-7.7(br,2H)
LC/MS(ESI(+)):477.4[M+Na]
<合成例10>
(化合物4-7的合成)
将化合物4-5-A的合成中的甲胺改变为乙胺,除此以外,与合成例9的化合物4-5的合成同样地进行而合成化合物4-7。
(化合物4-8的合成)
将化合物4-5-A的合成中的甲胺改变为乙胺,除此以外,与合成例9的化合物4-6的合成同样地进行而合成化合物4-8。
(化合物4-9的合成)
将化合物4-5-A的合成中的甲胺改变为异丙胺,除此以外,与合成例9的化合物4-5的合成同样地进行而合成化合物4-9。
(化合物4-10)
将化合物4-5-A的合成中的甲胺改变为异丙胺,除此以外,与合成例9的化合物4-6的合成同样地进行而合成化合物4-10。
(化合物4-12-B的合成)
[化学式32]
向带有机械搅拌器、温度计、滴液漏斗的三口烧瓶中量取50.0g(0.32mol)的cis-1,2-环己烷二羧酸酐、330mL的甲苯,并滴加19.8g(0.32mol)的2-氨基乙醇。在130℃下搅拌3小时之后,冷却至室温。添加200mL的乙酸乙酯和200mL的1规定盐酸,进行分液之后,再添加1L的水和0.5L的饱和食盐水,再次进行分液。用硫酸钠对有机层进行脱水处理、过滤,并进行溶剂浓缩而得到化合物4-12-B62.9g(收率98%)。
<合成例11>
(化合物4-11的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取21.3g(0.11mol)的间苯二亚甲基二异氰酸酯、0.36g的二月桂酸二丁基锡、115ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加18.6g(0.14mol)的化合物4-5-A。在室温下搅拌3小时之后,添加7.8g(0.11mol)的氰乙醇并搅拌4小时。
反应结束后,过滤析出的白色固体,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到作为白色固体的化合物4-1129.3g(收率68%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.2(m,3H)、2.6(s,3H)、2.8(m,2H)、4.2-4.0(m,8H)、4.8(m,1H)、7.1-7.0(m,4H)、7.3-7.2(m,2H)、7.8-7.7(br,1H)
(化合物4-12的合成)
将化合物4-11的合成中的氰乙醇改变为化合物4-12-B,除此以外,同样地进行而合成化合物4-12。
<合成例12>
(化合物5-1的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取49.8g(0.22mol)的异佛尔酮二异氰酸酯、0.71g的二月桂酸二丁基锡、225ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加35.8g(0.27mol)的化合物4-1-A。在45℃下搅拌3小时之后,添加5.7g的甲醇并搅拌4小时。反应结束后,浓缩反应混合物,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到作为玻璃状固体的化合物5-126.9g(收率31%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.1-0.8(br,16H)、1.5-1.3(br,2H)、2.7(m,2H)、3.1(m,2H)、3.5(br,7H)、4.6(Hex,J=6.3Hz,1H)、7.2-6.7(br,3H)
LC/MS(ESI(+)):410.4[M+Na]
(化合物5-2的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取58.2g(0.44mol)的化合物4-1-A、0.36g的二月桂酸二丁基锡、115ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加49.8g(0.22mol)的异佛尔酮二异氰酸酯。在60℃下搅拌6小时之后,添加2.0g的甲醇并搅拌1小时。
反应结束后,浓缩反应混合物,并通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到作为玻璃状固体的化合物5-297.5g(收率89%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.1-0.8(br,19H)、1.5-1.3(br,2H)、2.7(m,2H)、3.1(m,4H)、3.5(br,7H)、4.6(Hex,J=6.3Hz,2H)、7.2-6.7(br,4H)
LC/MS(ESI(+)):489.4[M+H]
<合成例13>
将化合物5-1、5-2的合成中的1-氨基-2-丙醇改变为1-氨基乙醇,除此以外,与合成例12同样地进行而合成化合物5-3、5-4。
<合成例14>
(化合物5-5的合成)
将化合物5-1的合成中的化合物4-1-A改变为化合物4-5-A,除此以外,与合成例12同样地进行而合成化合物5-5。
(化合物5-6的合成)
将化合物5-2的合成中的化合物4-1-A改变为化合物4-5-A,除此以外,与合成例12同样地进行而合成化合物5-6。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.2-0.8(br,19H)、1.5-1.4(br,2H)、2.5(m,6H)、2.8-2.6(br,2H)、3.7-3.5(br,1H)、4.0-3.9(br,4H)、4.9-4.7(br,2H)、7.3-6.8(br,4H)
LC/MS(ESI(+)):511.4[M+Na]
<合成例15>
将化合物4-5-A的合成中的甲胺改变为乙胺、异丙胺,除此以外,与合成例14同样地进行而合成化合物5-7、5-8、5-9、5-10。
<合成例16>
(化合物5-11的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取24.5g(0.11mol)的异佛尔酮二异氰酸酯、0.36g的二月桂酸二丁基锡、115ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加18.6g(0.14mol)的化合物4-5-A。在室温下搅拌3小时之后,添加7.8g(0.11mol)的氰乙醇并搅拌4小时。
反应结束后,通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷/甲醇)进行提纯而得到化合物5-1130.5g(收率65%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.2-0.8(br,16H)、1.5-1.4(br,2H)、2.5(m,3H)、2.8-2.6(m,4H)、3.7-3.6(br,1H)、4.1-3.9(m,4H)、4.9-4.7(br,1H)、7.3-6.8(br,3H)
(化合物5-12的合成)
将化合物5-11的合成中的氰乙醇改变为化合物4-12-B,除此以外,同样地进行而合成化合物5-12。
<合成例17>
(化合物6-1的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取88.9g(0.40mol)的异佛尔酮二异氰酸酯、1.3g的二月桂酸二丁基锡、500ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加15.4g(0.48mol)的甲醇与30mL的乙酸乙酯的混合溶液。在0℃下搅拌1.5小时之后,升温至60℃,添加6.1g(0.08mol)的1,2-丙二醇与30mL的乙酸乙酯的混合溶液并搅拌4小时。反应结束后,通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷)进行提纯而得到作为玻璃状固体的化合物6-112.5g(收率10%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.2-0.8(br,33H)、1.7-1.3(br,5H)、2.7(m,3H)、3.7-3.4(br,8H)、4.0(m,1H)、4.8(s,1H)、7.2-6.8(br,4H)
<合成例18>
将化合物6-1的合成中的异佛尔酮二异氰酸酯改变为间苯二亚甲基二异氰酸酯,除此以外,与合成例17同样地进行而合成化合物6-2(收率14%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.2-1.0(br,3H)、3.5(s,6H)、4.2-4.0(br,10H)、4.9(m,1H)、7.3-7.1(br,8H)、7.8-7.6(m,4H)
<合成例19>
将化合物6-1的合成中的异佛尔酮二异氰酸酯、甲醇改变为间苯二亚甲基二异氰酸酯、2-氰乙醇,除此以外,与合成例17同样地进行而合成化合物6-3(收率5%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.3-1.0(br,3H)、2.8(t,4H)、4.3-4.0(br,19H)、4.9(m,1H)、7.3-7.1(br,8H)、8.0-7.6(br,4H)
<合成例20>
(化合物6-4-A的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取114.1g(1.50mol)的1,2-丙二醇、0.9mL(1.5mmol)的二月桂酸二丁基锡、500ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加56.5g(0.30mol)的间苯二亚甲基二异氰酸酯与100mL的乙酸乙酯的混合溶液。在0℃下搅拌1.5小时之后,放置于室温(25℃)下,恢复至室温。
用200mL的水清洗反应液之后,用200mL的水和100mL的饱和食盐水清洗两次。用硫酸镁对其进行干燥,并进行浓缩而得到作为无色液体的化合物6-4-A83.5g(收率82%)。
(化合物6-4的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取56.5g(0.30mol)的间苯二亚甲基二异氰酸酯、0.9mL(1.5mmol)的二月桂酸二丁基锡、300ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加11.5g(0.36mol)的甲醇与30mL的乙酸乙酯的混合溶液。在0℃下搅拌1.5小时之后,升温至60℃,分两次添加33.6g(0.06mol)的化合物6-4-A与130mL的乙酸乙酯的混合溶液并搅拌4小时。反应结束后,通过硅胶柱色谱(溶剂乙酸乙酯/正己烷)进行提纯而得到作为白色固体的化合物6-412.1g(收率5%)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.3-1.0(br,6H)、3.6(s,6H)、4.3-4.0(br,17H)、4.9(m,2H)、7.3-7.1(br,12H)、8.0-7.6(br,6H)
<合成例21>
(化合物6-5的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取66.7g(0.30mol)的异佛尔酮二异氰酸酯、0.84g的NEOSTANNU-600(NITTOKASEICO.,LTD.制)、170ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加11.4g(0.15mol)的1,2-丙二醇与30mL的乙酸乙酯的混合溶液。滴加结束后,升温至60℃,搅拌6小时。冷却至0℃,并添加14.4g(0.45mol)的甲醇。滴加结束后,升温至40℃并进行3小时。将反应液移到1.5L的己烷中,过滤沉淀的固体,用1L的己烷清洗,并进行干燥而得到化合物6-573.2g(收率94%)。重均分子量(Mw:1407)
<合成例22>
(化合物6-6的合成)
向带有机械搅拌器、温度计、冷却管、滴液漏斗的三口烧瓶中量取22.8g(0.30mol)的1,2-丙二醇、1.1g的NEOSTANNU-600(NITTOKASEICO.,LTD.制)、200ml的乙酸乙酯,冷却至0℃并滴加44.4g(0.20mol)的异佛尔酮二异氰酸酯与10mL的乙酸乙酯的混合溶液。滴加结束后,升温至60℃并搅拌6小时。将反应液移到1.5L的己烷中,过滤沉淀的固体,用1L的己烷清洗,并进行干燥而得到化合物6-659.4g(收率90%)。
重均分子量(Mw:1271)
<例1>
<纤维素酰化物膜的制膜>
(纤维素酰化物溶液的制备)
将下述组合物投入混合罐中,进行搅拌而使各成分溶解,从而制备纤维素酰化物溶液。
使用滚筒流延装置,使上述制备的纤维素酰化物溶液流延。以浓液中的残留溶剂量为大致70质量%的状态进行剥取,以残留溶剂量为3~5质量%的状态进行干燥。其后,通过在热处理装置的辊之间进行传送而进一步进行干燥,从而得到例1的纤维素酰化物膜。
<纤维素酰化物膜的表面硬度的测定>
使用FischerInstruments,Co.,Ltd.制“FISCHERSCOPEH100Vp型硬度计”,通过将压头的短轴方向相对于纤维素酰化物膜制膜时的传送方向(长度方向;铅笔硬度试验中的试验方向)平行地配置的努氏压头,在负荷时间10sec、蠕变时间5sec、卸荷时间10sec、最大载荷50mN的条件下,对固定于玻璃基板的样品表面进行测定。根据由压入深度求出的压头和样品的接触面积与最大载荷之间的关系计算出硬度,将其5点的平均值作为表面硬度。
并且,使用FischerInstruments,Co.,Ltd.制“FISCHERSCOPEH100Vp型硬度计”,按照JISZ2251的方法,在负荷时间10sec、蠕变时间5sec、卸荷时间10sec、压入载荷50mN的条件下,对固定于玻璃基板的样品表面进行测定,根据由压入深度求出的压头和样品的接触面积与最大载荷之间的关系计算出硬度。另外,JISZ2251为以ISO4545为基础而制作的日本工业规格。
另外,在相同的压入位置上,将努氏压头每10°旋转而进行测定,即合计18方位等角度旋转而进行测定来进行全方位的努氏硬度的测定,并求出最小值,其结果,与将上述努氏压头的短轴方向相对于纤维素酰化物膜制膜时的传送方向(长度方向;铅笔硬度试验中的试验方向)平行地配置而测定的表面硬度一致。
单位用N/mm2表示,将按照下述基准进行评价的结果记载于表中。
A++:努氏硬度为230N/mm2以上
A+:努氏硬度为220N/mm2以上且小于230N/mm2
A:努氏硬度为210N/mm2以上且小于220N/mm2
B:努氏硬度为200N/mm2以上且小于210N/mm2
C:努氏硬度为190N/mm2以上且小于200N/mm2
D:努氏硬度小于190N/mm2
<光着色抑制的评价法>
使用超级氙灯耐候试验机(SugaTestInstrumentsCo.,Ltd.制SX75),向上述中得到的各纤维素酰化物膜进行96小时光照射,根据照射前后的色调b*的变化来评价有无光着色。评价按照下述基准进行,将结果记载于表中。
关于薄膜色调b*,使用ShimadzuCorporation的分光光度计UV3150求出色调b*。若色调b*的值向负侧变大,则透射光的蓝色增加,若向正侧变大,则黄色增加。
A:照射前后的b*的变化幅度为0.1以下
B:照射前后的b*的变化幅度超过0.1且0.25以下
C:照射前后的b*的变化幅度超过0.25且0.40以下
D:照射前后的b*的变化幅度超过0.40
<挥发性的评价法>
使用TG/DTA测定装置(SIINanoTechnologyInc.制TG/DTA7200),使表2所示的化合物从室温升温至140℃,测定在140℃下保持1小时时的化合物的重量变化,并以下述条件进行判断。
通过测定而得到的变化量为0.1%以下的情况作为“无”、变化其以上的情况作为“有”而记载于表中。
[表2]
※加入比较化合物C而制作的乙酸纤维素溶液未完全溶解,无法制作薄膜。
*wt%为添加剂相对于纤维素酰化物100质量%的质量%。记载有两种添加剂的薄膜中,使用合成例中所得到的混合物。
[化学式33]
比较化合物A为日本特开2005-272566中所记载的化合物A-23,比较化合物B为日本特开2005-272566中所记载的A-32,比较化合物C为日本特开2002-322294中所记载的化合物中所记载的化合物(53)。
努氏硬度为表示薄膜的表面硬度的指标。与比较化合物A、B相比,实施例中所使用的化合物均能够形成显示出较高的表面硬度的薄膜。实施例中所使用的化合物含有极性基团以及选自上述组中的连接基团,认为这会有助于抑制纤维素酰化物的分子链的移动,并提高表面硬度。更详细而言,选自上述组中的连接基团中的质子位置有效地作用于纤维素酰化物的酯键或羟基而形成氢键,推测这会抑制纤维素酰化物的分子链的移动。另一方面,与实施例中所使用的化合物相比,比较化合物A、B缺乏提高纤维素酰化物膜的表面硬度的效果的原因推测是由于这些比较例化合物不含极性基团(ClogP为0.85以下的化合物的残基)。
并且,如表2所示,实施例的薄膜中,均能够充分抑制光着色。认为与选自上述组中的连接基团的氧原子或氮原子相邻的取代基大大有助于抑制光着色。本发明人认为在实施例的薄膜中光着色得到抑制的原因是由于芳香环未直接连接于选自上述组中的连接基团的氧原子或氮原子。
相对于此,认为在含有比较化合物A的比较例的薄膜中,关于光着色的抑制的评价结果为D的原因是由于选自上述组中的连接基团的氧原子、氮原子均直接连接于苯环。
另外,由表2所示的结果可明确,添加于实施例的薄膜中的化合物由于挥发性较小,因此能够制造透明性优异的纤维素酰化物膜。相对于此,比较化合物B的挥发性较差。本发明人推测添加于实施例的薄膜中的化合物与比较化合物B的挥发性的差异主要是由分子量的差异引起的。
另一方面,比较化合物C由于与纤维素酰化物的相溶性较差,因此未能制作薄膜。认为这主要是由于比较化合物C不具有极性基团。并且,如比较化合物C那样,在分子中含有两个以上的由-NH-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的化合物由于具有与纤维素酰化物的相溶性较差的倾向,因此本发明中添加于纤维素酰化物膜中的化合物优选在一个分子中不具有由-NH-(C=O)-NH-表示的2价连接基团或仅具有一个。
由上述结果可确认,实施例的薄膜为表面硬度较高且光着色较少的纤维素酰化物膜、以及添加于实施例的薄膜中的上述化合物挥发较少。
<例1-2>
如下表那样改变各添加剂的种类和添加量,除此以外,与例1同样地进行而制作纤维素酰化物膜。
各特性的评价与例1同样地进行。
[表3]
*wt%为添加剂相对于纤维素酰化物100质量%的质量%。记载有两种添加剂的薄膜中,使用合成例中所得到的混合物。
如由表3可明确,上述化合物通过增加添加量,能够进一步提高薄膜的表面硬度。并且,即使在低添加量(薄膜201、203)下,与比较化合物或未添加的薄膜相比,也观察到表面硬度的较大提高,这表示能够以较宽范围的添加量进行使用。
<例2>
与例1同样地,如下表所示那样改变纤维素酰化物的取代度、各添加剂的种类,除此以外,与例1同样地进行而制作纤维素酰化物膜。
各特性的评价与例1同样地进行。
关于各个薄膜的努氏硬度的值,与未加入添加剂而制作的薄膜的努氏硬度的值进行比较并按下述基准进行评价。
A:未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.15倍以上
B:未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.05倍以上且小于1.15倍
C:未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.00倍以上且小于1.05倍
D:小于未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.00倍
[表4]
*wt%为添加剂相对于纤维素酰化物100质量%的质量%。记载有两种添加剂的薄膜中,使用合成例中所得到的混合物。
如表4所记载,可知上述化合物与纤维素酰化物的取代度无关地能够显现出优选的表面硬度。
<例3>
与例1同样地,如下表那样改变纤维素酰化物的种类、各添加剂的种类、纤维素酰化物膜的膜厚,除此以外,与例1同样地进行而制作纤维素酰化物膜。
各特性的评价与例1同样地进行。但是,在进行表面硬度的评价时,如下所述,对于膜厚40μm以下的薄膜,将压入载荷改变为20mN来进行测定。
<纤维素酰化物膜的表面硬度的评价>
对于上述中得到的纤维素酰化物膜,如上所述那样改变压入载荷,除此以外,与例1中所记载的方法同样地进行而测定表面硬度。单位用N/mm2表示。
关于各个薄膜的努氏硬度的值,与未加入添加剂而制作的薄膜的努氏硬度的值进行比较并按下述基准进行评价。
A:未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.15倍以上
B:未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.05倍以上且小于1.15倍
C:未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.00倍以上且小于1.05倍
D:小于未加入添加剂时的努氏硬度的值的1.00倍
[表5]
*wt%为添加剂相对于纤维素酰化物100质量%的质量%。记载有两种添加剂的薄膜中,使用合成例中所得到的混合物。
如表5中所记载,可知含有上述化合物的薄膜中,即使在薄膜化时也能够显现出优选的表面硬度。
<例4>
<<带硬涂层光学膜的制作>>
在由上述例1及例2中所制作的各纤维素酰化物构成的单层的光学膜的表面涂布下述固化组合物的硬涂层溶液,并照射紫外线使其固化,从而分别制作形成有厚度6μm的硬涂层的带硬涂层光学膜。
(铅笔硬度评价)
在25℃、相对湿度60%的条件下,将各带硬涂层纤维素酰化物膜调湿2小时之后,使用JIS-S6006所规定的试验用铅笔,按照JIS-K5400所规定的铅笔硬度评价法,使用500g的砝码并用各硬度的铅笔将硬涂层表面反复刮5次,测定出现1条划痕为止的硬度。另外,JIS-K5400中所定义的划痕为涂膜的破损、涂膜的擦伤,且记载有涂膜的凹陷不作为对象,但在本评价中,将涂膜的凹陷也包括在内判断为划痕。实用上,优选3H以上,数值越高硬度越高,因此优选。其结果,可知相对于未添加的薄膜No.115中的评价为2H,实施例的薄膜No.102、104、106、107、201、202均为3H,是高评价。
<例5>
<偏振片的制作>
偏振片保护膜的皂化处理
在55℃下,将例1中所得到的各纤维素酰化物膜在2.3mol/L的氢氧化钠水溶液中浸渍3分钟。在室温的水洗浴槽中进行清洗,并在30℃下使用0.05mol/L的硫酸进行中和。再次在室温的水洗浴槽中进行清洗,进而用100℃的温风进行干燥。如此对纤维素酰化物膜进行表面的皂化处理。
偏振片的制作
使碘吸附并取向于拉伸的聚乙烯醇薄膜而制作起偏器。
使用聚乙烯醇系粘接剂,将已进行皂化处理的纤维素酰化物膜贴附于起偏器的一侧。对市售的三乙酸纤维素膜(FUJITAC(日本注册商标)TD80UF,FujifilmCorporation制)进行同样的皂化处理,并使用聚乙烯醇系粘接剂,在与贴附有上述中所制作的各纤维素酰化物膜的一侧相反一侧的起偏器的面贴附皂化处理后的市售的三乙酸纤维素膜。
此时,起偏器的透射轴与所得到的纤维素酰化物膜的慢轴以平行的方式进行配置。并且,对于起偏器的透射轴与市售的三乙酸纤维素膜的慢轴,以正交的方式进行配置。
如此制作各偏振片。
<偏振片耐久性的评价>
以将偏振片经由粘合剂贴附于玻璃的方式,如下进行偏振片耐久性试验。
制作两个将偏振片以例1中所得到的实施例的纤维素酰化物膜成为空气界面侧的方式贴附于玻璃上的样品(约5cm×5cm)。单板正交透射率测定中,将该样品的例1中所得到的实施例的纤维素酰化物膜侧朝向光源固定而进行测定。关于测定,使用JASCOCorporation制的自动偏振膜测定装置VAP-7070在380nm~780nm的范围内进行测定,采用410nm下的测定值。分别对两个样品进行测定,将其平均值作为偏振片的正交透射率。其后,在80℃、相对湿度90%RH的环境下将各偏振片经时保管120小时之后,利用同样的方法测定正交透射率。求出经时前后的正交透射率的变化,将其作为偏振片耐久性进行评价。另外,未调湿环境下的相对湿度在0~20%RH的范围内。
可知相对于不含添加剂的薄膜No.115,例1的实施例的薄膜No.102及No.104中,经时前后的正交透射率的变化较小,添加的化合物提高偏振片耐久性。
<例6>
<液晶显示装置的制作>
剥下市售的液晶电视机(SONYCorporation的BRAVIA(日本注册商标)J5000)的辨识侧的偏振片,将上述实施例中所制作的各偏振片以上述各实施例的偏振片保护膜成为与液晶单元侧相反一侧的方式,经由粘合剂在观察者侧各贴附一片而得到液晶显示装置。
符号说明
1-纤维素酰化物膜,2-起偏器,3-相位差膜,4-液晶单元,10-上侧偏振片。

Claims (21)

1.一种纤维素酰化物膜,其含有作为分子量除以一个分子中所含的下述连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下的化合物;
所述化合物具有:
选自由-NH-(C=O)-O-表示的2价连接基团及由-NH-(C=O)-NR-表示且R表示氢原子或取代基的2价连接基团中的至少一个连接基团,及作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的至少一个极性基团;
其中,作为ClogP值为0.85以下的化合物的残基的含芳香族杂环基团从所述极性基团中除外。
2.根据权利要求1所述的纤维素酰化物膜,其中,所述化合物含有所述极性基团中的至少一个作为末端取代基。
3.根据权利要求2所述的纤维素酰化物膜,其中,所述极性基团选自氰基、环状酰亚胺基、烷氧基羰基、羟基、烷基氨基羰氧基、烷氧基羰基氨基及烷基氨基羰基氨基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,所述化合物为由下述通式A表示的化合物;
通式A
QA-L1-X-C(=O)-NH-L2-QB
通式A中,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;L1及L2分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团;R1表示氢原子或取代基;QA及QB分别独立地表示取代基,QA及QB中的至少一个表示所述极性基团或所述极性基团中所含的末端基团;当X表示-NR-、L1表示单键且QA包含环状结构时,QA中所含的环状结构可以是与-NR-中的R一同形成的环状结构。
5.根据权利要求4所述的纤维素酰化物膜,其中,由通式A表示的化合物为由下述通式A-1表示的化合物;
通式A-1
(Q1-L11-A-L21)m-Z1
通式A-1中,L11及L21分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-NR1-、-S-、-C(=O)-中的任意一个或由它们的两种以上的组合构成的基团;R1表示氢原子或取代基;Q1表示取代基,Z1表示m价连接基团,A表示单键、*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L21的键合位置,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;m表示2~6的范围的整数,多个存在的Q1、A、L11及L21可分别相同也可以不同;至少一个A表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,至少一个Q1表示所述极性基团或所述极性基团中所含的末端基团。
6.根据权利要求5所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,由Z1表示的连接基团为链状或环状的脂肪族基或芳香族基。
7.根据权利要求5或6所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,L11、L21、Q1及Z1中的至少一个包含环状结构。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,由多个存在的Q1中的至少一个表示的所述极性基团具有环状结构。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,多个存在的Q1中的至少一个为所述极性基团中所含的末端基团,该末端基团为烷基。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,多个存在的Q1中的至少一个为所述极性基团中所含的末端基团,与作为该末端基团的Q1相邻的L11为单键,通过Q1和由*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-表示的A构成所述极性基团。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,m为2或3。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,通式A-1中,多个存在的由(Q1-L11-A-L21)表示的结构单元中的至少一个结构单元中的L21为单键,且在该结构单元中,A表示*-NH-C(=O)-X-且在键合位置*上与Z1键合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,所述化合物选自由下述通式A-4表示的化合物及由下述通式A-5表示的化合物;
通式A-4
通式A-5
通式A-4、A-5中,L1a及L1b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同;Q1a及Q1b分别独立地表示氰基、羟基、琥珀酰亚胺基、六氢邻苯二甲酰亚胺基、甲氧基羰基、烷氧基羰基氨基、烷基氨基羰氧基、烷基氨基羰基氨基、烷基、苯基或苄基、或者当相邻的L1a或L1b表示单键且X表示-NR-时,表示与-NR-中的R一同形成的吗啉基;其中,Q1a及Q1b中的至少一个表示所述极性基团或所述极性基团中所含的末端基团。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的纤维素酰化物膜,其中,所述化合物的含量相对于纤维素酰化物100质量份在1~50质量份的范围内。
15.一种偏振片,其具有权利要求1至14中任一项所述的纤维素酰化物膜及起偏器。
16.一种液晶显示装置,其具有权利要求15所述的偏振片。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置,其至少在辨识侧具有所述偏振片。
18.一种化合物,其由下述通式A-6表示,且作为分子量除以一个分子中所含的下述连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下:
通式A-6
通式A-6中,Q2a及Q2b分别独立地表示氰基、甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基、2-丙基氨基羰氧基、烷基、苯基或苄基,至少一个表示氰基、甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基或2-丙基氨基羰氧基;L2a及L2b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR1-,R1表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。
19.一种化合物,其由下述通式A-7表示,且作为分子量除以一个分子中所含的由-X-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下:
通式A-7
通式A-7中,Q3a及Q3b中的一个表示氰基、琥珀酰亚胺基或六氢邻苯二甲酰亚胺基,另一个表示烷基、苯基或苄基;L3a及L3b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。
20.一种化合物,其由下述通式A-8表示,且作为分子量除以一个分子中所含的由-X-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下,
通式A-8
通式A-8中,Q4a及Q4b分别独立地表示甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基、2-丙基氨基羰氧基、烷基、苯基或苄基,至少一个表示甲氧基羰基氨基、乙氧基羰基氨基、1-丙氧基羰基氨基、2-丙氧基羰基氨基、甲基氨基羰氧基、乙基氨基羰氧基、1-丙基氨基羰氧基或2-丙基氨基羰氧基;L4a及L4b分别独立地表示单键、或亚烷基、亚芳基、-O-、-C(=O)-中的任意一个或由它们中的两个以上的组合构成的基团;X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;多个存在的X可相同也可以不同。
21.一种化合物,其由下述通式A-9表示,且作为分子量除以一个分子中所含的由-X-(C=O)-NH-表示的2价连接基团的个数所得的值而求出的当量U为515以下,
通式A-9
Q100-(L100-A100)m1-Q101
通式A-9中,L100表示单键、亚烷基、[化学式6]中的任意一个,*表示与构成由通式A-9表示的化合物的其他结构的键合位置,多个存在的L100中的一个以上表示单键以外的基团;Q100及Q101分别独立地表示烷基、羟基或氰基;A100表示*-X-C(=O)-NH-或*-NH-C(=O)-X-,*表示与L100的键合位置,X表示-O-或-NR-,R表示氢原子或取代基;m1表示2~6的范围的整数;
[化学式6]
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