JP2002201222A - ポリマービーズ、ポリマービーズの使用方法、反射フィルム、セキュリティマーク、有価証券、セキュリティ装置 - Google Patents
ポリマービーズ、ポリマービーズの使用方法、反射フィルム、セキュリティマーク、有価証券、セキュリティ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光学または電気光学、装飾的またはセキュリテ
ィ応用のための高性能な反射フィルム、噴霧用および印
刷用インクにおける高性能な顔料、反射フィルムを含む
高性能なセキュリティマーキング又は高性能なセキュリ
ティデバイスを提供する。 【解決手段】螺旋状のねじれ構造を持つ異方性ポリマー
材料を含むポリマービーズを使用し、透過性バインダー
中に1又は複数のポリマービーズを含む反射フィルムを
作製する。
ィ応用のための高性能な反射フィルム、噴霧用および印
刷用インクにおける高性能な顔料、反射フィルムを含む
高性能なセキュリティマーキング又は高性能なセキュリ
ティデバイスを提供する。 【解決手段】螺旋状のねじれ構造を持つ異方性ポリマー
材料を含むポリマービーズを使用し、透過性バインダー
中に1又は複数のポリマービーズを含む反射フィルムを
作製する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、螺旋状のねじれ構
造を持つ異方性ポリマー材料を含むポリマービーズ、そ
れらの調製方法、光学または電気光学、装飾的またはセ
キュリティ応用のための反射フィルム、噴霧用および印
刷用インクにおける顔料としてのそれらの使用法、透過
性バインダー中に1つまたは複数のポリマービーズを含
む反射フィルム、ならびに1つまたは複数のポリマービ
ーズを含む、または反射フィルムを含むセキュリティマ
ーキングまたはセキュリティ装置に関する。
造を持つ異方性ポリマー材料を含むポリマービーズ、そ
れらの調製方法、光学または電気光学、装飾的またはセ
キュリティ応用のための反射フィルム、噴霧用および印
刷用インクにおける顔料としてのそれらの使用法、透過
性バインダー中に1つまたは複数のポリマービーズを含
む反射フィルム、ならびに1つまたは複数のポリマービ
ーズを含む、または反射フィルムを含むセキュリティマ
ーキングまたはセキュリティ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術では、封止されたコレステリッ
ク液晶(CLC)は、例えば、印刷用インク、着色画
像、IDカード、銀行券もしくは偽造を防止しなければ
ならない他の有価証券のような装飾的応用またはセキュ
リティ応用における使用法が知られている。CLC材料
は通常、例えばアラビアゴムまたはゼラチンの透明なシ
ェル中に封止または封入された低分子量CLC化合物の
混合物である。フォトクロミックまたはサーモクロミッ
クなCLC混合物が用いられることも多く、それぞれ光
照射または温度変化を受けてその色を変化させたり、無
色になったりする。
ク液晶(CLC)は、例えば、印刷用インク、着色画
像、IDカード、銀行券もしくは偽造を防止しなければ
ならない他の有価証券のような装飾的応用またはセキュ
リティ応用における使用法が知られている。CLC材料
は通常、例えばアラビアゴムまたはゼラチンの透明なシ
ェル中に封止または封入された低分子量CLC化合物の
混合物である。フォトクロミックまたはサーモクロミッ
クなCLC混合物が用いられることも多く、それぞれ光
照射または温度変化を受けてその色を変化させたり、無
色になったりする。
【0003】CLCの特徴は、螺旋状のねじれ構造であ
る。平面に配列したCLC材料の層は、コレステリック
螺旋軸が層の面と直角に配向しており、入射光線とコレ
ステリック螺旋との相互作用により円偏光の選択的反射
を示す。反射の中心波長λは、以下の式に従い、CLC
材料のピッチpおよび平均屈折率nによって決まる; λ=n・p。
る。平面に配列したCLC材料の層は、コレステリック
螺旋軸が層の面と直角に配向しており、入射光線とコレ
ステリック螺旋との相互作用により円偏光の選択的反射
を示す。反射の中心波長λは、以下の式に従い、CLC
材料のピッチpおよび平均屈折率nによって決まる; λ=n・p。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、封止さ
れたCLCには幾つかの欠点がある。例えば、CLCを
含有するカプセルは、限られた長期安定性を示すに過ぎ
ず、破壊してCLCを放出することがある。さらに、カ
プセルは、熱および圧力に敏感である。したがって、封
止されたCLCは衣料用のラベルなどの短期の応用には
有用であるが、銀行券などの長期のセキュリティ品目に
は適当ではない。
れたCLCには幾つかの欠点がある。例えば、CLCを
含有するカプセルは、限られた長期安定性を示すに過ぎ
ず、破壊してCLCを放出することがある。さらに、カ
プセルは、熱および圧力に敏感である。したがって、封
止されたCLCは衣料用のラベルなどの短期の応用には
有用であるが、銀行券などの長期のセキュリティ品目に
は適当ではない。
【0005】本発明者らは、ポリマーシェル中に封止さ
れた低分子量のLC混合物の代わりに、螺旋状のねじれ
構造を持つ重合異方性材料を含む固体ポリマービーズ、
例えば、重合液晶材料のポリマービーズを用いることに
よって前述の欠点を回避できることを見いだした。本発
明による固体LCポリマービーズは、優れた耐化学薬品
性および耐熱性を有し、封止されたLCに比べると短期
および長期の応用により適している。
れた低分子量のLC混合物の代わりに、螺旋状のねじれ
構造を持つ重合異方性材料を含む固体ポリマービーズ、
例えば、重合液晶材料のポリマービーズを用いることに
よって前述の欠点を回避できることを見いだした。本発
明による固体LCポリマービーズは、優れた耐化学薬品
性および耐熱性を有し、封止されたLCに比べると短期
および長期の応用により適している。
【0006】なお、特開平2−281045号公報に
は、粒状成形材料、焼結成形材料、熱可塑性および熱硬
化性プラスチック材料用の充填剤ならびに耐熱性塗料、
エナメルおよび添加剤の充填剤として用いることができ
る熱可塑性ポリマー、例えばポリエステルのような液晶
高ポリマー球状粒子が記載されている。しかしながら、
当該公報には、螺旋状のねじれ構造を持つLCポリマー
ビーズは、記載されていない。
は、粒状成形材料、焼結成形材料、熱可塑性および熱硬
化性プラスチック材料用の充填剤ならびに耐熱性塗料、
エナメルおよび添加剤の充填剤として用いることができ
る熱可塑性ポリマー、例えばポリエステルのような液晶
高ポリマー球状粒子が記載されている。しかしながら、
当該公報には、螺旋状のねじれ構造を持つLCポリマー
ビーズは、記載されていない。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明によれば、螺旋状のねじれ構造を持つ異方性ポ
リマー材料を含んでなることを特徴とするポリマービー
ズが提供される。
の本発明によれば、螺旋状のねじれ構造を持つ異方性ポ
リマー材料を含んでなることを特徴とするポリマービー
ズが提供される。
【0008】また、上記ポリマービーズの調製方法が提
供される。
供される。
【0009】また、光学的もしくは電気光学的な装飾の
用途または光学的もしくは電気光学的なセキュリティの
用途において、上記ポリマービーズを用いて、反射フィ
ルム、噴霧用もしくは印刷用インク、または噴霧用もし
くは印刷用顔料を製造することを特徴とするポリマービ
ーズの使用方法が提供される。
用途または光学的もしくは電気光学的なセキュリティの
用途において、上記ポリマービーズを用いて、反射フィ
ルム、噴霧用もしくは印刷用インク、または噴霧用もし
くは印刷用顔料を製造することを特徴とするポリマービ
ーズの使用方法が提供される。
【0010】また、透過性バインダー中に、上記の1種
以上のポリマービーズを含んでなることを特徴とする反
射フィルムが提供される。
以上のポリマービーズを含んでなることを特徴とする反
射フィルムが提供される。
【0011】また、上記の1種以上のポリマービーズを
含んでなるか、または上記反射フィルムを具備すること
を特徴とするセキュリティマーク又はセキュリティ装置
が提供される。
含んでなるか、または上記反射フィルムを具備すること
を特徴とするセキュリティマーク又はセキュリティ装置
が提供される。
【0012】また、上記セキュリティマークを具備する
ことを特徴とする有価証券が提供される。
ことを特徴とする有価証券が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、ポリマービーズおよび反
射フィルムに関連し、本発明を説明するために使用され
る用語の定義を示す。
射フィルムに関連し、本発明を説明するために使用され
る用語の定義を示す。
【0014】「液晶またはメソゲン材料」または「液晶
またはメソゲン化合物」という用語は、1つまたは複数
の棒状、板状または円盤状のメソゲン基、すなわち液晶
相挙動を誘発できる基を含む材料または化合物を意味す
る。なかでも、棒状およびラス状(lath−shap
ed)のメソゲン基が特に好ましい。メソゲン基を含む
化合物または材料は、必ずしもそれ自体が液晶相を示す
必要はない。他の化合物と混合することにより初めて液
晶相を示す場合や、メソゲン化合物もしくは材料、また
はそれらを含む混合物を重合することにより初めて液晶
相を示す場合もある。
またはメソゲン化合物」という用語は、1つまたは複数
の棒状、板状または円盤状のメソゲン基、すなわち液晶
相挙動を誘発できる基を含む材料または化合物を意味す
る。なかでも、棒状およびラス状(lath−shap
ed)のメソゲン基が特に好ましい。メソゲン基を含む
化合物または材料は、必ずしもそれ自体が液晶相を示す
必要はない。他の化合物と混合することにより初めて液
晶相を示す場合や、メソゲン化合物もしくは材料、また
はそれらを含む混合物を重合することにより初めて液晶
相を示す場合もある。
【0015】なお、簡単のため、「液晶材料」という用
語は以後、液晶材料およびメソゲン材料のいずれについ
ても使用し、「メソゲン(mesogen)」という用
語は、これらの材料のメソゲン基に対して使用する。
語は以後、液晶材料およびメソゲン材料のいずれについ
ても使用し、「メソゲン(mesogen)」という用
語は、これらの材料のメソゲン基に対して使用する。
【0016】「螺旋状のねじれ構造」という用語は、例
えば液晶材料のように、メソゲンがその分子主軸を螺旋
軸の回りにねじれて配向する、例えば、キラルなネマチ
ック(即ち、コレステリック)相またはキラルなスメク
チック相のような、キラルな中間相を示す異方性材料構
造を意味する。なかでも、コレステリック相またはキラ
ルなスメクチックC相を示す材料が好ましく、コレステ
リック相を示す材料が特に好ましい。
えば液晶材料のように、メソゲンがその分子主軸を螺旋
軸の回りにねじれて配向する、例えば、キラルなネマチ
ック(即ち、コレステリック)相またはキラルなスメク
チック相のような、キラルな中間相を示す異方性材料構
造を意味する。なかでも、コレステリック相またはキラ
ルなスメクチックC相を示す材料が好ましく、コレステ
リック相を示す材料が特に好ましい。
【0017】「フィルム」という用語には、一般的な使
用に耐えうる機械的安定性および柔軟性を有しており、
それ自身で支持できるフィルムを意味しており、更に、
支持基材上または2つの支持基材間に配置される被膜お
よび層も意味するものとする。
用に耐えうる機械的安定性および柔軟性を有しており、
それ自身で支持できるフィルムを意味しており、更に、
支持基材上または2つの支持基材間に配置される被膜お
よび層も意味するものとする。
【0018】「ビーズ」という用語には、好ましくは、
球状粒子、回転楕円状粒子、卵状粒子、1つ以上の回転
対称軸を有する形状の粒子、小滴状粒子、ペレットなど
を意味しており、突起部のある球のような空間対称性を
有さない形状の粒子も含まれるものとする。なかでも、
円筒対称性を有する形状の粒子、ある程度の球対称性を
有する形状の粒子が特に好ましい。
球状粒子、回転楕円状粒子、卵状粒子、1つ以上の回転
対称軸を有する形状の粒子、小滴状粒子、ペレットなど
を意味しており、突起部のある球のような空間対称性を
有さない形状の粒子も含まれるものとする。なかでも、
円筒対称性を有する形状の粒子、ある程度の球対称性を
有する形状の粒子が特に好ましい。
【0019】本発明のポリマービーズにおける螺旋状分
子は、完全な規則構造を形成している必要はなく、ビー
ズが光を反射する際に十分な選択性を示す程度に規則的
な構造を形成していればよい。この様なポリマービーズ
中の螺旋状分子が取る、部分的もしくは不完全な規則構
造、または不十分な配向を、「不完全に規則的」または
「部分的に規則正しい」と呼ぶ。
子は、完全な規則構造を形成している必要はなく、ビー
ズが光を反射する際に十分な選択性を示す程度に規則的
な構造を形成していればよい。この様なポリマービーズ
中の螺旋状分子が取る、部分的もしくは不完全な規則構
造、または不十分な配向を、「不完全に規則的」または
「部分的に規則正しい」と呼ぶ。
【0020】次に、本発明の好ましい実施の様態を、以
下に列記する。
下に列記する。
【0021】・ポリマービーズの平均直径は、0.5μ
m以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、4μm
以上が更に好ましく、一方、100μm以下が好まし
く、20μm以下がより好ましく、10μm以下が更に
好ましい。
m以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、4μm
以上が更に好ましく、一方、100μm以下が好まし
く、20μm以下がより好ましく、10μm以下が更に
好ましい。
【0022】・ポリマービーズ中の異方性ポリマー材料
は、直鎖状または架橋された側鎖型コレステリック液晶
ポリマーであることが好ましい。
は、直鎖状または架橋された側鎖型コレステリック液晶
ポリマーであることが好ましい。
【0023】・ポリマービーズ中の異方性ポリマー材料
は、3次元ネットワークを形成することが好ましい。
は、3次元ネットワークを形成することが好ましい。
【0024】・反射の中心波長が200〜1000nm
の範囲であり、ポリマービーズが円偏光に対して選択反
射性を示すことが好ましい。
の範囲であり、ポリマービーズが円偏光に対して選択反
射性を示すことが好ましい。
【0025】・反射の中心波長はUV領域にあり、好ま
しくは200〜380nmであるポリマービーズが好ま
しい。
しくは200〜380nmであるポリマービーズが好ま
しい。
【0026】・反射の中心波長は可視光領域にあり、好
ましくは380〜720nmであるポリマービーズが好
ましい。
ましくは380〜720nmであるポリマービーズが好
ましい。
【0027】・反射の中心波長は赤外領域にあり、好ま
しくは720〜1000nmであるポリマービーズが好
ましい。
しくは720〜1000nmであるポリマービーズが好
ましい。
【0028】・反射波長は、視角に実質的に依存しない
ポリマービーズが好ましい。
ポリマービーズが好ましい。
【0029】・ポリマービーズは、左円偏光または右円
偏光の何れか一方を反射することが好ましい。
偏光の何れか一方を反射することが好ましい。
【0030】・異方性ポリマー材料中の螺旋状分子は、
不完全規則構造を有することが好ましい。
不完全規則構造を有することが好ましい。
【0031】・重合性キラルメソゲン液晶材料を含む小
滴を、乳化重合、懸濁重合または分散重合して得られる
ポリマービーズが好ましい。
滴を、乳化重合、懸濁重合または分散重合して得られる
ポリマービーズが好ましい。
【0032】・反射フィルムが具備する透過性バインダ
ーは、2種以上の異なるポリマービーズを含むことが好
ましい。
ーは、2種以上の異なるポリマービーズを含むことが好
ましい。
【0033】・また、上記の2種以上の異なるポリマー
ビーズのうち、少なくとも1種は左円偏光を反射し、少
なくとも他の1種は右円偏光を反射することが好まし
い。
ビーズのうち、少なくとも1種は左円偏光を反射し、少
なくとも他の1種は右円偏光を反射することが好まし
い。
【0034】本発明のポリマービーズは、1〜20μ
m、具体的には4〜10μmの粒径を有することが好ま
しい。小さな粒子は光の散乱を引き起こして色の強度を
薄めるが、大きな粒子はそれを通して見える背景をカバ
ーする能力に乏しい。
m、具体的には4〜10μmの粒径を有することが好ま
しい。小さな粒子は光の散乱を引き起こして色の強度を
薄めるが、大きな粒子はそれを通して見える背景をカバ
ーする能力に乏しい。
【0035】本発明のポリマービーズは、例えば、視角
依存性色効果が望ましくない銀行券、小切手、IDカー
ド、パスポート、または他のセキュリティデバイスのよ
うな有価証券上の、偽造を防止するセキュリティマーキ
ングとしてフィルムまたはコーティングに使用するのに
特に適している。
依存性色効果が望ましくない銀行券、小切手、IDカー
ド、パスポート、または他のセキュリティデバイスのよ
うな有価証券上の、偽造を防止するセキュリティマーキ
ングとしてフィルムまたはコーティングに使用するのに
特に適している。
【0036】本発明の好ましい実施形態は、光学的に等
方性の光透過性バインダー中に分散された本発明のポリ
マービーズを含む反射フィルムまたはコーティングに関
する。
方性の光透過性バインダー中に分散された本発明のポリ
マービーズを含む反射フィルムまたはコーティングに関
する。
【0037】例えば、右あるいは左円偏光のどちらかを
反射する本発明のポリマービーズは、光透過性のバイン
ダー中に分散するか、基材、例えば黒色層で覆われてい
ることが好ましい文書または他のセキュリティデバイス
上にコーティングすることができる。しかしながら、黒
色層は必ずしも必要ではない。非偏光の下で観察する
と、コーティングされたビーズの層は色のついた外観を
有するはずである。右あるいは左円偏光の下で観察する
と、ビーズは一方の方向性の下では明るく、もう一方の
方向性の下では暗く見えるはずである。それによって、
文書の鑑定または異なる方向性の領域によって形成され
る隠しパターンの同定を行うことができる。
反射する本発明のポリマービーズは、光透過性のバイン
ダー中に分散するか、基材、例えば黒色層で覆われてい
ることが好ましい文書または他のセキュリティデバイス
上にコーティングすることができる。しかしながら、黒
色層は必ずしも必要ではない。非偏光の下で観察する
と、コーティングされたビーズの層は色のついた外観を
有するはずである。右あるいは左円偏光の下で観察する
と、ビーズは一方の方向性の下では明るく、もう一方の
方向性の下では暗く見えるはずである。それによって、
文書の鑑定または異なる方向性の領域によって形成され
る隠しパターンの同定を行うことができる。
【0038】右あるいは左円偏光のどちらかを反射する
ポリマービーズは、例えば、エナンチオ的に純粋なキラ
ル化合物を含む重合性CLC出発材料を用いて調製する
ことができる。
ポリマービーズは、例えば、エナンチオ的に純粋なキラ
ル化合物を含む重合性CLC出発材料を用いて調製する
ことができる。
【0039】さらに、本発明のポリマービーズを含む反
射フィルムまたはコーティングは、1/4波長遅延(q
uarter wave retardation)フ
ィルムまたは層(QWF)で覆うことができる。フィル
ムまたはコーティングから反射しQWFを通過する光
は、直線的に偏光されるはずである。したがって、セキ
ュリティマーキングとしてこのようなフィルムまたはコ
ーティングを使用すると、直線的に偏光した光の下で観
察することにより鑑定を行うことができる。
射フィルムまたはコーティングは、1/4波長遅延(q
uarter wave retardation)フ
ィルムまたは層(QWF)で覆うことができる。フィル
ムまたはコーティングから反射しQWFを通過する光
は、直線的に偏光されるはずである。したがって、セキ
ュリティマーキングとしてこのようなフィルムまたはコ
ーティングを使用すると、直線的に偏光した光の下で観
察することにより鑑定を行うことができる。
【0040】例えば、所与の反射色を持つ本発明のポリ
マービーズの層を、黒色の基材上にコーティングし、Q
WFで覆い、回転する直線偏光子を通して見ると、第一
の偏光方向では反射色を示し、第一の方向と直角な偏光
方向では黒く見えるであろう。
マービーズの層を、黒色の基材上にコーティングし、Q
WFで覆い、回転する直線偏光子を通して見ると、第一
の偏光方向では反射色を示し、第一の方向と直角な偏光
方向では黒く見えるであろう。
【0041】いくつかの応用例では、異なる反射最大を
持つ本発明のポリマービーズの混合物を用いることが好
ましい。それぞれの混合物を別々にコーティングするこ
とにより、例えば同一の基材上の異なる領域に印刷する
ことにより、多色画像を作り出すことができる。
持つ本発明のポリマービーズの混合物を用いることが好
ましい。それぞれの混合物を別々にコーティングするこ
とにより、例えば同一の基材上の異なる領域に印刷する
ことにより、多色画像を作り出すことができる。
【0042】本発明の特に好ましい実施形態は、実質的
に同一の波長であるが逆の方向性の円偏光を反射する少
なくとも2つの異なる本発明のポリマービーズを含む反
射フィルムまたはコーティングに関する。
に同一の波長であるが逆の方向性の円偏光を反射する少
なくとも2つの異なる本発明のポリマービーズを含む反
射フィルムまたはコーティングに関する。
【0043】反射フィルムまたはコーティング中に本発
明のポリマービーズの混合物を用いると、偏光していな
い光の下で観察すると見えないが、円偏光の下で観察す
ると見え、QWFで覆われていれば、直線偏光の下で観
察すると見えるパターンまたは画像を作り出すことがで
きる。
明のポリマービーズの混合物を用いると、偏光していな
い光の下で観察すると見えないが、円偏光の下で観察す
ると見え、QWFで覆われていれば、直線偏光の下で観
察すると見えるパターンまたは画像を作り出すことがで
きる。
【0044】本発明のポリマービーズは、重合性のキラ
ルな液晶材料、具体的には重合性のコレステリック液晶
(CLC)材料から調製するのが好ましい。
ルな液晶材料、具体的には重合性のコレステリック液晶
(CLC)材料から調製するのが好ましい。
【0045】ポリマービーズは、公知の方法、例えば、
溶液重合、乳化重合、懸濁または分散重合によって調製
することができる。適当な重合方法および好ましい反応
条件についての詳細は、S.R.Sandlerおよび
W.KaroによるPolymer Synthesi
s、第1巻、第2版、1992年刊から知ることができ
る。
溶液重合、乳化重合、懸濁または分散重合によって調製
することができる。適当な重合方法および好ましい反応
条件についての詳細は、S.R.Sandlerおよび
W.KaroによるPolymer Synthesi
s、第1巻、第2版、1992年刊から知ることができ
る。
【0046】重合性材料中にキラルなLC相を誘導する
ためには、例えば、アキラルおよびキラルなメソゲン重
合性化合物の混合物を使用することができる。例えば、
コレステリック相挙動を誘導するためには、キラルなネ
マチックおよびアキラルなネマチック重合性化合物を使
用する。キラルなネマチック化合物は、螺旋状にねじれ
たコレステリック相構造を誘導する。
ためには、例えば、アキラルおよびキラルなメソゲン重
合性化合物の混合物を使用することができる。例えば、
コレステリック相挙動を誘導するためには、キラルなネ
マチックおよびアキラルなネマチック重合性化合物を使
用する。キラルなネマチック化合物は、螺旋状にねじれ
たコレステリック相構造を誘導する。
【0047】コレステリック螺旋のピッチは、キラル化
合物の化学構造および濃度によって決まるため、反射が
最大となる波長およびポリマービーズの色特性は、キラ
ルなメソゲン化合物のタイプおよび比率を変えるだけで
製造方法中で直接制御することができる。したがって、
ポリマービーズを所望の色に合わせることができる。
合物の化学構造および濃度によって決まるため、反射が
最大となる波長およびポリマービーズの色特性は、キラ
ルなメソゲン化合物のタイプおよび比率を変えるだけで
製造方法中で直接制御することができる。したがって、
ポリマービーズを所望の色に合わせることができる。
【0048】ネマチックなホスト材料中で特定の螺旋ピ
ッチのコレステリック構造を誘導するキラルな化合物の
能力は、螺旋ねじり力(Helical Twisti
ngPower:HTP)と呼ばれる。高いHTPを持
つ化合物を使用すると、可視光を反射するコレステリッ
ク構造を得るためには小量で十分である。この場合、キ
ラル化合物がそれ自身液晶相を示す必要はない。キラル
およびアキラルな化合物の混合物が液晶相を示せば十分
である。
ッチのコレステリック構造を誘導するキラルな化合物の
能力は、螺旋ねじり力(Helical Twisti
ngPower:HTP)と呼ばれる。高いHTPを持
つ化合物を使用すると、可視光を反射するコレステリッ
ク構造を得るためには小量で十分である。この場合、キ
ラル化合物がそれ自身液晶相を示す必要はない。キラル
およびアキラルな化合物の混合物が液晶相を示せば十分
である。
【0049】好ましい実施形態では、重合性CLC混合
物は、2つ以上の重合性官能基を有する少なくとも1つ
の重合性メソゲン化合物(2もしくは多反応性または2
もしくは多官能性化合物)を含む。このような混合物が
重合すると、3次元ポリマーネットワークが形成され
る。このようなネットワークで作られたポリマービーズ
は、高い機械的および熱的安定性ならびに液晶特性の低
温依存性を示す。理想的な場合には、ポリマービーズの
液晶特性は温度依存性である。
物は、2つ以上の重合性官能基を有する少なくとも1つ
の重合性メソゲン化合物(2もしくは多反応性または2
もしくは多官能性化合物)を含む。このような混合物が
重合すると、3次元ポリマーネットワークが形成され
る。このようなネットワークで作られたポリマービーズ
は、高い機械的および熱的安定性ならびに液晶特性の低
温依存性を示す。理想的な場合には、ポリマービーズの
液晶特性は温度依存性である。
【0050】多官能性メソゲンまたは非メソゲン化合物
の濃度を変えることにより、得られるポリマービーズの
架橋密度、ならびに光学的特性のうち温度依存性にとっ
て重要なガラス転移温度、熱的および機械的安定性また
は耐溶剤性などの物理的および化学的特性を容易に調整
することができる。
の濃度を変えることにより、得られるポリマービーズの
架橋密度、ならびに光学的特性のうち温度依存性にとっ
て重要なガラス転移温度、熱的および機械的安定性また
は耐溶剤性などの物理的および化学的特性を容易に調整
することができる。
【0051】所望の応用例に従い、例えば、より高い脆
性のビーズを、多官能性成分の量を増やすことによって
製造するすることができる。メソゲンであれ非メソゲン
であれ、3つ以上の重合性基を持つ化合物を用いること
によっても高い脆性を得ることができる。3つ以上の重
合性基を持つ非メソゲンモノマーの典型的な例は、トリ
メチロールプロパン−トリメタクリレートまたはペンタ
エリスリトールテトラアクリレートである。
性のビーズを、多官能性成分の量を増やすことによって
製造するすることができる。メソゲンであれ非メソゲン
であれ、3つ以上の重合性基を持つ化合物を用いること
によっても高い脆性を得ることができる。3つ以上の重
合性基を持つ非メソゲンモノマーの典型的な例は、トリ
メチロールプロパン−トリメタクリレートまたはペンタ
エリスリトールテトラアクリレートである。
【0052】本発明の好ましい実施形態では、重合性C
LC材料は、1つの重合性官能基を有する少なくとも1
つの重合性メソゲン化合物および2つ以上の重合性官能
基を有する少なくとも1つの重合性メソゲン化合物を含
む。
LC材料は、1つの重合性官能基を有する少なくとも1
つの重合性メソゲン化合物および2つ以上の重合性官能
基を有する少なくとも1つの重合性メソゲン化合物を含
む。
【0053】本発明の別の好ましい実施形態では、重合
性CLC材料は、少なくとも1つのキラルな重合性メソ
ゲン化合物および少なくとも1つのアキラルな重合性メ
ソゲン化合物を含む。
性CLC材料は、少なくとも1つのキラルな重合性メソ
ゲン化合物および少なくとも1つのアキラルな重合性メ
ソゲン化合物を含む。
【0054】別の好ましい実施形態では、重合性CLC
材料は、少なくとも1つのアキラルな重合性メソゲン化
合物および非重合性キラルドーパントを含む。この好ま
しい実施形態による材料はさらに、1つまたは複数のキ
ラルな重合性化合物を含むことができる。
材料は、少なくとも1つのアキラルな重合性メソゲン化
合物および非重合性キラルドーパントを含む。この好ま
しい実施形態による材料はさらに、1つまたは複数のキ
ラルな重合性化合物を含むことができる。
【0055】重合性混合物は、1つ(単官能性)および
2つ以上(多官能性)の重合性基を有する重合性成分を
含むことができるため、重合および架橋は同一の工程で
行う。
2つ以上(多官能性)の重合性基を有する重合性成分を
含むことができるため、重合および架橋は同一の工程で
行う。
【0056】重合性CLC混合物は、多反応性メソゲン
化合物を5〜100質量%、具体的には25〜95質量
%含むことが好ましく、45〜85質量%含むことが最
も好ましい。2反応性メソゲン化合物が特に好ましい。
化合物を5〜100質量%、具体的には25〜95質量
%含むことが好ましく、45〜85質量%含むことが最
も好ましい。2反応性メソゲン化合物が特に好ましい。
【0057】CLC材料の重合性成分としては、式Iに
示される化合物から選択されることが好ましい; P−(Sp−X)n−MG−R I。
示される化合物から選択されることが好ましい; P−(Sp−X)n−MG−R I。
【0058】式Iにおいて、Pは、CH2=CW−CO
O−、WCH=CH−O−、
O−、WCH=CH−O−、
【0059】
【化1】
【0060】又はCH2=CH−フェニル−(O)k−で
あり;WはH、CH3又はClであり;kは0又は1で
あり、Spは、炭素数1〜25個のスペーサー基であ
り、Xは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−
OCO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH2
CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−
CH2S−、−CH=CH−、−CH=CH−COO
−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−又は単結合で
あり、nは、0又は1であり、MGは、メソゲン基であ
り、Rは、H、CN、OCN、SCN、SF5、F、C
l又は炭素数25個までの直鎖もしくは分枝アルキル基
であって;このアルキル基は無置換であってもハロゲン
又はCNで1又は多置換されていてもよく、1又は複数
の非隣接のCH2基が、それぞれ独立に−O−、−S
−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO
−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−C
O−S−、−CH=CH−又は−C≡C−により、酸素
原子が他方と直接結合しないように置換されていてもよ
く;RはP−(Sp−X)n−でもよい。
あり;WはH、CH3又はClであり;kは0又は1で
あり、Spは、炭素数1〜25個のスペーサー基であ
り、Xは、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−
OCO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH2
CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−
CH2S−、−CH=CH−、−CH=CH−COO
−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−又は単結合で
あり、nは、0又は1であり、MGは、メソゲン基であ
り、Rは、H、CN、OCN、SCN、SF5、F、C
l又は炭素数25個までの直鎖もしくは分枝アルキル基
であって;このアルキル基は無置換であってもハロゲン
又はCNで1又は多置換されていてもよく、1又は複数
の非隣接のCH2基が、それぞれ独立に−O−、−S
−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO
−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−C
O−S−、−CH=CH−又は−C≡C−により、酸素
原子が他方と直接結合しないように置換されていてもよ
く;RはP−(Sp−X)n−でもよい。
【0061】また、MGは式IIで表される構造である
ことが好ましい; −A1−(Z−A2)m− II。
ことが好ましい; −A1−(Z−A2)m− II。
【0062】式IIにおいて、Zはそれぞれ独立に、−
O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−
O−COO−、−CO−N(R3)−、−N(R3)−C
O−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−C
H2S−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH=N−、−CH=CH−COO−、−OCO
−CH=CH−又は単結合であり、A1およびA2はそれ
ぞれ独立に、1又は複数のCH基がNによって置換され
ていてもよい1,4−フェニレン、1又は2つの隣接し
ていないCH2基がO及び/又はSで置換されていても
よい1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセ
ニレン、1,4−ビシクロ(2,2,2)オクチレン、
ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジ
イル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル又は1,
2,3,4−テトラヒドロ−ナフタレン−2,6−ジイ
ルであり;これらすべての基は無置換であるか;F、C
l、OH、CN又はNO2により1又は多置換されてい
てもよく;1又は複数のHがF又はClに置換されても
よい炭素数1〜7のアルキル、アルコキシ、アルキルカ
ルボニル又はアルコキシカルボニルにより1又は多置換
されていてもよく、mは、0、1、2又は3である。
O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−
O−COO−、−CO−N(R3)−、−N(R3)−C
O−、−OCH2−、−CH2O−、−SCH2−、−C
H2S−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH=N−、−CH=CH−COO−、−OCO
−CH=CH−又は単結合であり、A1およびA2はそれ
ぞれ独立に、1又は複数のCH基がNによって置換され
ていてもよい1,4−フェニレン、1又は2つの隣接し
ていないCH2基がO及び/又はSで置換されていても
よい1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセ
ニレン、1,4−ビシクロ(2,2,2)オクチレン、
ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジ
イル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル又は1,
2,3,4−テトラヒドロ−ナフタレン−2,6−ジイ
ルであり;これらすべての基は無置換であるか;F、C
l、OH、CN又はNO2により1又は多置換されてい
てもよく;1又は複数のHがF又はClに置換されても
よい炭素数1〜7のアルキル、アルコキシ、アルキルカ
ルボニル又はアルコキシカルボニルにより1又は多置換
されていてもよく、mは、0、1、2又は3である。
【0063】なかでも、メソゲン基A1−(Z−A2)m
が、2つ又は3つの5員環又は6員環を含む化合物が特
に好ましい。
が、2つ又は3つの5員環又は6員環を含む化合物が特
に好ましい。
【0064】別の好ましい実施形態は、少なくとも1つ
の基Zが−C≡C−である化合物であり、これらの化合
物は特に、高度に複屈折する材料が必要な場合に使用す
るのに適している。
の基Zが−C≡C−である化合物であり、これらの化合
物は特に、高度に複屈折する材料が必要な場合に使用す
るのに適している。
【0065】式IIで示される好ましいメソゲン基のう
ち、比較的低分子量の例を以下に列挙する。なお、Ph
eは1,4−フェニレンを表し;PheLは1〜4個の
基Lで置換された1,4−フェニレン基で、LはF、C
l、OH、CN、NO2であるか、Lは必要に応じてフ
ッ素化された炭素数1〜7のアルキル、アルコキシ、ア
ルキルカルボニル又はアルコキシカルボニルを表し;C
ycは1,4−シクロヘキシレンを表す。また、Zは式
IIで定義した通りである。なお、以下のリストは、派
生式およびにそれらの鏡像体を含んでいる。
ち、比較的低分子量の例を以下に列挙する。なお、Ph
eは1,4−フェニレンを表し;PheLは1〜4個の
基Lで置換された1,4−フェニレン基で、LはF、C
l、OH、CN、NO2であるか、Lは必要に応じてフ
ッ素化された炭素数1〜7のアルキル、アルコキシ、ア
ルキルカルボニル又はアルコキシカルボニルを表し;C
ycは1,4−シクロヘキシレンを表す。また、Zは式
IIで定義した通りである。なお、以下のリストは、派
生式およびにそれらの鏡像体を含んでいる。
【0066】 −Phe−Z−Phe− II− 1 −Phe−Z−Cyc− II− 2 −Cyc−Z−Cyc− II− 3 −PheL−Z−Phe− II− 4 −PheL−Z−Cyc− II− 5 −PheL−Z−PheL− II− 6 −Phe−Z−Phe−Z−Phe− II− 7 −Phe−Z−Phe−Z−Cyc− II− 8 −Phe−Z−Cyc−Z−Phe− II− 9 −Cyc−Z−Phe−Z−Cyc− II−10 −Phe−Z−Cyc−Z−Cyc− II−11 −Cyc−Z−Cyc−Z−Cyc− II−12 −Phe−Z−Phe−Z−PheL− II−13 −Phe−Z−PheL−Z−Phe− II−14 −PheL−Z−Phe−Z−Phe− II−15 −PheL−Z−Phe−Z−PheL− II−16 −PheL−Z−PheL−Z−Phe− II−17 −PheL−Z−PheL−Z−PheL− II−18 −Phe−Z−PheL−Z−Cyc− II−19 −Phe−Z−Cyc−Z−PheL− II−20 −Cyc−Z−Phe−Z−PheL− II−21 −PheL−Z−Cyc−Z−PheL− II−22 −PheL−Z−PheL−Z−Cyc− II−23 −PheL−Z−Cyc−Z−Cyc− II−24 −Cyc−Z−PheL−Z−Cyc− II−25。
【0067】なかでも、II−1、II−2、II−
4、II−6、II−7、II−8、II−11、II
−13、II−14、II−15及びII−16が特に
好ましい。
4、II−6、II−7、II−8、II−11、II
−13、II−14、II−15及びII−16が特に
好ましい。
【0068】また、Zは、−COO−、−OCO−、−
CH2CH2−、−C≡C−又は単結合であることが好ま
しい。
CH2CH2−、−C≡C−又は単結合であることが好ま
しい。
【0069】メソゲン基MGは、以下の式およびそれら
の鏡像体から選択されることが極めて好ましい。
の鏡像体から選択されることが極めて好ましい。
【0070】
【化2】
【0071】
【化3】
【0072】
【化4】
【0073】
【化5】
【0074】
【化6】
【0075】
【化7】
【0076】
【化8】
【0077】
【化9】
【0078】
【化10】
【0079】
【化11】
【0080】
【化12】
【0081】
【化13】
【0082】
【化14】
【0083】なお、式中、Lはそれぞれ独立に既に定義
した通りであり、rは、0、1又は2である。
した通りであり、rは、0、1又は2である。
【0084】また、上記の好ましい式中の基
【0085】
【化15】
【0086】としては、
【0087】
【化16】
【0088】が好ましく、更に
【0089】
【化17】
【0090】が好ましい。
【0091】なお、式中、Lはそれぞれ独立に既に定義
した通りである。
した通りである。
【0092】また、式IId、IIg、IIh、II
i、IIk及びIIoが好ましく、なかでも式IIdお
よびIIkが特に好ましい。
i、IIk及びIIoが好ましく、なかでも式IIdお
よびIIkが特に好ましい。
【0093】Lとしては、F、Cl、CN、OH、NO
2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、C
OC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF
3、OCHF2及びOC2F5が好ましく;F、Cl、C
N、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、CF3及びO
CF3がより好ましく;F、Cl、CH3、OCH3及び
OCF3が更に好ましい。
2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、C
OC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF
3、OCHF2及びOC2F5が好ましく;F、Cl、C
N、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、CF3及びO
CF3がより好ましく;F、Cl、CH3、OCH3及び
OCF3が更に好ましい。
【0094】本発明の別の好ましい実施形態では、重合
性混合物は、少なくとも1つのキラル中心を有するメソ
ゲン基を含む、少なくとも1つの式Iで示されるキラル
な重合性化合物を含む。
性混合物は、少なくとも1つのキラル中心を有するメソ
ゲン基を含む、少なくとも1つの式Iで示されるキラル
な重合性化合物を含む。
【0095】これらの化合物において、MGは、以下の
式で示される基から選択されることが好ましい; −(A1−Z1)a−G1− II*−1 −(A1−Z1)a−G2−(Z1−A2)b− II*−2。
式で示される基から選択されることが好ましい; −(A1−Z1)a−G1− II*−1 −(A1−Z1)a−G2−(Z1−A2)b− II*−2。
【0096】式中、A1、A2及びZ1は、式IIで定義
した通りであり、a及びbは、互いに独立に0、1又は
2であり、G1は、式I中のRと共に末端キラル基を形
成し、G2は、2価のキラル基である。
した通りであり、a及びbは、互いに独立に0、1又は
2であり、G1は、式I中のRと共に末端キラル基を形
成し、G2は、2価のキラル基である。
【0097】好ましいキラル基G1−Rは、例えば、国
際公開第96/17901号パンフレットに記載のよう
なコレステリル基およびテルペノイド基であり、メンチ
ル(menthyl)、ネオメンチル(neoment
hyl)、ボルネイル(borneyl)、カンフェイ
ル(campheyl)、イソピノカンフェイル(is
opino−campheyl)、ピネイル(pine
yl)、テルピネイル(terpineyl)、イソロ
ンギフォリル(isolongifolyl)、フェン
チル(fenchyl)、カルベイル(carvey
l)、ミルテニル(myrthenyl)、ノピル(n
opyl)、ゲラニイル(geraniyl)、リナロ
イル(linaloyl)、ネリル(neryl)、シ
トロネリル(citronellyl)及びジヒドロシ
トロネリル(dihydrocitronellyl)
から選択されることが好ましく、メンチル及び以下に示
すようなメントン(menthone)誘導体より選ば
れる基がより好ましい。
際公開第96/17901号パンフレットに記載のよう
なコレステリル基およびテルペノイド基であり、メンチ
ル(menthyl)、ネオメンチル(neoment
hyl)、ボルネイル(borneyl)、カンフェイ
ル(campheyl)、イソピノカンフェイル(is
opino−campheyl)、ピネイル(pine
yl)、テルピネイル(terpineyl)、イソロ
ンギフォリル(isolongifolyl)、フェン
チル(fenchyl)、カルベイル(carvey
l)、ミルテニル(myrthenyl)、ノピル(n
opyl)、ゲラニイル(geraniyl)、リナロ
イル(linaloyl)、ネリル(neryl)、シ
トロネリル(citronellyl)及びジヒドロシ
トロネリル(dihydrocitronellyl)
から選択されることが好ましく、メンチル及び以下に示
すようなメントン(menthone)誘導体より選ば
れる基がより好ましい。
【0098】
【化18】
【0099】また、例えば、国際公開第95/1600
7号公報に記載されるキラルな糖から誘導される末端基
のような、ピラノース環またはフラノース環を持つ単環
または2環式基を含む末端キラル糖誘導体であることが
好ましい。
7号公報に記載されるキラルな糖から誘導される末端基
のような、ピラノース環またはフラノース環を持つ単環
または2環式基を含む末端キラル糖誘導体であることが
好ましい。
【0100】好ましいキラルな基は、例えば、糖から誘
導される基、ビナフチル誘導体、または光学活性なグリ
コール、特に1位および/または2位においてアルキル
基またはアリール基で置換されたエタン−1,2−ジオ
ールである。糖基の場合には、ペントース環またはヘキ
ソース環を含む単環および2環式基から選択することが
好ましい。
導される基、ビナフチル誘導体、または光学活性なグリ
コール、特に1位および/または2位においてアルキル
基またはアリール基で置換されたエタン−1,2−ジオ
ールである。糖基の場合には、ペントース環またはヘキ
ソース環を含む単環および2環式基から選択することが
好ましい。
【0101】G2としては、以下の様な基が好ましい。
【0102】
【化19】
【0103】式中、Pheは既に定義した通りであり;
R4は、F又は必要に応じてフッ素化された炭素数1〜
4のアルキル基であり;Y1、Y2、Y3及びY4は、式I
におけるR1のうちの何れかを意味する。
R4は、F又は必要に応じてフッ素化された炭素数1〜
4のアルキル基であり;Y1、Y2、Y3及びY4は、式I
におけるR1のうちの何れかを意味する。
【0104】特に、G2としては、ジアンヒドロソルビ
トール(dianhydrosorbitol)、
トール(dianhydrosorbitol)、
【0105】
【化20】
【0106】ジアンヒドロマンニトール(dianhy
dromannitol)、
dromannitol)、
【0107】
【化21】
【0108】ジアンヒドロイジトール(dianhyd
roiditol)
roiditol)
【0109】
【化22】
【0110】のようなジアンヒドロヘキシトール(di
anhydrohexitol)が好ましく、ジアンヒ
ドロソルビトールがより好ましい。
anhydrohexitol)が好ましく、ジアンヒ
ドロソルビトールがより好ましい。
【0111】また、以下のような置換エタンジオールが
好ましく、
好ましく、
【0112】
【化23】
【0113】R4はF、CH3又はCF3が好ましい。
【0114】また、必要に応じて置換されてもよいビナ
フチル(binaphthyl)が好ましく、
フチル(binaphthyl)が好ましく、
【0115】
【化24】
【0116】Y1、Y2、Y3及びY4は、H、F、必要に
応じてフッ素化された炭素数1〜8のアルキル基が好ま
しい。
応じてフッ素化された炭素数1〜8のアルキル基が好ま
しい。
【0117】G2が上記のようなジアンヒドロ−D−ソ
ルビトールである場合には、式II*−2中のa及びb
が1又は2であり、及び/又は式II*−2中のZ1は−
CH=CH−であり、及び/又は式I中のRはP−(S
p−X)n−ではなく、及び/又はII*−2中の−(A
1−Z1)a−と−(Z1−A2)b−とが異なることが好ま
しい。
ルビトールである場合には、式II*−2中のa及びb
が1又は2であり、及び/又は式II*−2中のZ1は−
CH=CH−であり、及び/又は式I中のRはP−(S
p−X)n−ではなく、及び/又はII*−2中の−(A
1−Z1)a−と−(Z1−A2)b−とが異なることが好ま
しい。
【0118】式II*−1及び式II*−2中の−(A1
−Z1)a−及び−(Z1−A2)b−は、上記の式II−
1〜式II−25及び式IIa〜式IIoから選ばれる
ことが好ましく、式II−1〜II−6及び式IIa〜
式IIfから選ばれることがより好ましい。
−Z1)a−及び−(Z1−A2)b−は、上記の式II−
1〜式II−25及び式IIa〜式IIoから選ばれる
ことが好ましく、式II−1〜II−6及び式IIa〜
式IIfから選ばれることがより好ましい。
【0119】式I中のRがアルキル基の場合、又はアル
コキシ基、即ち末端CH2基が−O−によって置換され
ている場合には、直鎖であっても分枝していてもよい。
なかでも、炭素数2〜8の直鎖基が好ましく、したがっ
て、例えばエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブ
トキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、オクト
キシ、更にはメチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ド
デシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノ
ノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデ
コキシ又はテトラデコキシが好ましい。
コキシ基、即ち末端CH2基が−O−によって置換され
ている場合には、直鎖であっても分枝していてもよい。
なかでも、炭素数2〜8の直鎖基が好ましく、したがっ
て、例えばエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブ
トキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、オクト
キシ、更にはメチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ド
デシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノ
ノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデ
コキシ又はテトラデコキシが好ましい。
【0120】特に、Rは、炭素数1〜8の直鎖アルキル
又はアルコキシであることが好ましい。
又はアルコキシであることが好ましい。
【0121】また、オキサアルキル、即ち1つのCH2
が−O−によって置換されている基が好ましく、例え
ば、直鎖2−オキサプロピル(メトキシメチル)、2−
オキサブチル(エトキシメチル)、3−オキサブチル
(2−メトキシエチル)、2−オキサペンチル、3−オ
キサペンチル、4−オキサペンチル、2−オキサヘキシ
ル、3−オキサヘキシル、4−オキサヘキシル、5−オ
キサヘキシル、2−オキサヘプチル、3−オキサヘプチ
ル、4−オキサヘプチル、5−オキサヘプチル、6−オ
キサヘプチル、2−オキサオクチル、3−オキサオクチ
ル、4−オキサオクチル、5−オキサオクチル、6−オ
キサオクチル、7−オキサオクチル、2−オキサノニ
ル、3−オキサノニル、4−オキサノニル、5−オキサ
ノニル、6−オキサノニル、7−オキサノニル、8−オ
キサノニル、2−オキサデシル、3−オキサデシル、4
−オキサデシル、5−オキサデシル、6−オキサデシ
ル、7−オキサデシル、8−オキサデシル、9−オキサ
デシルが好ましい。
が−O−によって置換されている基が好ましく、例え
ば、直鎖2−オキサプロピル(メトキシメチル)、2−
オキサブチル(エトキシメチル)、3−オキサブチル
(2−メトキシエチル)、2−オキサペンチル、3−オ
キサペンチル、4−オキサペンチル、2−オキサヘキシ
ル、3−オキサヘキシル、4−オキサヘキシル、5−オ
キサヘキシル、2−オキサヘプチル、3−オキサヘプチ
ル、4−オキサヘプチル、5−オキサヘプチル、6−オ
キサヘプチル、2−オキサオクチル、3−オキサオクチ
ル、4−オキサオクチル、5−オキサオクチル、6−オ
キサオクチル、7−オキサオクチル、2−オキサノニ
ル、3−オキサノニル、4−オキサノニル、5−オキサ
ノニル、6−オキサノニル、7−オキサノニル、8−オ
キサノニル、2−オキサデシル、3−オキサデシル、4
−オキサデシル、5−オキサデシル、6−オキサデシ
ル、7−オキサデシル、8−オキサデシル、9−オキサ
デシルが好ましい。
【0122】また、ハロゲンは、F又はClであること
が好ましい。
が好ましい。
【0123】式I中のRは、極性基であっても非極性基
であってもよい。極性基の場合には、Rは、CN、NO
2、ハロゲン、OCH3、OCN、SCN、COR5、C
OOR5、炭素数1〜4のモノ−、オリゴ−またはポリ
フッ素化アルキル基またはアルコキシ基から選択され
る。R5は、炭素数1〜4、好ましくは1〜3で必要に
応じてフッ素化されたアルキル基である。極性基Rは、
F、Cl、CN、NO2、OCH3、COCH3、COC2
H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、C2F5、O
CF3、OCHF2及びOC2F5が好ましく、F、Cl、
CN、OCH3及びOCF3から選択されることがより好
ましい。
であってもよい。極性基の場合には、Rは、CN、NO
2、ハロゲン、OCH3、OCN、SCN、COR5、C
OOR5、炭素数1〜4のモノ−、オリゴ−またはポリ
フッ素化アルキル基またはアルコキシ基から選択され
る。R5は、炭素数1〜4、好ましくは1〜3で必要に
応じてフッ素化されたアルキル基である。極性基Rは、
F、Cl、CN、NO2、OCH3、COCH3、COC2
H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、C2F5、O
CF3、OCHF2及びOC2F5が好ましく、F、Cl、
CN、OCH3及びOCF3から選択されることがより好
ましい。
【0124】非極性基の場合には、Rは炭素数15以下
のアルキル基、又は炭素数2〜15のアルコキシ基であ
ることが好ましい。
のアルキル基、又は炭素数2〜15のアルコキシ基であ
ることが好ましい。
【0125】式I中のRは、アキラルな基であってもキ
ラルな基であってもよい。キラルな基の場合には、下式
IIIで示される構造から選択されることが好ましい。
ラルな基であってもよい。キラルな基の場合には、下式
IIIで示される構造から選択されることが好ましい。
【0126】
【化25】
【0127】式中において、X1は、−O−、−S−、
−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−又は
単結合であり、Q1は、炭素数1〜9のアルキレンもし
くはアルキレン−オキシ基または単結合であり、Q
2は、炭素数1〜10のアルキルまたはアルコキシ基で
あって、無置換であってもハロゲンまたはCNで1又は
多置換されていてもよく;1つ又は複数の隣接していな
いCH2基がそれぞれ独立に、−C≡C−、−O−、−
S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−CO
O−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−又は
−CO−S−により酸素原子が他方と直接結合しないよ
うに置換されているアルキルまたはアルコキシ基であ
り、Q3は、ハロゲン、シアノ基、炭素数1〜4のQ2と
異なるアルキルまたはアルコキシ基である。
−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−又は
単結合であり、Q1は、炭素数1〜9のアルキレンもし
くはアルキレン−オキシ基または単結合であり、Q
2は、炭素数1〜10のアルキルまたはアルコキシ基で
あって、無置換であってもハロゲンまたはCNで1又は
多置換されていてもよく;1つ又は複数の隣接していな
いCH2基がそれぞれ独立に、−C≡C−、−O−、−
S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−CO
O−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−又は
−CO−S−により酸素原子が他方と直接結合しないよ
うに置換されているアルキルまたはアルコキシ基であ
り、Q3は、ハロゲン、シアノ基、炭素数1〜4のQ2と
異なるアルキルまたはアルコキシ基である。
【0128】式III中のQ1がアルキレン−オキシ基
の場合には、O原子は、キラルなC原子に隣接している
ことが好ましい。
の場合には、O原子は、キラルなC原子に隣接している
ことが好ましい。
【0129】好ましいキラルな基Rとしては、2−アル
キル、2−アルコキシ、2−メチルアルキル、2−メチ
ルアルコキシ、2−フルオロアルキル、2−フルオロア
ルコキシ、2−(2−エチン)−アルキル、2−(2−
エチン)−アルコキシ、1,1,1−トリフルオロ−2
−アルキル及び1,1,1−トリフルオロ−2−アルコ
キシを挙げることができる。
キル、2−アルコキシ、2−メチルアルキル、2−メチ
ルアルコキシ、2−フルオロアルキル、2−フルオロア
ルコキシ、2−(2−エチン)−アルキル、2−(2−
エチン)−アルコキシ、1,1,1−トリフルオロ−2
−アルキル及び1,1,1−トリフルオロ−2−アルコ
キシを挙げることができる。
【0130】また、キラルな基Rとしては、2−ブチル
(1−メチルプロピル)、2−メチルブチル、2−メチ
ルペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシ
ル、2−プロピルペンチルが好ましく;例えば2−メチ
ルブチル、2−メチルブトキシ、2−メチルペントキ
シ、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソキシ、1
−メチルヘキソキシ、2−オクチルオキシ、2−オキサ
−3−メチルブチル、3−オキサ−4−メチルペンチ
ル、4−メチルヘキシル、2−ヘキシル、2−オクチ
ル、2−ノニル、2−デシル、2−ドデシル、6−メト
キシオクトキシ、6−メチルオクトキシ、6−メチルオ
クタノイルオキシ、5−メチルヘプチルオキシカルボニ
ル、2−メチルブチリルオキシ、3−メチルバレロイル
オキシ、4−メチルヘキサノイルオキシ、2−クロロプ
ロピオニルオキシ、2−クロロ−3−メチルブチリルオ
キシ、2−クロロ−4−メチルバレリルオキシ、2−ク
ロロ−3−メチルバレリルオキシ、2−メチル−3−オ
キサペンチル、2−メチル−3−オキサヘキシル、1−
メトキシプロピル−2−オキシ、1−エトキシプロピル
−2−オキシ、1−プロポキシプロピル−2−オキシ、
1−ブトキシプロピル−2−オキシ、2−フルオロオク
チルオキシ、2−フルオロデシルオキシ、1,1,1−
トリフルオロ−2−オクチルオキシ、1,1,1−トリ
フルオロ−2−オクチル、2−フルオロメチルオクチル
オキシがより好ましく;例えば、2−ヘキシル、2−オ
クチル、2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオ
ロ−2−ヘキシル、1,1,1−トリフルオロ−2−オ
クチル及び1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオ
キシが更に好ましい。
(1−メチルプロピル)、2−メチルブチル、2−メチ
ルペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシ
ル、2−プロピルペンチルが好ましく;例えば2−メチ
ルブチル、2−メチルブトキシ、2−メチルペントキ
シ、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソキシ、1
−メチルヘキソキシ、2−オクチルオキシ、2−オキサ
−3−メチルブチル、3−オキサ−4−メチルペンチ
ル、4−メチルヘキシル、2−ヘキシル、2−オクチ
ル、2−ノニル、2−デシル、2−ドデシル、6−メト
キシオクトキシ、6−メチルオクトキシ、6−メチルオ
クタノイルオキシ、5−メチルヘプチルオキシカルボニ
ル、2−メチルブチリルオキシ、3−メチルバレロイル
オキシ、4−メチルヘキサノイルオキシ、2−クロロプ
ロピオニルオキシ、2−クロロ−3−メチルブチリルオ
キシ、2−クロロ−4−メチルバレリルオキシ、2−ク
ロロ−3−メチルバレリルオキシ、2−メチル−3−オ
キサペンチル、2−メチル−3−オキサヘキシル、1−
メトキシプロピル−2−オキシ、1−エトキシプロピル
−2−オキシ、1−プロポキシプロピル−2−オキシ、
1−ブトキシプロピル−2−オキシ、2−フルオロオク
チルオキシ、2−フルオロデシルオキシ、1,1,1−
トリフルオロ−2−オクチルオキシ、1,1,1−トリ
フルオロ−2−オクチル、2−フルオロメチルオクチル
オキシがより好ましく;例えば、2−ヘキシル、2−オ
クチル、2−オクチルオキシ、1,1,1−トリフルオ
ロ−2−ヘキシル、1,1,1−トリフルオロ−2−オ
クチル及び1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオ
キシが更に好ましい。
【0131】加えて、アキラルな分枝基Rを含む式Iの
化合物は、例えば、結晶化する傾向を低減する観点から
好ましい。このタイプの分枝基は、通常2つ以上の分枝
鎖を含まない。好ましいアキラルな分枝基は、イソプロ
ピル、イソブチル(メチルプロピル)、イソペンチル
(3−メチルブチル)、イソプロポキシ、2−メチルプ
ロポキシ及び3−メチルブトキシである。
化合物は、例えば、結晶化する傾向を低減する観点から
好ましい。このタイプの分枝基は、通常2つ以上の分枝
鎖を含まない。好ましいアキラルな分枝基は、イソプロ
ピル、イソブチル(メチルプロピル)、イソペンチル
(3−メチルブチル)、イソプロポキシ、2−メチルプ
ロポキシ及び3−メチルブトキシである。
【0132】一方、RがP−(Sp−X)n−で示され
る構造の場合も好ましい。
る構造の場合も好ましい。
【0133】式I中のPとしては、アクリレート基、メ
タクリレート基、ビニル基、ビニルオキシ基、エポキシ
基、スチレン基、プロペニルエーテル基が好ましく、ア
クリレート、メタクリレート、ビニル基、エポキシ基が
より好ましい。
タクリレート基、ビニル基、ビニルオキシ基、エポキシ
基、スチレン基、プロペニルエーテル基が好ましく、ア
クリレート、メタクリレート、ビニル基、エポキシ基が
より好ましい。
【0134】式I中のスペーサー基Spとしては、液晶
の分野で知られているすべての基を使用することができ
る。スペーサー基Spの炭素数は1〜20が好ましく、
1〜12がより好ましい。また、1又は複数の隣接して
いないCH2基が、−O−、−S−、−NH−、−N
(CH3)−、−CO−、−O−CO−、−S−CO
−、−O−COO−、−CO−S−、−CO−O−、−
CH(ハロゲン)−、−CH(CN)−、−CH=CH
−又は−C≡C−によって置換されていてもよい直線ま
たは分枝アルキレン基が好ましい。
の分野で知られているすべての基を使用することができ
る。スペーサー基Spの炭素数は1〜20が好ましく、
1〜12がより好ましい。また、1又は複数の隣接して
いないCH2基が、−O−、−S−、−NH−、−N
(CH3)−、−CO−、−O−CO−、−S−CO
−、−O−COO−、−CO−S−、−CO−O−、−
CH(ハロゲン)−、−CH(CN)−、−CH=CH
−又は−C≡C−によって置換されていてもよい直線ま
たは分枝アルキレン基が好ましい。
【0135】典型的なスペーサー基としては、例えば−
(CH2)o−、−(CH2CH2O) p−CH2CH2−、
−CH2CH2−S−CH2CH2−又は−CH2CH2−N
H−CH2CH2−を挙げることができ、oは2〜12の
整数であり、pは1〜3の整数である。
(CH2)o−、−(CH2CH2O) p−CH2CH2−、
−CH2CH2−S−CH2CH2−又は−CH2CH2−N
H−CH2CH2−を挙げることができ、oは2〜12の
整数であり、pは1〜3の整数である。
【0136】好ましいスペーサー基は、例えば、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、
ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデ
シレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシ
エチレン、メチレンオキシブチレン、エチレン−チオエ
チレン、エチレン−N−メチル−イミノエチレン、1−
メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレン及びブテ
ニレンである。
ン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、
ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデ
シレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシ
エチレン、メチレンオキシブチレン、エチレン−チオエ
チレン、エチレン−N−メチル−イミノエチレン、1−
メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレン及びブテ
ニレンである。
【0137】特にSpとしては、炭素数2〜8のアルキ
ル又はアルコキシ基が好ましく、直鎖のアルキル又はア
ルコキシ基がより好ましい。
ル又はアルコキシ基が好ましく、直鎖のアルキル又はア
ルコキシ基がより好ましい。
【0138】また、式Iのキラルな化合物が、式IVで
示されるキラルなスペーサー基Spを少なくとも1つ有
することが好ましい。
示されるキラルなスペーサー基Spを少なくとも1つ有
することが好ましい。
【0139】
【化26】
【0140】式中において、Q1及びQ3は、式IIIで
定義される通りであり、Q4は、炭素数1〜10のアル
キレンもしくはアルキレン−オキシ基または単結合であ
り、Q1とは異なる。
定義される通りであり、Q4は、炭素数1〜10のアル
キレンもしくはアルキレン−オキシ基または単結合であ
り、Q1とは異なる。
【0141】ここで、式III中のQ1がアルキレン−
オキシ基である場合には、O原子はキラルなC原子に隣
接していることが好ましい。
オキシ基である場合には、O原子はキラルなC原子に隣
接していることが好ましい。
【0142】また、RがP−Sp−X−で示される構造
の場合には、式Iの化合物中の2つのスペーサー基Sp
は、同一でも異なっていてもよい。
の場合には、式Iの化合物中の2つのスペーサー基Sp
は、同一でも異なっていてもよい。
【0143】上述の化合物のうち、nが1である化合物
が好ましい。
が好ましい。
【0144】nが0である基P−(Sp−X)n−と、
nが1である基P−(Sp−X)n−を共に含む化合物
が更に好ましい。
nが1である基P−(Sp−X)n−を共に含む化合物
が更に好ましい。
【0145】式Iの化合物は、例えば、Houben−
Weyl、Methoden der organis
chen Chemie、Thieme−Verla
g、Stuttgartなどの有機化学の標準的著作に
記載されている方法に従うか、類推して合成することが
できる。なお、幾つかの具体的な調製方法を、実施例に
記載した。
Weyl、Methoden der organis
chen Chemie、Thieme−Verla
g、Stuttgartなどの有機化学の標準的著作に
記載されている方法に従うか、類推して合成することが
できる。なお、幾つかの具体的な調製方法を、実施例に
記載した。
【0146】重合性CLC材料の成分として用いること
ができる適当な重合性メソゲン化合物の例は、例えば国
際公開第93/22397号パンフレット、欧州公開第
0,261,712号公報、ドイツ国公開第195,0
4,224号公報、国際公開第95/22586号パン
フレット、国際公開第97/00600号パンフレット
に記載されている。しかしながら、これらの公報に記載
されている化合物は従来例に過ぎず、本発明の内容が記
載されていたり示唆されるものではない。重合性CLC
混合物は、1つの重合性官能基を有する少なくとも1つ
の重合性メソゲン化合物および2つ以上の重合性官能基
を有する少なくとも1つの重合性メソゲン化合物を含
む。
ができる適当な重合性メソゲン化合物の例は、例えば国
際公開第93/22397号パンフレット、欧州公開第
0,261,712号公報、ドイツ国公開第195,0
4,224号公報、国際公開第95/22586号パン
フレット、国際公開第97/00600号パンフレット
に記載されている。しかしながら、これらの公報に記載
されている化合物は従来例に過ぎず、本発明の内容が記
載されていたり示唆されるものではない。重合性CLC
混合物は、1つの重合性官能基を有する少なくとも1つ
の重合性メソゲン化合物および2つ以上の重合性官能基
を有する少なくとも1つの重合性メソゲン化合物を含
む。
【0147】特に有用な1反応性のキラルおよびアキラ
ルな重合性メソゲン化合物の例を以下に示すが、これら
は例示に過ぎず、本発明はこれらの化合物に限定される
ものではない。
ルな重合性メソゲン化合物の例を以下に示すが、これら
は例示に過ぎず、本発明はこれらの化合物に限定される
ものではない。
【0148】
【化27】
【0149】
【化28】
【0150】
【化29】
【0151】
【化30】
【0152】
【化31】
【0153】
【化32】
【0154】
【化33】
【0155】
【化34】
【0156】
【化35】
【0157】
【化36】
【0158】
【化37】
【0159】また、特に有用な2反応性のキラルおよび
アキラルな重合性メソゲン化合物の例を以下に示すが、
これらは例示に過ぎず、本発明はこれらの化合物に限定
されるものではない。
アキラルな重合性メソゲン化合物の例を以下に示すが、
これらは例示に過ぎず、本発明はこれらの化合物に限定
されるものではない。
【0160】
【化38】
【0161】
【化39】
【0162】
【化40】
【0163】
【化41】
【0164】
【化42】
【0165】上式で、Pは式Iで定義され以上で既に説
明した通りの基であり;x及びyは、それぞれ独立に1
〜12の整数であり;Aは無置換であるか2位、3位お
よび/または5位でL1によって置換された1,4−フ
ェニレン又は1,4−シクロヘキシレンを表し;Z1は
式IIで定義した通りであり;vは0又は1であり、Y
は既に定義した極性基であり;R0は非極性アルキル又
はアルコキシ基であり;Terは例えばメンチルのよう
なテルペノイド基であり;Cholはコレステリル基で
あり;L1及びL2はそれぞれ独立にH、F、Cl、C
N、OH、NO2、炭素数1〜4個で必要に応じてハロ
ゲン化されたアルキル、アルコキシ又はカルボニル基で
あり;上式中の1,4−フェニレン環は2位、3位およ
び/または5位でL1によって置換されていてもよい。
明した通りの基であり;x及びyは、それぞれ独立に1
〜12の整数であり;Aは無置換であるか2位、3位お
よび/または5位でL1によって置換された1,4−フ
ェニレン又は1,4−シクロヘキシレンを表し;Z1は
式IIで定義した通りであり;vは0又は1であり、Y
は既に定義した極性基であり;R0は非極性アルキル又
はアルコキシ基であり;Terは例えばメンチルのよう
なテルペノイド基であり;Cholはコレステリル基で
あり;L1及びL2はそれぞれ独立にH、F、Cl、C
N、OH、NO2、炭素数1〜4個で必要に応じてハロ
ゲン化されたアルキル、アルコキシ又はカルボニル基で
あり;上式中の1,4−フェニレン環は2位、3位およ
び/または5位でL1によって置換されていてもよい。
【0166】なお、非極性基としては、1以上の炭素原
子を有し好ましくは炭素数1〜15のアルキル基、又は
2以上の炭素原子を有し好ましくは炭素数2〜15のア
ルコキシ基が好ましい。
子を有し好ましくは炭素数1〜15のアルキル基、又は
2以上の炭素原子を有し好ましくは炭素数2〜15のア
ルコキシ基が好ましい。
【0167】また、重合性CLC材料は、キラルな重合
性メソゲン化合物の代わりに、又はキラルな重合性メソ
ゲン化合物に加えることで、1又は複数のキラルドーパ
ントを含んでいても構わない。なお。キラルドーパント
自身は、必ずしも液晶相を示す必要はない。
性メソゲン化合物の代わりに、又はキラルな重合性メソ
ゲン化合物に加えることで、1又は複数のキラルドーパ
ントを含んでいても構わない。なお。キラルドーパント
自身は、必ずしも液晶相を示す必要はない。
【0168】高い螺旋ねじり力(HTP)を持つキラル
ドーパント、例えば国際公開第98/00428号パン
フレットに記載されているキラルドーパントが好まし
い。又、通常用いられる他のキラルドーパントンとして
は、例えば、ドイツ国DarmstadtのMerck
社より市販されているS1011、R811及びCB1
5を挙げることができる。
ドーパント、例えば国際公開第98/00428号パン
フレットに記載されているキラルドーパントが好まし
い。又、通常用いられる他のキラルドーパントンとして
は、例えば、ドイツ国DarmstadtのMerck
社より市販されているS1011、R811及びCB1
5を挙げることができる。
【0169】また、式VII及び式VIIIに示される
化合物から選択されるキラルな非重合性ドーパントが好
ましい。
化合物から選択されるキラルな非重合性ドーパントが好
ましい。
【0170】
【化43】
【0171】
【化44】
【0172】なお、これらの式は、図示していない
(R,S)、(S,R)、(R,R)及び(S,S)の
エナンチオマーを含んでおり、E及びFはそれぞれ独立
に上記Aと同様であり;vは0又は1であり;Z0は−
COO−、−OCO−、−CH2CH2−又は単結合であ
り;Rは炭素数1〜12のアルキル、アルコキシ、カル
ボニル又はカルボニルオキシ基である。
(R,S)、(S,R)、(R,R)及び(S,S)の
エナンチオマーを含んでおり、E及びFはそれぞれ独立
に上記Aと同様であり;vは0又は1であり;Z0は−
COO−、−OCO−、−CH2CH2−又は単結合であ
り;Rは炭素数1〜12のアルキル、アルコキシ、カル
ボニル又はカルボニルオキシ基である。
【0173】なお、式VIIの化合物およびそれらの合
成は、国際公開第98/00428号パンフレットに記
載されている。また、式VIIIの化合物およびそれら
の合成は、英国公開第2,328,207号公報に記載
されている。
成は、国際公開第98/00428号パンフレットに記
載されている。また、式VIIIの化合物およびそれら
の合成は、英国公開第2,328,207号公報に記載
されている。
【0174】式VII及び式VIIIの上記キラル化合
物は、極めて高い螺旋ねじり力(HTP)を示すため、
本発明の目的には特に有用である。
物は、極めて高い螺旋ねじり力(HTP)を示すため、
本発明の目的には特に有用である。
【0175】重合性CLC材料は、基材上にコーティン
グされたときに自然に平面配列を示す1つまたは複数の
キラルなメソゲン化合物、具体的にはこのタイプの重合
性キラル化合物を含むことが好ましい。これらの化合物
は、式Iから選択され、Sp及び/又はRがキラル部分
を含むことが好ましい。上式VaからVmより選択され
るキラル化合物が特に好ましい。
グされたときに自然に平面配列を示す1つまたは複数の
キラルなメソゲン化合物、具体的にはこのタイプの重合
性キラル化合物を含むことが好ましい。これらの化合物
は、式Iから選択され、Sp及び/又はRがキラル部分
を含むことが好ましい。上式VaからVmより選択され
るキラル化合物が特に好ましい。
【0176】重合性CLC材料の重合は、熱または化学
線放射に曝露することによって行うことができる。化学
線放射は、紫外光、赤外光または可視光のような光の照
射、X線またはガンマ線の照射またはイオンもしくは電
子などの高エネルギー粒子の照射を意味する。紫外線照
射によって重合を行うことが好ましい。
線放射に曝露することによって行うことができる。化学
線放射は、紫外光、赤外光または可視光のような光の照
射、X線またはガンマ線の照射またはイオンもしくは電
子などの高エネルギー粒子の照射を意味する。紫外線照
射によって重合を行うことが好ましい。
【0177】化学線放射源としては、例えば単一の紫外
線ランプまたは一連の紫外線ランプを使用することがで
きる。高圧ランプを使用すれば硬化時間を短縮できる。
化学線放射の他に考え得るソースは、例えば紫外線レー
ザー、赤外線レーザーまたは可視レーザーのようなレー
ザーである。
線ランプまたは一連の紫外線ランプを使用することがで
きる。高圧ランプを使用すれば硬化時間を短縮できる。
化学線放射の他に考え得るソースは、例えば紫外線レー
ザー、赤外線レーザーまたは可視レーザーのようなレー
ザーである。
【0178】重合は、化学線放射の波長で吸収する開始
剤の存在下で行う。例えば、紫外光によって重合すると
きには、紫外線照射の下で分解する光開始剤を用い、重
合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成す
ることができる。
剤の存在下で行う。例えば、紫外光によって重合すると
きには、紫外線照射の下で分解する光開始剤を用い、重
合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成す
ることができる。
【0179】アクリレートまたはメタクリレート基を有
する重合性メソゲンを硬化するときには、ラジカル光開
始剤を使用することが好ましく、ビニルおよびエポキシ
基を有する重合性メソゲンを硬化する場合には、カチオ
ン光開始剤を使用することが好ましい。
する重合性メソゲンを硬化するときには、ラジカル光開
始剤を使用することが好ましく、ビニルおよびエポキシ
基を有する重合性メソゲンを硬化する場合には、カチオ
ン光開始剤を使用することが好ましい。
【0180】加熱すると分解する重合開始剤を使用し、
重合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成
することも可能である。
重合反応を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成
することも可能である。
【0181】ラジカル重合用の光開始剤としては、例え
ば市販のIrgacure651、Irgacure1
84、Darocure1173またはDarocur
e4205(以上、Ciba Geigy社製)を使用
することができるが、カチオン重合の場合には、市販の
UVI6974(Union Carbide社製)を
使用することができる。
ば市販のIrgacure651、Irgacure1
84、Darocure1173またはDarocur
e4205(以上、Ciba Geigy社製)を使用
することができるが、カチオン重合の場合には、市販の
UVI6974(Union Carbide社製)を
使用することができる。
【0182】重合性CLC混合物は、重合開始剤を0.
01〜10%、極めて好ましくは0.05〜5%、具体
的には0.1〜3%含むことが好ましい。紫外線光開始
剤、具体的にはラジカル性紫外線光開始剤が好ましい。
01〜10%、極めて好ましくは0.05〜5%、具体
的には0.1〜3%含むことが好ましい。紫外線光開始
剤、具体的にはラジカル性紫外線光開始剤が好ましい。
【0183】硬化時間は専ら、重合性メソゲン材料の反
応性、ビーズの直径、重合開始剤のタイプおよび紫外線
ランプの出力によって決まる。本発明による硬化時間
は、10分以下であることが好ましく、5分以下である
ことが特に好ましく、2分未満であることが極めて好ま
しい。大量生産の場合には、3分以下、極めて好ましく
は1分以下、具体的には30秒以下の短い硬化時間が好
ましい。
応性、ビーズの直径、重合開始剤のタイプおよび紫外線
ランプの出力によって決まる。本発明による硬化時間
は、10分以下であることが好ましく、5分以下である
ことが特に好ましく、2分未満であることが極めて好ま
しい。大量生産の場合には、3分以下、極めて好ましく
は1分以下、具体的には30秒以下の短い硬化時間が好
ましい。
【0184】重合開始剤の他に、重合性材料はまた、1
つまたは複数の、例えば、触媒、安定剤、連鎖移動剤、
共反応モノマーまたは界面活性化合物などの他の適当な
成分を含むことができる。適当な界面活性剤は、例え
ば、J.Cognard、Mol.Cryst.Li
q.Cryst.、第78巻、補遺版1、第1〜77
頁、1981年刊に記載されている。具体的には、安定
剤を添加し、例えば保存中の重合性材料の望ましからぬ
自発重合を防ぐことが好ましい。
つまたは複数の、例えば、触媒、安定剤、連鎖移動剤、
共反応モノマーまたは界面活性化合物などの他の適当な
成分を含むことができる。適当な界面活性剤は、例え
ば、J.Cognard、Mol.Cryst.Li
q.Cryst.、第78巻、補遺版1、第1〜77
頁、1981年刊に記載されている。具体的には、安定
剤を添加し、例えば保存中の重合性材料の望ましからぬ
自発重合を防ぐことが好ましい。
【0185】安定剤としては、原則としてこの目的で当
業者に知られているすべての化合物を使用することがで
きる。これらの化合物は、様々なものが市販されてい
る。安定剤の典型的な例は、4−エトキシフェノールま
たはブチル化されたヒドロキシトルエン(BHT)であ
る。
業者に知られているすべての化合物を使用することがで
きる。これらの化合物は、様々なものが市販されてい
る。安定剤の典型的な例は、4−エトキシフェノールま
たはブチル化されたヒドロキシトルエン(BHT)であ
る。
【0186】ポリマーの架橋を増やすため、重合性材料
に2つ以上の重合性官能基を有する非メソゲン化合物を
20%まで加えるか、さらに2価または多官能性重合性
メソゲン化合物を加えてポリマーの架橋を増すことも可
能である。
に2つ以上の重合性官能基を有する非メソゲン化合物を
20%まで加えるか、さらに2価または多官能性重合性
メソゲン化合物を加えてポリマーの架橋を増すことも可
能である。
【0187】2官能性非メソゲンモノマーの典型的な例
は、アルキル基が1〜20の炭素原子を有するアルキル
ジアクリレート又はアルキルジメタクリレートである。
3以上の重合性基を有する非メソゲンモノマーの典型的
な例は、トリメチロールプロパントリメタクリレート又
はペンタエリトリトールテトラアクリレートである。
は、アルキル基が1〜20の炭素原子を有するアルキル
ジアクリレート又はアルキルジメタクリレートである。
3以上の重合性基を有する非メソゲンモノマーの典型的
な例は、トリメチロールプロパントリメタクリレート又
はペンタエリトリトールテトラアクリレートである。
【0188】別の好ましい実施形態では、重合性CLC
混合物は、1つの重合性官能基を有する非メソゲン化合
物を70%まで、好ましくは3〜50%を含む。1官能
性非メソゲンモノマーの典型的な例は、アルキルアクリ
レート又はアルキルメタクリレートである。
混合物は、1つの重合性官能基を有する非メソゲン化合
物を70%まで、好ましくは3〜50%を含む。1官能
性非メソゲンモノマーの典型的な例は、アルキルアクリ
レート又はアルキルメタクリレートである。
【0189】例えば、20%までの量の非重合性液晶化
合物を加え、CLC材料の光学特性を適応させることも
可能である。
合物を加え、CLC材料の光学特性を適応させることも
可能である。
【0190】重合温度は、主に重合性材料の透明点を考
慮して決定される。重合温度は、重合性メソゲン混合物
の透明化温度より少なくとも30℃低いことが好まし
い。
慮して決定される。重合温度は、重合性メソゲン混合物
の透明化温度より少なくとも30℃低いことが好まし
い。
【0191】インクおよび塗料で使用する場合には、応
用例に応じてポリマービーズを透明なバインダー又は流
体中に分散するか、プラスチック中に組み入れることが
できる。
用例に応じてポリマービーズを透明なバインダー又は流
体中に分散するか、プラスチック中に組み入れることが
できる。
【0192】また、インクおよび塗料は、1又は複数の
バインダー、追加の顔料または染料、硬化剤、分散剤、
充填剤と、さらに従来の添加物を含むことができ、これ
らはすべて当技術分野で知られている。
バインダー、追加の顔料または染料、硬化剤、分散剤、
充填剤と、さらに従来の添加物を含むことができ、これ
らはすべて当技術分野で知られている。
【0193】例えば、本発明のポリマービーズの他に、
インク、塗料およびラッカーはまた、1又は複数の染料
または顔料を含むことができる。これらの染料または顔
料は、従来の二酸化チタン、酸化鉄(III)、黄色酸
化鉄、酸化クロム、プルシャンブルー、カーボンブラッ
クなどの無機顔料、またはアゾ、金属錯体ならびに例え
ばフタロシアニン、ペリレン、ピロロピロール、ポリメ
チンまたはトリフェニルメタンをベースとする多環式染
料または顔料のような有機染料または顔料から選択する
ことができる。さらに、追加の顔料は、液晶顔料、例え
ば銅またはアルミニウムの金属顔料、真珠光沢または被
覆雲母の干渉顔料、アルミニウムまたはカーボンブラッ
ク、金属酸化物顔料または被覆ガラスフレークのような
小板形実効顔料から選択することができる。
インク、塗料およびラッカーはまた、1又は複数の染料
または顔料を含むことができる。これらの染料または顔
料は、従来の二酸化チタン、酸化鉄(III)、黄色酸
化鉄、酸化クロム、プルシャンブルー、カーボンブラッ
クなどの無機顔料、またはアゾ、金属錯体ならびに例え
ばフタロシアニン、ペリレン、ピロロピロール、ポリメ
チンまたはトリフェニルメタンをベースとする多環式染
料または顔料のような有機染料または顔料から選択する
ことができる。さらに、追加の顔料は、液晶顔料、例え
ば銅またはアルミニウムの金属顔料、真珠光沢または被
覆雲母の干渉顔料、アルミニウムまたはカーボンブラッ
ク、金属酸化物顔料または被覆ガラスフレークのような
小板形実効顔料から選択することができる。
【0194】バインダーとしては、例えば、ポリエステ
ル、アルキド樹脂、ポリウレタン、(メト)アクリレー
トコポリマー及びセルロースエステルをベースとする樹
脂を使用することができ、有機溶剤中に溶けていても、
分散していてもよい。あるいは、例えば、ポリエステ
ル、ポリ(メト)アクリレート及びポリウレタンから選
ばれる水溶性ポリマーのような水溶性バインダーを使用
することもできる。
ル、アルキド樹脂、ポリウレタン、(メト)アクリレー
トコポリマー及びセルロースエステルをベースとする樹
脂を使用することができ、有機溶剤中に溶けていても、
分散していてもよい。あるいは、例えば、ポリエステ
ル、ポリ(メト)アクリレート及びポリウレタンから選
ばれる水溶性ポリマーのような水溶性バインダーを使用
することもできる。
【0195】本発明の顔料および透明なバインダーを含
む被膜は、更に透明な第2被膜で覆われていてもよい。
適当な方法および成分は、国際公開第97/27252
号パンフレットに記載されている。
む被膜は、更に透明な第2被膜で覆われていてもよい。
適当な方法および成分は、国際公開第97/27252
号パンフレットに記載されている。
【0196】本発明のポリマービーズは、噴霧用または
印刷用インク、または塗料、または装飾的応用または化
粧用製品の着色プラスチック中の実効顔料として使用す
ることができる。応用例の他の重要な分野は、自動車
用、例えば偏光子または補償板などの光学フィルムのよ
うな能動または受動光学素子、およびIDカード、クレ
ジットカード、チケットなどの有価証券の偽造を防止す
るセキュリティラベル、マーキングまたはパターンにお
けるセキュリティ応用例である。
印刷用インク、または塗料、または装飾的応用または化
粧用製品の着色プラスチック中の実効顔料として使用す
ることができる。応用例の他の重要な分野は、自動車
用、例えば偏光子または補償板などの光学フィルムのよ
うな能動または受動光学素子、およびIDカード、クレ
ジットカード、チケットなどの有価証券の偽造を防止す
るセキュリティラベル、マーキングまたはパターンにお
けるセキュリティ応用例である。
【0197】これ以上詳しく説明しなくても、当業者
は、前記の説明を用いて本発明を完全に利用できると考
えられる。したがって、以下の実施例は、単に例示を意
図するものであり、いかなる形でも本発明を限定するも
のではない。
は、前記の説明を用いて本発明を完全に利用できると考
えられる。したがって、以下の実施例は、単に例示を意
図するものであり、いかなる形でも本発明を限定するも
のではない。
【0198】
【実施例】なお、以上の説明および以下の実施例では、
特別の指示がない限り、温度は未補正の摂氏(℃)で示
し、部および%は質量基準である。
特別の指示がない限り、温度は未補正の摂氏(℃)で示
し、部および%は質量基準である。
【0199】また、化合物の液晶相を説明するために以
下の略語を用いる。即ち、Kは結晶、Nはネマチック、
Sはスメクチック、Chはコレステリック、Iは等方を
意味する。また、シンボル間の数字は、相転移温度を℃
で示している。
下の略語を用いる。即ち、Kは結晶、Nはネマチック、
Sはスメクチック、Chはコレステリック、Iは等方を
意味する。また、シンボル間の数字は、相転移温度を℃
で示している。
【0200】(実施例1)ポリマービーズの調製 以下の反応性混合物を調製した; 化合物(1) 90.7% 化合物(2) 2.4% 化合物(3) 2.1% Irgacure184 4.8%。
【0201】
【化45】
【0202】
【化46】
【0203】
【化47】
【0204】化合物(1)は、国際公開第93/223
97号公報に記載の方法と同様にして調製した。化合物
(2)および化合物(3)については、国際公開第98
/00428号公報に記載されている。Irgacur
e184(登録商標)は、スイス国バーゼルのCiba
社製から市販されている光開始剤である。
97号公報に記載の方法と同様にして調製した。化合物
(2)および化合物(3)については、国際公開第98
/00428号公報に記載されている。Irgacur
e184(登録商標)は、スイス国バーゼルのCiba
社製から市販されている光開始剤である。
【0205】混合物は右円偏光を反射した。反応性混合
物の薄いフィルムは、黒の背景に対して緑色の反射色を
示した。
物の薄いフィルムは、黒の背景に対して緑色の反射色を
示した。
【0206】アラビアゴム5gを、60℃の温水50m
Lに溶かした。この溶液を上述の反応性混合物に加え、
温度を70℃に調整した。得られた混合物を70℃で4
分間撹拌した。顕微鏡および計測機を用いて測定した粒
径分布は、5〜10μmであり、2μm未満のより細か
い材料もかなりの量にのぼった。
Lに溶かした。この溶液を上述の反応性混合物に加え、
温度を70℃に調整した。得られた混合物を70℃で4
分間撹拌した。顕微鏡および計測機を用いて測定した粒
径分布は、5〜10μmであり、2μm未満のより細か
い材料もかなりの量にのぼった。
【0207】得られたスラリを皿に移し、中圧Hg放電
ランプの紫外線照射を用いて5分間、材料を重合させ
た。
ランプの紫外線照射を用いて5分間、材料を重合させ
た。
【0208】次いで、スラリを洗浄し250mLのメス
シリンダーに入れて、64時間放置し、微粉を含む液体
をデカントした。残渣を更に水200mLで磨り潰し、
48時間放置した。上澄みの液体を再びデカントした。
そして、残渣を水100mLで磨り潰し、スラリを濾過
した。固体の球体からなる濾過ケーキをポリアクリレー
ト製のバインダーに懸濁し、紫色のコーティングを得
た。
シリンダーに入れて、64時間放置し、微粉を含む液体
をデカントした。残渣を更に水200mLで磨り潰し、
48時間放置した。上澄みの液体を再びデカントした。
そして、残渣を水100mLで磨り潰し、スラリを濾過
した。固体の球体からなる濾過ケーキをポリアクリレー
ト製のバインダーに懸濁し、紫色のコーティングを得
た。
【0209】(実施例2)反射フィルムの製造 実施例1で得られた乾燥ポリマービーズ2gと、Cib
a Geigy社製より販売されているアクリルエマル
ジョンGlascol LE−15(登録商標)3g
と、水1mLとを共に16時間撹拌すると、ビーズが分
散しているレジンが得られた。この分散液1mLを黒色
カードの表面に塗布し、巻線形状の棒を用いて広げる
と、厚さ12μmの湿ったフィルムが得られた。これを
オーブン中で乾燥すると、紫色に見える均一な被膜が得
られた。右円偏光の下で、フィルムは殆ど見えず、左円
偏光器を通して見ると外観は変わらなかった。
a Geigy社製より販売されているアクリルエマル
ジョンGlascol LE−15(登録商標)3g
と、水1mLとを共に16時間撹拌すると、ビーズが分
散しているレジンが得られた。この分散液1mLを黒色
カードの表面に塗布し、巻線形状の棒を用いて広げる
と、厚さ12μmの湿ったフィルムが得られた。これを
オーブン中で乾燥すると、紫色に見える均一な被膜が得
られた。右円偏光の下で、フィルムは殆ど見えず、左円
偏光器を通して見ると外観は変わらなかった。
【0210】
【発明の効果】以上で説明した様に、本発明は、螺旋状
のねじれ構造を持つ異方性ポリマー材料を含むポリマー
ビーズを用いて、光学または電気光学、装飾的またはセ
キュリティ応用のための反射フィルム、噴霧用および印
刷用インクにおける顔料、透過性バインダー中に1又は
複数のポリマービーズを含む反射フィルム、および1又
は複数のポリマービーズを含むか、反射フィルムを含む
セキュリティマーキングまたはセキュリティデバイスを
製造でき、これらの製品は高性能である。
のねじれ構造を持つ異方性ポリマー材料を含むポリマー
ビーズを用いて、光学または電気光学、装飾的またはセ
キュリティ応用のための反射フィルム、噴霧用および印
刷用インクにおける顔料、透過性バインダー中に1又は
複数のポリマービーズを含む反射フィルム、および1又
は複数のポリマービーズを含むか、反射フィルムを含む
セキュリティマーキングまたはセキュリティデバイスを
製造でき、これらの製品は高性能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 16/14 C08F 16/14 4J011 C08G 65/22 C08G 65/22 4J039 C08J 5/18 CEY C08J 5/18 CEY 4J100 C09D 11/00 C09D 11/00 G02F 1/13 505 G02F 1/13 505 G07D 7/12 G07D 7/12 // C08L 101:00 C08L 101:00 (71)出願人 591032596 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (72)発明者 マサィアス クンツ ドイツ連邦共和国 64342 シーハイム イン ベルクガルテン 16 (72)発明者 デイビット コーツ イギリス国 ビーエイチ21 35ダブリュ ドーシット ウィンボーン サプウィズ クレセント ミアリー 87 (72)発明者 サイモン グリーンフィールド イギリス国 ビーエイチ21 1エスワイ ドーシット ウィンボーン レンプストー ン ロード ミアリー 192 (72)発明者 ジョン パトリック イギリス国 ビーエイチ20 4ディーエイ チ ドーシット ウェアハム サンドフォ ード ロード 2 Fターム(参考) 2C005 HA01 HB02 HB10 JB11 KA70 LB15 2H088 EA61 EA65 GA03 GA06 HA14 JA23 MA20 3E041 AA01 AA02 BA14 BA20 BB01 4F071 AA33 AD02 AF34 BB02 BC01 4J005 AA09 4J011 AA05 AA08 BB09 JB08 KB08 4J039 AD23 AE13 GA13 4J100 AB07P AE09P AL08P AL65P BA02 BA12 BA20 BA35 BA51 BC04 BC43 BD11 JA07 JA32
Claims (17)
- 【請求項1】 螺旋状のねじれ構造を持つ異方性ポリマ
ー材料を含んでなることを特徴とするポリマービーズ。 - 【請求項2】 平均直径が0.5μm以上100μm以
下であることを特徴とする請求項1記載のポリマービー
ズ。 - 【請求項3】 平均直径が1μm以上20μm以下であ
ることを特徴とする請求項1又は2記載のポリマービー
ズ。 - 【請求項4】 前記異方性ポリマー材料は、直鎖状また
は架橋された側鎖型コレステリック液晶ポリマーである
ことを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載のポリマ
ービーズ。 - 【請求項5】 前記異方性ポリマー材料は、3次元ネッ
トワークを形成することを特徴とする請求項1乃至4何
れかに記載のポリマービーズ。 - 【請求項6】 反射の中心波長が200〜1000nm
の範囲であり、円偏光に対して選択反射性を示すことを
特徴とする請求項1乃至5何れかに記載のポリマービー
ズ。 - 【請求項7】 前記反射波長は、視角に実質的に依存し
ないことを特徴とする請求項6記載のポリマービーズ。 - 【請求項8】 左円偏光または右円偏光の何れか一方を
反射することを特徴とする請求項1乃至7何れかに記載
のポリマービーズ。 - 【請求項9】 前記異方性ポリマー材料中の螺旋状分子
は、不完全規則構造を有することを特徴とする請求項1
乃至8何れかに記載のポリマービーズ。 - 【請求項10】 重合性キラルメソゲン液晶材料を含む
小滴を、乳化重合、懸濁重合または分散重合して得られ
ることを特徴とする請求項1乃至9何れかに記載のポリ
マービーズ。 - 【請求項11】 光学的もしくは電気光学的な装飾の用
途または光学的もしくは電気光学的なセキュリティの用
途において、請求項1乃至10何れかに記載のポリマー
ビーズを用いて、反射フィルム、噴霧用もしくは印刷用
インク、または噴霧用もしくは印刷用顔料を製造するこ
とを特徴とするポリマービーズの使用方法。 - 【請求項12】 透過性バインダー中に、請求項1乃至
10何れかに記載の1種以上のポリマービーズを含んで
なることを特徴とする反射フィルム。 - 【請求項13】 前記透過性バインダーは、2種以上の
異なるポリマービーズを含んでなることを特徴とする請
求項12記載の反射フィルム。 - 【請求項14】 前記2種以上の異なるポリマービーズ
のうち、少なくとも1種は左円偏光を反射し、少なくと
も他の1種は右円偏光を反射することを特徴とする請求
項13記載の反射フィルム。 - 【請求項15】 請求項1乃至10何れかに記載の1種
以上のポリマービーズを含んでなるか、または請求項1
2乃至14何れかに記載の反射フィルムを具備すること
を特徴とするセキュリティマーク。 - 【請求項16】 請求項15記載のセキュリティマーク
を具備することを特徴とする有価証券。 - 【請求項17】 請求項1乃至10何れかに記載の1種
以上のポリマービーズを含んでなるか、または請求項1
2乃至14何れかに記載の反射フィルムを具備すること
を特徴とするセキュリティ装置。
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-
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