JP2006524348A - 二相高分子材料および製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国特許出願第10/692,601号(これは、米国仮特許出願第60/464,927号(2003年4月22日出願)に基づく優先権を主張するものである)に基づく優先権を主張するものである。それらの開示内容は、この引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする。
(技術分野)
ペリレンテトラカルボン酸ジベンゾイミダゾールのスルホ誘導体をベースとする高分子材料を以下のように合成した。0.091g(1当量のスルホン酸あたり6当量の窒素に相当する)のポリエチレンポリアミン(PEPA)を、中間相形成色素の3.1%水溶液3.125gに添加した。混合物中で結合するスルホン酸基の動力学を、アルカリを用いる電位差滴定によりモニターした。反応の終了後、固定化された色素の溶液をガラス基板に塗布した。液晶性色素相が現れてから、配向用具として使用されるガラス板を基板に対して移動させ、秩序のあるポリマーで固定化された色素のフィルムを得た。最後に、前記材料を空気中1時間、室温で乾燥した。前記フィルムは、2ミクロンの厚みを有し、かつ異方性の光学特性を示した。
ジアミノナフトイレンベンゾイミダゾールをベースとする高分子材料を以下のように合成した。0.15gの水溶性ポリアクリル酸オリゴマー(Aldrich、分子量1200)(1当量の窒素あたり6当量のカルボキシ基に相当する)を、アミノ基を含む中間相形成多環式化合物の5.2%水溶液4.8gとともにフラスコに添加した。固定化系の形成を、Cary−500分光計を用いて、電子吸収スペクトルの420nmにおける特徴的な吸収帯の変化(480nmにおける長波長での肩の出現)によってモニターした。反応終了時に溶液をガラス基板に塗布した。固定化した有機物質の液晶性中間相が現れてから、配向用具として使用されるもう一つのガラス板を基板に対して移動させ、秩序のあるフィルムを得た。最後に、前記材料を空気中15分間、室温で乾燥した。前記フィルムは、1.8ミクロンの厚みを有し、かつ異方性の光学特性を示した。
Claims (52)
- ポリイオン型化合物を用いる処理によってリオトロピック液晶を固定化する工程(ここで、前記リオトロピック液晶は超分子の溶媒溶液からなり、前記超分子は修飾された有機物質の分子からなり、前記分子はそれぞれ一つ以上の修飾官能基を有し、かつ前記ポリイオン型化合物は前記修飾官能基に対して対イオンを形成できる)、
外部からの配向力を作用させて、固定化されたリオトロピック液晶を秩序づける工程、
前記溶媒を十分に除去して、秩序づけられ固定化された有機分子のフィルムからなる第一の相を形成する工程、および
前記フィルムを結合剤で処理することにより、ポリマーマトリックスからなる第二の相を形成する工程を含む、二相高分子材料を製造するための方法。 - 前記リオトロピック液晶は、超分子の溶液を濃縮することにより形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記有機分子は、前記修飾された有機化合物のディスコチック分子である、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶液中の前記リオトロピック液晶の濃度は、約3重量%〜50重量%の範囲内である、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶液中の前記リオトロピック液晶の濃度は、約7重量%〜15重量%の範囲内である、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶媒は水からなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶媒は、水および水と混和できる有機溶媒からなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記外部からの配向作用の工程と前記溶媒除去の工程とは同時に行われる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記修飾された有機物質は、一般式
{R}(F)n
(式中、Rは共役π結合を有する多環式有機化合物であり、Fは修飾官能基であり、かつnは修飾官能基の数である)を有するものである、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。 - 前記修飾官能基はイオノゲン(ionogenic)であり、かつ前記イオノゲン基(ionogenic groups)は、それと結合する一つ以上の対イオンを有する、請求項9に記載の方法。
- 前記修飾官能基は非イオノゲン(nonionogenic)である、請求項9に記載の方法。
- 前記リオトロピック液晶は、さらに、界面活性剤または複数の界面活性剤の混合物を約5重量%未満の濃度で含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リオトロピック液晶は、さらに、可塑剤または複数の可塑剤の混合物を約5重量%未満の濃度で含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリイオン化合物は、オリゴマー、ポリマー、およびそれらの混合物から選ばれるものであり、かつ前記ポリイオン化合物と前記イオノゲン基との相互作用は、前記リオトロピック液晶を乱すものではない、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記外部からの配向力は、電界、磁界、および機械的剪断からなる群より選ばれる一つまたは複数の外部作用からなるものである、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶媒は、約20〜60℃の範囲にある温度において約60%より高い相対湿度で除去される、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶媒は、約20℃の温度において約3時間未満の時間で除去される、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第二の相の形成は、さらに、秩序づけられ固定化された有機分子からなるフィルムの反応基と結合剤の分子との相互作用を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記結合剤は、求核性の反応基を含む有機物質の群より選ばれる有機分子からなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスは、縮合のメカニズムにより形成される、請求項19に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスの形成は、化学的相互作用により開始される、請求項20に記載の方法。
- 前記結合剤は、求電子性の反応基を含む有機物質の群より選ばれる有機分子からなる、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスは、イオンのメカニズムにより形成される、請求項22に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスの形成は、化学的相互作用により開始される、請求項23に記載の方法。
- 前記結合剤は、飽和化合物または不飽和化合物からなる、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスは、ラジカルのメカニズムにより形成される、請求項25に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスの形成は、熱反応または化学的相互作用により開始される、請求項26に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスの形成は、UV照射により開始される、請求項26に記載の方法。
- 前記結合剤は、さらに、光増感剤を約0.5重量%未満の濃度で含む、請求項28に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスの形成は、UV照射により開始される、請求項29に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスは、複合的なメカニズムにより形成される、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記結合剤は、さらに、光増感剤を約0.5重量%未満の濃度で含む、請求項31に記載の方法。
- 前記結合剤は、有機分子の秩序づけられ固定化された系からなるフィルムを乱すことのない少なくとも一つのポリマーの溶液からなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記結合剤は、さらに、光増感剤を約0.5重量%未満の濃度で含む、請求項33に記載の方法。
- 前記結合剤は、有機分子の秩序づけられ固定化された系からなるフィルムを乱すことのない少なくとも一つのポリマーの溶融物からなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記結合剤は、さらに、光増感剤を約0.5重量%未満の濃度で含む、請求項35の方法。
- 前記ポリマーマトリックスを、約100℃より高い温度で約10時間より短い時間、乾燥する工程をさらに含む、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 秩序づけられ固定化された有機分子からなる部分的に結晶性のフィルムからなる第一の相(ここで、前記分子は少なくとも一つの修飾官能基を含む)、および
ポリマーマトリックスからなる第二の相を備える、二相高分子材料。 - 請求項1〜37のいずれか一項の方法により形成された二相高分子材料。
- 前記修飾官能基はイオノゲン(ionogenic)である、請求項38に記載の二相高分子材料。
- 前記修飾官能基は非イオノゲン(nonionogenic)である、請求項38に記載の二相高分子材料。
- 前記材料が、異方性であり、かつ結晶構造の光軸の一つに沿って約3.4±0.3Åの範囲にある格子面間隔を有する結晶構造を有することをさらに特徴とする、請求項38〜41のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 前記第一の相は、前記材料の約35重量%未満を構成する、請求項38〜42のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 前記ポリマーマトリックスは、芳香族モノマーから形成されたものであり、かつ約40より大きい重合度を有する、請求項38〜43のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 前記ポリマーマトリックスは、脂肪族モノマーから形成されたものであり、かつ約120より大きい重合度を有する、請求項38〜43のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 前記ポリマーマトリックスは、約4000〜20000の範囲にある分子量を有する、請求項38〜45のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 前記ポリマーマトリックスは、約5000〜8000の範囲にある分子量を有する、請求項38〜46のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 前記ポリマーマトリックスは、さらに、可塑剤を約5重量%未満の濃度で含む、請求項38〜47のいずれか一項に記載の二相高分子材料。
- 請求項38〜48のいずれか一項の二相高分子材料の層からなる光学的に異方性のフィルム。
- 前記フィルムが偏光フィルムである、請求項49に記載のフィルム。
- 前記フィルムが位相差板である、請求項49または50に記載のフィルム。
- 前記フィルムは、さらに、等方性および/または異方性のさらなる層を含む、請求項49〜51のいずれか一項に記載のフィルム。
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