JP2011191687A - Optical element having photoelasticity - Google Patents

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Koji Nakano
幸司 中野
Kyoko Nozaki
京子 野崎
Daisuke Shindo
大輔 信藤
Seiji Nishioka
聖司 西岡
Yuuji Kikutani
雄士 鞠谷
Wataru Takarada
亘 宝田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element having photoelasticity which is amorphism; in which the birefringence is extensive and changes in the linear manner to the stress or the distortion from the outside ; and in which birefringence control is easy. <P>SOLUTION: The optical element having photoelasticity, including an aliphatic polycarbonate which is expressed in the general formula (1), which is obtained as epoxide and carbon oxide bond alternately, and which does not include an ether bond component that can be detected by<SP>1</SP>H-NMR analysis, is characterized by having a stress optic coefficient within the range of 0.1 to 2.0 GPa<SP>-1</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光弾性を有する光学素子に関する。本発明はまた、非晶性であり、そして外部からの応力又はひずみに対して、複屈折が広範囲で直線的に変化し且つ複屈折の制御が簡易である、光弾性を有する光学素子に関する。   The present invention relates to an optical element having photoelasticity. The present invention also relates to an optical element having photoelasticity, which is amorphous and has a birefringence that changes linearly in a wide range with respect to external stress or strain, and the birefringence is easily controlled.

ポリカーボネートを含む合成樹脂の製造分野において、二酸化炭素を炭素源として利用することは、資源活用及び環境保護の観点から重要な課題である。また、ポリカーボネートは、耐衝撃性、軽量性、透明性、耐熱性等の優れた特性を有し、なかでも、脂肪族ポリカーボネートは生分解性であることから、環境負荷が低く、重要な樹脂といえる。
また、二酸化炭素を炭素源として利用してポリカーボネート等を製造する方法が、種々検討され、例えば、触媒として、亜鉛錯体、アルミニウム錯体、ポルフィリン錯体、サレン錯体(特許文献1)等を用いる方法が検討されている。
従って、二酸化炭素を炭素源として利用した脂肪族ポリカーボネートの新たな用途を見出すことは、資源活用及び環境保護の観点から意義がある。
In the field of manufacturing synthetic resins including polycarbonate, the use of carbon dioxide as a carbon source is an important issue from the viewpoint of resource utilization and environmental protection. Polycarbonate has excellent properties such as impact resistance, lightness, transparency, and heat resistance. Among them, aliphatic polycarbonate is biodegradable, so it has a low environmental impact and is an important resin. I can say that.
In addition, various methods for producing polycarbonate and the like using carbon dioxide as a carbon source have been studied. For example, methods using a zinc complex, an aluminum complex, a porphyrin complex, a salen complex (Patent Document 1), etc. as a catalyst are studied. Has been.
Therefore, finding a new use of an aliphatic polycarbonate using carbon dioxide as a carbon source is meaningful from the viewpoint of resource utilization and environmental protection.

光学用樹脂の分野では、微結晶による光の散乱に起因する透明性の低下を防止するために、大きな側鎖を有する樹脂、例えば、PMMA、又は主鎖の運動性を落としたうえで多少の立体障害を持たせた樹脂、例えば、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネート等が用いられている。しかし、PMMAは、その側鎖の影響により、複屈折の変化が非常に小さいので、位相差フィルム等素材の複屈折性を利用する光学素子として利用することはできなかった。また、ビスフェノール骨格を有するポリカーボネートは、固有複屈折が大きく、剛直なベンゼン環ユニットを有していることから、応力を加えた際の複屈折の変化が顕著に大きいため、光学素子として用いるためには、応力の制御を非常に高精度で行う必要があり、実用化は難しかった。   In the field of optical resins, in order to prevent a decrease in transparency due to light scattering by microcrystals, a resin having a large side chain, for example, PMMA, or some mobility after dropping the main chain mobility. Resin having steric hindrance, such as polycarbonate having a bisphenol skeleton, is used. However, since the change of birefringence is very small due to the influence of the side chain, PMMA cannot be used as an optical element that utilizes the birefringence of a material such as a retardation film. In addition, the polycarbonate having a bisphenol skeleton has a large intrinsic birefringence and has a rigid benzene ring unit, so the change in birefringence when stress is applied is remarkably large, so that it can be used as an optical element. However, it was necessary to control the stress with very high accuracy, and it was difficult to put it to practical use.

また、光学素子を利用して複雑な機能を有する光学デバイスを作製するために、外部からの入力により動的に光学特性を変更できる動的な光学素子が求められている。現在、このような用途としては液晶性の分子を利用したデバイスが使用されているが、基本的に液晶を利用した動的光学デバイスにおいては、その光学機能性は外部から与える電圧によって変化するため、電圧を制御する複雑な電気回路が必要であるうえ、一定の光学特性を保つためには電圧を与え続ける必要があり、それを組み込んだ装置の複雑化と、消費電力の増加につながっている。このため、電気以外の入力により特性を変化しうる光学素子や、外部より与えた入力を停止してもその光学特性を保つような光学素子が求められている。   Further, in order to manufacture an optical device having a complicated function using an optical element, a dynamic optical element capable of dynamically changing optical characteristics by an external input is required. Currently, devices that use liquid crystalline molecules are used for such applications, but in a dynamic optical device that uses liquid crystals, the optical functionality changes depending on the voltage applied from the outside. In addition, a complicated electric circuit for controlling the voltage is necessary, and in order to maintain a certain optical characteristic, it is necessary to continue to apply the voltage, which leads to the complexity of the device incorporating the voltage and the increase in power consumption. . Therefore, there is a demand for an optical element whose characteristics can be changed by an input other than electricity, or an optical element which maintains its optical characteristics even when input given from outside is stopped.

特開2009−215529号公報JP 2009-215529 A

以上のように、光学素子の分野では、非晶性であり、そして外部からの応力又はひずみに対して、複屈折が広範囲で直線的に変化し且つ複屈折の制御が簡易である光学素子が望まれている。さらに、通常用いられる温度環境又はそれに近い温度において、外部からの応力又はひずみに対して複屈折が変化する、動的な光学素子が強く望まれている。
従って、本発明は、上記特性を有する、特定の脂肪族ポリカーボネートを含む、光弾性を有する光学素子を提供することを目的とする。
As described above, in the field of optical elements, there are optical elements that are amorphous and have a birefringence that changes linearly over a wide range with respect to external stress or strain and that control of birefringence is simple. It is desired. Further, there is a strong demand for a dynamic optical element in which birefringence changes with respect to external stress or strain in a temperature environment that is normally used or a temperature close thereto.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element having photoelasticity, including a specific aliphatic polycarbonate having the above characteristics.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、次の一般式(1):

Figure 2011191687
(式中、R1及びR2は、同一又は異なり、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基であるか、又はR1とR2とが互いに結合して置換若しくは非置換の脂肪族環を形成する)
で表される、エポキシドと二酸化炭素とが交互に結合して得られ且つ1H−NMR分析により検出可能なエーテル結合成分を含まない脂肪族ポリカーボネートを含む、光弾性を有する光学素子であって、0.1〜2.0GPa-1の範囲の応力光学係数を有することを特徴とする光学素子により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have found that the following general formula (1):
Figure 2011191687
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic ring. Form)
An optical element having photoelasticity, comprising an aliphatic polycarbonate obtained by alternately bonding epoxides and carbon dioxide, and containing no ether bond component detectable by 1 H-NMR analysis, It has been found that the above-mentioned problems can be solved by an optical element having a stress optical coefficient in the range of 0.1 to 2.0 GPa −1 , and the present invention has been completed.

具体的には、本発明は以下の態様に関する。
[態様1]
次の一般式(1):

Figure 2011191687
(式中、R1及びR2は、同一又は異なり、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基であるか、又はR1とR2とが互いに結合して置換若しくは非置換の脂肪族環を形成する)
で表される、エポキシドと二酸化炭素とが交互に結合して得られ且つ1H−NMR分析により検出可能なエーテル結合成分を含まない脂肪族ポリカーボネートを含む、光弾性を有する光学素子であって、
0.1〜2.0GPa-1の範囲の応力光学係数を有することを特徴とする、
上記光学素子。 Specifically, the present invention relates to the following aspects.
[Aspect 1]
The following general formula (1):
Figure 2011191687
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic ring. Form)
An optical element having photoelasticity, comprising an aliphatic polycarbonate obtained by alternately bonding epoxides and carbon dioxide, and containing no ether bond component detectable by 1 H-NMR analysis,
Having a stress optical coefficient in the range of 0.1-2.0 GPa −1 ,
The optical element.

[態様2]
引張速度1000%/分において、ひずみ400%まで延伸し、応力値及び複屈折値を、それぞれ、x軸及びy軸としてプロットし、原点を通る直線で回帰した場合の決定係数が、0.95以上である、態様1に記載の光学素子。
[態様3]
上記エポキシドが、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドである、態様1又は2に記載の光学素子。
[Aspect 2]
At a tensile rate of 1000% / min, the film was stretched to a strain of 400%, the stress value and birefringence value were plotted as the x-axis and y-axis, respectively, and the coefficient of determination was 0.95 when regressed with a straight line passing through the origin. The optical element according to aspect 1, which is the above.
[Aspect 3]
The optical element according to aspect 1 or 2, wherein the epoxide is ethylene oxide or propylene oxide.

[態様4]
上記脂肪族ポリカーボネートの合成に用いられた触媒が、次の一般式(I):

Figure 2011191687
(式中、Rは、それぞれ独立して、H、炭素数1〜10のアルキル基若しくは炭素数3〜10のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアシロキシ基、F、Cl、Br、I、又は−Si(R2−R−X(式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基から選択され、Rは、炭素数1〜8の二価の炭化水素基であり、Xは、F、Cl、Br又はIから選択される。)から選択されるが、Rの少なくとも1つは−Si(R2−R−Xであり、Rは、各ベンゼン環上の0〜3個の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアシロキシ基、又はF、Cl、Br若しくはIから選択され、Yは、2個の炭素原子を介して2個のイミノ窒素を連結する二価の連結基であって、その2個の炭素原子に1又は複数の、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基が結合していてもよく、あるいはその2個の炭素原子が置換又は非置換の、飽和若しくは不飽和の脂肪族環又は芳香環の一部を構成してもよく、Zは、F-、Cl-、Br-、I-、N3 -、脂肪族カルボキシラート、芳香族カルボキシラート、アルコキシド、及びアリールオキシドからなる群から選択されるアニオン性配位子である)
で表されるコバルト錯体である、態様1〜3のいずれか1つに記載の光学素子。 [Aspect 4]
The catalyst used for the synthesis of the aliphatic polycarbonate is represented by the following general formula (I):
Figure 2011191687
(In the formula, each R a is independently H, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or carbon number. An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, F, Cl, Br, I, or —Si (R b ) 2 —R c —X (wherein R b is independently selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R c is A divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, wherein X is selected from F, Cl, Br or I.), but at least one of R a is —Si (R b ) 2- R c -X, where R d is 0-3 substituents on each benzene ring. Each independently, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, Selected from an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, or F, Cl, Br, or I, and Y is a group that connects two imino nitrogens through two carbon atoms. A valent connecting group having two or more carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon group having 6 to 20 carbon atoms May be bonded to each other, or the two carbon atoms may form a part of a substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated aliphatic ring or aromatic ring, and Z is F -, Cl -, Br -, I -, N 3 -, aliphatic Cal Kishirato, aromatic carboxylate, alkoxide, and an anionic ligand selected from the group consisting of aryloxides)
The optical element as described in any one of the aspects 1-3 which is a cobalt complex represented by these.

[態様5]
0.3〜1.0GPa-1の範囲の応力光学係数を有する、態様1〜4のいずれか1つに記載の光学素子。
[態様6]
25℃において、100%以上の破断伸度を有し、100%伸長後の伸長回復率が90%以上である、態様5に記載の光学素子。
[Aspect 5]
The optical element according to any one of aspects 1 to 4, having a stress optical coefficient in the range of 0.3 to 1.0 GPa −1 .
[Aspect 6]
The optical element according to aspect 5, having a breaking elongation of 100% or more at 25 ° C., and an elongation recovery rate after elongation of 100% is 90% or more.

[態様7]
シャッター、位相差板、及び波長フィルターから成る群から選択される、態様1〜6のいずれか1つに記載の光学素子。
[態様8]
態様1〜7のいずれか1つに記載の光学素子を含む機器。
[Aspect 7]
The optical element according to any one of aspects 1 to 6, which is selected from the group consisting of a shutter, a phase difference plate, and a wavelength filter.
[Aspect 8]
The apparatus containing the optical element as described in any one of aspect 1-7.

本発明の光弾性を有する光学素子は、非晶性であり、そして外部からの応力又はひずみに対して、複屈折が広範囲で直線的に変化し且つ複屈折の制御が簡易である。
また、本発明の光弾性を有する光学素子は、通常用いられる温度環境又はそれに近い温度において、外部からの応力又はひずみに対して複屈折が変化する、動的な光学素子である。
さらに、本発明の光弾性を有する光学素子は、二酸化炭素を原料の一部とし且つ生分解性を有する脂肪族ポリカーボネートを含むので、環境適応性が高い。
The optical element having photoelasticity of the present invention is amorphous, and birefringence changes linearly over a wide range with respect to external stress or strain, and birefringence can be easily controlled.
Moreover, the optical element having photoelasticity of the present invention is a dynamic optical element whose birefringence changes with respect to external stress or strain in a temperature environment or a temperature close to it.
Furthermore, since the optical element having photoelasticity of the present invention contains aliphatic polycarbonate having carbon dioxide as a part of the raw material and biodegradability, it has high environmental adaptability.

図1は、光学遅延測定システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an optical delay measurement system. 図2は、製造例1で製造したPPCの、ひずみと複屈折との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between strain and birefringence of the PPC manufactured in Manufacturing Example 1. 図3は、製造例2で製造したPECの、ひずみと複屈折との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between strain and birefringence of the PEC produced in Production Example 2. 図4は、製造例1で製造したPPCの、時間と複屈折との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between time and birefringence of the PPC manufactured in Manufacturing Example 1. 図5は、製造例2で製造したPECの、時間と複屈折との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between time and birefringence of the PEC manufactured in Manufacturing Example 2. 図6は、製造例1で製造したPPCの、応力と複屈折との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between stress and birefringence in the PPC manufactured in Manufacturing Example 1. 図7は、製造例2で製造したPECの、応力と複屈折との関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between stress and birefringence of the PEC manufactured in Manufacturing Example 2. 図8は、比較例1で用いたTOPAS(商標)6015の、応力と複屈折との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between stress and birefringence in TOPAS ™ 6015 used in Comparative Example 1. 図9は、実施例2で用いられたシャッターユニットの模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram of the shutter unit used in the second embodiment.

本発明の光弾性を有する光学素子について、以下、詳細に説明する。
[脂肪族ポリカーボネート]
本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートの原料として用いられる一般式(1):

Figure 2011191687
で表されるエポキシドにおいて、R1及びR2は、同一又は異なり、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基であるか、又はR1とR2とが互いに結合して置換若しくは非置換の脂肪族環を形成することができる。 The optical element having photoelasticity of the present invention will be described in detail below.
[Aliphatic polycarbonate]
General formula (1) used as a raw material for the aliphatic polycarbonate used in the present invention:
Figure 2011191687
And R 1 and R 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted fat. A family ring can be formed.

1及びR2のアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状の置換又は非置換のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−メチル−1−エチル−n−ペンチル基、1,1,2−トリメチル−n−プロピル基、1,2,2−トリメチル−n−プロピル基、3,3−ジメチル−n−ブチル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチル基、1−エチル−1,2−ジメチル−n−プロピル基、1−エチル−2,2−ジメチル−n−プロピル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等が挙げられ、より好ましくはメチル基である。上記アルキル基は、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、スルファニル基、シアノ基、スルホ基、ホルミル基、ハロゲン原子、芳香族基等から選択される1又は2以上の置換基で置換されていてもよい。 The alkyl group for R 1 and R 2 is preferably a linear or branched substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group. , N-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, n-hexyl group, 2-hexyl Group, 3-hexyl group, 1-methyl-1-ethyl-n-pentyl group, 1,1,2-trimethyl-n-propyl group, 1,2,2-trimethyl-n-propyl group, 3,3- Dimethyl-n-butyl group, n-heptyl group, 2-heptyl group, 1-ethyl-1,2-dimethyl-n-propyl group, 1-ethyl-2,2-dimethyl-n-propyl group, n-octyl Group, n-no A nyl group, n-decyl group, etc. are mentioned, More preferably, it is a methyl group. The alkyl group is substituted with one or more substituents selected from, for example, a hydroxy group, an amino group, a carboxyl group, a sulfanyl group, a cyano group, a sulfo group, a formyl group, a halogen atom, and an aromatic group. May be.

1とR2とは、互いに結合して置換又は非置換の脂肪族環を形成してもよく、好ましくは炭素数4〜10の置換又は非置換の脂肪族環を形成してもよい。例えば、R1とR2とが−(CH24−を介して互いに結合した場合、シクロヘキサン環を形成する。このように形成された環は、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基等から選択される1又は2以上の置換基で置換されていてもよい。 R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic ring, and preferably a substituted or unsubstituted aliphatic ring having 4 to 10 carbon atoms. For example, when R 1 and R 2 are bonded to each other via — (CH 2 ) 4 —, a cyclohexane ring is formed. The ring thus formed is selected from, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. It may be substituted with two or more substituents.

一般式(1)で表されるエポキシドの中で特に好ましいものの具体例としては、次の式(1−1)〜(1−3)のものが挙げられる。

Figure 2011191687
Specific examples of particularly preferable epoxides represented by the general formula (1) include the following formulas (1-1) to (1-3).
Figure 2011191687

式(1−1)〜(1−3)のエポキシドの中で、式(1−1)で示されるエチレンオキシドと、式(1−2)で示されるプロピレンオキシドとが特に好ましい。   Of the epoxides of the formulas (1-1) to (1-3), ethylene oxide represented by the formula (1-1) and propylene oxide represented by the formula (1-2) are particularly preferable.

本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートは、一般式(2):

Figure 2011191687
で表され、ここでR1及びR2は上記の通りである。 The aliphatic polycarbonate used in the present invention has the general formula (2):
Figure 2011191687
Where R 1 and R 2 are as described above.

一般式(2)で表される脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量は、好ましくは約5,000〜1,000,000、より好ましくは約10,000〜200,000、特に好ましくは約50,000〜130,000での範囲である。   The number average molecular weight of the aliphatic polycarbonate represented by the general formula (2) is preferably about 5,000 to 1,000,000, more preferably about 10,000 to 200,000, particularly preferably about 50,000. It is in the range of ~ 130,000.

本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートは、その脂肪族ポリカーボネートが成型可能な温度において、少なくとも100%の破断伸度を有することが好ましく、少なくとも200%の破断伸度を有することがより好ましく、少なくとも400%の破断伸度を有することがさらに好ましく、そして少なくとも400%の破断伸度を有することが最も好ましい。上記破断伸度を有することにより、成型時のひずみに伴う応力により、従来のTOPASから形成された光学素子の複屈折値を含む、広範囲の複屈折値を有することができ、従来のTOPASから形成された光学素子を置換することができる。
なお、本明細書において、「破断伸度」は、所定の温度において、初期試料長5mm、1000%/分の条件において伸長した際の、破断時のひずみ量を意味する。
The aliphatic polycarbonate used in the present invention preferably has a breaking elongation of at least 100%, more preferably has a breaking elongation of at least 200%, and at least 400 at a temperature at which the aliphatic polycarbonate can be molded. It is further preferred to have a% elongation at break and most preferably at least 400%. By having the above elongation at break, it can have a wide range of birefringence values, including the birefringence values of optical elements formed from conventional TOPAS, due to the stress associated with strain during molding, and formed from conventional TOPAS The optical element made can be replaced.
In the present specification, the “breaking elongation” means the amount of strain at break when the sample is stretched at a predetermined temperature under conditions of an initial sample length of 5 mm and 1000% / min.

さらに、本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートは、25℃において、少なくとも100%の破断伸度を有することが好ましく、少なくとも200%の破断伸度を有することがより好ましく、少なくとも400%の破断伸度を有することがさらに好ましく、そして少なくとも400%の破断伸度を有することが最も好ましい。   Further, the aliphatic polycarbonate used in the present invention preferably has a breaking elongation of at least 100% at 25 ° C., more preferably has a breaking elongation of at least 200%, and a breaking elongation of at least 400%. And most preferably has a breaking elongation of at least 400%.

さらに、本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートは、伸長100%後の伸長回復率が90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、99%以上であることがさらに好ましく、99.5%以上であることが最も好ましい。通常の室温に近い25℃において、上記破断伸度と伸長回復特性とを有することにより、上記脂肪族ポリカーボネートを含む光学素子は、通常の使用環境において、応力、ひずみ等の付与によりその光学特性が調節されうる、動的な光学素子として利用されうる。さらに、ひずみにより複屈折を制御する場合には、ひずみを調節するためにモーター等の外部からのエネルギーの供給が必要となるが、調節後にねじ止め、ブレーキ機構等によりひずみを固定すれば、その後のエネルギー供給を行わなくても光学特性を保持することができるので、常時電圧を印加することが必要な液晶素子と比較して、エネルギー消費の非常に少ない素子となりうる。   Furthermore, the aliphatic polycarbonate used in the present invention preferably has an elongation recovery rate after 100% elongation of 90% or more, more preferably 95% or more, further preferably 99% or more, Most preferably, it is 99.5% or more. By having the breaking elongation and elongation recovery characteristics at 25 ° C., which is close to normal room temperature, the optical element including the aliphatic polycarbonate has its optical characteristics due to application of stress, strain, etc. in a normal use environment. It can be used as a dynamic optical element that can be adjusted. Furthermore, when birefringence is controlled by strain, it is necessary to supply energy from the outside such as a motor to adjust the strain. After the adjustment, if the strain is fixed by screwing, a brake mechanism, etc., then Since the optical characteristics can be maintained without supplying energy, it can be an element that consumes much less energy than a liquid crystal element that requires constant voltage application.

なお、本明細書において、「伸長回復率」は、初期試料長20mmの試料を、100%/分の条件下でひずみ量100%まで伸長させ、次いで、伸長時とは逆に100%/分の条件でひずみ量0%まで収縮させ、次いで、試料を試験機から取り出し、試料長L(mm)を測定し、次の式:
伸長回復率(%)=(2−L/20)×100
に従って算出した値を意味する。
In the present specification, the “elongation recovery rate” means that a sample having an initial sample length of 20 mm is stretched to a strain amount of 100% under the condition of 100% / min, and then 100% / min. The sample is then shrunk to 0% under the conditions of the following, then the sample is removed from the testing machine, the sample length L (mm) is measured,
Elongation recovery rate (%) = (2-L / 20) × 100
Means the value calculated according to

一般式(2)で表される脂肪族ポリカーボネートの中で特に好ましいものの具体例としては、次の式(3−1)〜(3−3)のものが挙げられる。

Figure 2011191687
Specific examples of particularly preferable aliphatic polycarbonates represented by the general formula (2) include those represented by the following formulas (3-1) to (3-3).
Figure 2011191687

式(3−1)〜(3−3)の中でも、式(3−1)で表わされるポリエチレンカーボネートと、式(3−2)で表わされるポリプロピレンカーボネートとが特に好ましい。   Of the formulas (3-1) to (3-3), the polyethylene carbonate represented by the formula (3-1) and the polypropylene carbonate represented by the formula (3-2) are particularly preferable.

本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートは、エポキシドと二酸化炭素とが交互に結合して得られ且つ1H−NMR分析により検出可能なエーテル結合成分を含まない脂肪族ポリカーボネートであって、本発明の効果を奏するものを重合することができる方法であれば特に制限されず、任意の方法で製造することができるが、例えば、特開2009−215529号明細書、特開2008−285545号明細書、米国特許出願公開第2006/89252号明細書、国際公開第2008/150033号パンフレット及び同第2009/137540号パンフレットに開示される方法に従って、製造することができる。 The aliphatic polycarbonate used in the present invention is an aliphatic polycarbonate obtained by alternately bonding epoxide and carbon dioxide and containing no ether bond component detectable by 1 H-NMR analysis. As long as it is a method capable of polymerizing a compound that exhibits the above, it can be produced by any method. For example, JP 2009-215529 A, JP 2008-285545 A, US It can be produced according to the methods disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2006/89252, International Publication Nos. 2008/150033 and 2009/137540.

また、本発明に用いられる脂肪族ポリカーボネートはまた、次の式(I):

Figure 2011191687
のコバルト錯体を用いて重合することができる。上記式(I)のコバルト触媒は、特に、ポリプロピレンカーボネートの合成に適している。 The aliphatic polycarbonate used in the present invention is also represented by the following formula (I):
Figure 2011191687
It can superpose | polymerize using a cobalt complex. The cobalt catalyst of the above formula (I) is particularly suitable for the synthesis of polypropylene carbonate.

上記式(I)において、Rは、それぞれ独立して、H、炭素数1〜10のアルキル基若しくは炭素数3〜10のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアシロキシ基、F、Cl、Br、I、又は−Si(R2−R−Xから選択されるが、Rの少なくとも1つは−Si(R2−R−Xである。ここで、−Si(R2−R−Xはシリル置換基を表し、Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜14のアリール基から選択され、Rは、炭素数1〜8、好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜3の二価の炭化水素基であり、Xは、F、Cl、Br又はIから選択される。 In the above formula (I), each R a is independently H, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted, 6 to 20 carbon atoms, preferably Is an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, F, Cl, Br, I, or -Si (R b ) selected from 2 -R c -X, wherein at least one of R a is -Si (R b ) 2 -R c -X. Here, —Si (R b ) 2 —R c —X represents a silyl substituent, and each R b independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, Or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 14 carbon atoms, and R c is 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably carbon atoms. 1 to 3 divalent hydrocarbon groups, X is selected from F, Cl, Br or I.

シリル置換基−Si(R2−R−Xにおける、Rの具体例として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の、直鎖又は分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アントリル基等の置換又は非置換のアリール基等が挙げられる。また、Rの具体例として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、メチルエチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等の直鎖又は分岐の二価の炭化水素基が挙げられる。Rは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、又はフェニル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、又はフェニル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。Rは、メチレン基、エチレン基、又はプロピレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。Xは、Cl、Br又はIであることが好ましく、Clであることがより好ましい。 Specific examples of R b in the silyl substituent —Si (R b ) 2 —R c —X include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, allyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec A linear or branched alkyl group such as a butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group; a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group Cycloalkyl group such as cyclodecyl group; phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,6-xylyl group, mesityl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, anthryl group, etc. Or a substituted aryl group or the like. Specific examples of R c include methylene group, ethylene group, propylene group, methylmethylene group, dimethylmethylene group, ethylmethylene group, methylethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, and the like. And a linear or branched divalent hydrocarbon group. R b is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, or a phenyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group, and particularly preferably a methyl group. preferable. R c is preferably a methylene group, an ethylene group or a propylene group, more preferably a methylene group. X is preferably Cl, Br or I, and more preferably Cl.

の具体例として、H;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の、直鎖又は分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アントリル基等の置換又は非置換のアリール基;メトキシ基、エトキシ基、ビニルオキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、アリルオキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基等のアルコキシ基;アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、デカノイル基等のアシル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基;F、Cl、Br、I;フロロメチルジメチルシリル基、クロロメチルジメチルシリル基、ブロモメチルジメチルシリル基、ヨードメチルジメチルシリル基、クロロメチルジエチルシリル基、クロロメチルジ(イソプロピル)シリル基、クロロメチルジフェニルシリル基、(1−クロロエチル)ジメチルシリル基、(2−クロロエチル)ジメチルシリル基、(2−クロロプロピル)ジメチルシリル基、(3−クロロプロピル)ジメチルシリル基、(4−クロロブチル)ジメチルシリル基、(6−クロロヘキシル)ジメチルシリル基、(8−クロロオクチル)ジメチルシリル基等のシリル置換基が挙げられる。Rがシリル置換基以外である場合、H、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、メトキシ基、エトキシ基、ビニルオキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、アリルオキシ基、アセチル基、アセトキシ基、F、Cl、Br、又はIであることが好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基であることがより好ましく、tert−ブチル基であることが特に好ましい。Rがシリル置換基である場合、クロロメチルジメチルシリル基、(2−クロロエチル)ジメチルシリル基、又は(3−クロロプロピル)ジメチルシリル基であることが好ましく、クロロメチルジメチルシリル基であることがより好ましい。Rの両方ともシリル置換基であることがより好ましい。 Specific examples of Ra include H: methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, allyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, Linear or branched alkyl groups such as heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group; phenyl group, o-tolyl A substituted or unsubstituted aryl group such as a group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,6-xylyl group, mesityl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, anthryl group; methoxy group, ethoxy group, Vinyloxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, allyloxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, Alkoxy groups such as xyloxy group, octyloxy group, decyloxy group; acyl groups such as acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, pivaloyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, decanoyl group; acetoxy group An acyloxy group such as propionyloxy group and butyryloxy group; F, Cl, Br, I; fluoromethyldimethylsilyl group, chloromethyldimethylsilyl group, bromomethyldimethylsilyl group, iodomethyldimethylsilyl group, chloromethyldiethylsilyl group, Chloromethyldi (isopropyl) silyl group, chloromethyldiphenylsilyl group, (1-chloroethyl) dimethylsilyl group, (2-chloroethyl) dimethylsilyl group, (2-chloropropyl) dimethylsilyl group, (3-chloropro Le) dimethylsilyl group, (4-chlorobutyl) dimethylsilyl group, (6-chloro-hexyl) dimethylsilyl group, and a silyl substituent such as (8-chloro-octyl) dimethylsilyl group. When R a is other than a silyl substituent, H, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, allyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclopentyl group Cyclohexyl group, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,6-xylyl group, mesityl group, methoxy group, ethoxy group, vinyloxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, An allyloxy group, an acetyl group, an acetoxy group, F, Cl, Br, or I is preferable, and a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a cyclohexyl group, or a phenyl group is more preferable, A tert-butyl group is particularly preferred. When R a is a silyl substituent, it is preferably a chloromethyldimethylsilyl group, a (2-chloroethyl) dimethylsilyl group, or a (3-chloropropyl) dimethylsilyl group, and preferably a chloromethyldimethylsilyl group. More preferred. More preferably, both R a are silyl substituents.

は、各ベンゼン環上の0〜3個の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアシロキシ基、又はF、Cl、Br若しくはIから選択される。Rの具体例として、シリル置換基以外のRについて上述した有機基を挙げることができ、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、メトキシ基、エトキシ基、ビニルオキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、アリルオキシ基、アセチル基、アセトキシ基、F、Cl、Br、又はIであることが好ましく、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基であることがより好ましく、tert−ブチル基であることが特に好ましい。Rは各ベンゼン環について1個であることが好ましく、このとき、Rの位置は、配位子のサリチルアルデヒドに相当する部位の3位であることが好ましい。 R d is 0 to 3 substituents on each benzene ring and each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted, An aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 14 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, or F, Cl, Br Alternatively, it is selected from I. Specific examples of R d include the organic groups described above for R a other than the silyl substituent, and include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an allyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,6-xylyl group, mesityl group, methoxy group, ethoxy group, Vinyloxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, allyloxy group, acetyl group, acetoxy group, F, Cl, Br, or I are preferable, methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group, cyclohexyl Group or a phenyl group is more preferable, and a tert-butyl group is particularly preferable. R d is preferably one for each benzene ring, and at this time, the position of R d is preferably the 3-position of the site corresponding to the salicylaldehyde of the ligand.

Yは、2個の炭素原子を介して2個のイミノ窒素を連結する二価の連結基である。その2個の炭素原子に、1又は複数の、炭素数1〜10のアルキル基若しくは炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の、炭素数6〜20、好ましくは炭素数6〜14のアリール基が結合していてもよい。このような二価の連結基Yの炭素原子に結合する基として、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の、直鎖又は分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アントリル基等の置換又は非置換のアリール基を挙げることができる。また、二価の連結基Yにおいて、その2個の炭素原子が、置換又は非置換の、飽和若しくは不飽和の脂肪族環又は芳香環の一部を構成してもよい。このような飽和若しくは不飽和の脂肪族環又は芳香環として、例えば、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環等が挙げられ、これらの脂肪族環又は芳香族環は、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基等の、1又は複数の置換基で置換されていてもよい。   Y is a divalent linking group that connects two imino nitrogens through two carbon atoms. In the two carbon atoms, one or a plurality of alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms or cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms, or substituted or unsubstituted, 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 carbon atoms ~ 14 aryl groups may be bonded. Examples of the group bonded to the carbon atom of the divalent linking group Y include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, allyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, etc., linear or branched alkyl group; cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, etc. A cycloalkyl group such as phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,6-xylyl group, mesityl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, anthryl group, etc. A substituted aryl group can be mentioned. Further, in the divalent linking group Y, the two carbon atoms may constitute a part of a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated aliphatic ring or aromatic ring. Examples of such saturated or unsaturated aliphatic ring or aromatic ring include a cyclohexane ring, a cyclohexene ring, a benzene ring, etc., and these aliphatic ring or aromatic ring include, for example, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, substituted with one or more substituents such as alkyl group such as tert-butyl group, aryl group such as phenyl group, naphthyl group, etc. Also good.

そのような二価の連結基Yの具体例として、上述したような炭素数1〜10のアルキル基若しくは炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基で置換されていてもよいエチレン基が挙げられ、このエチレン基は無置換であるか、1又は複数のメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、又はフェニル基で置換されていることが好ましい。また、二価の連結基Yの具体例として、隣接する2個の炭素原子がそれぞれ別のイミノ窒素に結合している置換又は非置換のシクロアルキレン基(例えば、シクロヘキサン−1,2−ジイル基)又はフェニレン基(例えば、1,2−フェニレン基)も挙げられる。これらの中でシクロヘキサン−1,2−ジイル基が好ましい。   Specific examples of such a divalent linking group Y include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms as described above, or a substituted or unsubstituted aryl having 6 to 20 carbon atoms. An ethylene group which may be substituted with a group, which is unsubstituted or substituted with one or more methyl, ethyl, isopropyl, tert-butyl, cyclohexyl, or phenyl groups It is preferable that As a specific example of the divalent linking group Y, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group (for example, cyclohexane-1,2-diyl group) in which two adjacent carbon atoms are each bonded to another imino nitrogen. ) Or a phenylene group (for example, 1,2-phenylene group). Of these, a cyclohexane-1,2-diyl group is preferred.

Zは、F-、Cl-、Br-、I-、N3 -、脂肪族カルボキシラート、芳香族カルボキシラート、アルコキシド、及びアリールオキシドからなる群から選択されるアニオン性配位子である。アニオン性配位子は、エポキシドのエポキシド炭素に対して求核性を有する場合がある。Zの具体例として、F-、Cl-、Br-、I-、N3 -、アセタート、トリフルオロアセタート、トリクロロアセタート、プロピオナート、シクロヘキシルカルボキシラート等の脂肪族カルボキシラート;ベンゾアート、p−メチルベンゾアート、3,5−ジクロロベンゾアート、3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾアート、4−ジメチルアミノベンゾアート、4−tert−ブチルベンゾアート、ペンタフルオロベンゾアート(-OBzF5)、ナフタレンカルボキシラート等の芳香族カルボキシラート;メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド等のアルコキシド;フェノキシド、o−ニトロフェノキシド、p−ニトロフェノキシド、m−ニトロフェノキシド、2,4−ジニトロフェノキシド、3,5−ジニトロフェノキシド、3,5−ジフルオロフェノキシド、3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェノキシド、1−ナフトキシド、2−ナフトキシド等のアリールオキシド等が挙げられる。Zは、F-、Cl-、Br-、I-、アセタート、トリフルオロアセタート、トリクロロアセタート、ベンゾアート、又はペンタフルオロベンゾアートであることが好ましく、F-、Cl-、Br-、I-、トリフルオロアセタート、トリクロロアセタート、又はペンタフルオロベンゾアートであることがより好ましく、F-、Cl-又はペンタフルオロベンゾアートであることが特に好ましい。 Z is an anionic ligand selected from the group consisting of F , Cl , Br , I , N 3 , aliphatic carboxylate, aromatic carboxylate, alkoxide, and aryloxide. The anionic ligand may have nucleophilicity with respect to the epoxide carbon of the epoxide. Specific examples of Z include aliphatic carboxylates such as F , Cl , Br , I , N 3 , acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, propionate, cyclohexylcarboxylate; benzoate, p- methyl benzoate, 3,5-dichloro benzoate, 3,5-bis (trifluoromethyl) benzoate, 4-dimethylamino benzoate, 4-tert-butyl benzoate, pentafluorophenyl benzoate (- OBzF 5), Aromatic carboxylates such as naphthalenecarboxylate; alkoxides such as methoxide, ethoxide, propoxide, isopropoxide; phenoxide, o-nitrophenoxide, p-nitrophenoxide, m-nitrophenoxide, 2,4-dinitrophenoxide, 3, 5-Gini Rofenokishido, 3,5-difluoro phenoxide, 3,5-bis (trifluoromethyl) phenoxide, 1-naphthoxide, aryloxide such as 2-naphthoxide and the like. Z is preferably F , Cl , Br , I , acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, benzoate, or pentafluorobenzoate, and F , Cl , Br , I -, trifluoroacetate, trichloroacetate acetate or more preferably pentafluoro benzoate,, F -, Cl - or particularly preferably pentafluoro benzoate.

上述したコバルト錯体の中でも、次の式(II):

Figure 2011191687
又は次の式(III):
Figure 2011191687
(式中、R、X及びZは上述の通りである。)
で表されるものが好ましい。 Among the cobalt complexes described above, the following formula (II):
Figure 2011191687
Or the following formula (III):
Figure 2011191687
(Wherein R c , X and Z are as described above.)
The thing represented by these is preferable.

上述したコバルト錯体の中でも、次の式(IV):

Figure 2011191687
又は次の式(V):
Figure 2011191687
(式中、Zは上述の通りである。)
で表されるものがより好ましく、式(IV)で表されるものが特に好ましい。 Among the cobalt complexes described above, the following formula (IV):
Figure 2011191687
Or the following formula (V):
Figure 2011191687
(Wherein Z is as described above.)
What is represented by these is more preferable, and what is represented by Formula (IV) is especially preferable.

上記コバルト錯体に助触媒を組み合わせた触媒システムを用いて、エポキシドと二酸化炭素との共重合を行うこともできる。助触媒を併用することにより、共重合の反応速度を高める、及び/又は共重合体の交互規則性を高める、及び/又は副生成物である環状カーボネートの生成を抑制することができる。   Copolymerization of epoxide and carbon dioxide can also be performed using a catalyst system in which a promoter is combined with the cobalt complex. By using the cocatalyst in combination, the reaction rate of the copolymerization can be increased and / or the alternating regularity of the copolymer can be increased, and / or the production of cyclic carbonate as a byproduct can be suppressed.

上記コバルト錯体と組み合わせることが可能な助触媒の一例は、リン及び/又は窒素を含むカチオンと対アニオンとからなる塩である。そのような助触媒として、次の式:
[R3 4N]+
[R3 4P]+、又は
[R3 3P=N=PR3 3+
(式中、R3は、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基である。)及び式(VI):

Figure 2011191687
(式中、R4は、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、R5は、イミダゾリウム環の炭素上の0〜3個の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基である。)からなる群から選択されるリン及び/又は窒素を含むカチオンと、F-、Cl-、Br-、I-、N3 -、脂肪族カルボキシラート、芳香族カルボキシラート、アルコキシド、及びアリールオキシドからなる群から選択されるアニオンとの塩を使用できる。 An example of a cocatalyst that can be combined with the cobalt complex is a salt composed of a cation containing phosphorus and / or nitrogen and a counter anion. As such a cocatalyst, the following formula:
[R 3 4 N] + ,
[R 3 4 P] + or [R 3 3 P = N = PR 3 3 ] +
(In the formula, each R 3 independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.) And formula (VI):
Figure 2011191687
(In the formula, each R 4 independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; 5 is 0 to 3 substituents on carbon of the imidazolium ring, each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or substituted or unsubstituted And a cation containing phosphorus and / or nitrogen selected from the group consisting of: F , Cl , Br , I , N 3 , aliphatic carboxylate , Salts with anions selected from the group consisting of aromatic carboxylates, alkoxides, and aryloxides.

上記塩を構成するカチオン[R3 4N]+、[R3 4P]+、[R3 3P=N=PR3 3+における、R3の具体例として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、アリル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等の、直鎖又は分岐のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−キシリル基、メシチル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アントリル基等の置換又は非置換のアリール基が挙げられる。式(VI)のイミダゾリウムにおけるR4及びR5の具体例として、R3について上述したような、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基、及び置換又は非置換のアリール基が挙げられる。これらのR3、R4及びR5は、上記カチオン([R3 4N]+、[R3 4P]+、[R3 3P=N=PR3 3+、式(VI)のイミダゾリウム)が全体として共重合反応に有利な立体的効果を発揮する、すなわち適切な嵩高さを有するように、選択して組み合わせることができる。 Specific examples of R 3 in the cation [R 3 4 N] + , [R 3 4 P] + , and [R 3 3 P═N = PR 3 3 ] + constituting the salt include a methyl group, an ethyl group, n-propyl, isopropyl, allyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, etc. A linear or branched alkyl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecyl group; a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, Examples thereof include substituted or unsubstituted aryl groups such as 2,6-xylyl group, mesityl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group and anthryl group. Specific examples of R 4 and R 5 in the imidazolium of formula (VI) include linear or branched alkyl groups, cycloalkyl groups, and substituted or unsubstituted aryl groups as described above for R 3 . These R 3 , R 4 and R 5 are the above cations ([R 3 4 N] + , [R 3 4 P] + , [R 3 3 P = N = PR 3 3 ] + , of the formula (VI) The imidazolium) as a whole can be selected and combined so as to exert a steric effect advantageous to the copolymerization reaction, that is, to have an appropriate bulkiness.

上記塩を構成するカチオンとして、[R3 4N]+、[R3 3P=N=PR3 3+、又は式(VI)のイミダゾリウムを使用することが好ましく、[R3 3P=N=PR3 3+を使用することがより好ましい。 As the cation constituting the salt, [R 3 4 N] + , [R 3 3 P = N = PR 3 3 ] + , or imidazolium of the formula (VI) is preferably used, and [R 3 3 P = N = PR 3 3 ] + is more preferred.

四級アンモニウム[R3 4N]+の具体例として、テトラブチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、トリシクロヘキシルメチルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム等が挙げられる。
四級ホスホニウム[R3 4P]+の具体例として、テトラブチルホスホニウム、テトラヘキシルホスホニウム、テトラシクロヘキシルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウム、テトラ(メトキシフェニル)ホスホニウム等が挙げられる。
Specific examples of quaternary ammonium [R 3 4 N] + include tetrabutylammonium, tetrahexylammonium, tricyclohexylmethylammonium, trimethylphenylammonium and the like.
Specific examples of quaternary phosphonium [R 3 4 P] + include tetrabutylphosphonium, tetrahexylphosphonium, tetracyclohexylphosphonium, tetraphenylphosphonium, tetra (methoxyphenyl) phosphonium and the like.

ビス(ホスホラニリデン)アンモニウム[R3 3P=N=PR3 3+の具体例として、ビス(トリブチルホスホラニリデン)アンモニウム、ビス(エチルジフェニルホスホラニリデン)アンモニウム、ビス(n−ブチルジフェニルホスホラニリデン)アンモニウム、ビス(ジメチルフェニルホスホラニリデン)アンモニウム、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウム、ビス(トリトリルホスホラニリデン)アンモニウム、ビス(トリナフチルホスホラニリデン)アンモニウム等が挙げられる。これらの中でも、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムが好ましい。 Specific examples of bis (phosphoranylidene) ammonium [R 3 3 P═N═PR 3 3 ] + include bis (tributylphosphoranylidene) ammonium, bis (ethyldiphenylphosphoranylidene) ammonium, bis (n-butyldiphenylphosphorani). Ridene) ammonium, bis (dimethylphenylphosphoranylidene) ammonium, bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium, bis (tolylphosphoranylidene) ammonium, bis (trinaphthylphosphoranylidene) ammonium and the like. Among these, bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium is preferable.

式(VI)のイミダゾリウムの具体例として、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチル−イミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム等が挙げられる。   Specific examples of imidazoliums of formula (VI) include 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethyl-imidazolium. 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-hexyl-3-methylimidazolium and the like.

上記塩を構成するアニオンとして、Zについて上述したものを挙げることができ、F-、Cl-、Br-、I-、アセタート、トリフルオロアセタート、トリクロロアセタート、ベンゾアート、又はペンタフルオロベンゾアートであることが好ましく、F-、Cl-、Br-、I-、トリフルオロアセタート、トリクロロアセタート、又はペンタフルオロベンゾアートであることがより好ましく、F-、Cl-又はペンタフルオロベンゾアートであることが特に好ましい。 Examples of the anion constituting the salt include those described above with respect to Z. F , Cl , Br , I , acetate, trifluoroacetate, trichloroacetate, benzoate, or pentafluorobenzoate it is preferred, F is -, Cl -, Br -, I -, trifluoroacetate, trichloroacetate acetate, or more preferably pentafluoro benzoate, F -, Cl - or pentafluoro benzoate It is particularly preferred.

上記カチオン及びアニオンからなる塩として、例えば、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムアセタート、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムクロリド、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムフルオリド(PPNF)、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムクロリド(PPNCl)、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムペンタフルオロベンゾアート(PPNOBzF5)、1,3−ジメチルイミダゾリウムクロリド、1−エチル−2,3−ジメチル−イミダゾリウムクロリド等が挙げられ、PPNF、PPNCl及びPPNOBzF5が好ましい。 Examples of the salt composed of the cation and the anion include tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium acetate, tetrabutylphosphonium chloride, tetraphenylphosphonium chloride, bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium fluoride (PPNF). ), Bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (PPNCl), bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium pentafluorobenzoate (PPNOBzF 5 ), 1,3-dimethylimidazolium chloride, 1-ethyl-2,3 - dimethyl - imidazolium chloride and the like, PPNF, is PPNCl and PPNOBzF 5 preferred.

コバルト錯体と助触媒とを組み合わせた触媒システムにおいて、コバルト錯体を、式(II)又は式(III)の化合物とすることが好ましく、式(IV)又は式(V)の化合物とすることがより好ましく、式(IV)の化合物とすることが特に好ましい。   In a catalyst system combining a cobalt complex and a cocatalyst, the cobalt complex is preferably a compound of formula (II) or formula (III), more preferably a compound of formula (IV) or formula (V). It is particularly preferable to use a compound of formula (IV).

このような触媒システムの中で、
式(IV):

Figure 2011191687
(式中、Zは、F-、Cl-、Br-、I-、N3 -、脂肪族カルボキシラート、芳香族カルボキシラート、アルコキシド、及びアリールオキシドからなる群から選択されるアニオン性配位子である。)で表される化合物と、[R3 3P=N=PR3 3+(式中、R3は、それぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数3〜20のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基である。)で表されるリン及び窒素を含むカチオン、並びにF-、Cl-、Br-、I-、N3 -、脂肪族カルボキシラート、芳香族カルボキシラート、アルコキシド、及びアリールオキシドからなる群から選択されるアニオンの塩からなる助触媒とを含むものがより好ましく、ここで、Zがペンタフルオロベンゾアートであり、助触媒がビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムクロリドであることが特に好ましい。 In such a catalyst system,
Formula (IV):
Figure 2011191687
Wherein Z is an anionic ligand selected from the group consisting of F , Cl , Br , I , N 3 , aliphatic carboxylate, aromatic carboxylate, alkoxide, and aryloxide. And a compound represented by [R 3 3 P = N = PR 3 3 ] + , wherein R 3 is independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or 3 to 3 carbon atoms. A cycloalkyl group of 20 or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms) and a cation containing phosphorus and nitrogen, and F , Cl , Br , I and N 3. - , More preferably comprising a cocatalyst consisting of a salt of an anion selected from the group consisting of aliphatic carboxylates, aromatic carboxylates, alkoxides, and aryloxides, wherein Z is pentafluorobenzoate And the cocatalyst is particularly preferably bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride.

エポキシドと二酸化炭素との共重合は、加圧可能な公知の重合反応装置、例えば、オートクレーブを用いて行うことができる。共重合の反応温度は、一般に約0℃以上、約100℃以下とすることができ、約10℃以上、約90℃以下であることが好ましく、約20℃以上、約60℃以下であることがより好ましい。共重合を低温で行うと環状カーボネートの生成を抑制でき、高温で行うと反応速度が増加してTOF及び/又はTONを向上させることができる。本発明のコバルト錯体を用いると、従来の触媒又は触媒システムと比べて広い温度範囲で共重合を行うことができる。   The copolymerization of epoxide and carbon dioxide can be performed using a known polymerization reaction apparatus capable of being pressurized, for example, an autoclave. The reaction temperature for copolymerization can generally be about 0 ° C. or higher and about 100 ° C. or lower, preferably about 10 ° C. or higher and about 90 ° C. or lower, and is about 20 ° C. or higher and about 60 ° C. or lower. Is more preferable. When the copolymerization is performed at a low temperature, the formation of cyclic carbonate can be suppressed, and when the copolymerization is performed at a high temperature, the reaction rate is increased and TOF and / or TON can be improved. When the cobalt complex of the present invention is used, copolymerization can be carried out in a wider temperature range than conventional catalysts or catalyst systems.

共重合時の二酸化炭素の分圧は、一般に約0.1MPa以上、約10MPa以下とすることができ、約5MPa以下であることが好ましく、約2MPa以下であることがより好ましい。窒素、アルゴン等の不活性ガスが二酸化炭素と一緒に反応雰囲気中に存在してもよい。   The partial pressure of carbon dioxide during copolymerization can generally be about 0.1 MPa or more and about 10 MPa or less, preferably about 5 MPa or less, and more preferably about 2 MPa or less. An inert gas such as nitrogen or argon may be present in the reaction atmosphere together with carbon dioxide.

エポキシドと、触媒であるコバルト錯体とのモル比は、一般に、エポキシド:コバルト錯体=約1000:1以上とすることができ、約2000:1以上であることが好ましい。上記コバルト錯体は、反応温度を適宜上げることによって、エポキシド:コバルト錯体=約4000:1以上、約8000:1以上、約32000:1以上といった、錯体濃度が非常に低い条件で共重合することもできる。錯体濃度が低いと一般に反応時間が長くなるため、エポキシド:コバルト錯体=約100000:1以下、又は約50000:1以下とすることが一般的である。必要に応じて使用される助触媒の量は、コバルト錯体1モルに対して、一般に約0.1〜約10モルとすることができ、約0.3〜約5モルであることが好ましく、約0.5〜約1.5モルであることがより好ましい。   The molar ratio of the epoxide to the catalyst cobalt complex can generally be epoxide: cobalt complex = about 1000: 1 or more, preferably about 2000: 1 or more. The cobalt complex may be copolymerized under a very low complex concentration such as epoxide: cobalt complex = about 4000: 1 or more, about 8000: 1 or more, or about 32000: 1 or more by appropriately raising the reaction temperature. it can. Since the reaction time generally becomes long when the complex concentration is low, it is general that the epoxide: cobalt complex is about 100,000: 1 or less, or about 50000: 1 or less. The amount of co-catalyst used as needed can generally be about 0.1 to about 10 moles, preferably about 0.3 to about 5 moles, per mole of cobalt complex. More preferably from about 0.5 to about 1.5 moles.

共重合は無溶媒で行ってもよく、必要に応じて溶媒を使用して行ってもよい。使用可能な溶媒として、例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、ジメチルホルムアミド等のアミド、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル及びそれらの組み合わせを用いることができ、ジクロロメタン、トルエン、ジメチルホルムアミド及び1,2−ジメトキシエタンが好ましく、ジクロロメタン及び1,2−ジメトキシエタンがより好ましい。溶媒を使用する場合、その量は、エポキシド1質量部に対して、一般に約0.1〜約100質量部とすることができ、約0.2〜約50質量部であることが好ましく、約0.5〜約20質量部であることがより好ましい。   Copolymerization may be performed without a solvent, or may be performed using a solvent as necessary. Examples of usable solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chloroform, amides such as dimethylformamide, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, and combinations thereof. Dichloromethane, toluene, dimethylformamide and 1,2-dimethoxyethane are preferred, and dichloromethane and 1,2-dimethoxyethane are more preferred. When a solvent is used, the amount can generally be about 0.1 to about 100 parts by weight, preferably about 0.2 to about 50 parts by weight, based on 1 part by weight of epoxide, More preferred is 0.5 to about 20 parts by weight.

所望量のエポキシドが重合した後、公知の後処理を行うことができる。例えば、塩酸、メタノール、塩酸/メタノール混合物等を反応停止剤として反応混合物に投入し、必要に応じて昇温及び/又は攪拌して反応を終了することができる。その後、例えば、貧溶媒としてメタノール、ヘキサン等を用いてポリマーを再沈殿してもよく、ソックスレー抽出器を利用して固体状混合物から錯体を抽出してもよい。また、カラムクロマトグラフィー等の周知の手段を用いて、ポリマーをさらに精製してもよい。   After the desired amount of epoxide has been polymerized, a known post-treatment can be performed. For example, hydrochloric acid, methanol, hydrochloric acid / methanol mixture or the like can be added to the reaction mixture as a reaction terminator, and the reaction can be terminated by raising the temperature and / or stirring as necessary. Thereafter, for example, the polymer may be reprecipitated using methanol, hexane or the like as a poor solvent, and the complex may be extracted from the solid mixture using a Soxhlet extractor. In addition, the polymer may be further purified using a known means such as column chromatography.

[光弾性を有する光学素子]
本発明の光学弾性を有する光学素子の応力光学係数は、0.1〜2.0GPa-1の範囲にあり、好ましくは0.2〜1.5GPa-1の範囲にあり、そして最も好ましくは0.3〜1.0GPa-1の範囲にある。応力光学係数が、0.1GPa-1を下回ると、ひずみ、応力等を付加しても十分な複屈折が発生せず、光学素子として使用できない場合があり、そして2.0GPa-1を上回ると、光学素子の形状によっては成形時にかかる応力の履歴により過剰な複屈折が残存する場合がある。
なお、上記応力光学係数は、ポリカーボネートのTg超の温度で測定することが好ましく、ポリカーボネートのTg+10℃以上の温度で測定することがより好ましい。
[Optical element having photoelasticity]
Stress optical coefficient of the optical element having the optical elasticity of the present invention is in the range of 0.1~2.0GPa -1, preferably in the range of 0.2~1.5GPa -1, and most preferably 0 In the range of 3 to 1.0 GPa −1 . If the stress optical coefficient is less than 0.1 GPa −1 , sufficient birefringence does not occur even if strain, stress, etc. are added, and it may not be used as an optical element, and if it exceeds 2.0 GPa −1. Depending on the shape of the optical element, excessive birefringence may remain due to the history of stress applied during molding.
The stress optical coefficient is preferably measured at a temperature above Tg of the polycarbonate, and more preferably at a temperature of Tg + 10 ° C. or higher of the polycarbonate.

上記応力光学係数は、以下に説明する装置及び測定原理により測定することができる。
[光学遅延測定システム]
測定に用いる光学遅延測定システムの概略図を図1に示す。
光学遅延測定システム1は、He−Neレーザー発振器(オーテック株式会社製、LGK 7786P100)(図示せず)、偏光板2,2’及び2’’、1/4λ板3及び3’、回転偏光板4、ビームスプリッター(図示せず)、並びに受光器5及び5’から構成される。Aは入射したレーザー光の侵入方向を示し、そして識別子6及び7は、それぞれ、試料及び座標系を示す。
The stress optical coefficient can be measured by the apparatus and measurement principle described below.
[Optical delay measurement system]
A schematic diagram of an optical delay measurement system used for measurement is shown in FIG.
The optical delay measurement system 1 includes a He-Ne laser oscillator (manufactured by Autech, LGK 7786P100) (not shown), polarizing plates 2, 2 ′ and 2 ″, ¼λ plates 3 and 3 ′, a rotating polarizing plate 4, a beam splitter (not shown), and light receivers 5 and 5 ′. A indicates the penetration direction of the incident laser beam, and identifiers 6 and 7 indicate the sample and the coordinate system, respectively.

ビームスプリッターで、入射したレーザー光を二つに分岐させ、試料6を通過した光(以下、「測定光」と称する)の強度と、試料6を通過させない光(以下、「参照光」と称する)の強度とを、それぞれ、受光器5及び5’で電圧として測定する。測定光の位相角を参照光の位相角と比較することにより、光学遅延を計測する。
なお、回転偏光板4の回転数を2500rpmとする。
The incident laser light is split into two by a beam splitter, the intensity of light that has passed through the sample 6 (hereinafter referred to as “measurement light”), and the light that does not pass through the sample 6 (hereinafter referred to as “reference light”). ) Is measured as a voltage by the light receivers 5 and 5 ′, respectively. The optical delay is measured by comparing the phase angle of the measurement light with the phase angle of the reference light.
The rotational speed of the rotating polarizing plate 4 is 2500 rpm.

−データの収集−
A/Dコンバータ(KEYENCE社製、NR−500)を用いて、引張試験機の荷重データと、光学遅延測定システムの参照光の量及び測定光の量とをデジタル化し、サンプリング周期500μs(2kHz)でサンプリングする。
-Data collection-
Using an A / D converter (manufactured by KEYENCE, NR-500), the load data of the tensile tester, the amount of reference light and the amount of measurement light of the optical delay measurement system are digitized, and the sampling period is 500 μs (2 kHz). To sample.

−解析−
参照光と測定光との位相差は、200データ(0.1秒)毎のデータの相互相関関数を計算し、その最大値から算出する。延伸過程における試料の厚み変化は、均一なアフィン変形を仮定して求める。
試料の断面積S(t)及び厚みd(t)は、それぞれ、次の式(a)及び(b):

Figure 2011191687
(式中、S0は試料の初期断面積であり、d0は初期厚みであり、l0は初期長であり、そしてΔlは長さの変化量である)
と表すことができる。 -Analysis-
The phase difference between the reference light and the measurement light is calculated from the maximum value obtained by calculating a cross-correlation function of data every 200 data (0.1 seconds). The change in thickness of the sample during the stretching process is determined on the assumption of uniform affine deformation.
The cross-sectional area S (t) and thickness d (t) of the sample are respectively expressed by the following formulas (a) and (b):
Figure 2011191687
(Where S 0 is the initial cross-sectional area of the sample, d 0 is the initial thickness, l 0 is the initial length, and Δl is the change in length)
It can be expressed as.

また、応力σ(t)及び複屈折Δn(t)は、それぞれ、次の式(c)及び(d):

Figure 2011191687
(式中、L(t)は延伸時の加重であり、Г(t)は延伸時の光学遅延である)
と表せる。
複屈折を縦軸、応力を横軸にとったグラフを作成し、解析したデータをプロットすると、直線の傾きが、応力光学係数となる。 The stress σ (t) and birefringence Δn (t) are respectively expressed by the following formulas (c) and (d):
Figure 2011191687
(Where L (t) is the weight during stretching and Γ (t) is the optical delay during stretching)
It can be expressed.
When a graph with birefringence on the vertical axis and stress on the horizontal axis is created and the analyzed data is plotted, the slope of the straight line becomes the stress optical coefficient.

光学遅延測定原理は、以下の通りである。
図1に示すように、光の進行方向に対して鉛直方向をα軸とするα−β直交座標系と、α−β直交座標系を45°左方向に回転させたx−y直交座標系を考える。単色光源であるHe−Neレーザー光は、1/4λ板3を通過すると円偏光となり、そして回転偏光板4(周波数42Hz)通過後は回転する直線偏光となる。
The principle of optical delay measurement is as follows.
As shown in FIG. 1, an α-β orthogonal coordinate system with the vertical direction as the α axis relative to the traveling direction of light, and an xy orthogonal coordinate system obtained by rotating the α-β orthogonal coordinate system 45 ° to the left. think of. The He—Ne laser light, which is a monochromatic light source, becomes circularly polarized light when passing through the ¼λ plate 3, and becomes linearly polarized light after passing through the rotating polarizing plate 4 (frequency 42 Hz).

回転偏光板4を通過後の、x軸及びy軸方向における、光の電場ベクトル成分Ex及びEyは、それぞれ、次の式(e)及び(f):
x=Asinφ(t)sinωt (e)
y=Acosφ(t)sinωt (f)
(式中、Aは振幅であり、ω はレーザー光の角振動数であり、そしてφ (t)は回転偏光板4の回転角度である)
となる。
After passing through the rotating polarizer 4, the x-axis and y-axis direction, the electric field vector component E x and E y of the light, respectively, the following formula (e) and (f):
E x = Asinφ (t) sinωt (e)
E y = A cos φ (t) sinωt (f)
(Where A is the amplitude, ω is the angular frequency of the laser beam, and φ (t) is the rotation angle of the rotating polarizer 4)
It becomes.

参照光強度の時間平均Iref(t)は、ハーフミラーでの減衰分を無視すると、次の式(g):

Figure 2011191687
により表わすことができる。 The time average I ref (t) of the reference light intensity is expressed by the following equation (g) when the attenuation at the half mirror is ignored.
Figure 2011191687
Can be represented by

一方、1/4λ板3’を通過した後の、x軸及びy軸方向における、光の電場ベクトル成分Ex及びEyは、それぞれ、次の式(h)及び(i):

Figure 2011191687
により表わすことができる。 On the other hand, the electric field vector components E x and E y in the x-axis and y-axis directions after passing through the ¼λ plate 3 ′ are respectively expressed by the following equations (h) and (i):
Figure 2011191687
Can be represented by

従って、α軸及びβ軸方向における電場ベクトル成分Eα及びEβは、それぞれ、次の式(j)及び(k):

Figure 2011191687
となる。 Accordingly, the electric field vector components E α and E β in the α-axis and β-axis directions are respectively expressed by the following equations (j) and (k):
Figure 2011191687
It becomes.

試料6が光学的異方性を有し、EαがEβに対してδの位相差を有する場合には、試料通過後の電場ベクトル成分Eα及びEβは、それぞれ、次の式(l)及び(m):

Figure 2011191687
と表すことができる。 When the sample 6 has optical anisotropy and E α has a phase difference of δ with respect to E β , the electric field vector components E α and E β after passing through the sample are respectively expressed by the following formulas ( l) and (m):
Figure 2011191687
It can be expressed as.

従って、受光器5でのx方向の成分Exは、次の式(n):

Figure 2011191687
となり、
測定光強度の時間平均Imeas(t)は次の式(o):
Figure 2011191687
となる。 Therefore, the component E x in the x direction at the light receiver 5 is expressed by the following equation (n):
Figure 2011191687
And
The time average I meas (t) of the measurement light intensity is expressed by the following formula (o):
Figure 2011191687
It becomes.

ビームスプリッター、偏光板2,2’及び2’’、並びに試料6の表面において、反射等により光の強度が減衰することを考慮すると、式(g)及び(o)は、それぞれ、次の式(p)及び(q):

Figure 2011191687
と表され、参照光は測定光に対しδの位相差を有することになる。
当該δが、試料の、α方向の、β方向に対する光学遅延となる。 Considering that the light intensity is attenuated by reflection or the like on the surfaces of the beam splitter, the polarizing plates 2, 2 ′ and 2 ″ and the sample 6, the equations (g) and (o) are respectively expressed by the following equations: (P) and (q):
Figure 2011191687
The reference light has a phase difference of δ with respect to the measurement light.
The δ is an optical delay of the sample in the α direction with respect to the β direction.

本発明の光弾性を有する光学素子は、引張速度1000%/分において、好ましくはひずみ400%まで、より好ましくは500%まで、そして最も好ましくは600%まで延伸し、応力値及び複屈折値を、それぞれ、x軸及びy軸としてプロットし、原点を通る直線で回帰した場合の決定係数が、好ましくは0.95以上、より好ましくは0.97以上、そして最も好ましくは0.98以上である。決定係数が0.95以下であると、素子に加えた応力に対する複屈折の変化に直線性が乏しく、光学機能性の制御が難しくなる場合がある。   The optical element having photoelasticity of the present invention is preferably stretched to a strain of 400%, more preferably to 500%, and most preferably to 600% at a tensile rate of 1000% / min. The coefficient of determination when plotting as the x-axis and y-axis, respectively, and regressing with a straight line passing through the origin, is preferably 0.95 or more, more preferably 0.97 or more, and most preferably 0.98 or more. . If the determination coefficient is 0.95 or less, the change in birefringence with respect to the stress applied to the element is poor in linearity, and it may be difficult to control optical functionality.

本発明の、光弾性を有する光学素子は、光弾性の特性を利用する素子であれば、特に制限されず、例えば、シャッター、位相差板、波長フィルター等が挙げられる。
また、本発明の、光学素子を含む機器としては、例えば、透明度が段階的に変化できるシェード機構付きの窓、色を自由に変化できるランプ、視野角を周辺環境に合わせて変更できるディスプレイ等が挙げられる。
The optical element having photoelasticity of the present invention is not particularly limited as long as it is an element utilizing photoelastic characteristics, and examples thereof include a shutter, a phase difference plate, and a wavelength filter.
In addition, examples of the device including the optical element of the present invention include a window with a shade mechanism that can change the transparency stepwise, a lamp that can freely change the color, a display that can change the viewing angle according to the surrounding environment, and the like. Can be mentioned.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例で得られた化合物の1H−NMRスペクトルの測定は、JEOL社製JNM−ECP500(500MHz)及びJEOL社製JNM−ECS400(400MHz)を用いて行った。ポリカーボネートの分子量測定は、ジーエルサイエンス社製高速液体クロマトグラフィーシステム(DG660B・PU713・UV702・RI704・CO631A)と、SHODEX社製KF−804Fカラム2本とを用いて、テトラヒドロフラン又はクロロホルムを溶出液として(40℃,1.0mL/分)、ポリスチレン標準を基準に換算して測定し、解析ソフトウェア(Scientific Software社製EZ Chrom Elite)で処理して求めた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to these Examples.
The 1 H-NMR spectrum of the compound obtained in this example was measured using JNM-JNM-ECP500 (500 MHz) and JEOL-made JNM-ECS400 (400 MHz). The molecular weight of polycarbonate is measured using tetrahydrofuran or chloroform as an eluent using a high-performance liquid chromatography system (DG660B, PU713, UV702, RI704, CO631A) manufactured by GL Sciences and two KF-804F columns manufactured by SHODEX ( 40 ° C., 1.0 mL / min), measured based on polystyrene standards, and measured by analysis software (EZ Chrom Elite manufactured by Scientific Software).

[触媒の調製]
以下の合成例に溶媒として使用したトルエン、テトラヒドロフラン(以下、「THF」と称する)、ヘキサン、及びジエチルエーテルは、関東化学株式会社から入手した脱水グレードの試薬をGlass Contour社製溶媒精製装置に通したものを使用した。メタノール及びエタノールは、脱水グレードの試薬を関東化学から入手したものをそのまま使用した。また、酢酸エチルは、和光純薬株式会社から入手したものをそのまま使用した。
[Preparation of catalyst]
Toluene, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as “THF”), hexane, and diethyl ether used as solvents in the following synthesis examples were passed through dehydrated grade reagents obtained from Kanto Chemical Co., Ltd. through a solvent purification apparatus manufactured by Glass Contour. We used what we did. As methanol and ethanol, those obtained from Kanto Chemical Co., Ltd. as dehydrating grade reagents were used as they were. Further, ethyl acetate obtained from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used as it was.

tert−ブチルリチウムn−ペンタン溶液、トリエチルアミン、及び酢酸コバルトは、関東化学から入手したものをそのまま使用した。クロロメチルジメチルシリルクロリド、ペンタフルオロ安息香酸は東京化成工業株式会社から、(1R,2R)−ジアミノシクロヘキサンは和光純薬株式会社から入手した試薬をそのまま使用した。塩化マグネシウム、パラホルムアルデヒドは、Aldrich社から入手した試薬をそのまま使用した。   As the tert-butyllithium n-pentane solution, triethylamine, and cobalt acetate, those obtained from Kanto Chemical Co. were used as they were. For chloromethyldimethylsilyl chloride and pentafluorobenzoic acid, reagents obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. and (1R, 2R) -diaminocyclohexane were used as they were from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. For magnesium chloride and paraformaldehyde, reagents obtained from Aldrich were used as they were.

以下の配位子合成において原料に用いられる4−ブロモ−2−tert−ブチルフェノール、及び3−tert−ブチル−5−[(3’−クロロプロピル)ジメチルシリル]サリチルアルデヒドは、J.Am.Chem.Soc.,2007,129,8082に従って調製したものを使用した。   4-Bromo-2-tert-butylphenol and 3-tert-butyl-5-[(3'-chloropropyl) dimethylsilyl] salicylaldehyde used as raw materials in the following ligand synthesis are described in J. Am. Am. Chem. Soc. , 2007, 129, 8082 were used.

[合成例A:コバルト錯体(1)の合成]
[A−1:シリル置換サリチルアルデヒドの合成]
Ar雰囲気下、4−ブロモ−2−tert−ブチルフェノール5.4gを、THF200mLに溶解させ、−78℃に冷却した後、tert−ブチルリチウム(1.6M n−ペンタン溶液)41mLを2時間かけて滴下した。滴下後、−78℃で2時間攪拌し、クロロメチルジメチルシリルクロリド7.1mLを加えた。溶液を室温まで徐々に温め、4時間攪拌した後、水300mLを加え4時間撹拌した。酢酸エチル200mLで抽出を行い、有機層を減圧濃縮した。得られた黄色オイルをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1、Rf=0.47)により精製し、2−tert−ブチル−4−[(クロロメチル)ジメチルシリル]フェノール6.3gを薄黄色オイルとして得た(収率79%)。
1H−NMR(CDCl3,500MHz)δ7.43(s,1H),7.25(dd,1H),6.69(d,1H),4.84(s,1H),2.92(s,2H),1.41(s,9H),0.38(s,6H)ppm
[Synthesis Example A: Synthesis of Cobalt Complex (1)]
[A-1: Synthesis of silyl-substituted salicylaldehyde]
In an Ar atmosphere, 5.4 g of 4-bromo-2-tert-butylphenol was dissolved in 200 mL of THF and cooled to −78 ° C. Then, 41 mL of tert-butyllithium (1.6 M n-pentane solution) was added over 2 hours. It was dripped. After dropping, the mixture was stirred at -78 ° C for 2 hours, and 7.1 mL of chloromethyldimethylsilyl chloride was added. The solution was gradually warmed to room temperature and stirred for 4 hours, after which 300 mL of water was added and stirred for 4 hours. Extraction was performed with 200 mL of ethyl acetate, and the organic layer was concentrated under reduced pressure. The resulting yellow oil was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 20: 1, Rf = 0.47) to give 6.3 g of 2-tert-butyl-4-[(chloromethyl) dimethylsilyl] phenol. Was obtained as a pale yellow oil (yield 79%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz) δ 7.43 (s, 1H), 7.25 (dd, 1H), 6.69 (d, 1H), 4.84 (s, 1H), 2.92 ( s, 2H), 1.41 (s, 9H), 0.38 (s, 6H) ppm

2−tert−ブチル−4−[(クロロメチル)ジメチルシリル]フェノール2.1gと、トリエチルアミン3.5mLと、塩化マグネシウム2.62gとを、THF120mL内で、室温で30分撹拌した。そこに、パラホルムアルデヒド0.8gを加え、3時間還流した。反応後、酢酸エチル100mL及び水100mLを加え、室温で30分撹拌した後、分液し、水層をさらに酢酸エチル100mLで抽出した。有機層を水で洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥した後、揮発分を減圧濃縮し得られた薄黄色オイルをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=20:1、Rf=0.09)で精製した。3−tert−ブチル−5−[(クロロメチル)ジメチルシリル]サリチルアルデヒド1.4gを白色固体として得た(収率63%)。
1H−NMR(CDCl3,500MHz)δ11.89(s,1H),9.90(s,1H),7.67(s,1H),7.56(s,1H),2.94(s,2H),1.42(s,9H),0.43(s,6H)ppm
2.1 g of 2-tert-butyl-4-[(chloromethyl) dimethylsilyl] phenol, 3.5 mL of triethylamine, and 2.62 g of magnesium chloride were stirred in 120 mL of THF at room temperature for 30 minutes. The paraformaldehyde 0.8g was added there and it recirculate | refluxed for 3 hours. After the reaction, 100 mL of ethyl acetate and 100 mL of water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes, followed by liquid separation. The aqueous layer was further extracted with 100 mL of ethyl acetate. The organic layer was washed with water and dried over magnesium sulfate, and then the volatile matter was concentrated under reduced pressure. The resulting pale yellow oil was subjected to silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 20: 1, Rf = 0.09). Purified. 1.4 g of 3-tert-butyl-5-[(chloromethyl) dimethylsilyl] salicylaldehyde was obtained as a white solid (yield 63%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz) δ 11.89 (s, 1H), 9.90 (s, 1H), 7.67 (s, 1H), 7.56 (s, 1H), 2.94 ( s, 2H), 1.42 (s, 9H), 0.43 (s, 6H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[A−2:サレン配位子の合成]
3−tert−ブチル−5−[(クロロメチル)ジメチルシリル]サリチルアルデヒド808.9mgと、(1R,2R)−ジアミノシクロヘキサン136mgとを、無水エタノール20mL内で、室温で6時間攪拌した。揮発分を減圧濃縮後、析出物をろ過し、冷ヘキサン5mLで洗浄し、サレン化合物770mgを黄色粉末として得た(収率85%)。
1H−NMR(CDCl3,500MHz)δ14.10(s,2H),8.31(s,2H),7.39(s,2H),7.15(s,2H),3.37(t,2H),2.84(s,4H),2.07−1.68(m,8H),1.40(s,18H),0.33(s,12H)ppm
[A-2: Synthesis of salen ligand]
3-tert-butyl-5-[(chloromethyl) dimethylsilyl] salicylaldehyde (808.9 mg) and (1R, 2R) -diaminocyclohexane (136 mg) were stirred in 20 mL of absolute ethanol at room temperature for 6 hours. After concentrating the volatile components under reduced pressure, the precipitate was filtered and washed with 5 mL of cold hexane to obtain 770 mg of a salen compound as a yellow powder (yield 85%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz) δ 14.10 (s, 2H), 8.31 (s, 2H), 7.39 (s, 2H), 7.15 (s, 2H), 3.37 ( t, 2H), 2.84 (s, 4H), 2.07-1.68 (m, 8H), 1.40 (s, 18H), 0.33 (s, 12H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[A−3:コバルト錯体の合成]
Ar雰囲気下、サレン配位子770mgを、脱水メタノール5mL及びトルエン1mLの混合物中に溶解させ、そこに無水酢酸コバルト212mgを加え、室温で3時間攪拌した。生じた沈殿をろ過で集め、冷メタノール5mLで洗浄し、赤色粉末のコバルト(II)錯体を得た。これを塩化メチレン10mLに溶解させ、ペンタフルオロ安息香酸240mgを加え、空気下、15時間攪拌した。揮発分を減圧濃縮した後、残留物を冷ヘキサンで洗浄し、緑褐色固体のコバルト(III)錯体(1)527mgを得た(収率48%)。
1H−NMR(DMSO−d6,500MHz)δ7.93(s,2H),7.55(s,2H),7.41(s,2H),3.65(m,2H),3.14(s,4H),2.05−1.85(m,8H),1.73(s,18H),0.37(s,6H),0.23(s,6H)ppm
[A-3: Synthesis of cobalt complex]
Under an Ar atmosphere, 770 mg of salen ligand was dissolved in a mixture of 5 mL of dehydrated methanol and 1 mL of toluene, 212 mg of anhydrous cobalt acetate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The resulting precipitate was collected by filtration and washed with 5 mL of cold methanol to obtain a red powdery cobalt (II) complex. This was dissolved in 10 mL of methylene chloride, 240 mg of pentafluorobenzoic acid was added, and the mixture was stirred under air for 15 hours. After concentrating the volatile components under reduced pressure, the residue was washed with cold hexane to obtain 527 mg of cobalt (III) complex (1) as a greenish brown solid (yield 48%).
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz) δ 7.93 (s, 2H), 7.55 (s, 2H), 7.41 (s, 2H), 3.65 (m, 2H), 3. 14 (s, 4H), 2.05-1.85 (m, 8H), 1.73 (s, 18H), 0.37 (s, 6H), 0.23 (s, 6H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[合成例B:コバルト錯体(2)の合成]
[B−1:サレン配位子の合成]
3−tert−ブチル−5−[(3’−クロロプロピル)ジメチルシリル]サリチルアルデヒド313mgと、(1R,2R)−ジアミノシクロヘキサン57mgとを、エタノール10mLに溶解させ、室温で12時間撹拌した。揮発分を減圧留去した後、残留物を冷ヘキサン1mLで洗浄し、サレン化合物330mgを黄色粉末として得た(収率94%)。
1H−NMR(CDCl3,500MHz)δ14.11(s,2H),8.45(s,2H),7.34(s,2H),7.23(s,2H),3.53−3.44(m,6H),2.00−1.93(m,2H),1.90−1.68(m,14H),1.40(s,18H),0.70(t,4H),0.26(s,6H),0.21(s,6H)ppm
[Synthesis Example B: Synthesis of Cobalt Complex (2)]
[B-1: Synthesis of salen ligand]
3-tert-butyl-5-[(3′-chloropropyl) dimethylsilyl] salicylaldehyde (313 mg) and (1R, 2R) -diaminocyclohexane (57 mg) were dissolved in ethanol (10 mL), and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. After distilling off the volatiles under reduced pressure, the residue was washed with 1 mL of cold hexane to obtain 330 mg of a salen compound as a yellow powder (yield 94%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz) δ 14.11 (s, 2H), 8.45 (s, 2H), 7.34 (s, 2H), 7.23 (s, 2H), 3.53- 3.44 (m, 6H), 2.00-1.93 (m, 2H), 1.90-1.68 (m, 14H), 1.40 (s, 18H), 0.70 (t, 4H), 0.26 (s, 6H), 0.21 (s, 6H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[B−2:コバルト錯体の合成]
Ar雰囲気下、サレン配位子200mgを塩化メチレン2mLに溶解させ、そこに無水酢酸コバルト50mgを加え、室温で2時間攪拌した。揮発分を減圧留去した後、ジエチルエーテル1mLで洗浄し、赤色粉末のコバルト(II)錯体を得た。これを塩化メチレン2mL及びトルエン2mLの混合物中に溶解させ、ペンタフルオロ安息香酸60mgを加え、空気下、16時間攪拌した。揮発分を減圧濃縮した後、残留物を冷ヘキサン5mLで洗浄し、緑褐色粉末のコバルト(III)錯体(2)162mgを得た(収率60%)。
1H−NMR(DMSO−d6,500MHz)δ7.91(s,2H),7.52(s,2H),7.42(s,2H),3.63−3.57(m,6H),2.04−1.80(m,6H),1.77(s,18H),1.71−1.55(m,8H),0.76(t,4H),0.31(s,6H),0.24(s,6H)ppm
[B-2: Synthesis of cobalt complex]
Under an Ar atmosphere, 200 mg of salen ligand was dissolved in 2 mL of methylene chloride, 50 mg of anhydrous cobalt acetate was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Volatile components were distilled off under reduced pressure, and then washed with 1 mL of diethyl ether to obtain a red powdery cobalt (II) complex. This was dissolved in a mixture of 2 mL of methylene chloride and 2 mL of toluene, 60 mg of pentafluorobenzoic acid was added, and the mixture was stirred under air for 16 hours. After concentrating the volatiles under reduced pressure, the residue was washed with 5 mL of cold hexane to obtain 162 mg of cobalt (III) complex (2) as a green brown powder (yield 60%).
1 H-NMR (DMSO-d6,500 MHz) δ 7.91 (s, 2H), 7.52 (s, 2H), 7.42 (s, 2H), 3.63-3.57 (m, 6H) , 2.04-1.80 (m, 6H), 1.77 (s, 18H), 1.71-1.55 (m, 8H), 0.76 (t, 4H), 0.31 (s) , 6H), 0.24 (s, 6H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[合成例C:コバルト−非対称サレン錯体(3)の合成]
[C−1:非対称サレン配位子の合成]
Ar雰囲気下、(R,R)−シクロヘキサンジアミンモノ塩酸塩(216mg、1.74mmol)と、3,5−ジ−tert−ブチルサリチルアルデヒド(336mg、1.74mmol)と、モレキュラーシーブス4A(200mg)とを、無水エタノール(6mL)及び無水メタノール(6mL)の混合溶媒中で、室温で4時間撹拌した。そこに3−tert−ブチル−5−[(クロロメチル)ジメチルシリル]サリチルアルデヒド(648mg、1.74mmol)と、トリエチルアミン(0.4mL、2.88mmol)とを塩化メチレン(12mL)に溶解させた溶液を加え、室温で4時間撹拌した。反応溶液を、シリカゲルを用いてろ過し、シリカゲルを塩化メチレンで洗浄後、ろ液を濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1、Rf=0.57)で精製し、黄色固体(701mg)を得た(収率67%)。
1H−NMR(CDCl3,500MHz)δ14.10(s,2H),8.31(s,1H),8.12(s,1H),7.39−7.15(m,4H),3.37(t,2H),2.84(s,2H),2.07−1.68(m,8H),1.40(s,18H),1.25(s,9H),0.33(s,6H)ppm
[Synthesis Example C: Synthesis of Cobalt-Asymmetric Salen Complex (3)]
[C-1: Synthesis of asymmetric salen ligand]
Under an Ar atmosphere, (R, R) -cyclohexanediamine monohydrochloride (216 mg, 1.74 mmol), 3,5-di-tert-butylsalicylaldehyde (336 mg, 1.74 mmol), and molecular sieves 4A (200 mg) Were stirred in a mixed solvent of absolute ethanol (6 mL) and anhydrous methanol (6 mL) at room temperature for 4 hours. 3-tert-butyl-5-[(chloromethyl) dimethylsilyl] salicylaldehyde (648 mg, 1.74 mmol) and triethylamine (0.4 mL, 2.88 mmol) were dissolved in methylene chloride (12 mL). The solution was added and stirred at room temperature for 4 hours. The reaction solution was filtered using silica gel, the silica gel was washed with methylene chloride, and the filtrate was concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 10: 1, Rf = 0.57) to obtain a yellow solid (701 mg) (yield 67%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz) δ 14.10 (s, 2H), 8.31 (s, 1H), 8.12 (s, 1H), 7.39-7.15 (m, 4H), 3.37 (t, 2H), 2.84 (s, 2H), 2.07-1.68 (m, 8H), 1.40 (s, 18H), 1.25 (s, 9H), 0 .33 (s, 6H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[C−2:コバルト錯体の合成]
Ar雰囲気下、非対称サレン配位子(700mg、1.17mmol)を、脱水メタノール5mL及びトルエン1mLの混合物に溶解させ、そこに無水酢酸コバルト(207mg、1.28mmol)を加え、室温で3時間攪拌した。生じた沈殿をろ過で集め、冷メタノール5mLで洗浄し、赤色粉末のコバルト(II)錯体を得た。これを塩化メチレン10mLに溶解させ、ペンタフルオロ安息香酸(270mg、1.28mmol)を加え、空気下、15時間攪拌した。揮発分を減圧濃縮した後、残留物を冷ヘキサンで洗浄し、緑褐色固体のコバルト(III)錯体512mgを得た(収率51%)。
1H−NMR(DMSO−d6,500MHz)δ7.96(s,1H),7.87(s,1H),7.77(s,1H),7.48(m,3H),3.59(m,2H),3.11(s,2H),2.01−1.92(m,8H),1.75(s,18H),1.32(s,9H),0.37(s,6H)ppm
[C-2: Synthesis of cobalt complex]
Under an Ar atmosphere, an asymmetric salen ligand (700 mg, 1.17 mmol) was dissolved in a mixture of 5 mL of dehydrated methanol and 1 mL of toluene, to which was added anhydrous cobalt acetate (207 mg, 1.28 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. did. The resulting precipitate was collected by filtration and washed with 5 mL of cold methanol to obtain a red powdery cobalt (II) complex. This was dissolved in 10 mL of methylene chloride, pentafluorobenzoic acid (270 mg, 1.28 mmol) was added, and the mixture was stirred under air for 15 hours. After concentrating the volatiles under reduced pressure, the residue was washed with cold hexane to obtain 512 mg of cobalt (III) complex as a greenish brown solid (yield 51%).
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz) δ 7.96 (s, 1H), 7.87 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 7.48 (m, 3H), 3. 59 (m, 2H), 3.11 (s, 2H), 2.01-1.92 (m, 8H), 1.75 (s, 18H), 1.32 (s, 9H), 0.37 (S, 6H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[合成例D:コバルト錯体(4)の合成]
[D−1:サレン配位子の合成]
Ar雰囲気下、合成例Aのサレン配位子600mgと、ヨウ化ナトリウム347mgとを、アセトニトリル10mLに溶解し、90℃で24時間撹拌した。生じた沈殿をろ過し、ろ液を減圧濃縮後、残留物を塩化メチレン20mLに溶解させ、飽和重曹水10mL、次いで飽和食塩水10mLで洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧濃縮し、塩素がヨウ素で置換されたサレン配位子643mgを黄色粉末として得た(収率82%)。
1H−NMR(CDCl3,500MHz)δ14.09(s,2H),8.30(s,2H),7.39(s,2H),7.14(s,2H),3.33(t,2H),2.07(s,4H),1.98−1.74(m,8H),1.40(s,18H),0.36(s,12H)ppm
[Synthesis Example D: Synthesis of Cobalt Complex (4)]
[D-1: Synthesis of salen ligand]
Under an Ar atmosphere, 600 mg of the salen ligand of Synthesis Example A and 347 mg of sodium iodide were dissolved in 10 mL of acetonitrile and stirred at 90 ° C. for 24 hours. The resulting precipitate was filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in 20 mL of methylene chloride, washed with 10 mL of saturated aqueous sodium bicarbonate and then with 10 mL of saturated brine, and the organic layer was dried over sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. Then, 643 mg of salen ligand in which chlorine was substituted with iodine was obtained as a yellow powder (yield 82%).
1 H-NMR (CDCl 3 , 500 MHz) δ 14.09 (s, 2H), 8.30 (s, 2H), 7.39 (s, 2H), 7.14 (s, 2H), 3.33 ( t, 2H), 2.07 (s, 4H), 1.98-1.74 (m, 8H), 1.40 (s, 18H), 0.36 (s, 12H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[D−2:コバルト錯体の合成]
Ar雰囲気下、配位子100mgを塩化メチレン5mLに溶解させ、酢酸コバルト22mgを加え、室温で2時間撹拌した。揮発分を減圧留去した後、真空下3時間乾燥すると、赤色固体が得られた。これをトルエン5mLに溶解させ、ペンタフルオロ安息香酸28mgを加え、室温、空気下で15時間撹拌した。揮発分を減圧留去し、残留物を冷ヘキサンで洗浄し、コバルト錯体(4)99mgを暗緑色粉末として得た(収率75%)。
1H−NMR(DMSO−d6,500MHz)δ8.30(s,2H),7.39(s,2H),7.14(s,2H),3.33(t,2H),2.07(s,4H),1.98−1.74(m,8H),1.40(s,18H),0.36(s,12H)ppm
[D-2: Synthesis of cobalt complex]
Under an Ar atmosphere, 100 mg of the ligand was dissolved in 5 mL of methylene chloride, 22 mg of cobalt acetate was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The volatile matter was distilled off under reduced pressure and then dried under vacuum for 3 hours to obtain a red solid. This was dissolved in 5 mL of toluene, 28 mg of pentafluorobenzoic acid was added, and the mixture was stirred at room temperature under air for 15 hours. Volatiles were distilled off under reduced pressure, and the residue was washed with cold hexane to obtain 99 mg of cobalt complex (4) as a dark green powder (yield 75%).
1 H-NMR (DMSO-d 6 , 500 MHz) δ 8.30 (s, 2H), 7.39 (s, 2H), 7.14 (s, 2H), 3.33 (t, 2H), 2. 07 (s, 4H), 1.98-1.74 (m, 8H), 1.40 (s, 18H), 0.36 (s, 12H) ppm

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[製造例1 ポリプロピレンカーボネートの製造]
内容積3Lのステンレス製オートクレーブに、コバルト錯体(1)393mg、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムクロリド(以下、「PPNCl」と称する)(Strem社から購入したものを、塩化メチレン/ジエチルエーテルから再結晶して用いた)246mgを入れ、Ar雰囲気に置換した後、プロピレンオキシド600mL(コバルト錯体(1)1モルに対し、20,000モル)、二酸化炭素1.4MPaを仕込み、50℃で107時間反応させた。二酸化炭素の圧力は、反応の進行と共に減少するので、系の圧力が0.8MPaまで下がったところで、1.8MPaの圧力まで、二酸化炭素を追加で圧入した。1H−NMRを測定した後、内容物を塩化メチレンに溶解させ、1N塩酸で洗浄後、メタノールを用いて析出させ、白色固体として、ポリプロピレンカーボネート(PPC)を282g得た。上記ポリプロピレンカーボネートの屈折率は1.47であり、そしてTgは39℃であった。
なお、屈折率は、干渉顕微鏡(カールツアイス・イエナ製インターファコ)により測定し、Tgは、DSC(TAインスツルメント社製QSC Q100)により、サンプル量5mg、昇温速度10℃/分の条件で測定した。
[Production Example 1 Production of polypropylene carbonate]
A stainless steel autoclave with an internal volume of 3 L was charged with 393 mg of cobalt complex (1), bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (hereinafter referred to as “PPNCl”) (purchased from Strem Co. from methylene chloride / diethyl ether. 246 mg (used after recrystallization) was added, and the atmosphere was replaced with an Ar atmosphere. Then, 600 mL of propylene oxide (20,000 mol with respect to 1 mol of cobalt complex (1)) and 1.4 MPa of carbon dioxide were charged at 107 ° C. at 107 ° C. Reacted for hours. Since the pressure of carbon dioxide decreased with the progress of the reaction, carbon dioxide was additionally injected to a pressure of 1.8 MPa when the system pressure dropped to 0.8 MPa. After measuring 1 H-NMR, the content was dissolved in methylene chloride, washed with 1N hydrochloric acid, and precipitated with methanol to obtain 282 g of polypropylene carbonate (PPC) as a white solid. The polypropylene carbonate had a refractive index of 1.47 and a Tg of 39 ° C.
The refractive index was measured with an interference microscope (Carzice Jena Interfaco), and the Tg was measured with DSC (TA Instruments QSC Q100) with a sample amount of 5 mg and a heating rate of 10 ° C./min. Measured under conditions.

得られたポリプロピレンカーボネートは、下記に示すように、1H−NMRにより、環状カーボネート及びポリエーテルを含まない、すなわち、得られたポリプロピレンカーボネートは、エポキシド(プロピレンオキシド)と二酸化炭素とが交互に結合して得られ且つ1H−NMR分析により検出可能なエーテル結合成分を含まないポリプロピレンカーボネートであることが確認された。
ポリカーボネート:環状カーボネート:ポリエーテル=100:0:0、収率:32%、TOF:60h-1、TON:441g/g−cat(触媒の質量は、コバルト錯体と、PPNClの総量として計算した)、Mn=101,400、Mw/Mn=1.53
As shown below, the obtained polypropylene carbonate does not contain cyclic carbonate and polyether by 1 H-NMR, that is, the obtained polypropylene carbonate has epoxide (propylene oxide) and carbon dioxide alternately bonded. It was confirmed that it was a polypropylene carbonate containing no ether bond component obtained by 1H-NMR analysis.
Polycarbonate: Cyclic carbonate: Polyether = 100: 0: 0, Yield: 32%, TOF: 60 h −1 , TON: 441 g / g-cat (the mass of the catalyst was calculated as the total amount of cobalt complex and PPNCl) , M n = 101,400, M w / M n = 1.53

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[製造例2 ポリエチレンカーボネートの製造]
内容積3Lのステンレス製オートクレーブに、特開2009−215529号明細書の[0063]に記載されるコバルト錯体(3−2)252mg、ビス(トリフェニルホスホラニリデン)アンモニウムフルオリド(以下、「PPNF」と称する)272mgを入れ、Ar雰囲気に置換した後、エチレンオキシド600mL(コバルト錯体1モルに対し、25,000モル)、二酸化炭素2.0MPaを仕込み、43℃で90時間反応させた。1H−NMRを測定した後、内容物を塩化メチレンに溶解させ、1N塩酸で洗浄後、メタノールを用いて析出させ、白色固体として、ポリエチレンカーボネート(PEC)を324g得た。上記ポリエチレンカーボネートの屈折率は1.46であり、そしてTg(℃)は、15℃であった。
[Production Example 2 Production of polyethylene carbonate]
In a stainless steel autoclave having an internal volume of 3 L, 252 mg of cobalt complex (3-2) described in [0063] of JP-A-2009-215529, bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium fluoride (hereinafter referred to as “PPNF”) 272 mg) was added, and the atmosphere was replaced with an Ar atmosphere. Then, 600 mL of ethylene oxide (25,000 mol with respect to 1 mol of cobalt complex) and 2.0 MPa of carbon dioxide were charged and reacted at 43 ° C. for 90 hours. After measuring 1 H-NMR, the content was dissolved in methylene chloride, washed with 1N hydrochloric acid, and precipitated with methanol to obtain 324 g of polyethylene carbonate (PEC) as a white solid. The polyethylene carbonate had a refractive index of 1.46 and a Tg (° C.) of 15 ° C.

得られたポリエチレンカーボネートは、下記に示すように、1H−NMRにより、環状カーボネート及びポリエーテルを含まない、すなわち、得られたポリエチレンカーボネートは、エポキシド(エチレンオキシド)と二酸化炭素とが交互に結合して得られ且つ1H−NMR分析により検出可能なエーテル結合成分を含まないポリエチレンカーボネートであることが確認された。
ポリカーボネート:環状カーボネート:ポリエーテル=100:0:0、収率:30%、TOF:83h-1、TON:618g/g−cat(触媒の質量は、コバルト錯体と、PPNFの総量として計算した)、Mn=96,700、Mw/Mn=1.41
As shown below, the obtained polyethylene carbonate does not contain cyclic carbonate and polyether by 1 H-NMR, that is, the obtained polyethylene carbonate has epoxide (ethylene oxide) and carbon dioxide alternately bonded. And was found to be a polyethylene carbonate containing no ether bond component detectable by 1H-NMR analysis.
Polycarbonate: Cyclic carbonate: Polyether = 100: 0: 0, Yield: 30%, TOF: 83h −1 , TON: 618 g / g-cat (the mass of the catalyst was calculated as the total amount of cobalt complex and PPNF) , M n = 96,700, M w / M n = 1.41

Figure 2011191687
Figure 2011191687

[実施例1]
製造例1及び2において、それぞれ、製造された、PPC及びPECを、加熱プレス機を用いて、100℃で、フィルム状の引張試験用の試料を成形した。
上述の光学遅延測定システムと、卓上型引張試験機(井元製作所作製、引張・圧縮小型試験機(200℃恒温槽付))とを用いて、変形時の複屈折率の変化を測定した。
測定条件は以下の通りである。
初期試料長:5mm
引張速度:1000%/分(50mm/分)
測定温度:PECは室温(約24℃)、PPCは50℃
He−Neレーザー光:直線偏光、波長543nm
25℃における破断伸度及び伸長回復率は、上述の卓上型引張試験機を用いて測定した。
[Example 1]
In Production Examples 1 and 2, the produced PPC and PEC were molded into a film-like sample for tensile test at 100 ° C. using a heating press.
Using the optical delay measurement system described above and a desktop tensile tester (manufactured by Imoto Seisakusho, tensile / compression small tester (with a 200 ° C. constant temperature bath)), the change in birefringence during deformation was measured.
The measurement conditions are as follows.
Initial sample length: 5 mm
Tensile speed: 1000% / min (50mm / min)
Measurement temperature: PEC is room temperature (about 24 ° C), PPC is 50 ° C
He-Ne laser light: linearly polarized light, wavelength 543 nm
The breaking elongation and elongation recovery rate at 25 ° C. were measured using the above-described desktop tensile tester.

PPC及びPECについて、ひずみと複屈折との関係を、それぞれ、図2及び図3に示す。図2及び図3から、製造例1及び2で製造したPPC及びPECは、柔軟で、そして高い破断伸度を示すことが分かる。また、少なくともひずみ約600%の範囲まで、ひずみ及び応力が比例関係を有することが分かる。   The relationship between strain and birefringence is shown in FIGS. 2 and 3 for PPC and PEC, respectively. 2 and 3, it can be seen that the PPC and PEC produced in Production Examples 1 and 2 are flexible and exhibit high elongation at break. It can also be seen that strain and stress have a proportional relationship up to a range of at least about 600% strain.

次いで、応力と複屈折とが比例関係にあるひずみ600%の時点で延伸を停止し、その後、ひずみ一定の条件の下で緩和させ、時間と複屈折との関係を測定した。PPC及びPECの結果を、それぞれ、図4及び表5に示す。
図4及び図5から、製造例1及び2で製造されたPPC及びPECは、緩和時も、応力及び複屈折の比例関係を保持し続けることが分かる。
Next, stretching was stopped when the strain and the birefringence were proportional to each other at a strain of 600%, and thereafter, the stretching was relaxed under a constant strain condition, and the relationship between time and birefringence was measured. The results of PPC and PEC are shown in FIG. 4 and Table 5, respectively.
4 and 5, it can be seen that the PPC and PEC produced in Production Examples 1 and 2 continue to maintain the proportional relationship between stress and birefringence even during relaxation.

PPC及びPECについて、応力と複屈折との関係を、それぞれ、図6及び図7に示す。図6において、各プロットを、原点を通る直線で回帰したところ、y=0.52xの関係式が得られ、決定係数は、0.98であった。同様に、図7では、y=0.56xの関係式が得られ、決定係数は、0.99であった。
上記関係式の傾きから、0.52GPa-1のPPCの応力光学係数と、0.56GPa-1のPECの応力光学係数とを得た。
The relationship between stress and birefringence for PPC and PEC is shown in FIGS. 6 and 7, respectively. In FIG. 6, when each plot was regressed with a straight line passing through the origin, a relational expression y = 0.52x was obtained, and the determination coefficient was 0.98. Similarly, in FIG. 7, a relational expression y = 0.56x was obtained, and the determination coefficient was 0.99.
From the inclination of the above relational expression, a stress optical coefficient of PPC of 0.52 GPa −1 and a stress optical coefficient of PEC of 0.56 GPa −1 were obtained.

さらに、上記PECの引張試験用の試料に関して、25℃で破断伸度を測定したところ、破断伸度は1060%であり、非常に高い変形性を示した。また、このフィルムの伸長回復率を測定したところ、99.6%と非常に高い伸長回復率を示した。従って、上記PECは、室温において繰り返しひずみ、荷重等を付与する動的な素子として利用可能なことが示唆される。   Furthermore, when the breaking elongation of the PEC tensile test sample was measured at 25 ° C., the breaking elongation was 1060%, which showed very high deformability. Further, when the extension recovery rate of this film was measured, it showed a very high extension recovery rate of 99.6%. Therefore, it is suggested that the PEC can be used as a dynamic element that applies repeated strain, load, and the like at room temperature.

[比較例1]
TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbHから市販されるTOPAS(商標)6015(Tg:158℃)を、加熱プレス機を用いて、180℃で、引張試験用の試料を成形した。測定温度を175℃とし、ひずみ速度を500%/分とした以外は実施例1の条件に従って、複屈折率の変化を測定した。しかし、上記条件下におけるTOPASの破断伸度は、約80%と非常に低いものであった。そこで、破断伸度以下であるひずみ40%まで延伸を行い、その後一定ひずみ下で緩和過程を評価した。応力と複屈折との関係を、図8に示す。図8のプロットを、原点を通る直線で回帰したところ、y=1.53xの関係が得られ、決定係数は0.99であった。これより、TOPAS(商標)6015の応力光学係数、1.53GPa-1を得た。
[Comparative Example 1]
A sample for tensile test was molded at 180 ° C. using TOPAS ™ 6015 (Tg: 158 ° C.) commercially available from TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH. The change in birefringence was measured according to the conditions of Example 1 except that the measurement temperature was 175 ° C. and the strain rate was 500% / min. However, the breaking elongation of TOPAS under the above conditions was as low as about 80%. Therefore, the film was stretched to a strain of 40%, which is equal to or lower than the breaking elongation, and then the relaxation process was evaluated under a constant strain. The relationship between stress and birefringence is shown in FIG. When the plot of FIG. 8 was regressed with a straight line passing through the origin, a relationship of y = 1.53x was obtained and the coefficient of determination was 0.99. As a result, a stress optical coefficient of 1.53 GPa −1 of TOPAS (trademark) 6015 was obtained.

[実施例2]
実施例1と同様にPECのフィルム状試験片を作製し、図9に示すシャッターユニットを作製した。図9に示すシャッターユニット8では、偏光方向を互いに90°異なるように設定した2枚の偏光板9及び9’の間に、PEC試験片10が配置されている。シャッターユニット8を、文字の書いてある紙の上に設置したところ、PEC試料片10にひずみを付与しない状態においては、偏光板9及び9’により光が遮断され、ユニット後方の文字を読み取ることは不可能であった。次に、偏光板9及び9’の偏光方向と、それぞれ、45°の角度を有する方向Bに沿って、PEC試験片10に25%のひずみを付与したところ、PEC試験片に複屈折が生じて偏光方向が変化し、光が透過し、ユニット後方の文字を読み取ることができた。
[Example 2]
A PEC film-like test piece was produced in the same manner as in Example 1, and the shutter unit shown in FIG. 9 was produced. In the shutter unit 8 shown in FIG. 9, a PEC test piece 10 is disposed between two polarizing plates 9 and 9 ′ whose polarization directions are set to be different from each other by 90 °. When the shutter unit 8 is placed on the paper on which characters are written, the light is blocked by the polarizing plates 9 and 9 'in a state where no distortion is applied to the PEC sample piece 10, and the characters behind the unit are read. Was impossible. Next, when 25% strain was applied to the PEC test piece 10 along the polarization direction of the polarizing plates 9 and 9 ′ and the direction B having an angle of 45 °, birefringence occurred in the PEC test piece. The polarization direction changed, the light was transmitted, and the characters behind the unit could be read.

1 光学遅延測定システム
2,2’,2’’ 偏光板
3,3’ 1/4λ板
4 回転偏光板
5,5’ 受光器
6 試料
7 座標系
8 シャッターユニット
9,9’ 偏光フィルム
10 PEC試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical delay measuring system 2, 2 ', 2''Polarizing plate 3, 3' 1/4 (lambda) board 4 Rotating polarizing plate 5, 5 'Light receiver 6 Sample 7 Coordinate system 8 Shutter unit 9, 9' Polarizing film 10 PEC test Fragment

Claims (8)

次の一般式(1):
Figure 2011191687
(式中、R1及びR2は、同一又は異なり、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基であるか、又はR1とR2とが互いに結合して置換若しくは非置換の脂肪族環を形成する)
で表される、エポキシドと二酸化炭素とが交互に結合して得られ且つ1H−NMR分析により検出可能なエーテル結合成分を含まない脂肪族ポリカーボネートを含む、光弾性を有する光学素子であって、
0.1〜2.0GPa-1の範囲の応力光学係数を有することを特徴とする、
前記光学素子。
The following general formula (1):
Figure 2011191687
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic ring. Form)
An optical element having photoelasticity, comprising an aliphatic polycarbonate obtained by alternately bonding epoxides and carbon dioxide, and containing no ether bond component detectable by 1 H-NMR analysis,
Having a stress optical coefficient in the range of 0.1-2.0 GPa −1 ,
The optical element.
引張速度1000%/分において、ひずみ400%まで延伸し、応力値及び複屈折値を、それぞれ、x軸及びy軸としてプロットし、原点を通る直線で回帰した場合の決定係数が、0.95以上である、請求項1に記載の光学素子。   At a tensile rate of 1000% / min, the film was stretched to a strain of 400%, the stress value and birefringence value were plotted as the x-axis and y-axis, respectively, and the coefficient of determination was 0.95 when regressed with a straight line passing through the origin. The optical element according to claim 1, which is as described above. 前記エポキシドが、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドである、請求項1又は2に記載の光学素子。   The optical element according to claim 1, wherein the epoxide is ethylene oxide or propylene oxide. 前記脂肪族ポリカーボネートの合成に用いられた触媒が、次の一般式(I):
Figure 2011191687
(式中、Rは、それぞれ独立して、H、炭素数1〜10のアルキル基若しくは炭素数3〜10のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアシロキシ基、F、Cl、Br、I、又は−Si(R2−R−X(式中、Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基から選択され、Rは、炭素数1〜8の二価の炭化水素基であり、Xは、F、Cl、Br又はIから選択される。)から選択されるが、Rの少なくとも1つは−Si(R2−R−Xであり、Rは、各ベンゼン環上の0〜3個の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数2〜10のアシロキシ基、又はF、Cl、Br若しくはIから選択され、Yは、2個の炭素原子を介して2個のイミノ窒素を連結する二価の連結基であって、その2個の炭素原子に1又は複数の、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜20のアリール基が結合していてもよく、あるいはその2個の炭素原子が置換又は非置換の、飽和若しくは不飽和の脂肪族環又は芳香環の一部を構成してもよく、Zは、F-、Cl-、Br-、I-、N3 -、脂肪族カルボキシラート、芳香族カルボキシラート、アルコキシド、及びアリールオキシドからなる群から選択されるアニオン性配位子である)
で表されるコバルト錯体である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学素子。
The catalyst used for the synthesis of the aliphatic polycarbonate is represented by the following general formula (I):
Figure 2011191687
(In the formula, each R a is independently H, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or carbon number. An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, F, Cl, Br, I, or —Si (R b ) 2 —R c —X (wherein R b is independently selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and R c is A divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, wherein X is selected from F, Cl, Br or I.), but at least one of R a is —Si (R b ) 2- R c -X, where R d is 0-3 substituents on each benzene ring. Each independently, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, Selected from an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, or F, Cl, Br, or I, and Y is a group that connects two imino nitrogens through two carbon atoms. A valent connecting group having two or more carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon group having 6 to 20 carbon atoms May be bonded to each other, or the two carbon atoms may form a part of a substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated aliphatic ring or aromatic ring, and Z is F -, Cl -, Br -, I -, N 3 -, aliphatic Cal Kishirato, aromatic carboxylate, alkoxide, and an anionic ligand selected from the group consisting of aryloxides)
The optical element as described in any one of Claims 1-3 which is a cobalt complex represented by these.
0.3〜1.0GPa-1の範囲の応力光学係数を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学素子。 The optical element according to claim 1, which has a stress optical coefficient in a range of 0.3 to 1.0 GPa −1 . 25℃において、100%以上の破断伸度を有し、100%伸長後の伸長回復率が90%以上である、請求項5に記載の光学素子。   The optical element according to claim 5, having an elongation at break of 100% or more at 25 ° C., and an elongation recovery rate after elongation of 100% is 90% or more. シャッター、位相差板、及び波長フィルターから成る群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学素子。   The optical element as described in any one of Claims 1-6 selected from the group which consists of a shutter, a phase difference plate, and a wavelength filter. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学素子を含む機器。   The apparatus containing the optical element as described in any one of Claims 1-7.
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