JP3957164B2 - 重合性化合物、それを含有する液晶性組成物、及びその重合体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光重合架橋性を有する化合物、それを含有する液晶性組成物、及びその重合体に関するものであり、特に、架橋状態において光学構成成分、パターニングされた構造体、又は電子材料構成成分として使用できる液晶性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶化合物は液晶表示装置に使用される以外にも、その光学的、機械強度的、電気的異方性を利用した、位相差膜や導波路、回析格子、光学フィルター、高強度繊維、導電性異方材料等の構成材料としても盛んに研究がなされている。後者の用途の場合、液晶の流動性がその用途にとって不具合となるため、これを固体化する試みが為されている。例えば、特開平５−６１０３９号公報には、高分子液晶を用いて、ガラス転移温度以上に加熱して、液晶相を示す温度領域で配向熟成を行った後、急冷してガラス状態にして液晶分子の配向を固定化する方法が記載されている。また、「液晶」、<３（１）>、３４（１９９９）に記載されているような、液晶性モノマー又はジアクリレートモノマーを光重合させることによって、配向を固定化する方法も知られている。
【０００３】
しかし、これらの方法を用いて固定化された膜や構造体は、比較的低いガラス転移温度を示すために、高温での使用時に配向が乱れて、光学異方性などの性質が大きく変化する。また、膜強度が低いばかりでなく、損傷も受け易く、更に、溶媒等の薬品に対する耐性も低いという欠点があった。
また、特開平８−１０４８７０号公報には、３官能性の重合性基を有する重合性液晶化合物が示されている。しかし、この重合性液晶化合物は２官能性液晶化合物との混和性が低いという問題点がある。また、特開平７−２７８０６０号公報には、２官能性の重合性液晶化合物を連結した形の４官能性の重合性液晶化合物が示されている。しかし、この重合性液晶化合物も屈折率の異方性が小さくなるという欠点を有していた。
【０００４】
また、特表２００１−５０３７９４号公報には、重合性基を含有するポリエステルが示されている。しかしながら、この化合物は、液晶性を示すことはないと考えられ、公報中に液晶性に関する記述はない。
また、特開２０００−３２８０６３号公報には、アクリル酸エステル系の共重合体である側鎖型液晶性ポリマーの末端に重合性基を含有する高分子液晶性化合物が示されている。しかしながら、この化合物はラジカル重合により合成されるため、ラジカル重合性を有する重合性基はポリマー合成後に導入する必要があり、合成が煩雑であるという問題を有している。
【０００５】
一方、液晶性ポリエステルは特開２００１−３４２２４３号、特開２００１−１１４８７５号、特開２０００−３４４８７６号等の公報により公知である。このような液晶性ポリエステルの構成成分の１つを重合性基を有する化合物にすれば、一分子中に重合性基を多数もつ液晶性化合物が得られることとなるが、その様な例は未だ知られていないのが現状である。
また、高分子液晶性化合物は、室温においてガラス状態をとり得る性質をもっている場合も多く、支持体上に塗布された液晶性組成物を転写等する場合にも、取り扱いの点で有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、重合体の高温使用時における光学的性質等の特性が変化せず、また膜強度や耐スクラッチ性などの機械的特性に優れる膜を形成し得る重合性の化合物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の以下の重合性化合物及びこれを用いる液晶性組成物並びにその重合体を提供することによって解決される。即ち、本発明は、
＜１＞ 少なくとも下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表される構造単位からなることを特徴とする重合性基含有ポリエステル。
【化３】
〔一般式（Ｉ）中、６員環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、該６員環Ａの水素原子は更にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよい。Ｐは上記構造式群（Ｐ）で表されるいずれか１つの重合性基を表す。構造式群（Ｐ）中、Ｗは水素原子又はメチル基を表し、Ｔは酸素原子又はＮＲ ４ を表し、該Ｒ ４ は水素原子またはアルキル基を表し、ｇは０又は１を表す。一般式（Ｉ）中、Ｌは単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アラルキレン基を表す。Ｘは単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ2）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ・ＣＯ−を表し、該Ｒ1及びＲ2は水素原子、アルキル基を表す。一般式（II）中のＢは総炭素数が６〜４０の二価の芳香族基を表す。〕
＜２＞ 下記一般式（III）で表される重合性化合物。
【化４】
〔一般式（III）中、６員環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、該６員環Ａの水素原子は更にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよい。Ｐは上記構造式（Ａ）で表される重合性基を表し、Ｗは水素原子又はメチル基を表し、ＴはＮＲ ４ を表し、Ｒ ４ は炭素数１〜２０のアルキル基を表す。一般式（ III ）中、Ｌは単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アラルキレン基を表す。Ｘは単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ2）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ・ＣＯ−を表し、該Ｒ1及びＲ2は水素原子、アルキル基を表す。〕
＜３＞ 少なくとも上記＜１＞に記載の重合性化合物を含有する液晶性組成物。
＜４＞ 少なくとも上記＜１＞に記載の重合性化合物と光学活性化合物とを含有する液晶性組成物。
＜５＞ 少なくとも上記＜１＞に記載の重合性化合物と分子内に重合性基を１個又は２個有する液晶性化合物とを含有する液晶性組成物。
＜６＞ 上記＜３＞乃至＜５＞に記載の液晶性組成物を重合硬化してなる重合体。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（一般式（Ｉ）の構造単位）
最初に、下記一般式（Ｉ）で表される本発明の重合性基含有ポリエステルの構造単位について、詳細に説明する。
【化５】
【０００９】
一般式（Ｉ）において、Ｐは、下記構造式群（Ｐ）で表されるいずれか１つの重合性基を表す。
【化６】
上式中のＲ4で表されるアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数が１〜２０のアルキル基が好ましく、特に炭素数が１〜１２のアルキル基が好ましい。
【００１０】
これらの重合性基の中でも、付加重合し得る重合性基が好ましく、特に下記重合性基が好ましい。
【化７】
【００１１】
一般式（Ｉ）において、Ｌは単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アラルキレン基を表す。
Ｌで表されるアルキレン基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が１〜２０のアルキレン基が好ましく、特に炭素数が２〜１２のアルキレン基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基等が好ましい。また、アルキレン鎖中の１個の炭素原子又は隣接しない２個以上の炭素原子は、酸素原子又は硫黄原子で置き換えられてもよい。上記アルキレン基の具体例としては、エチレン基、ブチレン基、１−メチル−エチレン基、−（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）2−等が挙げられる。
【００１２】
Ｌで表されるアルケニレン基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が２〜２０のアルケニレン基が好ましく、特に炭素数が２〜１２のアルケニレン基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基が好ましい。上記アルケニレン基の具体例としては、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ2−等が挙げられる。
【００１３】
Ｌで表されるアラルキレン基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が８〜３０のアラルキレン基が好ましく、特に炭素数が８〜２０のアラルキレン基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニル基が好ましい。上記アラルキレン基の具体例としては、下記のアラルキレン基等が挙げられる。
【化８】
【００１４】
以上、Ｌで表される基の中でも、特にアルキレン基又は単結合が好ましい。
【００１５】
一般式（Ｉ）において、Ｘは単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ2）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ・ＣＯ−を表し、該Ｒ1及びＲ2は水素原子、アルキル基を表す。
【００１６】
Ｒ1及びＲ2で表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が１〜１２のアルキル基が好ましく、特に炭素数が１〜８のアルキル基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基等が挙げられる。Ｒ1及びＲ2で表される基としては、特にアルキル基が好ましい。
【００１７】
以上、Ｘで表される基の中でも、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−が好ましく、特に−ＣＯＯ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−が好ましい。
【００１８】
一般式（Ｉ）において、６員環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、該６員環Ａの水素原子は更にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよい。
【００１９】
Ａで表される６員環としては、下記に示す６員環▲１▼〜▲６▼が好ましい。
【化９】
上式中、Ｙ1〜Ｙ4はハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基を表す。
【００２０】
Ｙ1〜Ｙ4で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、特に塩素原子、臭素原子が好ましい。
Ｙ1〜Ｙ4で表されるアルキル基としては、炭素数が１〜８のアルキル基が好ましく、特に炭素数が１〜４のアルキル基が好ましい。
Ｙ1〜Ｙ4で表されるアルコキシ基としては、炭素数が１〜８のアルコキシ基が好ましく、特に炭素数が１〜４のアルコキシ基が好ましい。
【００２１】
上記に示した６員環▲１▼〜▲６▼の中でも、６員環▲１▼、▲２▼、▲３▼が好ましく、特に▲１▼の６員環が好ましい。
【００２２】
本発明の一般式（Ｉ）で表される構造単位の具体例を、下記に示す。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
【化１０】
【００２４】
【化１１】
【００２５】
【化１２】
【００２６】
（一般式（II）の構造単位）
次に、下記一般式（II）で表される本発明の重合性基含有ポリエステルの構造単位について説明する。
【化１３】
【００２７】
一般式（II）中のＢで表される二価の置換基は、総炭素数が６〜４０の二価の芳香族基である。ここで二価の芳香族基とは、ベンゼン環やナフタレン環等の芳香環を表すものの他、これら芳香環に共役する二重結合又は三重結合を有するものも含む。また、一般式（II）において、カルボニル基と結合する部分が芳香族基であれば、その間に芳香族基以外の二価の置換基を介していてもよい。
【００２８】
本発明の構造単位である一般式（II）において、Ｂは、下記に掲げるもの（６−１〜６−６）が好ましく、この中でも特に、６−１、６−２、６−３が好ましい。
【化１４】
【００２９】
上式中のＬ21〜Ｌ29は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基を表し、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基が好ましく、特にハロゲン原子、アルキル基が好ましい。また、ｉ〜ｑは０〜３の整数であり、特に０が好ましい。
【００３０】
上式中のＧ1〜Ｇ4は、それぞれ独立に単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ11）−、−Ｎ（Ｒ12）−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ13）−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ14）−、−Ｎ（Ｒ15）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ16）−を表し、この中で、単結合、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ11）−、−Ｎ（Ｒ12）−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ13）−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ15）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ16）−が好ましく、特に単結合、−Ｏ−、−Ｎ（Ｒ13）−ＣＯ−が好ましい。ここで、Ｒ11〜Ｒ16は水素原子又はアルキル基であり、Ａ1及びＡ2と結合するのは、右側の結合手である。
【００３１】
Ｒ11〜Ｒ16で表される上記アルキル基は、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基等が挙げられる。
【００３２】
上式中のＡ1とＡ2は、それぞれ独立にアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基を表し、この中でも、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基が好ましく、特にアルキレン基、アリーレン基が好ましい。
【００３３】
Ａ1とＡ2で表されるアルキレン基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、総炭素数が１〜２８のアルキレン基が好ましく、総炭素数が２〜２０のアルキレン基が特に好ましい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。また、一つ又は隣接しない二つ以上のＣＨ2が、酸素原子、硫黄原子、前記Ｇ1基で置き換わっていてもよく、又アルキレン鎖中にアリール基が含まれていてもよい。
【００３４】
Ａ1とＡ2で表されるアルケニレン基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、総炭素数が２〜２８のアルケニレン基が好ましく、総炭素数が２〜２０のアルケニレン基が特に好ましい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３５】
Ａ1とＡ2で表されるアルキニレン基としては、総炭素数が２〜２８のアルキニレン基が好ましく、総炭素数が２〜２０のアルキニレン基が特に好ましい。
【００３６】
Ａ1とＡ2で表されるアリーレン基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数が６〜２８のアリーレン基が好ましく、総炭素数が６〜２０のアリーレン基が特に好ましい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３７】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、特にフッ素原子、塩素原子が好ましい。
【００３８】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるアルキル基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３９】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるアリール基、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、総炭素数６〜１５のアリール基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００４０】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるアルコキシ基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルコキシ基が好ましく、総炭素数１〜８のアルコキシ基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００４１】
以下、本発明で用いられる芳香族ジカルボン酸成分の具体例（例示構造単位Ａ−１〜Ａ−２４）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００４２】
【化１５】
【００４３】
【化１６】
【００４４】
【化１７】
【００４５】
また、本発明の一般式（II）で表される構造単位は、上記の芳香族ジカルボン酸成分と共に一般式（II）においてＢが二価の脂肪族基であるもの（以下、脂肪族ジカルボン酸成分という。）を含有してもよく、或いは脂肪族ジカルボン酸成分を単独で用いてもよい。ここで二価の脂肪族基とは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基をいうものとする。
【００４６】
上記のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基は、それぞれ前記のＡ1とＡ2で表されるアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基と同義である。
【００４７】
以下、本発明で用いられる脂肪族ジカルボン酸成分の具体例（例示構造単位Ｂ−１〜Ｂ−７）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００４８】
【化１８】
【００４９】
また、本発明では、前記ジカルボン酸成分と共に、モノカルボン酸成分を含有してもよい。併用する場合のモノカルボン酸成分の含有量は、全構成成分の１〜４０モル％が好ましく、特に１〜３０モル％が好ましい。
【００５０】
このようなモノカルボン酸成分としては、芳香族カルボン酸或いは脂肪族カルボン酸のいずれでもよく、具体例としては、次に掲げるもの（Ｃ−１〜Ｃ−９）が挙げられる。
（Ｃ−１）酢酸、 （Ｃ−２）ヘキサン酸、（Ｃ−３）オレイン酸
（Ｃ−４）ケイ皮酸、（Ｃ−５）安息香酸、 （Ｃ−６）ｐ−トルイル酸
（Ｃ−７）ｐ−フルオロ安息香酸、（Ｃ−８）ｐ−メトキシカルボニル安息香酸、
【化１９】
【００５１】
本発明の光学活性ポリエステルには、下記に示す一般式（IV）で表される構造単位（以下、二価アルコール成分という。）を含んでいてもよい。
−Ｏ−Ｃ−Ｏ− 一般式（IV）
〔一般式（IV）中のＣは、二価の置換基を表す。〕
但し、一般式（IV）は前記一般式（Ｉ）を表さないものとする。このような二価アルコール成分としては、Ｃで表される二価の置換基が二価の芳香族基であること、即ち、芳香族二価アルコール成分であることが好ましい。該芳香族二価アルコール成分とは、ベンゼン環、ナフタレン環の芳香環に水酸基が直接結合しているものの他に、これらの芳香環に共役する二重結合又は三重結合を介して水酸基が結合しているものも含む。また、一般式（IV）において、酸素原子と結合する部分が芳香族基であれば、その間に芳香族基以外の二価の置換基を介していてもよい。
【００５２】
本発明に用いる芳香族二価アルコール成分としては、下記に掲げるもの（Ｃ−１〜Ｃ−５）が好ましく、この中でも特に、Ｃ−１とＣ−２が好ましい。
【化２０】
【００５３】
上式中のＬ31〜Ｌ38は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、シアノ基を表し、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シアノ基が好ましく、特にハロゲン原子、アルキル基が好ましい。また、ｒ〜ｙは０〜３の整数であり、０、１、２が好ましく、特に０、１が好ましい。
【００５４】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、特にフッ素原子、塩素原子が好ましい。
【００５５】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアルキル基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５６】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアリール基、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、総炭素数６〜１５のアリール基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５７】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアルコキシ基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルコキシ基が好ましく、総炭素数１〜８のアルコキシ基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５８】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアルコキシカルボニル基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数２〜１３のアルコキシカルボニル基が好ましく、総炭素数２〜９のアルコキシカルボニル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５９】
上式中のＧ6〜Ｇ9は、それぞれ独立に単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ21）−、−Ｎ（Ｒ22）−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ23）−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ24）−、−Ｎ（Ｒ25）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ26）−を表し、この中でも、単結合、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ23）−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ24）−、−Ｎ（Ｒ25）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ26）−が好ましく、特に単結合、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ23）−ＣＯ−が好ましい。ここで、Ｒ21〜Ｒ26は水素原子又はアルキル基であり、Ａ4及びＡ5と結合するのは、右側の結合手である。
上式中のＡ4及びＡ5は、前述のＡ1及びＡ2に同じである。
上式中のＧ5は、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ2−、−ＣＯ−を表し、この中でも、単結合、−Ｏ−、−ＳＯ2−、−ＣＯ−が好ましく、特に単結合、−Ｏ−、−ＳＯ2−が好ましい。
【００６０】
Ｒ21〜Ｒ26で表される上記アルキル基は、前述のＲ11〜Ｒ16で表されるアルキル基と同義である。
【００６１】
以下、本発明で用いられる芳香族ジオール成分の具体例（例示構造単位Ｄ−１〜Ｄ−１６）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００６２】
【化２１】
【００６３】
【化２２】
【００６４】
また、本発明の一般式（IV）で表される構造単位は、上記の芳香族ジオール成分と共に、一般式（IV）においてＣが二価の脂肪族基であるもの（以下、脂肪族ジオール成分という。）を含有してもよく、或いは一般式（Ｉ）のジオール成分及び脂肪族ジオール成分を単独で用いてもよい。
脂肪族ジオール成分とは、一般式（Ｉ）のジオール成分及び前記の芳香族ジオール成分以外のジオール成分を指す。
【００６５】
このような脂肪族ジオール成分としては、Ｃがアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基であることが好ましい。これらのアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基は、前記のＡ1又はＡ2で表されるものと同義である。
【００６６】
以下、本発明で用いられる脂肪族ジオール成分の具体例（例示構造単位Ｅ−１〜Ｅ−９）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００６７】
【化２３】
【００６８】
また、本発明では、前記ジオール成分と共に、モノアルコール成分を含有してもよい。併用する場合のモノアルコール成分の含有量は、全構成成分の１〜４０モル％が好ましく、特に１〜３０モル％が好ましい。
【００６９】
このようなモノアルコール成分としては、芳香族アルコール或いは脂肪族アルコールのいずれでもよく、具体例としては、次に掲げるもの（Ｆ−１〜Ｆ−１１）が挙げられる。
（Ｆ−１）メタノール、（Ｆ−２）エタノール、（Ｆ−３）プロパノール、（Ｆ−４）デシルアルコール、（Ｆ−５）アリルアルコール、（Ｆ−６）ベンジルアルコール、（Ｆ−７）フェノール、（Ｆ−８）クレゾール、（Ｆ−９）ｐ−メトキシフェノール、
【化２４】
【００７０】
（一般式（III）の重合性化合物）
本発明の下記一般式（III）で表される重合性化合物は、前記一般式（Ｉ）で表される重合性基含有ポリエステルを製造する際の中間体として有用である。
【００７１】
【化２５】
【００７２】
一般式（III）中、６員環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、該６員環Ａの水素原子は更にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよい。Ｐは上記構造式（Ａ）で表される重合性基を表し、Ｗは水素原子又はメチル基を表し、ＴはＮＲ ４ を表し、Ｒ ４ は炭素数１〜２０のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ ４ で表されるアルキル基は置換基を有していてもよい。一般式（ III ）中、Ｌは単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アラルキレン基を表す。Ｘは単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ2）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ・ＣＯ）−を表し、該Ｒ1及びＲ2は水素原子、アルキル基を表す。
【００７３】
一般式（III）における上記の６員環Ａ、及び二価の基ＬとＸは、前述した一般式（Ｉ）における６員環Ａ、及び二価の基Ｌ及びＸとそれぞれ同義であり、好ましい官能基も同様である。
【００７４】
（重合性基含有ポリエステルの製造方法）
本発明の一般式（Ｉ）で表される構造単位に対応する一般式（III）のジオールは、例えば、下記に示す反応式（１）に従う方法により製造することができる。
【００７５】
【化２６】
【００７６】
即ち、化合物（Ｙ−１）の水酸基をアセチル化後、カルボン酸とアルコールとの縮合で化合物（Ｙ−３）を得る。この縮合反応は、ＤＣＣ等の縮合剤を用いてもよいし、化合物（Ｙ−２）を酸塩化物に変換した後に、アルコールとエステル化させてもよい。化合物（Ｙ−３）から化合物（Ｙ−４）への脱Ａｃ化反応は通常の方法、又は「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」<４３８>（１９８９）に記載の方法により行うことができる。
一方、化合物（Ｙ−２）とアルコールとの反応に代えて、化合物（Ｙ−２）とアミンとの反応にすれば、同様な方法で、化合物（Ｙ−５）を得ることができる。
【００７７】
また、例えば、下記反応式（２）に従う方法により製造することができる。
【化２７】
【００７８】
即ち、化合物（Ｙ−６）と１級アミンとの反応により、化合物（Ｙ−７）を得る。化合物（Ｙ−７）を還元して化合物（Ｙ−８）を得る。化合物（Ｙ−８）と（メタ）アクリル酸、又は（メタ）アクリル酸クロリドとの反応で化合物（Ｙ−９）が得られる。また、化合物（Ｙ−８）と重合性基含有カルボン酸との反応により化合物（Ｙ−１０）が得られる。この反応は、カルボン酸を一旦酸クロリドに変換して行ってもよい。
【００７９】
また、下記反応式（３）に従う方法により製造することができる。
【化２８】
【００８０】
即ち、化合物（Ｙ−１１）とカルボン酸とのアミド化反応により、化合物（Ｙ−１２）を得ることができる。本反応では、カルボン酸の代わりにカルボン酸クロリドを用いてもよい。
【００８１】
また、下記反応式（４）に従う方法により製造することができる。
【化２９】
【００８２】
即ち、化合物（Ｙ−１３）の水酸基を全てアシル化した後に、環Ａに結合したアシルオキシ基を脱保護する方法により化合物（Ｙ−１５）を得ることができる。この反応も前記の方法に準じて行うことができる。
【００８３】
一般式（II）で表される構造単位に対応するジカルボン酸又はジカルボン酸誘導体は、市販品又は公知の方法で合成したものを用いることができる。
【００８４】
本発明の重合性基含有ポリエステルの製造は、一般式（Ｉ）で表される構造単位に対応するジオール、及び一般式（II）で表される構造単位に対応するジカルボン酸又はジカルボン酸誘導体との重縮合反応により行われる。この際一般式（IV）で表される構造単位に対応するジオール、モノカルボン酸、若しくはモノカルボン酸誘導体、又はモノアルコール等を共存させておいてもよい。
モノカルボン酸成分、モノアルコール成分は、重縮合反応の初期から共存させておいてもよいし、反応途中または反応を停止させるために加えてもよい。
【００８５】
ポリエステル化反応は、例えば、「新高分子実験学第３巻 高分子の合成・反応（２）、縮合系高分子の合成」（高分子学会編、共立出版、１９９６年）７７〜９５頁を参考に行うことができる。
【００８６】
本発明の重合性基含有ポリエステルの製造においては、酸成分として酸クロリドを用いる重縮合反応が好ましい。この場合、塩基を用いてもよく、塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、ＤＢＵ等が挙げられる。
本反応に用いる溶媒は、ＴＨＦ、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン、アセトニトリル等が挙げられる。
【００８７】
一般式（Ｉ）で表される構造単位の含量は、所望の液晶性、分子量、溶解性等に応じて、全構成成分の１０〜９０モル％が好ましく、特に２０〜８０モル％が好ましい。
一般式（Ｉ）で表される構造単位等のジオール成分と一般式（II）で表される構造単位等のジカルボン酸成分の仕込組成は、モル比で（ジオール成分）／（ジカルボン酸成分）の値として８０／２０〜２０／８０が好ましく、７０／３０〜３０／７０が特に好ましい。
【００８８】
本発明のポリエステルのポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）としては２，０００〜５０，０００であることが好ましく、２，０００〜２０，０００であることがより好ましい。
【００８９】
（液晶性組成物）
本発明の一般式（Ｉ）で表される重合性化合物は、それ自身液晶性を示すことは必ずしも必要ではなく、他の液晶性化合物との混合物において、液晶性を示すような組成比で混合することにより、液晶性組成物として好適に使用することができる。更に、高分子液晶が用いられる用途にも適用可能である。
【００９０】
本発明の前記一般式（Ｉ）の重合性化合物を含む液晶性組成物に、光学活性化合物を添加することにより、コレステリック相或いはカイラルスメクチック相を誘起することもできる。この場合の光学活性化合物の含有量としては、液晶性組成物の全固形分（質量）の０．１〜２０質量％が好ましく、特に２〜１５質量％が好ましい。
このような光学活性化合物としては、公知の光学活性化合物を使用することができる。例えば、特開２０００−４４４５１号公報、特表平１０−５０９７２６号公報、ＷＯ９８／００４２８、特表２０００−５０６８７３号公報、特表平９−５０６０８８号公報、特願２０００−３８２５１６号公報等に記載されている光学活性化合物を用いることができる。
【００９１】
本発明の重合性化合物を他の液晶性化合物と混合して用いる場合には、当該液晶性化合物としては、その屈折率異方性Δｎが、０．１０〜０．４０の液晶化合物、高分子液晶化合物、重合性基を１又は２個有する液晶性化合物の中から適宜選択することができる。例えば、スメクティック液晶化合物、ネマチック液晶化合物などを挙げることができ、中でも、ネマチック液晶化合物が好ましい。
前記液晶性化合物は、溶融時の液晶状態にある間に、例えばラビング処理等の配向処理を施した配向基板を用いる等により配向させることができる。また、液晶状態を固相にして固定化する場合には、冷却、重合等の手段を用いることができる。
【００９２】
前記重合性基を１又は２個有する液晶性化合物の具体例としては、ＷＯ９５／２２５８６、特願２０００−５１０８９、特願２０００−６８４７９、特願平１１−９１１６２に記載の化合物を挙げることができる。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。このような液晶性化合物の一例を下記に示す。
【００９３】
【化３０】
【００９４】
【化３１】
【００９５】
前記液晶性化合物の含有量としては、液晶性組成物の全固形分（質量）の１０〜９０質量％が好ましく、特に２０〜８０質量％が好ましい。
【００９６】
（その他用途）
本発明の一般式（Ｉ）の重合性化合物はクロロホルム、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドン等の通常の溶媒に良く溶解し又その際の粘度もあまり高くないので、スピンコート法等の方法により容易に基板に被覆することができる。更に、本発明の化合物は光重合性を有するので、紫外線を照射することにより容易に重合させることができる。
【００９７】
また、本発明の重合性化合物を含む組成物を液晶相を示す温度において重合させる（たとえば光重合）と、得られる重合体は光学異方性等の異方性を示し、そしてこの重合体は、従来の２官能性の重合性液晶化合物からの重合体に比べ硬度や強度に優れているので、従来のものより耐摩耗性の良好な光学フィルムが得られる。また、その耐摩耗性のため、光学フィルムに限らず、耐摩耗性が要求される種々の被覆剤に適用することが可能である。
【００９８】
本発明の前記一般式（Ｉ）で表される重合性化合物は、重合性特に光重合性を有し、重合性モノマー特に光重合性モノマーとして一般的に用いられる用途に適用可能である。
例えば、本発明の重合性化合物は、その重合性（光重合性）を利用して印刷回路板製造用、マイクロリソグラフィー用、光ファイバーコーティング用、磁気記録媒体塗料用、インク用、接着剤用、歯科材用、医科材用等に応用することができる。
その際、適宜他の重合性モノマーを組み合せて使用することができる。
更に、本発明の重合性化合物は従来の重合性液晶化合物との相溶性も良好であり、両者の混合物は、広い温度範囲にわたり液晶の性質を示すので、該混合物を重合させた場合、良好な光学異方性（複屈折）が得られる。また、従来の重合性液晶化合物に本発明の重合性化合物を添加して重合させた場合、得られる膜等の硬度、強度、耐スクラッチ性等の機械的性質も改善される。
【００９９】
本発明はまた、前記一般式（Ｉ）で表される重合性化合物を含む組成物及びその重合体にも関する。該組成物には、前記一般式（Ｉ）で表される重合性化合物の他、他の重合性モノマー、従来の１又は２官能性の重合性液晶化合物、高分子液晶、光学活性或いはコレステリック液晶化合物、重合開始剤、有機色素、分光増感剤、界面活性剤等を含有させることができる。そして、該組成物はコレステリックカラーフィルター、位相差膜、オーバーコート層等の他、前記の本発明の重合性化合物の用途において述べた用途にも使用することができる。
【０１００】
また、本発明の重合性化合物、又はこれを含む組成物から、カラーフィルター、位相差膜、ＳＴＮ素子用光学補償膜、拡散フィルム等の光学フィルムを作製することができる。光学フィルムは、本発明の重合性化合物、又はこれを含む組成物の粘度を適宜溶剤により調節し、更に必要に応じ重合触媒を加えた後、基体上に塗布し重合させるなどによって作製される。
【０１０１】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。尚、本実施例において「部」及び「％」は全て、「質量部」及び「質量％」を表す。
【０１０２】
［実施例１］（構造単位１−２に対応するジオールの合成）
次に示す合成手順に従って、下記ジオール化合物（Ｚ−１）を合成した。
２、５−ジヒドロキシ安息香酸５０ｍｍｏｌ（７．７１ｇ）、アセトニトリル５０ｍｌ及びピリジン０．２ｍｏｌ（１５．８ｇ）の混合物に、氷冷下で無水酢酸０．１５５ｍｏｌ（１５．８ｇ）を滴下した。その後室温で２．５時間攪拌した後に、希塩酸に投下して、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチルを留去後、酢酸エチル／ｎ−ヘキサンより再結晶して、２，５−ジアセトキシ安息香酸を８．３８ｇ得た。収率は７０％であった。
【０１０３】
上記で得られた２、５−ジアセトキシ安息香酸５ｍｍｏｌ（１．１９ｇ）、触媒量のジメチルホルムアミド及びテトラヒドロフランの混合物に塩化オキザリル６ｍｍｏｌ（０．５１ｍｌ）を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、溶媒を留去した。この残渣物にアセトニトリル１０ｍｌ、及びアクリル酸（２−ヒドロキシエチル）エステル５ｍｍｏｌ（０．５８ｇ）を加え、氷冷下にトリエチルアミン５．５ｍｍｏｌ（０．７７ｍｌ）を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、水中に投下して、酢酸エチルで抽出した。この酢酸エチルを留去して、２，５−ジアセトキシ安息香酸（２−アクリロイルオキシエチル）エステルを油状層として１．３６ｇ得た。収率は８１％であった。
【０１０４】
上記で得られたエステルと、水で飽和したトルエン１００ｍｌ、及び「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」<４３８>（１９８９）に記載の方法により調製したＰ−トルエンスルホン酸／シリカゲル７．５ｇの混合物を８０℃で１５分間攪拌した。この反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥した後に濾過した。溶媒を留去して得られた油状層をカラムクロマトグラフィーにより精製して、化合物（Ｚ−１）を０．８８ｇ得た。収率は６５％であった。
【０１０５】
上記で得られた化合物を1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）解析により同定した結果を下記に示す。δ（ｉｎ ｐｐｍ ｆｒｏｍ ＴＭＳ）；
７．２９（ｓ、１Ｈ）、７．０４（ｄ、１Ｈ）、６．８７（ｄ、１Ｈ）、６．４７（ｄ、１Ｈ）、６．１６（ｄｄ、１Ｈ）、５．８９（ｄ、１Ｈ）、５．１３（ｓ、１Ｈ）、４．６１−４．４７（ｍ、４Ｈ）
【０１０６】
【化３２】
【０１０７】
［実施例２］（構造単位１−６に対応するジオールの合成）
次に示す合成手順に従って、下記ジオール化合物（Ｚ−２）を合成した。
２，５−ジヒドロキシベンズアルデヒド７２ｍｍｏｌ（１０ｇ）及びテトラヒドロフラン１００ｍｌの混合物に、ブチルアミン８０ｍｍｏｌ（７．９ｍｌ）を添加した。その後反応混合物を室温で１時間攪拌した後、１０％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）を２．８０ｇ添加し、水素ガスを通じた。１時間攪拌した後、パラジウム触媒をセライト濾過により除き、濾液を濃縮し、２−ブチルアミノメチルベンゼン−１，４−ジオールの粗結晶を１４．５ｇ得た。
【０１０８】
上記で得られた粗結晶１４．５ｇ及びジメチルアセトアシド１００ｍｌの混合物に、アクリル酸クロリド８２ｍｍｏｌ（７．３９ｇ）を滴下した。室温で１時間攪拌した後に水中に投下して、酢酸エチルで抽出した。該酢酸エチルを留去後、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物（Ｚ−２）を６．１５ｇ得た。収率は３２％であった。
【０１０９】
得られた化合物を1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で同定した結果を下記に示す。δ；
９．４５（ｓ、１Ｈ）、６．８０（ｄ、１Ｈ）、６．７２（ｄ、１Ｈ）、６．６５（ｓ、１Ｈ）、６．５１−６．４２（ｍ、２Ｈ）、５．８５−５．６０（ｍ、２Ｈ）、４．４６（ｓ、２Ｈ）、３．４６−３．２７（ｍ、２Ｈ）、１．７５−０．８８（ｍ、７Ｈ）
【０１１０】
【化３３】
【０１１１】
［実施例３］構造単位（１−６）／（Ａ−１）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
上記化合物（Ｚ−２）１ｍｍｏｌ、テトラヒドロフラン１０ｍｌ、テレフタル酸クロリド１．２５ｍｍｏｌの混合物に、氷冷下でトリエチルアミン２．５ｍｍｏｌを滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、メタノール５ｍｌを添加した。更に室温で１時間攪拌した後、水中に投下して、固体を濾取した。乾燥後、得られた固体をテトラヒドロフラン／ｎ−ヘキサンで再沈精製して、白色固体物を０．３ｇ得た。収率は６８％であった。
得られた重合体のポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は３１００であった。Ｃ １１５−１２５℃ Ｎ ＞３００℃ Ｉ
【０１１２】
［実施例４］構造単位（１−６）／（Ａ−１）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例３において、メタノール５ｍｌを４−ヒドロキシ−４′−シアノビフェニル０．１ｇに変更したこと以外は、実施例３と同様にして白色固体を０．０５ｇ得た。収率は１０％であった。
Ｃ １７０℃ Ｎ ＞３００℃ Ｉ
【０１１３】
［実施例５］構造単位（１−６）／（Ａ−８）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例３において、テレフタル酸クロリドをビフェニル−４、４′−ジカルボン酸クロリドに変更したこと以外は、実施例３と同様にして灰色固体を０．３ｇ得た。収率は５７％であった。
【０１１４】
［実施例６］構造単位（１−６）／（Ａ−１）／（Ｄ−２）＝３／５／１（モル仕込比）のポリエステルの合成
上記化合物（Ｚ−２）１ｍｍｏｌ、テレフタル酸クロリド１．６５ｍｍｏｌ、２−メチルヒドロキノン０．３３ｍｍｏｌ及びテトラヒドロフラン１０ｍｌの混合物に、氷冷下でトリエチルアミン３．３ｍｍｏｌのテトラヒドロフラン５ｍｌの溶液を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、メタノール５ｍｌを添加し、更に３０分間攪拌した後に、水中に投下して固体を濾取した。この固体物を酢酸エチルで洗浄して、薄ピンク色の固体を０．３ｇ得た。収率は５６％であった。
ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は３１００であった。
Ｃ １５０−１７０℃ Ｎ ＞３００℃ Ｉ
【０１１５】
［実施例７］構造単位（１−２）／（Ａ−１）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例３において、化合物（Ｚ−２）を前記化合物（Ｚ−１）に変更したこと以外は、実施例３と同様にして白色固体を０．３３ｇ得た。収率は７９％であった。
【０１１６】
［実施例８］構造単位（１−２）／（Ａ−１）＝２／３（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例７において、テレフタル酸クロリドの添加量を１．２５ｍｍｏｌから１．５ｍｍｏｌに変更したこと以外は、実施例７と同様にして白色固体を０．３ｇ得た。収率は６５％であった。
【０１１７】
［実施例９］構造単位（１−２）／（Ａ−１）／（Ｂ−１）＝２／２／１（モル仕込比）のポリエステルの合成
上記化合物（Ｚ−１）１ｍｍｏｌ、テレフタル酸クロリド１ｍｍｏｌ、セバシン酸クロリド０．５ｍｍｏｌ、及びテトラヒドロフラン１０ｍｌの混合物に、氷冷下でトリエチルアミン３．０ｍｍｏｌのテトラヒドロフラン５ｍｌの溶液を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、メタノールを加え更に３０分間攪拌した。水を加えて固体を濾取し、メタノールで洗浄して白色粉末を０．１ｇの得た。収率は２１％であった。
【０１１８】
［実施例１０］（液晶組成物）
下記の処方にて液晶組成物を調製した。
【化３４】
【０１１９】
この溶液を、ガラス基板上に日立化成デュポン社製のポリイミド配向膜「ＬＸ−１４００」を形成してラビング処理を行ったものに滴下し、１０００ｒｐｍでスピンコートを行なった。次に、これを１０５℃で５分間保持した後、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射し、重合を行った。
この膜はラビング方向に光学軸を有する、光学異方性を示した。この膜のレターデーションは５５０ｎｍの波長において２１０ｎｍであった。
【０１２０】
［実施例１１］（コレステリック液晶組成物）
上記の配向膜付ガラス基板の該配向膜上に、下記処方にて調製した感光性樹脂層用塗布液をスピンコーターにより塗布し、これを１００℃のオーブンで２分間乾燥して感光性樹脂層を形成した。
【０１２１】
【化３５】
【０１２２】
次いで、ガラス基板の表面で接触する様に１００℃のホットプレート上に５分間保持し、感光性樹脂層を発色させたところ、コレステリック液晶相由来の青色の選択反射が得られた。
【０１２３】
次に、窒素ガスを吹き付けながら超高圧水銀灯により照射エネルギー５００ｍＪ／ｃｍ2で全面を露光し、重合硬化した。
この膜の引掻き硬度をＪＩＳ−Ｋ５４０１に準拠した方法で測定したところ、３Ｈであった。一方、上記処方において、実施例７のポリエステルを用いないで化合物（Ｚ）だけの場合の引掻き硬度は１Ｈであり、本発明の重合性化合物が共存することにより引掻き硬度が向上したことが分かった。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の重合性化合物（重合性基含有ポリエステル）は、通常の溶媒に良く溶解し又その際の粘度も高くないので、スピンコート法等の方法により容易に基板に被覆することができる。
本発明の重合性化合物から得られる重合体フィルムは光学異方性等の異方性を示し、また該フィルムは機械的強度や硬度に優れている。
更に、本発明の重合性化合物は従来の重合性液晶化合物との相溶性も良好であり、両者の混合物は、広い温度範囲に亙り液晶の性質を示すので、該混合物を重合させた場合、良好な光学異方性（複屈折）が得られる。また、従来の重合性液晶化合物に本発明の重合性化合物を添加して重合させた場合、得られる膜の強度や耐スクラッチ性等の機械的性質も改善される。
【発明の属する技術分野】
本発明は光重合架橋性を有する化合物、それを含有する液晶性組成物、及びその重合体に関するものであり、特に、架橋状態において光学構成成分、パターニングされた構造体、又は電子材料構成成分として使用できる液晶性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶化合物は液晶表示装置に使用される以外にも、その光学的、機械強度的、電気的異方性を利用した、位相差膜や導波路、回析格子、光学フィルター、高強度繊維、導電性異方材料等の構成材料としても盛んに研究がなされている。後者の用途の場合、液晶の流動性がその用途にとって不具合となるため、これを固体化する試みが為されている。例えば、特開平５−６１０３９号公報には、高分子液晶を用いて、ガラス転移温度以上に加熱して、液晶相を示す温度領域で配向熟成を行った後、急冷してガラス状態にして液晶分子の配向を固定化する方法が記載されている。また、「液晶」、<３（１）>、３４（１９９９）に記載されているような、液晶性モノマー又はジアクリレートモノマーを光重合させることによって、配向を固定化する方法も知られている。
【０００３】
しかし、これらの方法を用いて固定化された膜や構造体は、比較的低いガラス転移温度を示すために、高温での使用時に配向が乱れて、光学異方性などの性質が大きく変化する。また、膜強度が低いばかりでなく、損傷も受け易く、更に、溶媒等の薬品に対する耐性も低いという欠点があった。
また、特開平８−１０４８７０号公報には、３官能性の重合性基を有する重合性液晶化合物が示されている。しかし、この重合性液晶化合物は２官能性液晶化合物との混和性が低いという問題点がある。また、特開平７−２７８０６０号公報には、２官能性の重合性液晶化合物を連結した形の４官能性の重合性液晶化合物が示されている。しかし、この重合性液晶化合物も屈折率の異方性が小さくなるという欠点を有していた。
【０００４】
また、特表２００１−５０３７９４号公報には、重合性基を含有するポリエステルが示されている。しかしながら、この化合物は、液晶性を示すことはないと考えられ、公報中に液晶性に関する記述はない。
また、特開２０００−３２８０６３号公報には、アクリル酸エステル系の共重合体である側鎖型液晶性ポリマーの末端に重合性基を含有する高分子液晶性化合物が示されている。しかしながら、この化合物はラジカル重合により合成されるため、ラジカル重合性を有する重合性基はポリマー合成後に導入する必要があり、合成が煩雑であるという問題を有している。
【０００５】
一方、液晶性ポリエステルは特開２００１−３４２２４３号、特開２００１−１１４８７５号、特開２０００−３４４８７６号等の公報により公知である。このような液晶性ポリエステルの構成成分の１つを重合性基を有する化合物にすれば、一分子中に重合性基を多数もつ液晶性化合物が得られることとなるが、その様な例は未だ知られていないのが現状である。
また、高分子液晶性化合物は、室温においてガラス状態をとり得る性質をもっている場合も多く、支持体上に塗布された液晶性組成物を転写等する場合にも、取り扱いの点で有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、重合体の高温使用時における光学的性質等の特性が変化せず、また膜強度や耐スクラッチ性などの機械的特性に優れる膜を形成し得る重合性の化合物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の以下の重合性化合物及びこれを用いる液晶性組成物並びにその重合体を提供することによって解決される。即ち、本発明は、
＜１＞ 少なくとも下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表される構造単位からなることを特徴とする重合性基含有ポリエステル。
【化３】
＜２＞ 下記一般式（III）で表される重合性化合物。
【化４】
＜３＞ 少なくとも上記＜１＞に記載の重合性化合物を含有する液晶性組成物。
＜４＞ 少なくとも上記＜１＞に記載の重合性化合物と光学活性化合物とを含有する液晶性組成物。
＜５＞ 少なくとも上記＜１＞に記載の重合性化合物と分子内に重合性基を１個又は２個有する液晶性化合物とを含有する液晶性組成物。
＜６＞ 上記＜３＞乃至＜５＞に記載の液晶性組成物を重合硬化してなる重合体。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（一般式（Ｉ）の構造単位）
最初に、下記一般式（Ｉ）で表される本発明の重合性基含有ポリエステルの構造単位について、詳細に説明する。
【化５】
一般式（Ｉ）において、Ｐは、下記構造式群（Ｐ）で表されるいずれか１つの重合性基を表す。
【化６】
【００１０】
これらの重合性基の中でも、付加重合し得る重合性基が好ましく、特に下記重合性基が好ましい。
【化７】
一般式（Ｉ）において、Ｌは単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アラルキレン基を表す。
Ｌで表されるアルキレン基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が１〜２０のアルキレン基が好ましく、特に炭素数が２〜１２のアルキレン基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基等が好ましい。また、アルキレン鎖中の１個の炭素原子又は隣接しない２個以上の炭素原子は、酸素原子又は硫黄原子で置き換えられてもよい。上記アルキレン基の具体例としては、エチレン基、ブチレン基、１−メチル−エチレン基、−（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）2−等が挙げられる。
【００１２】
Ｌで表されるアルケニレン基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が２〜２０のアルケニレン基が好ましく、特に炭素数が２〜１２のアルケニレン基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基が好ましい。上記アルケニレン基の具体例としては、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ2−等が挙げられる。
【００１３】
Ｌで表されるアラルキレン基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が８〜３０のアラルキレン基が好ましく、特に炭素数が８〜２０のアラルキレン基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルケニル基が好ましい。上記アラルキレン基の具体例としては、下記のアラルキレン基等が挙げられる。
【化８】
以上、Ｌで表される基の中でも、特にアルキレン基又は単結合が好ましい。
【００１５】
一般式（Ｉ）において、Ｘは単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ2）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ・ＣＯ−を表し、該Ｒ1及びＲ2は水素原子、アルキル基を表す。
【００１６】
Ｒ1及びＲ2で表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、炭素数が１〜１２のアルキル基が好ましく、特に炭素数が１〜８のアルキル基が好ましい。該置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基等が挙げられる。Ｒ1及びＲ2で表される基としては、特にアルキル基が好ましい。
【００１７】
以上、Ｘで表される基の中でも、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−が好ましく、特に−ＣＯＯ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−が好ましい。
【００１８】
一般式（Ｉ）において、６員環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、該６員環Ａの水素原子は更にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよい。
【００１９】
Ａで表される６員環としては、下記に示す６員環▲１▼〜▲６▼が好ましい。
【化９】
【００２０】
Ｙ1〜Ｙ4で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、特に塩素原子、臭素原子が好ましい。
Ｙ1〜Ｙ4で表されるアルキル基としては、炭素数が１〜８のアルキル基が好ましく、特に炭素数が１〜４のアルキル基が好ましい。
Ｙ1〜Ｙ4で表されるアルコキシ基としては、炭素数が１〜８のアルコキシ基が好ましく、特に炭素数が１〜４のアルコキシ基が好ましい。
【００２１】
上記に示した６員環▲１▼〜▲６▼の中でも、６員環▲１▼、▲２▼、▲３▼が好ましく、特に▲１▼の６員環が好ましい。
【００２２】
本発明の一般式（Ｉ）で表される構造単位の具体例を、下記に示す。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
（一般式（II）の構造単位）
次に、下記一般式（II）で表される本発明の重合性基含有ポリエステルの構造単位について説明する。
【化１３】
一般式（II）中のＢで表される二価の置換基は、総炭素数が６〜４０の二価の芳香族基である。ここで二価の芳香族基とは、ベンゼン環やナフタレン環等の芳香環を表すものの他、これら芳香環に共役する二重結合又は三重結合を有するものも含む。また、一般式（II）において、カルボニル基と結合する部分が芳香族基であれば、その間に芳香族基以外の二価の置換基を介していてもよい。
【００２８】
本発明の構造単位である一般式（II）において、Ｂは、下記に掲げるもの（６−１〜６−６）が好ましく、この中でも特に、６−１、６−２、６−３が好ましい。
【化１４】
上式中のＬ21〜Ｌ29は、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基を表し、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基が好ましく、特にハロゲン原子、アルキル基が好ましい。また、ｉ〜ｑは０〜３の整数であり、特に０が好ましい。
【００３０】
上式中のＧ1〜Ｇ4は、それぞれ独立に単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ11）−、−Ｎ（Ｒ12）−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ13）−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ14）−、−Ｎ（Ｒ15）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ16）−を表し、この中で、単結合、−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ11）−、−Ｎ（Ｒ12）−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ13）−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ15）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ16）−が好ましく、特に単結合、−Ｏ−、−Ｎ（Ｒ13）−ＣＯ−が好ましい。ここで、Ｒ11〜Ｒ16は水素原子又はアルキル基であり、Ａ1及びＡ2と結合するのは、右側の結合手である。
【００３１】
Ｒ11〜Ｒ16で表される上記アルキル基は、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基等が挙げられる。
【００３２】
上式中のＡ1とＡ2は、それぞれ独立にアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基を表し、この中でも、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基が好ましく、特にアルキレン基、アリーレン基が好ましい。
【００３３】
Ａ1とＡ2で表されるアルキレン基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、総炭素数が１〜２８のアルキレン基が好ましく、総炭素数が２〜２０のアルキレン基が特に好ましい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。また、一つ又は隣接しない二つ以上のＣＨ2が、酸素原子、硫黄原子、前記Ｇ1基で置き換わっていてもよく、又アルキレン鎖中にアリール基が含まれていてもよい。
【００３４】
Ａ1とＡ2で表されるアルケニレン基としては、置換基を有していてもよく、直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、総炭素数が２〜２８のアルケニレン基が好ましく、総炭素数が２〜２０のアルケニレン基が特に好ましい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３５】
Ａ1とＡ2で表されるアルキニレン基としては、総炭素数が２〜２８のアルキニレン基が好ましく、総炭素数が２〜２０のアルキニレン基が特に好ましい。
【００３６】
Ａ1とＡ2で表されるアリーレン基としては、置換基を有していてもよく、総炭素数が６〜２８のアリーレン基が好ましく、総炭素数が６〜２０のアリーレン基が特に好ましい。該置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３７】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、特にフッ素原子、塩素原子が好ましい。
【００３８】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるアルキル基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００３９】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるアリール基、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、総炭素数６〜１５のアリール基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００４０】
上式中のＬ21〜Ｌ29で表されるアルコキシ基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルコキシ基が好ましく、総炭素数１〜８のアルコキシ基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００４１】
以下、本発明で用いられる芳香族ジカルボン酸成分の具体例（例示構造単位Ａ−１〜Ａ−２４）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００４２】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
また、本発明の一般式（II）で表される構造単位は、上記の芳香族ジカルボン酸成分と共に一般式（II）においてＢが二価の脂肪族基であるもの（以下、脂肪族ジカルボン酸成分という。）を含有してもよく、或いは脂肪族ジカルボン酸成分を単独で用いてもよい。ここで二価の脂肪族基とは、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基をいうものとする。
【００４６】
上記のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基は、それぞれ前記のＡ1とＡ2で表されるアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基と同義である。
【００４７】
以下、本発明で用いられる脂肪族ジカルボン酸成分の具体例（例示構造単位Ｂ−１〜Ｂ−７）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００４８】
【化１８】
また、本発明では、前記ジカルボン酸成分と共に、モノカルボン酸成分を含有してもよい。併用する場合のモノカルボン酸成分の含有量は、全構成成分の１〜４０モル％が好ましく、特に１〜３０モル％が好ましい。
【００５０】
このようなモノカルボン酸成分としては、芳香族カルボン酸或いは脂肪族カルボン酸のいずれでもよく、具体例としては、次に掲げるもの（Ｃ−１〜Ｃ−９）が挙げられる。
（Ｃ−１）酢酸、 （Ｃ−２）ヘキサン酸、（Ｃ−３）オレイン酸
（Ｃ−４）ケイ皮酸、（Ｃ−５）安息香酸、 （Ｃ−６）ｐ−トルイル酸
（Ｃ−７）ｐ−フルオロ安息香酸、（Ｃ−８）ｐ−メトキシカルボニル安息香酸、
【化１９】
本発明の光学活性ポリエステルには、下記に示す一般式（IV）で表される構造単位（以下、二価アルコール成分という。）を含んでいてもよい。
−Ｏ−Ｃ−Ｏ− 一般式（IV）
〔一般式（IV）中のＣは、二価の置換基を表す。〕
但し、一般式（IV）は前記一般式（Ｉ）を表さないものとする。このような二価アルコール成分としては、Ｃで表される二価の置換基が二価の芳香族基であること、即ち、芳香族二価アルコール成分であることが好ましい。該芳香族二価アルコール成分とは、ベンゼン環、ナフタレン環の芳香環に水酸基が直接結合しているものの他に、これらの芳香環に共役する二重結合又は三重結合を介して水酸基が結合しているものも含む。また、一般式（IV）において、酸素原子と結合する部分が芳香族基であれば、その間に芳香族基以外の二価の置換基を介していてもよい。
【００５２】
本発明に用いる芳香族二価アルコール成分としては、下記に掲げるもの（Ｃ−１〜Ｃ−５）が好ましく、この中でも特に、Ｃ−１とＣ−２が好ましい。
【化２０】
上式中のＬ31〜Ｌ38は、それぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシカルボニル基、シアノ基を表し、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、シアノ基が好ましく、特にハロゲン原子、アルキル基が好ましい。また、ｒ〜ｙは０〜３の整数であり、０、１、２が好ましく、特に０、１が好ましい。
【００５４】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、特にフッ素原子、塩素原子が好ましい。
【００５５】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアルキル基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５６】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアリール基、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、総炭素数６〜１５のアリール基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５７】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアルコキシ基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数１〜１２のアルコキシ基が好ましく、総炭素数１〜８のアルコキシ基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５８】
Ｌ31〜Ｌ38で表されるアルコキシカルボニル基としては、無置換でも置換基で置換されていてもよく、総炭素数２〜１３のアルコキシカルボニル基が好ましく、総炭素数２〜９のアルコキシカルボニル基が特に好ましい。置換されている場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基等が挙げられる。
【００５９】
上式中のＧ6〜Ｇ9は、それぞれ独立に単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ21）−、−Ｎ（Ｒ22）−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ23）−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ24）−、−Ｎ（Ｒ25）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ26）−を表し、この中でも、単結合、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−Ｎ（Ｒ23）−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ24）−、−Ｎ（Ｒ25）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ26）−が好ましく、特に単結合、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ23）−ＣＯ−が好ましい。ここで、Ｒ21〜Ｒ26は水素原子又はアルキル基であり、Ａ4及びＡ5と結合するのは、右側の結合手である。
上式中のＡ4及びＡ5は、前述のＡ1及びＡ2に同じである。
上式中のＧ5は、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ2−、−ＣＯ−を表し、この中でも、単結合、−Ｏ−、−ＳＯ2−、−ＣＯ−が好ましく、特に単結合、−Ｏ−、−ＳＯ2−が好ましい。
【００６０】
Ｒ21〜Ｒ26で表される上記アルキル基は、前述のＲ11〜Ｒ16で表されるアルキル基と同義である。
【００６１】
以下、本発明で用いられる芳香族ジオール成分の具体例（例示構造単位Ｄ−１〜Ｄ−１６）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００６２】
【化２１】
【化２２】
また、本発明の一般式（IV）で表される構造単位は、上記の芳香族ジオール成分と共に、一般式（IV）においてＣが二価の脂肪族基であるもの（以下、脂肪族ジオール成分という。）を含有してもよく、或いは一般式（Ｉ）のジオール成分及び脂肪族ジオール成分を単独で用いてもよい。
脂肪族ジオール成分とは、一般式（Ｉ）のジオール成分及び前記の芳香族ジオール成分以外のジオール成分を指す。
【００６５】
このような脂肪族ジオール成分としては、Ｃがアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基であることが好ましい。これらのアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基は、前記のＡ1又はＡ2で表されるものと同義である。
【００６６】
以下、本発明で用いられる脂肪族ジオール成分の具体例（例示構造単位Ｅ−１〜Ｅ−９）を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００６７】
【化２３】
また、本発明では、前記ジオール成分と共に、モノアルコール成分を含有してもよい。併用する場合のモノアルコール成分の含有量は、全構成成分の１〜４０モル％が好ましく、特に１〜３０モル％が好ましい。
【００６９】
このようなモノアルコール成分としては、芳香族アルコール或いは脂肪族アルコールのいずれでもよく、具体例としては、次に掲げるもの（Ｆ−１〜Ｆ−１１）が挙げられる。
（Ｆ−１）メタノール、（Ｆ−２）エタノール、（Ｆ−３）プロパノール、（Ｆ−４）デシルアルコール、（Ｆ−５）アリルアルコール、（Ｆ−６）ベンジルアルコール、（Ｆ−７）フェノール、（Ｆ−８）クレゾール、（Ｆ−９）ｐ−メトキシフェノール、
【化２４】
（一般式（III）の重合性化合物）
本発明の下記一般式（III）で表される重合性化合物は、前記一般式（Ｉ）で表される重合性基含有ポリエステルを製造する際の中間体として有用である。
【００７１】
【化２５】
一般式（III）中、６員環Ａはベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、該６員環Ａの水素原子は更にハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基で置換されていてもよい。Ｐは上記構造式（Ａ）で表される重合性基を表し、Ｗは水素原子又はメチル基を表し、ＴはＮＲ ４ を表し、Ｒ ４ は炭素数１〜２０のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ ４ で表されるアルキル基は置換基を有していてもよい。一般式（ III ）中、Ｌは単結合、アルキレン基、アルケニレン基、アラルキレン基を表す。Ｘは単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ1）−、−ＣＨ2Ｎ（Ｒ2）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ・ＣＯ）−を表し、該Ｒ1及びＲ2は水素原子、アルキル基を表す。
【００７３】
一般式（III）における上記の６員環Ａ、及び二価の基ＬとＸは、前述した一般式（Ｉ）における６員環Ａ、及び二価の基Ｌ及びＸとそれぞれ同義であり、好ましい官能基も同様である。
【００７４】
（重合性基含有ポリエステルの製造方法）
本発明の一般式（Ｉ）で表される構造単位に対応する一般式（III）のジオールは、例えば、下記に示す反応式（１）に従う方法により製造することができる。
【００７５】
【化２６】
即ち、化合物（Ｙ−１）の水酸基をアセチル化後、カルボン酸とアルコールとの縮合で化合物（Ｙ−３）を得る。この縮合反応は、ＤＣＣ等の縮合剤を用いてもよいし、化合物（Ｙ−２）を酸塩化物に変換した後に、アルコールとエステル化させてもよい。化合物（Ｙ−３）から化合物（Ｙ−４）への脱Ａｃ化反応は通常の方法、又は「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」<４３８>（１９８９）に記載の方法により行うことができる。
一方、化合物（Ｙ−２）とアルコールとの反応に代えて、化合物（Ｙ−２）とアミンとの反応にすれば、同様な方法で、化合物（Ｙ−５）を得ることができる。
【００７７】
また、例えば、下記反応式（２）に従う方法により製造することができる。
【化２７】
即ち、化合物（Ｙ−６）と１級アミンとの反応により、化合物（Ｙ−７）を得る。化合物（Ｙ−７）を還元して化合物（Ｙ−８）を得る。化合物（Ｙ−８）と（メタ）アクリル酸、又は（メタ）アクリル酸クロリドとの反応で化合物（Ｙ−９）が得られる。また、化合物（Ｙ−８）と重合性基含有カルボン酸との反応により化合物（Ｙ−１０）が得られる。この反応は、カルボン酸を一旦酸クロリドに変換して行ってもよい。
【００７９】
また、下記反応式（３）に従う方法により製造することができる。
【化２８】
即ち、化合物（Ｙ−１１）とカルボン酸とのアミド化反応により、化合物（Ｙ−１２）を得ることができる。本反応では、カルボン酸の代わりにカルボン酸クロリドを用いてもよい。
【００８１】
また、下記反応式（４）に従う方法により製造することができる。
【化２９】
即ち、化合物（Ｙ−１３）の水酸基を全てアシル化した後に、環Ａに結合したアシルオキシ基を脱保護する方法により化合物（Ｙ−１５）を得ることができる。この反応も前記の方法に準じて行うことができる。
【００８３】
一般式（II）で表される構造単位に対応するジカルボン酸又はジカルボン酸誘導体は、市販品又は公知の方法で合成したものを用いることができる。
【００８４】
本発明の重合性基含有ポリエステルの製造は、一般式（Ｉ）で表される構造単位に対応するジオール、及び一般式（II）で表される構造単位に対応するジカルボン酸又はジカルボン酸誘導体との重縮合反応により行われる。この際一般式（IV）で表される構造単位に対応するジオール、モノカルボン酸、若しくはモノカルボン酸誘導体、又はモノアルコール等を共存させておいてもよい。
モノカルボン酸成分、モノアルコール成分は、重縮合反応の初期から共存させておいてもよいし、反応途中または反応を停止させるために加えてもよい。
【００８５】
ポリエステル化反応は、例えば、「新高分子実験学第３巻 高分子の合成・反応（２）、縮合系高分子の合成」（高分子学会編、共立出版、１９９６年）７７〜９５頁を参考に行うことができる。
【００８６】
本発明の重合性基含有ポリエステルの製造においては、酸成分として酸クロリドを用いる重縮合反応が好ましい。この場合、塩基を用いてもよく、塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、ＤＢＵ等が挙げられる。
本反応に用いる溶媒は、ＴＨＦ、ＤＭＦ、Ｎ−メチルピロリドン、アセトニトリル等が挙げられる。
【００８７】
一般式（Ｉ）で表される構造単位の含量は、所望の液晶性、分子量、溶解性等に応じて、全構成成分の１０〜９０モル％が好ましく、特に２０〜８０モル％が好ましい。
一般式（Ｉ）で表される構造単位等のジオール成分と一般式（II）で表される構造単位等のジカルボン酸成分の仕込組成は、モル比で（ジオール成分）／（ジカルボン酸成分）の値として８０／２０〜２０／８０が好ましく、７０／３０〜３０／７０が特に好ましい。
【００８８】
本発明のポリエステルのポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）としては２，０００〜５０，０００であることが好ましく、２，０００〜２０，０００であることがより好ましい。
【００８９】
（液晶性組成物）
本発明の一般式（Ｉ）で表される重合性化合物は、それ自身液晶性を示すことは必ずしも必要ではなく、他の液晶性化合物との混合物において、液晶性を示すような組成比で混合することにより、液晶性組成物として好適に使用することができる。更に、高分子液晶が用いられる用途にも適用可能である。
【００９０】
本発明の前記一般式（Ｉ）の重合性化合物を含む液晶性組成物に、光学活性化合物を添加することにより、コレステリック相或いはカイラルスメクチック相を誘起することもできる。この場合の光学活性化合物の含有量としては、液晶性組成物の全固形分（質量）の０．１〜２０質量％が好ましく、特に２〜１５質量％が好ましい。
このような光学活性化合物としては、公知の光学活性化合物を使用することができる。例えば、特開２０００−４４４５１号公報、特表平１０−５０９７２６号公報、ＷＯ９８／００４２８、特表２０００−５０６８７３号公報、特表平９−５０６０８８号公報、特願２０００−３８２５１６号公報等に記載されている光学活性化合物を用いることができる。
【００９１】
本発明の重合性化合物を他の液晶性化合物と混合して用いる場合には、当該液晶性化合物としては、その屈折率異方性Δｎが、０．１０〜０．４０の液晶化合物、高分子液晶化合物、重合性基を１又は２個有する液晶性化合物の中から適宜選択することができる。例えば、スメクティック液晶化合物、ネマチック液晶化合物などを挙げることができ、中でも、ネマチック液晶化合物が好ましい。
前記液晶性化合物は、溶融時の液晶状態にある間に、例えばラビング処理等の配向処理を施した配向基板を用いる等により配向させることができる。また、液晶状態を固相にして固定化する場合には、冷却、重合等の手段を用いることができる。
【００９２】
前記重合性基を１又は２個有する液晶性化合物の具体例としては、ＷＯ９５／２２５８６、特願２０００−５１０８９、特願２０００−６８４７９、特願平１１−９１１６２に記載の化合物を挙げることができる。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。このような液晶性化合物の一例を下記に示す。
【００９３】
【化３０】
【化３１】
前記液晶性化合物の含有量としては、液晶性組成物の全固形分（質量）の１０〜９０質量％が好ましく、特に２０〜８０質量％が好ましい。
【００９６】
（その他用途）
本発明の一般式（Ｉ）の重合性化合物はクロロホルム、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドン等の通常の溶媒に良く溶解し又その際の粘度もあまり高くないので、スピンコート法等の方法により容易に基板に被覆することができる。更に、本発明の化合物は光重合性を有するので、紫外線を照射することにより容易に重合させることができる。
【００９７】
また、本発明の重合性化合物を含む組成物を液晶相を示す温度において重合させる（たとえば光重合）と、得られる重合体は光学異方性等の異方性を示し、そしてこの重合体は、従来の２官能性の重合性液晶化合物からの重合体に比べ硬度や強度に優れているので、従来のものより耐摩耗性の良好な光学フィルムが得られる。また、その耐摩耗性のため、光学フィルムに限らず、耐摩耗性が要求される種々の被覆剤に適用することが可能である。
【００９８】
本発明の前記一般式（Ｉ）で表される重合性化合物は、重合性特に光重合性を有し、重合性モノマー特に光重合性モノマーとして一般的に用いられる用途に適用可能である。
例えば、本発明の重合性化合物は、その重合性（光重合性）を利用して印刷回路板製造用、マイクロリソグラフィー用、光ファイバーコーティング用、磁気記録媒体塗料用、インク用、接着剤用、歯科材用、医科材用等に応用することができる。
その際、適宜他の重合性モノマーを組み合せて使用することができる。
更に、本発明の重合性化合物は従来の重合性液晶化合物との相溶性も良好であり、両者の混合物は、広い温度範囲にわたり液晶の性質を示すので、該混合物を重合させた場合、良好な光学異方性（複屈折）が得られる。また、従来の重合性液晶化合物に本発明の重合性化合物を添加して重合させた場合、得られる膜等の硬度、強度、耐スクラッチ性等の機械的性質も改善される。
【００９９】
本発明はまた、前記一般式（Ｉ）で表される重合性化合物を含む組成物及びその重合体にも関する。該組成物には、前記一般式（Ｉ）で表される重合性化合物の他、他の重合性モノマー、従来の１又は２官能性の重合性液晶化合物、高分子液晶、光学活性或いはコレステリック液晶化合物、重合開始剤、有機色素、分光増感剤、界面活性剤等を含有させることができる。そして、該組成物はコレステリックカラーフィルター、位相差膜、オーバーコート層等の他、前記の本発明の重合性化合物の用途において述べた用途にも使用することができる。
【０１００】
また、本発明の重合性化合物、又はこれを含む組成物から、カラーフィルター、位相差膜、ＳＴＮ素子用光学補償膜、拡散フィルム等の光学フィルムを作製することができる。光学フィルムは、本発明の重合性化合物、又はこれを含む組成物の粘度を適宜溶剤により調節し、更に必要に応じ重合触媒を加えた後、基体上に塗布し重合させるなどによって作製される。
【０１０１】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。尚、本実施例において「部」及び「％」は全て、「質量部」及び「質量％」を表す。
【０１０２】
［実施例１］（構造単位１−２に対応するジオールの合成）
次に示す合成手順に従って、下記ジオール化合物（Ｚ−１）を合成した。
２、５−ジヒドロキシ安息香酸５０ｍｍｏｌ（７．７１ｇ）、アセトニトリル５０ｍｌ及びピリジン０．２ｍｏｌ（１５．８ｇ）の混合物に、氷冷下で無水酢酸０．１５５ｍｏｌ（１５．８ｇ）を滴下した。その後室温で２．５時間攪拌した後に、希塩酸に投下して、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチルを留去後、酢酸エチル／ｎ−ヘキサンより再結晶して、２，５−ジアセトキシ安息香酸を８．３８ｇ得た。収率は７０％であった。
【０１０３】
上記で得られた２、５−ジアセトキシ安息香酸５ｍｍｏｌ（１．１９ｇ）、触媒量のジメチルホルムアミド及びテトラヒドロフランの混合物に塩化オキザリル６ｍｍｏｌ（０．５１ｍｌ）を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、溶媒を留去した。この残渣物にアセトニトリル１０ｍｌ、及びアクリル酸（２−ヒドロキシエチル）エステル５ｍｍｏｌ（０．５８ｇ）を加え、氷冷下にトリエチルアミン５．５ｍｍｏｌ（０．７７ｍｌ）を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、水中に投下して、酢酸エチルで抽出した。この酢酸エチルを留去して、２，５−ジアセトキシ安息香酸（２−アクリロイルオキシエチル）エステルを油状層として１．３６ｇ得た。収率は８１％であった。
【０１０４】
上記で得られたエステルと、水で飽和したトルエン１００ｍｌ、及び「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」<４３８>（１９８９）に記載の方法により調製したＰ−トルエンスルホン酸／シリカゲル７．５ｇの混合物を８０℃で１５分間攪拌した。この反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥した後に濾過した。溶媒を留去して得られた油状層をカラムクロマトグラフィーにより精製して、化合物（Ｚ−１）を０．８８ｇ得た。収率は６５％であった。
【０１０５】
上記で得られた化合物を1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）解析により同定した結果を下記に示す。δ（ｉｎ ｐｐｍ ｆｒｏｍ ＴＭＳ）；
７．２９（ｓ、１Ｈ）、７．０４（ｄ、１Ｈ）、６．８７（ｄ、１Ｈ）、６．４７（ｄ、１Ｈ）、６．１６（ｄｄ、１Ｈ）、５．８９（ｄ、１Ｈ）、５．１３（ｓ、１Ｈ）、４．６１−４．４７（ｍ、４Ｈ）
【０１０６】
【化３２】
［実施例２］（構造単位１−６に対応するジオールの合成）
次に示す合成手順に従って、下記ジオール化合物（Ｚ−２）を合成した。
２，５−ジヒドロキシベンズアルデヒド７２ｍｍｏｌ（１０ｇ）及びテトラヒドロフラン１００ｍｌの混合物に、ブチルアミン８０ｍｍｏｌ（７．９ｍｌ）を添加した。その後反応混合物を室温で１時間攪拌した後、１０％Ｐｄ／Ｃ（５０％ｗｅｔ品）を２．８０ｇ添加し、水素ガスを通じた。１時間攪拌した後、パラジウム触媒をセライト濾過により除き、濾液を濃縮し、２−ブチルアミノメチルベンゼン−１，４−ジオールの粗結晶を１４．５ｇ得た。
【０１０８】
上記で得られた粗結晶１４．５ｇ及びジメチルアセトアシド１００ｍｌの混合物に、アクリル酸クロリド８２ｍｍｏｌ（７．３９ｇ）を滴下した。室温で１時間攪拌した後に水中に投下して、酢酸エチルで抽出した。該酢酸エチルを留去後、残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物（Ｚ−２）を６．１５ｇ得た。収率は３２％であった。
【０１０９】
得られた化合物を1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）で同定した結果を下記に示す。δ；
９．４５（ｓ、１Ｈ）、６．８０（ｄ、１Ｈ）、６．７２（ｄ、１Ｈ）、６．６５（ｓ、１Ｈ）、６．５１−６．４２（ｍ、２Ｈ）、５．８５−５．６０（ｍ、２Ｈ）、４．４６（ｓ、２Ｈ）、３．４６−３．２７（ｍ、２Ｈ）、１．７５−０．８８（ｍ、７Ｈ）
【０１１０】
【化３３】
［実施例３］構造単位（１−６）／（Ａ−１）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
上記化合物（Ｚ−２）１ｍｍｏｌ、テトラヒドロフラン１０ｍｌ、テレフタル酸クロリド１．２５ｍｍｏｌの混合物に、氷冷下でトリエチルアミン２．５ｍｍｏｌを滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、メタノール５ｍｌを添加した。更に室温で１時間攪拌した後、水中に投下して、固体を濾取した。乾燥後、得られた固体をテトラヒドロフラン／ｎ−ヘキサンで再沈精製して、白色固体物を０．３ｇ得た。収率は６８％であった。
得られた重合体のポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は３１００であった。Ｃ １１５−１２５℃ Ｎ ＞３００℃ Ｉ
【０１１２】
［実施例４］構造単位（１−６）／（Ａ−１）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例３において、メタノール５ｍｌを４−ヒドロキシ−４′−シアノビフェニル０．１ｇに変更したこと以外は、実施例３と同様にして白色固体を０．０５ｇ得た。収率は１０％であった。
Ｃ １７０℃ Ｎ ＞３００℃ Ｉ
【０１１３】
［実施例５］構造単位（１−６）／（Ａ−８）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例３において、テレフタル酸クロリドをビフェニル−４、４′−ジカルボン酸クロリドに変更したこと以外は、実施例３と同様にして灰色固体を０．３ｇ得た。収率は５７％であった。
【０１１４】
［実施例６］構造単位（１−６）／（Ａ−１）／（Ｄ−２）＝３／５／１（モル仕込比）のポリエステルの合成
上記化合物（Ｚ−２）１ｍｍｏｌ、テレフタル酸クロリド１．６５ｍｍｏｌ、２−メチルヒドロキノン０．３３ｍｍｏｌ及びテトラヒドロフラン１０ｍｌの混合物に、氷冷下でトリエチルアミン３．３ｍｍｏｌのテトラヒドロフラン５ｍｌの溶液を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、メタノール５ｍｌを添加し、更に３０分間攪拌した後に、水中に投下して固体を濾取した。この固体物を酢酸エチルで洗浄して、薄ピンク色の固体を０．３ｇ得た。収率は５６％であった。
ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は３１００であった。
Ｃ １５０−１７０℃ Ｎ ＞３００℃ Ｉ
【０１１５】
［実施例７］構造単位（１−２）／（Ａ−１）＝４／５（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例３において、化合物（Ｚ−２）を前記化合物（Ｚ−１）に変更したこと以外は、実施例３と同様にして白色固体を０．３３ｇ得た。収率は７９％であった。
【０１１６】
［実施例８］構造単位（１−２）／（Ａ−１）＝２／３（モル仕込比）のポリエステルの合成
実施例７において、テレフタル酸クロリドの添加量を１．２５ｍｍｏｌから１．５ｍｍｏｌに変更したこと以外は、実施例７と同様にして白色固体を０．３ｇ得た。収率は６５％であった。
【０１１７】
［実施例９］構造単位（１−２）／（Ａ−１）／（Ｂ−１）＝２／２／１（モル仕込比）のポリエステルの合成
上記化合物（Ｚ−１）１ｍｍｏｌ、テレフタル酸クロリド１ｍｍｏｌ、セバシン酸クロリド０．５ｍｍｏｌ、及びテトラヒドロフラン１０ｍｌの混合物に、氷冷下でトリエチルアミン３．０ｍｍｏｌのテトラヒドロフラン５ｍｌの溶液を滴下した。その後室温で１時間攪拌した後、メタノールを加え更に３０分間攪拌した。水を加えて固体を濾取し、メタノールで洗浄して白色粉末を０．１ｇの得た。収率は２１％であった。
【０１１８】
［実施例１０］（液晶組成物）
下記の処方にて液晶組成物を調製した。
【化３４】
この溶液を、ガラス基板上に日立化成デュポン社製のポリイミド配向膜「ＬＸ−１４００」を形成してラビング処理を行ったものに滴下し、１０００ｒｐｍでスピンコートを行なった。次に、これを１０５℃で５分間保持した後、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射し、重合を行った。
この膜はラビング方向に光学軸を有する、光学異方性を示した。この膜のレターデーションは５５０ｎｍの波長において２１０ｎｍであった。
【０１２０】
［実施例１１］（コレステリック液晶組成物）
上記の配向膜付ガラス基板の該配向膜上に、下記処方にて調製した感光性樹脂層用塗布液をスピンコーターにより塗布し、これを１００℃のオーブンで２分間乾燥して感光性樹脂層を形成した。
【０１２１】
【化３５】
次いで、ガラス基板の表面で接触する様に１００℃のホットプレート上に５分間保持し、感光性樹脂層を発色させたところ、コレステリック液晶相由来の青色の選択反射が得られた。
【０１２３】
次に、窒素ガスを吹き付けながら超高圧水銀灯により照射エネルギー５００ｍＪ／ｃｍ2で全面を露光し、重合硬化した。
この膜の引掻き硬度をＪＩＳ−Ｋ５４０１に準拠した方法で測定したところ、３Ｈであった。一方、上記処方において、実施例７のポリエステルを用いないで化合物（Ｚ）だけの場合の引掻き硬度は１Ｈであり、本発明の重合性化合物が共存することにより引掻き硬度が向上したことが分かった。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の重合性化合物（重合性基含有ポリエステル）は、通常の溶媒に良く溶解し又その際の粘度も高くないので、スピンコート法等の方法により容易に基板に被覆することができる。
本発明の重合性化合物から得られる重合体フィルムは光学異方性等の異方性を示し、また該フィルムは機械的強度や硬度に優れている。
更に、本発明の重合性化合物は従来の重合性液晶化合物との相溶性も良好であり、両者の混合物は、広い温度範囲に亙り液晶の性質を示すので、該混合物を重合させた場合、良好な光学異方性（複屈折）が得られる。また、従来の重合性液晶化合物に本発明の重合性化合物を添加して重合させた場合、得られる膜の強度や耐スクラッチ性等の機械的性質も改善される。
Claims (6)
- 少なくとも下記一般式（Ｉ）及び一般式（II）で表される構造単位からなることを特徴とする重合性基含有ポリエステル。
- 下記一般式（III）で表される重合性化合物。
- 少なくとも請求項１に記載の重合性化合物を含有する液晶性組成物。
- 少なくとも請求項１に記載の重合性化合物と光学活性化合物とを含有する液晶性組成物。
- 少なくとも請求項１に記載の重合性化合物と分子内に重合性基を１個又は２個有する液晶性化合物とを含有する液晶性組成物。
- 請求項３乃至５のいずれか一項に記載の液晶性組成物を重合硬化してなる重合体。
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