JP3995296B2 - Thermosetting composition - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化後に液晶相を示す熱硬化性組成物に関し、詳細には、液晶相を示す重合性単量体およびカルボン酸基を有する重合性単量体からなる共重合物と、分子中にオキサゾリン基を2個以上有する化合物とからなる熱硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、液晶物質はTN型やSTN型に代表されるディスプレイ素子等の液晶分子の可逆的運動を利用した表示媒体への応用以外にも、その配向性と屈折率、誘電率、磁化率等の物理的性質の異方性を利用して、位相差板、偏光板、光偏光プリズム、各種光フィルター等の光学異方体への応用が検討されている。
【0003】
このように液晶物質を構成材料とする光学異方体には、安定で均一な光学特性を得るために、液晶状態における液晶分子の均一な配向状態を半永久的に固定化して、機械的にも熱的にも安定なガラス転移温度(以下、「Tg」ともいう)の高い、配向性に優れた重合物とすることが必須である。
【0004】
液晶状態における液晶分子の均一な配向状態を半永久的に固定化する手段としては、例えば、重合性官能基を有する液晶性化合物又はこのような化合物を含有する重合性液晶組成物を、液晶状態で均一に配向させた後、液晶状態を保持したまま紫外線等のエネルギー線を照射することによって光重合させて、均一な配向状態を半永久的に固定化する方法が既に知られている。
【0005】
しかしながら、この方法では光重合を行なう為に高価な光重合開始剤が不可欠であり、また、低分子量体などにより機械的強度が不足したり、イミド樹脂などと積層した際に液晶性が失われるなどの問題を有していた。
【0006】
また、基材上に塗布した後に重合した場合の欠点を克服する方法としては、重合性液晶組成物を光又は熱により重合した後に、溶液として基材上に塗布して乾燥後、等方性液体となるまで加熱し、徐冷して液晶状態を固定化する方法が知られている。
【0007】
しかしながら、この方法を用いるには溶媒への溶解性に優れた液晶性重合体であることが必要である。しかも、近年はハロゲン系の有機溶剤の使用が制限されていることからハロゲンを含まない有機溶剤への溶解性に優れた液晶重合体が求められている。これまで具体的に検討されてきた液晶性単量体の重合物は溶解性に乏しいか、溶解性が高過ぎて、イミド樹脂などと積層した際に液晶性が失われるなどの問題を有していた。
【0008】
従って、本発明の目的は、基材上への塗布時には溶剤への溶解性に優れ、使用時には耐溶剤性に優れる液晶性重合体を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、重合性の液晶性単量体およびカルボン酸基を有する重合性単量体の共重合物と、分子中に2個以上のオキサゾリン基を有する化合物とからなる熱硬化性組成物が、上記目的を達成し得ることの知見をした。
【0010】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、下記(A)および(B)成分からなり、該(A)成分が有するカルボン酸基と、該(B)成分が有するオキサゾリン基とのモル比(前者/後者)が0.8〜1.2の範囲内である熱硬化性組成物を提供するものである。
(A);カルボン酸基を有していない重合性液晶性単量体(a)、カルボン酸基を有している重合性液晶性単量体(b)およびカルボン酸基を有している非液晶性の重合性単量体(c)からなる群より選ばれる少なくとも2種の単量体を共重合して得られる、カルボン酸基を有する液晶性重合体であって、上記重合性液晶性単量体(a)および(b)が、下記〔化1〕の一般式(I)で表される化合物(但し、(a)の場合はR2がカルボキシル基以外の基、(b)の場合はR2がカルボキシル基)であり、かつ、該重合性液晶性単量体(a)および/または(b)からなる構成単位部分の含有量の合計が、該(A)成分である液晶性重合体中50重量%以上である液晶性重合体。
(B);分子中に2個以上のオキサゾリン基を有する化合物。
【化1】

Figure 0003995296
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱硬化性組成物について詳細に説明する。
本発明に使用される(A)成分である、カルボン酸基を有する液晶性重合体において、カルボン酸基を有していない重合性液晶性単量体(a)またはカルボン酸基を有している重合性液晶性単量体(b)は、下記〔化2〕(前記〔化1〕と同じ)の一般式(I)で表される化合物(但し、(a)の場合はR2 がカルボキシル基以外の基、(b)の場合はR2 がカルボキシル基)である
【0012】
【化2】
Figure 0003995296
【0013】
ここで、上記一般式(I)中、環A、B、CおよびDで表される炭化水素6員環または複素6員環で構成される基としては、1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、ジオキサニレン、ピリジレン、ピリミジレン等が挙げられ、縮合環としてはナフチレン等が挙げられる。
【0014】
また、R2で表されるアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチルが挙げられ、アルコキシ基としては、上記アルキル基に対応するアルコキシ基が挙げられ、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチルなどが挙げられ、フルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチルなどの上記アルキル基に対応するフルオロアルキル基が挙げられる。
【0015】
また、R2、X1およびX2で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素が挙げられ、得られる化合物が安定性に優れることからフッ素が好ましい。
【0016】
また、lは、0〜14を表し、lが14より大きいと、液晶性単量体を重合して得られる液晶性重合体の配向状態の安定性が低下する。
【0017】
また、n、p、qおよびrは各々独立に0または1を示し、2≦n+p+q+r≦4であり、これらの和が1では得られる重合物の液晶性が乏しくなることがあり、4より大きいと、得られる重合物が剛直になり配向性に乏しくなることがある。
【0018】
従って、上記カルボン酸基を有していない重合性液晶性単量体(a)、および上記カルボン酸基を有する重合性液晶性単量体(b)としては、より具体的には、前者としては、下記〔化3〕〜〔化19〕の化合物No.1〜17等が挙げられ、後者としては、下記〔化20〕〜〔化22〕の化合物No.18〜20が挙げられる。ただし、本発明に係る上記重合性液晶性単量体(a)および上記重合性液晶性単量体(b)は以下に示す化合物により制限を受けるものではない。
【0019】
【化3】
Figure 0003995296
【0020】
【化4】
Figure 0003995296
【0021】
【化5】
Figure 0003995296
【0022】
【化6】
Figure 0003995296
【0023】
【化7】
Figure 0003995296
【0024】
【化8】
Figure 0003995296
【0025】
【化9】
Figure 0003995296
【0026】
【化10】
Figure 0003995296
【0027】
【化11】
Figure 0003995296
【0028】
【化12】
Figure 0003995296
【0029】
【化13】
Figure 0003995296
【0030】
【化14】
Figure 0003995296
【0031】
【化15】
Figure 0003995296
【0032】
【化16】
Figure 0003995296
【0033】
【化17】
Figure 0003995296
【0034】
【化18】
Figure 0003995296
【0035】
【化19】
Figure 0003995296
【0036】
【化20】
Figure 0003995296
【0037】
【化21】
Figure 0003995296
【0038】
【化22】
Figure 0003995296
【0039】
上記重合性液晶性単量体(a)および(b)は、各々単独または2種以上を組み合わせて用いることができ、該重合性液晶性単量体(a)および/または(b)からなる構成単位部分の含有量の合計が、得られる液晶性重合体〔(A)成分〕中50重量%以上となる量で用いる。該含有量の合計が30重量%未満では、得られる重合体が液晶性を示さないか、示しても液晶相を示す温度範囲が狭くなることがある。
【0040】
また、上記カルボン酸基を有している非液晶性の重合性単量体(c)としては、例えば、下記〔化23〕の一般式(II)で表される化合物等が用いられる。
【0041】
【化23】
Figure 0003995296
【0042】
上記一般式(II)で表される化合物の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロイルオキシ安息香酸、メタクリロイルオキシ安息香酸、4−アクリロイルオキシ安息香酸、4−メタクリロイルオキシ安息香酸、4−(2−アクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸、4−(6−メタクリロイルオキシヘキシルオキシ)安息香酸、4−カルボキシスチレン、4−(2−カルボキシフェノキシメチル)スチレンなどが挙げられる。
【0043】
また、上記(A)成分を得るに際し、得られる液晶性重合体のTgなどの機械特性を調整するために、(a),(b)および(c)の単量体以外に必要に応じて他の単量体を使用することができる。該他の単量体は、上記(a)および/または(b)の単量体が前記含有量の範囲を逸脱しない範囲で用いられることが好ましい。該他の単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、第三ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
【0044】
また、上記(A)成分を得るに際し、カルボン酸基を有している単量体〔(a)および(b)〕の使用量は、得られる液晶性重合体のカルボン酸当量が500〜50000、特に1000〜10000となる範囲の量が好ましい。該カルボン酸当量が500未満では、本発明の組成物を硬化した後にできる硬化膜が液晶性を保持できないことがあり、50000より大きいと、十分な熱硬化性が得られないことがある。
【0045】
また、上記重合性液晶性単量体(a)、上記重合性液晶性単量体(b)および上記非液晶性の重合性単量体(c)からなる群より選ばれる少なくとも2種の単量体を共重合する方法は特に限定されるものではなく、例えば、ラジカル開始剤を用いた熱重合や光開始剤を用いた光重合により得られる方法などがあげられる。
【0046】
上記(A)成分である液晶性重合体は、その数平均分子量が3000〜500000であることが好ましく、5000〜300000であることが特に好ましい。該数平均分子量が3000より小さいと、得られる硬化膜の機械強度が不足して実用的でなく、500000より大きいと有機溶剤への溶解性が低下して溶液として基材に塗布することが困難になる。
【0047】
本発明に使用される(B)成分である分子中に2個以上のオキサゾリン基を有する化合物(以下、「オキサゾリン化合物」ともいう)としては、特に限定されるものではないが、例えば、2,2'- ビス(2- オキサゾリン) 、2,2'- ビス(4- メチル-2- オキサゾリン) 、2,2'- ビス(5- メチル-2- オキサゾリン) 、2,2'- ビス(5,5'-ジメチルオキサゾリン) 、2,2'- ビス(4,4,4',4'- テトラメチル-2- オキサゾリン) 、1,2-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) エタン、1,4-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) ブタン、1,6-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) ヘキサン、1,8-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) 、1,4-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) シクロヘキサン、1,2-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) ベンセン、1,3-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) ベンゼン、1,4-ビス(2- オキサゾリン-2- イル) ベンゼン、1,2-ビス(5- メチル-2- オキサゾリン-2- イル) ベンゼン、1,3-ビス(5- メチル-2- オキサゾリン-2- イル) ベンゼン、1,4-ビス(5- メチル-2- オキサゾリン-2- イル) ベンゼン、1,4-ビス(4,4'-ジメチル-2- オキサゾリン-2- イル) ベンゼン等のビスオキサゾリン化合物、および、該ビスオキサゾリン化合物のオキサゾリン基2化学当量と多塩基性カルボン酸(例えばマレイン酸、琥珀酸、イタコン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、クロレンド酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸等)のカルボキシル基1化学当量とを反応させて得られる末端オキサゾリン基を有する化合物等を挙げることができる。
【0048】
上記オキサゾリン化合物〔(B)成分〕の前記液晶性重合体〔(A)成分〕に対する使用量の比率(モル比)は、本発明においては、該液晶性重合体〔(A)成分〕が有するカルボン酸基と、オキサゾリン化合物〔(B)成分〕が有するオキサゾリン基とが反応して硬化することにより、液晶性重合体に耐溶剤性を付与するなどの改質を行うものであるため、カルボン酸基/オキサゾリン基が0.8〜1.2となるように使用する。上記オキサゾリン化合物の量が大過剰(上記範囲の下限未満)になると、得られる硬化膜は未反応のオキサゾリン化合物を多量に含有するため耐溶剤性が低下することがあり、また上記オキサゾリン化合物の量が著しく不足する場合(上記範囲の上限超)は、硬化が十分行われず、得られる硬化膜の耐溶剤性が低下したり、未反応のカルボン酸基が多量に残存して硬化膜の電気的特性などに悪影響を及ぼすことがある。
【0049】
本発明の熱硬化性組成物を用いて硬化膜を得る際の硬化方法としては、通常公知の方法が挙げられ、例えば、前記(A)成分と前記(B)成分とを溶剤に溶解して塗布液を得、得られた塗布液を、スピンコーター等によりガラス基板等の基材上に塗布した後、所望の温度および時間で加熱して硬化する方法等が挙げられる。
【0050】
本発明の熱硬化性組成物から得られる硬化膜は、ディスプレイ素子等の表示媒体や、位相差板、偏光板、光偏光プリズム、各種光フィルター等の光学異方体等、種々の液晶物質としての用途に使用される。
【0051】
【実施例】
以下、合成例および実施例により本発明の熱硬化性組成物を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの合成例および実施例により何ら制限されるものではない。
【0052】
先ず、実施例および比較例で使用した化合物の具体的な合成例を示す。
〔共重合体No.1〜No.7および比較共重合体の合成〕
重合性液晶性単量体(下記〔表1〕参照)と4-(6- メタアクリロイルオキシヘキシルオキシ) 安息香酸(以下、「MAHBA」ともいう)とを合計で20g になるようテトラヒドロフラン200ml に溶解し、過酸化ベンゾイルを全単量体に対して3mol% 加え、アルゴン置換後、65℃で8 時間反応させた。反応後、得られた反応液をメタノール2000mlに加え、生成する白色沈澱をろ取した。得られた共重合体の収量、収率、並びに単分散ポリスチレン換算(GPC:テトラヒドロフラン)の数平均分子量(Mn)および重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)を測定し、それらの結果を下記〔表1〕に示す。また、得られた共重合体の相転移温度を測定し、その結果を下記〔表2〕に示す。
【0053】
共重合体No.8の合成
MAHBAをメタクリル酸に替えた以外は、共重合体No.3と同様にして共重合体No.8を得た。得られた共重合体の収量、収率、MnおよびMn/Mw を測定し、それらの結果を下記〔表1〕に示す。また、得られた共重合体の相転移温度を測定し、その結果を下記〔表2〕に示す。
【0054】
【表1】
Figure 0003995296
【0055】
【表2】
Figure 0003995296
【0056】
実施例1−1〜1−8および比較例1−1
上記合成例により得られた共重合体3gと、該共重合体が有するカルボン酸基と過不足なく反応する量の1,3−フェニレンビスオキサゾリンとを、シクロヘキサノン/メチルエチルケトン=8/2(wt/wt)(以下、「CH/MEK」ともいう)17gに溶解して塗布液を得た。得られた塗布液をスピンコーターでガラス基板に塗布して150℃で1時間熱硬化した。得られた硬化膜はいずれも光学特性である複屈折性を保持していた。得られた硬化膜にクロロホルムまたはCH/MEKを1滴滴下して膜の膨潤などの変化の有無を目視で観察して耐溶剤性を評価した。変化が認められなかったものを○、若干の膨潤を示したものを△、明白に膨潤などの変化を示したものを×として評価した。それらの結果を下記〔表3〕に示す。
【0057】
比較例1−2
オキサゾリン化合物を含まない以外は、実施例1−1と同様にして膜を得、同様の評価をした。それらの結果を下記〔表3〕に示す。
【0058】
【表3】
Figure 0003995296
【0059】
以上の結果より、カルボン酸基を有する特定の液晶性重合体〔前記(A)成分〕および特定のオキサゾリン化合物〔(B)成分〕からなる本発明の熱硬化性組成物(実施例1−1〜1−8)は、溶剤への溶解性に優れ、また硬化後には優れた硬化膜を提供できることが明らかである。
【0060】
【発明の効果】
本発明の熱硬化性組成物は、溶剤への溶解性に優れ、また硬化後の硬化膜が耐溶剤性に優れるものである。このため、本発明の熱硬化性組成物によれば、耐溶剤性に優れる高分子液晶膜を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermosetting composition exhibiting a liquid crystal phase after curing, and more specifically, a copolymer comprising a polymerizable monomer exhibiting a liquid crystal phase and a polymerizable monomer having a carboxylic acid group, and a molecule. The present invention relates to a thermosetting composition comprising a compound having two or more oxazoline groups.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In recent years, liquid crystal materials have a high degree of orientation, refractive index, dielectric constant, magnetic susceptibility, etc., in addition to application to display media using the reversible motion of liquid crystal molecules such as TN type and STN type display elements. Applications to optical anisotropic bodies such as retardation plates, polarizing plates, light polarizing prisms, and various optical filters have been studied using the anisotropy of physical properties.
[0003]
Thus, in order to obtain stable and uniform optical characteristics, an optically anisotropic body composed of a liquid crystal substance has a uniform alignment state of liquid crystal molecules in a liquid crystal state semi-permanently and mechanically. It is essential to provide a polymer having a high glass transition temperature (hereinafter also referred to as “Tg”) which is thermally stable and excellent in orientation.
[0004]
As a means for semi-permanently fixing the uniform alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal state, for example, a liquid crystal compound having a polymerizable functional group or a polymerizable liquid crystal composition containing such a compound can be used in the liquid crystal state. A method is known in which a uniform alignment state is semi-permanently fixed by irradiating energy rays such as ultraviolet rays while maintaining a liquid crystal state after the alignment is uniformly performed.
[0005]
However, in this method, an expensive photopolymerization initiator is indispensable for carrying out photopolymerization, and the liquid crystallinity is lost when laminated with an imide resin or the like due to insufficient mechanical strength due to a low molecular weight substance or the like. Had problems such as.
[0006]
In addition, as a method of overcoming the drawbacks of polymerization after coating on a substrate, the polymerizable liquid crystal composition is polymerized by light or heat, then coated on the substrate as a solution, dried, and isotropic. A method for fixing a liquid crystal state by heating to a liquid and gradually cooling is known.
[0007]
However, in order to use this method, it is necessary to be a liquid crystalline polymer having excellent solubility in a solvent. Moreover, in recent years, since the use of halogen-based organic solvents is limited, liquid crystal polymers having excellent solubility in organic solvents containing no halogen are required. The polymer of the liquid crystalline monomer that has been specifically studied so far has poor solubility or too high solubility, causing problems such as loss of liquid crystallinity when laminated with an imide resin. It was.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystalline polymer that is excellent in solubility in a solvent when applied onto a substrate and excellent in solvent resistance when used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have obtained a copolymer of a polymerizable liquid crystal monomer and a polymerizable monomer having a carboxylic acid group, and a compound having two or more oxazoline groups in the molecule It was found that a thermosetting composition comprising:
[0010]
The present invention has been made based on the above findings, moles of Ri Do from the following components (A) and (B), a carboxylic acid group having the said component (A), and oxazoline group of the component (B) A thermosetting composition having a ratio (the former / the latter) in the range of 0.8 to 1.2 is provided.
(A): a polymerizable liquid crystal monomer (a) having no carboxylic acid group, a polymerizable liquid crystal monomer (b) having a carboxylic acid group, and a carboxylic acid group A liquid crystalline polymer having a carboxylic acid group, obtained by copolymerizing at least two monomers selected from the group consisting of non-liquid crystalline polymerizable monomers (c), wherein the polymerizable liquid crystal A monomer represented by the general formula (I) of the following [Chemical Formula 1] (in the case of (a), R 2 is a group other than a carboxyl group, (b) for R 2 is Ri carboxyl group) der, and the total content of the structural unit portion consisting of polymerizable liquid crystalline monomer (a) and / or (b) is, in the component (a) A liquid crystalline polymer that is 50% by weight or more in a certain liquid crystalline polymer.
(B); a compound having two or more oxazoline groups in the molecule.
[Chemical 1]
Figure 0003995296
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the thermosetting composition of the present invention will be described in detail.
The liquid crystalline polymer having a carboxylic acid group, which is the component (A) used in the present invention, has a polymerizable liquid crystalline monomer (a) having no carboxylic acid group or a carboxylic acid group. The polymerizable liquid crystalline monomer (b) is a compound represented by the following general formula (I) of the following [Chemical formula 2] (same as the above [Chemical formula 1]) (in the case of (a), R 2 is groups other than carboxyl group, R 2 is a carboxyl group) in the case of (b).
[0012]
[Chemical 2]
Figure 0003995296
[0013]
Here, in the above general formula (I), examples of the group composed of a hydrocarbon 6-membered ring or a hetero 6-membered ring represented by rings A, B, C and D include 1,4-phenylene, 1,4 -Cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, dioxanylene, pyridylene, pyrimidylene, etc. are mentioned, and naphthylene etc. are mentioned as a condensed ring.
[0014]
Examples of the alkyl group represented by R 2 include methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and examples of the alkoxy group include alkoxy groups corresponding to the above alkyl groups. Examples of the alkoxyalkyl group include methoxymethyl, methoxyethyl, methoxypropyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, etc., and examples of the fluoroalkyl group include fluoroalkyl groups corresponding to the above alkyl groups such as trifluoromethyl and pentafluoroethyl. Is mentioned.
[0015]
Examples of the halogen atom represented by R 2 , X 1 and X 2 include fluorine, chlorine and bromine, and fluorine is preferred because the resulting compound is excellent in stability.
[0016]
Moreover, l represents 0-14, and when l is larger than 14, the stability of the alignment state of the liquid crystalline polymer obtained by polymerizing the liquid crystalline monomer is lowered.
[0017]
N, p, q and r each independently represent 0 or 1, and 2 ≦ n + p + q + r ≦ 4. When the sum of these is 1, the obtained polymer may have poor liquid crystallinity and is larger than 4. In some cases, the resulting polymer is rigid and poor in orientation.
[0018]
Therefore, as the polymerizable liquid crystal monomer (a) having no carboxylic acid group and the polymerizable liquid crystal monomer (b) having the carboxylic acid group, more specifically, the former Of the following compounds [Chemical Formula 3] to [Chemical Formula 19]. 1 to 17 and the like. Examples of the latter include compound Nos. 18-20 are mentioned. However, the polymerizable liquid crystalline monomer (a) and the polymerizable liquid crystalline monomer (b) according to the present invention are not limited by the following compounds.
[0019]
[Chemical 3]
Figure 0003995296
[0020]
[Formula 4]
Figure 0003995296
[0021]
[Chemical formula 5]
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[0022]
[Chemical 6]
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[0023]
[Chemical 7]
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[0024]
[Chemical 8]
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[0025]
[Chemical 9]
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[0026]
[Chemical Formula 10]
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[0027]
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[0028]
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[0029]
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[0030]
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[0031]
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[0032]
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[0033]
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[0034]
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[0035]
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[0036]
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[0037]
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[0038]
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[0039]
The polymerizable liquid crystalline monomers (a) and (b) can be used alone or in combination of two or more, and are composed of the polymerizable liquid crystalline monomers (a) and / or (b). the total content of the constituent unit parts, are use in an amount of obtained liquid crystalline polymer [component (a)] 5 0 wt% or more. If the total content is less than 30% by weight, the resulting polymer may not exhibit liquid crystallinity, or the temperature range showing a liquid crystal phase may be narrow even if it is shown.
[0040]
Moreover, as the non-liquid crystalline polymerizable monomer (c) having a carboxylic acid group, for example, a compound represented by the following general formula (II) of [Chemical Formula 23] is used.
[0041]
Embedded image
Figure 0003995296
[0042]
Specific examples of the compound represented by the general formula (II) include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, acryloyloxybenzoic acid, methacryloyloxybenzoic acid, 4-acryloyloxybenzoic acid, 4-methacryloyloxybenzoic acid, 4 Examples include-(2-acryloyloxyethyloxy) benzoic acid, 4- (6-methacryloyloxyhexyloxy) benzoic acid, 4-carboxystyrene, 4- (2-carboxyphenoxymethyl) styrene, and the like.
[0043]
Further, when obtaining the component (A), in order to adjust mechanical properties such as Tg of the obtained liquid crystalline polymer, in addition to the monomers (a), (b) and (c), as necessary. Other monomers can be used. The other monomer is preferably used in such a range that the monomer (a) and / or (b) does not deviate from the content range. Examples of the other monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, Examples include (meth) acrylic acid esters such as glycidyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, and tetrafluoropropyl (meth) acrylate, diacetone acrylamide, styrene, and vinyltoluene.
[0044]
Moreover, when obtaining the said (A) component, the usage-amount of the monomer [(a) and (b)] which has a carboxylic acid group makes the carboxylic acid equivalent of the obtained liquid crystalline polymer 500-50000. In particular, an amount in the range of 1000 to 10,000 is preferred. When the carboxylic acid equivalent is less than 500, a cured film formed after the composition of the present invention is cured may not retain liquid crystallinity, and when it is more than 50000, sufficient thermosetting property may not be obtained.
[0045]
Further, at least two kinds of single monomers selected from the group consisting of the polymerizable liquid crystalline monomer (a), the polymerizable liquid crystalline monomer (b), and the non-liquid crystalline polymerizable monomer (c) are used. The method for copolymerizing the monomer is not particularly limited, and examples thereof include a method obtained by thermal polymerization using a radical initiator or photopolymerization using a photoinitiator.
[0046]
The number average molecular weight of the liquid crystalline polymer as the component (A) is preferably 3000 to 500000, and particularly preferably 5000 to 300000. If the number average molecular weight is less than 3000, the cured film obtained is insufficient in mechanical strength and is not practical. If it is more than 500,000, the solubility in an organic solvent is lowered and it is difficult to apply the solution as a solution to a substrate. become.
[0047]
The compound having two or more oxazoline groups in the molecule as the component (B) used in the present invention (hereinafter, also referred to as “oxazoline compound”) is not particularly limited. 2'-bis (2-oxazoline), 2,2'-bis (4-methyl-2-oxazoline), 2,2'-bis (5-methyl-2-oxazoline), 2,2'-bis (5 , 5'-dimethyloxazoline), 2,2'-bis (4,4,4 ', 4'-tetramethyl-2-oxazoline), 1,2-bis (2-oxazolin-2-yl) ethane, 1 , 4-Bis (2-oxazolin-2-yl) butane, 1,6-bis (2-oxazolin-2-yl) hexane, 1,8-bis (2-oxazolin-2-yl), 1,4- Bis (2-oxazolin-2-yl) cyclohexane, 1,2-bis (2-oxazolin-2-yl) benzene, 1,3-bis (2-oxazolin-2-yl) benzene, 1,4-bis ( 2-Oxazolin-2-yl) benzene, 1,2-bis (5-methyl) -2-Oxazolin-2-yl) benzene, 1,3-bis (5-methyl-2-oxazolin-2-yl) benzene, 1,4-bis (5-methyl-2-oxazolin-2-yl) Benzene, 1,4-bis (4,4′-dimethyl-2-oxazolin-2-yl) Bisoxazoline compound such as benzene, and two chemical equivalents of the oxazoline group of the bisoxazoline compound and a polybasic carboxylic acid (for example, 1 chemical equivalent of carboxyl group of maleic acid, succinic acid, itaconic acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, chlorendic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, etc. And compounds having a terminal oxazoline group obtained by reacting with.
[0048]
In the present invention, the ratio (molar ratio) of the oxazoline compound [component (B)] to the liquid crystalline polymer [component (A)] is included in the liquid crystalline polymer [component (A)]. Since the carboxylic acid group reacts with the oxazoline group of the oxazoline compound [component (B)] and cures, the liquid crystalline polymer is modified to provide solvent resistance. Acid group / oxazoline group is 0 . It is used so as to be 8 to 1.2 . When the amount of the oxazoline compound is excessively large (below the lower limit of the above range), the resulting cured film contains a large amount of unreacted oxazoline compound, so that the solvent resistance may be lowered. Is extremely insufficient (exceeding the upper limit of the above range), the curing is not sufficiently performed, the solvent resistance of the resulting cured film is lowered, or a large amount of unreacted carboxylic acid groups remain, resulting in the electrical properties of the cured film. May adversely affect characteristics.
[0049]
As a curing method for obtaining a cured film using the thermosetting composition of the present invention, there are usually known methods. For example, the component (A) and the component (B) are dissolved in a solvent. Examples of the method include obtaining a coating solution, applying the obtained coating solution on a substrate such as a glass substrate with a spin coater or the like, and then heating and curing at a desired temperature and time.
[0050]
Cured films obtained from the thermosetting composition of the present invention are used as various liquid crystal substances such as display media such as display elements, optical anisotropic bodies such as retardation plates, polarizing plates, light polarizing prisms, and various optical filters. Used for applications.
[0051]
【Example】
Hereinafter, the thermosetting composition of the present invention will be described in more detail with reference to synthesis examples and examples. However, the present invention is not limited by these synthesis examples and examples.
[0052]
First, specific synthesis examples of the compounds used in Examples and Comparative Examples are shown.
[Synthesis of copolymers No. 1 to No. 7 and comparative copolymers]
Dissolve the polymerizable liquid crystalline monomer (see [Table 1] below) and 4- (6-methacryloyloxyhexyloxy) benzoic acid (hereinafter also referred to as “MAHBA”) in 200 ml of tetrahydrofuran to a total of 20 g. Then, benzoyl peroxide was added in an amount of 3 mol% based on the total amount of the monomers, and the reaction was carried out at 65 ° C. for 8 hours after argon substitution. After the reaction, the resulting reaction solution was added to 2000 ml of methanol, and the resulting white precipitate was collected by filtration. The yield and yield of the obtained copolymer, and the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn) in terms of monodisperse polystyrene (GPC: tetrahydrofuran) were measured. It shows in the following [Table 1]. Moreover, the phase transition temperature of the obtained copolymer was measured, and the result is shown in the following [Table 2].
[0053]
Synthesis of Copolymer No. 8 Copolymer No. 8 was obtained in the same manner as Copolymer No. 3, except that MAHBA was changed to methacrylic acid. The yield, yield, Mn and Mn / Mw of the obtained copolymer were measured, and the results are shown in the following [Table 1]. Moreover, the phase transition temperature of the obtained copolymer was measured, and the result is shown in the following [Table 2].
[0054]
[Table 1]
Figure 0003995296
[0055]
[Table 2]
Figure 0003995296
[0056]
Examples 1-1 to 1-8 and Comparative Example 1-1
3 g of the copolymer obtained by the above synthesis example, and 1,3-phenylenebisoxazoline in an amount that reacts with the carboxylic acid group of the copolymer without excess or deficiency, were cyclohexanone / methyl ethyl ketone = 8/2 (wt / wt). wt) (hereinafter also referred to as “CH / MEK”) 17 g to obtain a coating solution. The obtained coating solution was applied to a glass substrate with a spin coater and thermally cured at 150 ° C. for 1 hour. All of the obtained cured films maintained birefringence, which is an optical characteristic. One drop of chloroform or CH / MEK was dropped on the obtained cured film, and the presence or absence of changes such as swelling of the film was visually observed to evaluate the solvent resistance. Evaluation was made with ◯ indicating no change, Δ indicating a slight swelling, and × indicating an obvious change such as swelling. The results are shown in [Table 3] below.
[0057]
Comparative Example 1-2
A film was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the oxazoline compound was not included, and the same evaluation was performed. The results are shown in [Table 3] below.
[0058]
[Table 3]
Figure 0003995296
[0059]
From the above results, the thermosetting composition of the present invention (Example 1-1) comprising a specific liquid crystalline polymer having a carboxylic acid group [the component (A)] and a specific oxazoline compound (component (B)). It is apparent that ˜1-8) is excellent in solubility in a solvent and can provide an excellent cured film after curing.
[0060]
【The invention's effect】
The thermosetting composition of this invention is excellent in the solubility to a solvent, and the cured film after hardening is excellent in solvent resistance. For this reason, according to the thermosetting composition of this invention, the polymer liquid crystal film excellent in solvent resistance can be provided.

Claims (1)

下記(A)および(B)成分からなり、該(A)成分が有するカルボン酸基と、該(B)成分が有するオキサゾリン基とのモル比(前者/後者)が0.8〜1.2の範囲内である熱硬化性組成物。
(A);カルボン酸基を有していない重合性液晶性単量体(a)、カルボン酸基を有している重合性液晶性単量体(b)およびカルボン酸基を有している非液晶性の重合性単量体(c)からなる群より選ばれる少なくとも2種の単量体を共重合して得られる、カルボン酸基を有する液晶性重合体であって、上記重合性液晶性単量体(a)および(b)が、下記〔化1〕の一般式(I)で表される化合物(但し、(a)の場合はR2がカルボキシル基以外の基、(b)の場合はR2がカルボキシル基)であり、かつ、該重合性液晶性単量体(a)および/または(b)からなる構成単位部分の含有量の合計が、該(A)成分である液晶性重合体中50重量%以上である液晶性重合体。
(B);分子中に2個以上のオキサゾリン基を有する化合物。
Figure 0003995296
Following (A) and (B) Ri Do from the components, and a carboxylic acid group having the said component (A), the molar ratio of the oxazoline group of the component (B) (former / latter) is 0.8 to 1. A thermosetting composition in the range of 2 .
(A): a polymerizable liquid crystal monomer (a) having no carboxylic acid group, a polymerizable liquid crystal monomer (b) having a carboxylic acid group, and a carboxylic acid group A liquid crystalline polymer having a carboxylic acid group, obtained by copolymerizing at least two monomers selected from the group consisting of non-liquid crystalline polymerizable monomers (c), wherein the polymerizable liquid crystal A monomer represented by the general formula (I) of the following [Chemical Formula 1] (in the case of (a), R 2 is a group other than a carboxyl group, (b) for R 2 is Ri carboxyl group) der, and the total content of the structural unit portion consisting of polymerizable liquid crystalline monomer (a) and / or (b) is, in the component (a) A liquid crystalline polymer that is 50% by weight or more in a certain liquid crystalline polymer.
(B); a compound having two or more oxazoline groups in the molecule.
Figure 0003995296
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