JP5060853B2 - Method for purifying polycyclic compound, method for producing polycyclic compound, and use of polycyclic compound - Google Patents
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Description
本発明は、硫酸イオンなどの不純物が含まれている多環式化合物を精製する方法、及び−SO3M基を有する多環式化合物の製造方法、及びその用途に関する。 The present invention relates to a method for purifying a polycyclic compound containing impurities such as sulfate ions, a method for producing a polycyclic compound having a —SO 3 M group, and uses thereof.
液晶表示装置(以下、LCDという場合がある)は、液晶分子の電気光学特性を利用して、文字や画像を表示する素子である。LCDは、携帯電話やノートパソコン、液晶テレビ等に広く普及している。しかし、LCDは、光学異方性を持った液晶分子を利用するため、ある一方向には優れた表示特性を示していても、他の方向では、画面が暗くなったり、不鮮明になったりするといった課題がある。
複屈折性フィルムは、このような課題を解決するために、LCDに広く採用されている。
従来、複屈折性フィルムの一つとして、屈折率楕円体がnx>nz>nyの関係を満足するフィルムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この複屈折性フィルムは、高分子フィルムの両側に収縮性フィルムを貼着し、該収縮性フィルムの収縮によって高分子フィルムを厚み方向に膨張するように延伸する方法で作製される。このため、得られる複屈折性フィルムは、分厚くなり易く、薄型軽量化の要請に応えることができない。
Birefringent films are widely used in LCDs in order to solve such problems.
Conventionally, as one of birefringent films, a film in which a refractive index ellipsoid satisfies a relationship of nx>nz> ny is known (for example, see Patent Document 1). This birefringent film is manufactured by sticking a shrinkable film on both sides of a polymer film, and stretching the polymer film so as to expand in the thickness direction by shrinkage of the shrinkable film. For this reason, the birefringent film obtained tends to be thick, and cannot meet the demand for thin and light weight.
本発明者らは、薄型軽量化に優れた複屈折性フィルムを得るため、種々の材料を検討したところ、−SO3M基を有する多環式化合物が好ましい材料であることを発見した。かかる多環式化合物は、水に溶解させ、該水溶液を基材上に塗工することにより、nx≧nz>nyの関係を満足する複屈折性フィルムを得ることができる。かかる知見の下、多環式化合物を用いた製膜について更に検討していたところ、基材上に塗工する際、多環式化合物の水溶液がほぼ均等に塗工できないことがある。本発明者らは、この原因について更に鋭意研究したところ、多環式化合物の水溶液中にSO4 2−などが含まれ、この存在が上記水溶液の塗工性を悪くしている原因であることを突き止め、本発明を完成させた。 The present inventors have studied various materials in order to obtain a thin birefringent film excellent in weight reduction, and have found that a polycyclic compound having a —SO 3 M group is a preferable material. A birefringent film satisfying the relationship of nx ≧ nz> ny can be obtained by dissolving the polycyclic compound in water and coating the aqueous solution on a substrate. Under such knowledge, when the film formation using the polycyclic compound was further studied, when the coating is applied on the substrate, the aqueous solution of the polycyclic compound may not be applied almost uniformly. The inventors of the present invention have made further studies on this cause. As a result, SO 4 2− or the like is contained in the aqueous solution of the polycyclic compound, and this presence is the cause of the poor coatability of the aqueous solution. The present invention has been completed.
本発明の目的は、多環式化合物から、硫酸などの不純物を簡単に且つ実質的に除去することができる多環式化合物の精製方法を提供することである。
本発明の他の目的は、硫酸などの不純物を実質的に含まない多環式化合物の製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、上記多環式化合物を含有し、基材上に良好に塗工できるコーティング液を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for purifying a polycyclic compound that can easily and substantially remove impurities such as sulfuric acid from the polycyclic compound.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a polycyclic compound substantially free of impurities such as sulfuric acid.
Another object of the present invention is to provide a coating liquid that contains the above polycyclic compound and can be satisfactorily coated on a substrate.
本発明の第1の手段は、SO4 2−及びSO3 −の少なくとも何れか一方を含む不純物と−SO3M基を有する多環式化合物(ただし、Mは対イオンを表す)とを含有する混合物から前記多環式化合物を精製する方法であって、前記混合物を、SO4 2−又はSO3 −が溶解し且つ前記多環式化合物が難溶な有機溶媒に混合して分散液を得る工程、前記分散液をろ過し、多環式化合物を分離する工程、を有することを特徴とする。 The first means of the present invention contains an impurity containing at least one of SO 4 2− and SO 3 — and a polycyclic compound having a —SO 3 M group (where M represents a counter ion). In the method of purifying the polycyclic compound from the mixture, the mixture is mixed with an organic solvent in which SO 4 2− or SO 3 − is dissolved and the polycyclic compound is hardly soluble. And a step of filtering the dispersion and separating the polycyclic compound.
上記精製方法によれば、多環式化合物中に含有するSO4 2−又は/及びSO3 −は、有機溶媒と共にろ液として流出し、その結果、残さとして多環式化合物を分離できる。従って、本発明では、ろ過という比較的簡便な方法で、多環式化合物を分離精製することができる。
精製された多環式化合物は、例えば、コーティング液に調製される。該コーティング液は、基材上に良好に塗工でき、厚みが均一なフィルムを作製できる。
According to the above purification method, SO 4 2− and / or SO 3 − contained in the polycyclic compound flows out together with the organic solvent as a filtrate, and as a result, the polycyclic compound can be separated as a residue. Therefore, in the present invention, the polycyclic compound can be separated and purified by a relatively simple method called filtration.
The purified polycyclic compound is prepared, for example, as a coating solution. The coating liquid can be satisfactorily coated on the substrate, and a film having a uniform thickness can be produced.
本発明の好ましい多環式化合物の精製方法は、上記有機溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、その他の低級アルコール、及びアセトンから選ばれる少なくとも1種である。 In a preferred method for purifying a polycyclic compound of the present invention, the organic solvent is at least one selected from methanol, ethanol, isopropyl alcohol, other lower alcohols, and acetone.
本発明の他の好ましい多環式化合物の精製方法は、上記多環式化合物が、下記一般式(I)で表されるキノキサリン誘導体を含む。 In another preferred method for purifying a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound contains a quinoxaline derivative represented by the following general formula (I).
さらに、本発明の他の好ましい多環式化合物の精製方法は、上記多環式化合物が、下記一般式(II)で表されるキノキサリン誘導体を含む。 Furthermore, in another preferable method for purifying a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound contains a quinoxaline derivative represented by the following general formula (II).
本発明の他の好ましい多環式化合物の精製方法は、上記多環式化合物が、波長400nm〜800nmに於いて光吸収スペクトルの最大値を有する。 In another preferred method for purifying a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound has a maximum value of a light absorption spectrum at a wavelength of 400 nm to 800 nm.
本発明の他の好ましい多環式化合物の精製方法は、上記多環式化合物が、下記一般式(III)または一般式(IV)で表されるペリレン誘導体を含む。 In another preferable method for purifying a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound includes a perylene derivative represented by the following general formula (III) or general formula (IV).
また、本発明の他の好ましい多環式化合物の精製方法は、分離後の多環式化合物中の残存不純物量が、100mg/g以下である。 In another preferred method for purifying a polycyclic compound of the present invention, the amount of residual impurities in the polycyclic compound after separation is 100 mg / g or less.
さらに、本発明の第2の手段は、多環式化合物の製造方法に係り、スルホン化処理をし、−SO3M基を有する多環式化合物(ただし、Mは対イオンを表す)を合成する工程、前記合成物を、SO4 2−又はSO3 −が溶解し且つ前記多環式化合物が難溶な有機溶媒に混合して分散液を得る工程、前記分散液をろ過して多環式化合物を分離する工程、を有することを特徴とする。 Furthermore, the second means of the present invention relates to a method for producing a polycyclic compound, which is sulfonated to synthesize a polycyclic compound having a —SO 3 M group (where M represents a counter ion). A step of mixing the compound with an organic solvent in which SO 4 2− or SO 3 − is dissolved and the polycyclic compound is hardly soluble, obtaining a dispersion, and filtering the dispersion to obtain a polycycle Separating the formula compound.
本発明の好ましい多環式化合物の製造方法は、上記スルホン化処理として、硫酸、発煙硫酸、及び無機スルホン酸から選ばれる少なくとも1種を用いる。 A preferable method for producing a polycyclic compound of the present invention uses at least one selected from sulfuric acid, fuming sulfuric acid, and inorganic sulfonic acid as the sulfonation treatment.
本発明の他の好ましい多環式化合物の製造方法は、上記多環式化合物が、上記一般式(I)で表されるキノキサリン誘導体である。 In another preferred method for producing a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound is a quinoxaline derivative represented by the general formula (I).
本発明の他の好ましい多環式化合物の製造方法は、上記多環式化合物が、波長400nm〜800nmに於いて光吸収スペクトルの最大値を有する。 In another preferable method for producing a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound has a maximum value of a light absorption spectrum at a wavelength of 400 nm to 800 nm.
本発明の他の好ましい多環式化合物の製造方法は、上記多環式化合物が、水に可溶である。 In another preferable method for producing a polycyclic compound of the present invention, the polycyclic compound is soluble in water.
また、本発明の第3の手段は、コーティング液に係り、上記何れかの精製方法又は何れかの製造方法により分離された多環式化合物を、水に溶解させることにより得られることを特徴とする。 The third means of the present invention relates to a coating solution, and is obtained by dissolving a polycyclic compound separated by any one of the above purification methods or any one of the production methods in water. To do.
本発明の好ましいコーティング液は、ネマチック液晶相を示す。
本発明の他の好ましいコーティング液は、pH 4〜10に調製されている。
A preferred coating liquid of the present invention exhibits a nematic liquid crystal phase.
Other preferred coating liquids of the present invention are adjusted to pH 4-10.
本発明の第4の手段は、複屈折性フィルムに係り、上記何れかのコーティング液を基材上に塗工し、乾燥することにより得られ、屈折率楕円体がnx≧nz>nyの関係を満足することを特徴とする。 The fourth means of the present invention relates to a birefringent film, which is obtained by applying any one of the above coating liquids onto a substrate and drying, wherein the refractive index ellipsoid has a relationship of nx ≧ nz> ny. It is characterized by satisfying.
本発明の第5の手段は、偏光フィルムに係り、上記何れかのコーティング液を基材上に塗工し、乾燥することにより得られる。 A fifth means of the present invention relates to a polarizing film, and is obtained by applying any one of the above coating solutions on a substrate and drying.
本発明の多環式化合物の精製方法及び多環式化合物の製造方法によれば、不純物を簡易に除去でき、純度の高い多環式化合物を得ることができる。
かかる方法によって得られた多環式化合物は、これを溶液状にすることで、基材に良好に塗工できるコーティング液を得ることができる。
このコーティング液を基材に塗工乾燥して得られた膜は、複屈折性フィルムまたは偏光フィルムとして利用できる。
According to the method for purifying a polycyclic compound and the method for producing a polycyclic compound of the present invention, impurities can be easily removed, and a highly pure polycyclic compound can be obtained.
The polycyclic compound obtained by such a method can be used as a solution to obtain a coating solution that can be satisfactorily applied to a substrate.
A film obtained by coating and drying this coating liquid on a substrate can be used as a birefringent film or a polarizing film.
<多環式化合物の精製方法及び製造方法>
本発明の多環式化合物の精製方法は、SO4 2−及びSO3 −の少なくとも何れか一方を含む不純物と、−SO3M基を有する多環式化合物(ただし、Mは対イオンを表す)と、を含有する混合物から、前記多環式化合物を簡易に精製できる。
なお、以下、本発明の多環式化合物の精製方法について、多環式化合物の製造方法と共に説明する。
<Purification method and production method of polycyclic compound>
The method for purifying a polycyclic compound of the present invention is a polycyclic compound having an impurity containing at least one of SO 4 2− and SO 3 — and a —SO 3 M group (where M represents a counter ion). ) And the polycyclic compound can be easily purified.
Hereinafter, the method for purifying the polycyclic compound of the present invention will be described together with the method for producing the polycyclic compound.
(多環式化合物)
本発明の方法の対象となる多環式化合物は、−SO3M基を有するものであれば、特に限定されず、任意の多環式化合物を対象とすることができる。さらに、該多環式化合物は、−SO3M基及び−COOM基を含んでもよい。ただし、Mは、対イオンを表す(以下、特に断らない限り、Mは対イオンを表す)。本発明の方法の対象となる多環式化合物は、1種でも良いし、構造の異なる2種以上でもよい。
上記多環式化合物の基本骨格は、好ましくは芳香環及び/又は複素環を2個以上有し、より好ましくは芳香環及び/又は複素環を3個〜8個有する。また、多環式化合物の基本骨格は、好ましくは少なくとも複素環を有し、該複素環は窒素原子を含むことがより好ましい。具体的には、上記多環式化合物の基本骨格としては、キノキサリン誘導体、又はペリレン誘導体を例示できる。これら多環式化合物は、溶液状態で液晶相(すなわち、リオトロピック液晶)を呈するので好ましい。なお、この液晶相は、配向性に優れるという点で、好ましくは、ネマチック液晶相である。このネマチック液晶相は、超分子を形成し、その形成体がネマチック状態にある場合も含まれる。
上記キノキサリン系の多環式化合物は、好ましくは複屈折性フィルムの形成材料として用いることができる。上記ペリレン系の多環式化合物は、好ましくは偏光フィルムの形成材料として用いることができる。
(Polycyclic compound)
The polycyclic compound to be subjected to the method of the present invention is not particularly limited as long as it has a —SO 3 M group, and any polycyclic compound can be targeted. Further, the polycyclic compound may include a —SO 3 M group and a —COOM group. However, M represents a counter ion (hereinafter, unless otherwise specified, M represents a counter ion). The polycyclic compound to be subjected to the method of the present invention may be one kind or two or more kinds having different structures.
The basic skeleton of the polycyclic compound preferably has two or more aromatic rings and / or heterocyclic rings, and more preferably has 3 to 8 aromatic rings and / or heterocyclic rings. Further, the basic skeleton of the polycyclic compound preferably has at least a heterocyclic ring, and the heterocyclic ring more preferably contains a nitrogen atom. Specifically, examples of the basic skeleton of the polycyclic compound include quinoxaline derivatives and perylene derivatives. These polycyclic compounds are preferable because they exhibit a liquid crystal phase (that is, lyotropic liquid crystal) in a solution state. In addition, this liquid crystal phase is preferably a nematic liquid crystal phase in terms of excellent alignment. This nematic liquid crystal phase includes supramolecules, and the formed body is in a nematic state.
The quinoxaline-based polycyclic compound can be preferably used as a material for forming a birefringent film. The perylene-based polycyclic compound can be preferably used as a material for forming a polarizing film.
上記キノキサリン系の多環式化合物としては、下記一般式(I)で表されるアセナフト[1,2−b]キノキサリン誘導体を例示できる。式(I)中、A及びBは、置換基を表し、a及びbは、その置換数(aは0〜4の整数、bは、0〜6の整数)を表す。また、l及びmは、置換数(lは、0〜4の整数、mは、0〜6の整数)を表す。ただし、l及びmは、同時に0でなく、少なくとも何れか一方は、1以上である。
上記一般式(I)中のMは、対イオンを表す。前記Mは、好ましくは、水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、金属イオン、又は置換若しくは無置換のアンモニウムイオンなどである。該金属イオンとしては、Ni2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Al3+、Pd2+、Cd2+、Sn2+、Co2+、Mn2+、Ce3+などを例示できる。
Examples of the quinoxaline-based polycyclic compound include acenaphtho [1,2-b] quinoxaline derivatives represented by the following general formula (I). In formula (I), A and B represent substituents, and a and b represent the number of substitutions (a is an integer of 0 to 4, and b is an integer of 0 to 6). L and m represent the number of substitutions (l is an integer of 0 to 4, and m is an integer of 0 to 6). However, l and m are not 0 at the same time, and at least one of them is 1 or more.
M in the general formula (I) represents a counter ion. The M is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, a metal ion, or a substituted or unsubstituted ammonium ion. Examples of the metal ion include Ni 2+ , Fe 3+ , Cu 2+ , Ag + , Zn 2+ , Al 3+ , Pd 2+ , Cd 2+ , Sn 2+ , Co 2+ , Mn 2+ , and Ce 3+ .
式(I)のA及びBで表す置換基は、同一または異なっていてもよい。A及びBの置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜2のアルキル基、炭素数1〜2のアルコキシ基、−OCOCH3基、−NH2基、−NHCOCH3基、−NO2基、−CF3基、−CN基、−OCN基、−SCN基、−COOM基、−CONH2基、−SM基、−OM基などを例示できる(各基に於いて、Mは、式(I)と同様に、対イオンを表す)。好ましくは、A及びBの少なくとも何れか一方は、−COOM基(カルボン酸又はその塩)である。多環式化合物は、A及びBで表される上記置換基を有していても、本発明の方法によって分離することができる。一般式(I)において、好ましくは、置換数a及びbは0〜2であり、より好ましくは、置換数a及びbは0〜1である。一般式(I)のA及びBが無置換又は置換数の少ない多環式化合物は、塗工することにより、良好な配向性を示す。 The substituents represented by A and B in formula (I) may be the same or different. Examples of the substituent for A and B include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, -OCOCH 3 group, -NH 2 group, -NHCOCH 3 group, -NO 2 group, -CF 3 group, -CN group, -OCN group, -SCN group, -COOM group, -CONH 2 group, -SM group, -OM group and the like can be exemplified (in each group, M is represented by the formula (I ) As well as a counter ion). Preferably, at least one of A and B is a -COOM group (carboxylic acid or a salt thereof). Even if a polycyclic compound has the said substituent represented by A and B, it can be isolate | separated by the method of this invention. In the general formula (I), the substitution numbers a and b are preferably 0 to 2, and more preferably the substitution numbers a and b are 0 to 1. A polycyclic compound in which A and B in the general formula (I) are unsubstituted or have a small number of substitutions exhibits good orientation when coated.
また、上記キノキサリン系の多環式化合物としては、下記一般式(II)で表されるアセナフト[1,2−b]キノキサリン誘導体を例示できる。式(II)中、mは、置換数(1〜6の整数)を表す。上記一般式(II)中のMは、式(I)と同様である。一般式(II)で表されるキノキサリン誘導体の中でも、mが1又は2であるキノキサリン誘導体は、本発明の方法によって高い収率で精製できる。 Examples of the quinoxaline-based polycyclic compound include acenaphtho [1,2-b] quinoxaline derivatives represented by the following general formula (II). In formula (II), m represents the number of substitutions (an integer of 1 to 6). M in the general formula (II) is the same as that in the formula (I). Among the quinoxaline derivatives represented by the general formula (II), a quinoxaline derivative in which m is 1 or 2 can be purified with a high yield by the method of the present invention.
ペリレン系の多環式化合物としては、下記一般式(III)または一般式(IV)で表されるペリレン系誘導体を例示できる。式(III)及び式(IV)中、n1〜n4は、置換数(0〜4の整数)を表す。ただし、n1〜n4の全てが同時に0ではなく、n1〜n4のうち少なくとも何れか一つは、1〜4の整数である。好ましくは、n1及びn2の少なくとも何れか一方が、1〜4の整数である。上記式(III)及び式(IV)のMは、式(I)と同様である。一般式(III)または一般式(IV)において、n1〜n4は、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0〜1の整数である。 Examples of perylene-based polycyclic compounds include perylene-based derivatives represented by the following general formula (III) or general formula (IV). In formula (III) and formula (IV), n1 to n4 represent the number of substitutions (an integer of 0 to 4). However, not all of n1 to n4 are simultaneously 0, and at least one of n1 to n4 is an integer of 1 to 4. Preferably, at least one of n1 and n2 is an integer of 1 to 4. M in the above formulas (III) and (IV) is the same as in formula (I). In general formula (III) or general formula (IV), n1-n4 becomes like this. Preferably it is an integer of 0-2, More preferably, it is an integer of 0-1.
また、ペリレン系の多環式化合物としては、下記一般式(V)または一般式(VI)で表されるペリレン系誘導体を例示できる。式(V)及び式(VI)中、n1及びn2は、置換数(0〜4の整数)を表す。ただし、n1及びn2の少なくとも何れか一方は、1〜4の整数である。上記式(V)及び式(VI)のMは、式(I)と同様である。一般式(V)または一般式(VI)において、n1及びn2は、何れも1又は2の整数が好ましい。一般式(V)または(VI)で表される多環式化合物は、長軸方向両端部に−SO3M基を有している。かかるペリレン系の多環式化合物は、塗工することにより、良好な配向性を示す。 Examples of perylene-based polycyclic compounds include perylene-based derivatives represented by the following general formula (V) or general formula (VI). In Formula (V) and Formula (VI), n1 and n2 represent the number of substitutions (an integer of 0 to 4). However, at least one of n1 and n2 is an integer of 1 to 4. M in the above formulas (V) and (VI) is the same as in formula (I). In general formula (V) or general formula (VI), each of n1 and n2 is preferably an integer of 1 or 2. The polycyclic compound represented by the general formula (V) or (VI) has —SO 3 M groups at both ends in the long axis direction. Such perylene-based polycyclic compounds exhibit good orientation when applied.
上記一般式(III)〜(VI)で表されるペリレン系の多環式化合物は、波長400nm〜800nmの範囲内に於いて光吸収スペクトルの最大値を有する。かかる多環式化合物は、特に、偏光フィルムの形成材料として好適である。 The perylene-based polycyclic compounds represented by the above general formulas (III) to (VI) have the maximum value of the light absorption spectrum in the wavelength range of 400 nm to 800 nm. Such a polycyclic compound is particularly suitable as a material for forming a polarizing film.
(−SO3M基を有する多環式化合物の合成)
上記多環式化合物は、化合物の基本骨格に−SO3M基(スルホン酸又はその塩)を導入することによって得ることができる。前記−SO3M基は、例えば、スルホン化処理によって導入できる。
キノキサリン系の多環式化合物の合成は、例えば、a)非置換または置換基を有するキノキサリン誘導体を、発煙硫酸などでスルホン化して、−SO3M基の導入されたキノキサリン誘導体を合成する方法、b)非置換または置換基を有する1,2−ベンゼンジアミン、又は/及び、非置換または置換基を有するアセナフトキノンを、発煙硫酸などでスルホン化した後、両化合物を縮合させて−SO3M基の導入されたキノキサリン誘導体を得る方法、などが挙げられる。
(Synthesis of polycyclic compound having a -SO 3 M group)
The polycyclic compound can be obtained by introducing a —SO 3 M group (sulfonic acid or a salt thereof) into the basic skeleton of the compound. The —SO 3 M group can be introduced, for example, by sulfonation treatment.
Synthesis of a quinoxaline-based polycyclic compound includes, for example, a) a method of synthesizing a quinoxaline derivative having an —SO 3 M group introduced by sulfonating an unsubstituted or substituted quinoxaline derivative with fuming sulfuric acid or the like, b) 1,2-benzenediamine having an unsubstituted or substituted group or / and acenaphthoquinone having an unsubstituted or substituted group are sulfonated with fuming sulfuric acid or the like, and then both compounds are condensed to form —SO 3 M And a method for obtaining a quinoxaline derivative having a group introduced therein.
上記a)の具体的方法としては、例えば、下記反応式(a)に示されるアセナフト[1,2−b]キノキサリン又はその置換物を、無機スルホン酸などでスルホン化する。前記無機スルホン酸としては、硫酸、発煙硫酸、又はクロロスルホン酸などを例示できる。かかる方法によって−SO3M基を有するキノキサリン誘導体(多環式化合物)を得ることができる。なお、式(a)中、A、a、B、b、l及びmは、式(I)と同様である(但し、l及びmは、同時に0でない)。 As a specific method of the above a), for example, acenaphtho [1,2-b] quinoxaline represented by the following reaction formula (a) or a substituted product thereof is sulfonated with an inorganic sulfonic acid or the like. Examples of the inorganic sulfonic acid include sulfuric acid, fuming sulfuric acid, and chlorosulfonic acid. By such a method, a quinoxaline derivative (polycyclic compound) having a —SO 3 M group can be obtained. In formula (a), A, a, B, b, l and m are the same as in formula (I) (provided that l and m are not 0 at the same time).
また、上記b)の具体的方法としては、例えば、下記式(b)に示される1,2−ベンゼンジアミン若しくはその置換物、または、アセナフトキノン若しくはその置換物の少なくとも何れか一方を、無機スルホン酸などでスルホン化した後、該ベンゼンジアミンとアセナフトキノンを縮合させる。前記無機スルホン酸としては、硫酸、発煙硫酸、又はクロロスルホン酸などを例示できる。かかる方法によって−SO3M基を有するキノキサリン誘導体(多環式化合物)を得ることができる。なお、式(b)中、A、a、B、b、l及びmは、式(I)と同様である(但し、l及びmは、同時に0でない)。 Further, as a specific method of the above b), for example, at least one of 1,2-benzenediamine represented by the following formula (b) or a substituted product thereof, or acenaphthoquinone or a substituted product thereof, an inorganic sulfone is used. After sulfonation with an acid or the like, the benzenediamine and acenaphthoquinone are condensed. Examples of the inorganic sulfonic acid include sulfuric acid, fuming sulfuric acid, and chlorosulfonic acid. By such a method, a quinoxaline derivative (polycyclic compound) having a —SO 3 M group can be obtained. In formula (b), A, a, B, b, l and m are the same as in formula (I) (provided that l and m are not 0 at the same time).
ペリレン系の多環式化合物は、例えば、ペリレン誘導体(例えば、ペリレンテトラカルボン酸のジベンゾイミダゾール誘導体など)を発煙硫酸などでスルホン化処理して、−SO3M基の導入されたペリレン誘導体を合成することにより、得ることができる。 For example, perylene-based polycyclic compounds can be synthesized by sulphonating a perylene derivative (such as a dibenzimidazole derivative of perylenetetracarboxylic acid) with fuming sulfuric acid or the like to introduce a perylene derivative having an —SO 3 M group introduced. By doing so, it can be obtained.
(多環式化合物の精製)
上記合成によって得られた合成物の中には、スルホン化処理に用いた硫酸やその塩、無機スルホン酸等のような、SO4 2−又はSO3 −を生じ得る不純物が残存している。これらは、不揮発性であるため、乾燥させても合成物中に残存する。本発明者らは、多環式化合物に硫酸等の不純物を多く含む合成物は、これを溶液状にして基材上に塗工しても、良好な塗工膜が形成できないことを見出している。この原因は明らかではないが、溶液状にした際に、残存硫酸等に起因して、SO4 2−又はSO3 −が生じ、これが塗工膜形成の障害になっていると推定される。
本発明では、合成物中の上記不純物を実質的に且つ簡易に除去するために、下記有機溶媒に合成物(スルホン化処理後に得られる、硫酸などの不純物と−SO3M基を有する多環式化合物とを含む混合物)を溶解させた後、ろ過分離によって、前記多環式化合物を精製する。
(Purification of polycyclic compounds)
In the synthesized product obtained by the above synthesis, impurities that can generate SO 4 2− or SO 3 − remain, such as sulfuric acid and salts thereof used in the sulfonation treatment, inorganic sulfonic acid, and the like. Since these are non-volatile, they remain in the composite even when dried. The present inventors have found that a compound containing a large amount of impurities such as sulfuric acid in a polycyclic compound cannot form a good coating film even if it is applied as a solution to a substrate. Yes. The cause of this is not clear, but it is presumed that SO 4 2− or SO 3 − is generated due to residual sulfuric acid or the like when it is made into a solution, which is an obstacle to the formation of a coating film.
In the present invention, in order to substantially and easily remove the impurities in the composition, the compound (polycyclic ring having an impurity such as sulfuric acid and a —SO 3 M group obtained after sulfonation treatment) is added to the following organic solvent. And the polycyclic compound is purified by filtration separation.
精製の際に用いる有機溶媒は、SO4 2−又はSO3 −(好ましくはSO4 2−及びSO3 −の何れも)が溶解し且つ−SO3M基を有する多環式化合物が難溶な溶媒を用いる。
ここで、SO4 2−又はSO3 −が溶解するとは、有機溶媒に対するSO4 2−又はSO3 −の23℃に於ける溶解度が、10g/100g以上程度であることを言う。また、−SO3M基を有する多環式化合物が難溶とは、有機溶媒に対する前記多環式化合物の23℃に於ける溶解度が、0.5g/100g以下程度であることを言う。
上記有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどの低級アルコール(好ましくは炭素数1〜4のアルコール)、アセトンなどを例示できる。これらの中でも、メタノール又は/及びアセトンを用いることが好ましい。本発明では、これら有機溶媒から選ばれる1種又は2種以上を併用して用いることができる。なお、溶媒として水を用いない理由は、上記多環式化合物は、水に対する溶解性が高いからである。
The organic solvent used for purification is a polycyclic compound in which SO 4 2− or SO 3 − (preferably both SO 4 2− and SO 3 − are dissolved) and a —SO 3 M group are hardly soluble. Use a suitable solvent.
Here, SO 4 2-or SO 3 - and dissolves, SO 4 2-or SO 3 in an organic solvent - refers to in solubility 23 ° C. of an extent more than 10 g / 100 g. The term “poorly soluble in a polycyclic compound having a —SO 3 M group” means that the solubility of the polycyclic compound in an organic solvent at 23 ° C. is about 0.5 g / 100 g or less.
Examples of the organic solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol (preferably alcohols having 1 to 4 carbon atoms), acetone and the like. Among these, it is preferable to use methanol or / and acetone. In the present invention, one or more selected from these organic solvents can be used in combination. The reason why water is not used as the solvent is that the polycyclic compound has high solubility in water.
上記合成物(硫酸などの不純物と−SO3M基を有する多環式化合物とを含む混合物)は、上記有機溶媒に混合される。合成物を有機溶媒に混合した液は、SO4 2−又は/及びSO3 −が溶解した溶液中に、多環式化合物が分散した分散液となる。
有機溶媒の量は、特に限定されず、合成物に対して十分な量であればよい。もっとも、有機溶媒の量が余りに少ないと、SO4 2−等が十分溶解しない虞がある。一方、不必要に多いと、有機溶媒の無駄や精製される多環式化合物の量が僅かに減少する場合がある(有機溶媒の種類や多環式化合物の構造によっては、該多環式化合物が有機溶媒に僅かに溶解する場合がある)。このような理由から、有機溶媒は、合成物100質量部に対して、200〜10,000質量部程度が好ましい。
The synthesized product (a mixture containing an impurity such as sulfuric acid and a polycyclic compound having a —SO 3 M group) is mixed with the organic solvent. The liquid in which the synthesized product is mixed with an organic solvent becomes a dispersion in which a polycyclic compound is dispersed in a solution in which SO 4 2− and / or SO 3 − is dissolved.
The amount of the organic solvent is not particularly limited as long as it is a sufficient amount for the synthesized product. However, if the amount of the organic solvent is too small, SO 4 2− and the like may not be sufficiently dissolved. On the other hand, if it is unnecessarily large, the organic solvent is wasted and the amount of the polycyclic compound to be purified may slightly decrease (depending on the type of organic solvent and the structure of the polycyclic compound, the polycyclic compound may be reduced. May be slightly soluble in organic solvents). For these reasons, the organic solvent is preferably about 200 to 10,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composite.
有機溶媒に混合した後、十分に攪拌して、SO4 2−等の溶解を促進させる。
次に、得られた分散液を、ろ過する。ろ過の方法は、重力を利用した自然ろ過、ろ材の下面を減圧する減圧ろ過が好ましい。もっとも、ろ過の方法は、加圧ろ過、遠心ろ過などで行うこともできる。
ろ材としては、自然ろ過などに広く一般に用いられているセルロース系のろ紙が使用できるが、セルロース系以外、例えば、グラスファイバー系などの紙以外のろ材を使用してもよい。
ろ材としては、例えば、0.8μm程度の孔径を有するろ材を用いることが好ましい。該ろ材を用いることにより、確実に且つ比較的短時間でSO4 2−等と多環式化合物とを分離できる。
ろ材としてろ紙を使用する場合、ろ紙の種類(主として目の細かさ)としては、例えば、定量分析用の5種C、6種(いずれも、JIS P 3801に準拠)などが好ましい。
After mixing with an organic solvent, the mixture is sufficiently stirred to promote dissolution of SO 4 2− and the like.
Next, the obtained dispersion is filtered. The filtration method is preferably natural filtration using gravity, or reduced pressure filtration for reducing the lower surface of the filter medium. But the filtration method can also be performed by pressure filtration, centrifugal filtration, or the like.
As the filter medium, cellulose-based filter paper that is widely used for natural filtration and the like can be used. However, other than cellulose-based filter media, for example, filter media other than paper such as glass fiber-based filters may be used.
As the filter medium, for example, a filter medium having a pore diameter of about 0.8 μm is preferably used. By using the filter medium, SO 4 2− and the polycyclic compound can be separated reliably and in a relatively short time.
When filter paper is used as the filter medium, the type of filter paper (mainly fineness of the eyes) is preferably, for example, 5 types C and 6 types for quantitative analysis (both comply with JIS P 3801).
上記分散液は、ろ過することによって、ろ液と残さに分離される。有機溶媒に溶解したSO4 2−等は、ろ液として除去される。有機溶媒に難溶な多環式化合物は、残さとして取り出される。従って、SO4 2−等と多環式化合物とを、容易に分離できる。該残さを乾燥することで、多環式化合物を精製できる。
なお、必要に応じて、残さを再び上記有機溶媒に混合し、ろ過を繰り返してもよい。ろ過を数回繰り返すことによって、より純度の高い多環式化合物を得ることができる。
The dispersion is separated into a filtrate and a residue by filtration. SO 4 2- and the like dissolved in the organic solvent are removed as a filtrate. Polycyclic compounds that are sparingly soluble in organic solvents are removed as a residue. Therefore, SO 4 2− etc. can be easily separated from the polycyclic compound. The polycyclic compound can be purified by drying the residue.
If necessary, the residue may be mixed with the organic solvent again and filtration may be repeated. By repeating filtration several times, a polycyclic compound with higher purity can be obtained.
上記有機溶媒の混合及びろ過(すなわち、多環式化合物の精製)は、多環式化合物中の残存不純物量(硫酸、硫酸塩などの量)が、多環式化合物1g当たり、100mg以下となるまで行うことが好ましく、更に、20mg以下がより好ましい。残存不純物量を100mg以下の範囲にまで低減することにより、後述するコーティング液中のSO4 2−等を極少量にでき、塗工性に優れたコーティング液を調製できる。 In the mixing and filtration of the organic solvent (that is, purification of the polycyclic compound), the amount of residual impurities (amount of sulfuric acid, sulfate, etc.) in the polycyclic compound is 100 mg or less per 1 g of the polycyclic compound. Up to 20 mg, more preferably 20 mg or less. By reducing the amount of residual impurities to a range of 100 mg or less, SO 4 2− and the like in the coating liquid described later can be made extremely small, and a coating liquid excellent in coating property can be prepared.
<多環式化合物を含有するコーティング液>
上記製造方法(精製方法)を経て得られた純度の高い多環式化合物は、適宜な用途に使用され得る。精製された多環式化合物の用途は、好ましくは、複屈折性フィルムを形成するためのコーティング液、又は、偏光フィルムを形成するためのコーティング液である。
すなわち、上記製造方法(精製方法)を経て得られた純度の高い多環式化合物は、適当な溶媒に溶解させ、コーティング液とすることができる。上記多環式化合物は、水溶性である。このため、コーティング液を調製する際の溶媒としては、水を用いることができる。
上記溶媒として水を用いる場合、水の電気伝導率は、好ましくは20μS/cm以下(下限値は0μS/cm)、より好ましくは0.001μS/cm〜10μS/cmであり、特に好ましくは0.01μS/cm〜5μS/cmである。水の電気伝導率を上記の範囲とするコーティング液を用いることにより、高い面内の複屈折率を有する複屈折性フィルムを作製できるからである。なお、当該電気伝導度は、下記実施例に記載の方法によって測定できる。
<Coating liquid containing polycyclic compound>
The high-purity polycyclic compound obtained through the above production method (purification method) can be used for appropriate applications. The use of the purified polycyclic compound is preferably a coating liquid for forming a birefringent film or a coating liquid for forming a polarizing film.
That is, the high-purity polycyclic compound obtained through the above production method (purification method) can be dissolved in an appropriate solvent to form a coating solution. The polycyclic compound is water-soluble. For this reason, water can be used as a solvent for preparing the coating liquid.
When water is used as the solvent, the electrical conductivity of water is preferably 20 μS / cm or less (lower limit is 0 μS / cm), more preferably 0.001 μS / cm to 10 μS / cm, and particularly preferably 0.8. 01 μS / cm to 5 μS / cm. This is because a birefringent film having a high in-plane birefringence can be produced by using a coating liquid having an electric conductivity of water in the above range. In addition, the said electrical conductivity can be measured by the method as described in the following Example.
上記コーティング液は、上記多環式化合物の1種または構造の異なる2種以上が溶解している。該コーティング液に於ける多環式化合物の濃度は、特に限定されないが、溶液に於いて安定なネマチック液晶相を示すことから、好ましくは5質量%〜35質量%であり、より好ましくは5質量%〜30質量%である。なお、ネマチック液晶相は、偏光顕微鏡で観察される液晶相の光学模様によって、確認、識別することができる。
また、上記コーティング液のpH値が低い場合には、アルカリを添加して、pH4〜10程度、更に、pH6〜8程度に調整することが望ましい。
In the coating liquid, one or more of the polycyclic compounds or two or more having different structures are dissolved. The concentration of the polycyclic compound in the coating liquid is not particularly limited, but is preferably 5% by mass to 35% by mass and more preferably 5% by mass because it exhibits a stable nematic liquid crystal phase in the solution. % To 30% by mass. The nematic liquid crystal phase can be confirmed and identified by the optical pattern of the liquid crystal phase observed with a polarizing microscope.
Moreover, when the pH value of the coating solution is low, it is desirable to add an alkali to adjust the pH to about 4 to 10 and further to about pH 6 to 8.
さらに、コーティング液は、添加剤が添加されていてもよい。添加剤としては、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、帯電防止剤、相溶化剤、架橋剤、増粘剤などを例示できる。これら添加剤の添加量は、好ましくは、コーティング液100質量部に対して、0を超え10質量部以下である。 Further, an additive may be added to the coating liquid. Examples of additives include plasticizers, heat stabilizers, light stabilizers, lubricants, antioxidants, ultraviolet absorbers, flame retardants, colorants, antistatic agents, compatibilizers, crosslinking agents, and thickeners. . The addition amount of these additives is preferably more than 0 and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the coating liquid.
また、コーティング液は、添加剤として界面活性剤が添加されていてもよい。界面活性剤は、多環式化合物の基材表面へのぬれ性や塗工性を向上させるために使用される。界面活性剤は、好ましくは、非イオン界面活性剤である。該界面活性剤の添加量は、好ましくは、コーティング液100質量部に対して、0を超え5質量部以下である。 In addition, a surfactant may be added as an additive to the coating liquid. The surfactant is used for improving the wettability and coating property of the polycyclic compound to the substrate surface. The surfactant is preferably a nonionic surfactant. The addition amount of the surfactant is preferably more than 0 and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the coating liquid.
<多環式化合物を含有する複屈折性フィルム及び偏光フィルム>
本発明の複屈折性フィルム又は偏光フィルムは、上記多環式化合物を含む組成物を製膜することにより、得ることができる。
(複屈折性フィルム又は偏光フィルムの製法)
本発明の複屈折性フィルム又は偏光フィルムは、例えば、次の(1)〜(3)の工程を含む方法によって作製できる。
(1)上記コーティング液を調製する工程、
(2)少なくとも一方の表面が、親水化処理された基材を準備する工程、
(3)工程(2)で準備した基材の親水化処理された表面に、上記工程(1)で調製した溶液を塗工し、乾燥させる工程。
このような製法によれば、複屈折性フィルム又は偏光フィルムと、基材と、を少なくとも備える積層フィルムを得ることができる。
なお、工程(1)及び工程(2)を実施する順序は、特に限定されず、工程(1)を先に行った後、工程(2)を行ってもよいし、或いは、工程(2)を先に行った後、工程(1)を行ってもよいし、或いは、工程(1)と工程(2)を並行しても行ってもよい。
<Birefringent film and polarizing film containing polycyclic compound>
The birefringent film or polarizing film of the present invention can be obtained by forming a composition containing the polycyclic compound.
(Production method of birefringent film or polarizing film)
The birefringent film or polarizing film of the present invention can be produced, for example, by a method including the following steps (1) to (3).
(1) a step of preparing the coating liquid,
(2) a step of preparing a base material on which at least one surface is hydrophilized,
(3) A step of applying and drying the solution prepared in the step (1) on the surface of the base material prepared in the step (2) subjected to the hydrophilic treatment.
According to such a production method, a laminated film including at least a birefringent film or a polarizing film and a substrate can be obtained.
In addition, the order which implements a process (1) and a process (2) is not specifically limited, After performing a process (1) previously, you may perform a process (2) or a process (2). After performing step (1), step (1) may be performed, or step (1) and step (2) may be performed in parallel.
上記工程(1)で用いられるコーティング液の調製は、上記で説明した通りである。
上記工程(2)における「親水化処理」とは、基材の水の接触角を低下させる処理をいう。上記親水化処理は、多環式化合物を塗工する基材表面のぬれ性、塗工性を向上させるために行われる。上記親水化処理は、基材の23℃における水の接触角を、処理前に比べて、好ましくは10%以上低下させる処理であり、さらに好ましくは15%〜80%低下させる処理であり、特に好ましくは20%〜70%低下させる処理である。なお、この低下させる割合(%)は、式;{(処理前の接触角−処理後の接触角)/処理前の接触角}×100により求められる。なお、当該接触角は、固液界面解析装置[協和界面科学(株)製、製品名「Drop Master300」](液滴0.5μl、滴下後5秒間経過後に静的接触角測定)を用いて測定することができる。
The preparation of the coating solution used in the step (1) is as described above.
The “hydrophilic treatment” in the above step (2) refers to a treatment for reducing the water contact angle of the substrate. The hydrophilization treatment is performed in order to improve the wettability and coatability of the substrate surface on which the polycyclic compound is coated. The hydrophilization treatment is a treatment for reducing the contact angle of water at 23 ° C. of the base material by preferably 10% or more, more preferably a treatment for reducing the contact angle of water by 15% to 80%. The treatment is preferably reduced by 20% to 70%. In addition, the ratio (%) to reduce is calculated | required by Formula; {(Contact angle before processing-Contact angle after processing) / Contact angle before processing} × 100. The contact angle is determined using a solid-liquid interface analyzer [product name “Drop Master 300” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.] (droplet 0.5 μl, static contact angle measurement after 5 seconds from dropping). Can be measured.
さらに、上記親水化処理は、基材の23℃における水の接触角を、処理前に比べて、好ましくは5°以上低下させる処理であり、さらに好ましくは、10°〜65°低下させる処理であり、特に好ましくは20°〜65°低下させる処理である。 Further, the hydrophilization treatment is a treatment for reducing the contact angle of water at 23 ° C. of the substrate, preferably by 5 ° or more, and more preferably a treatment for reducing the contact angle by 10 ° to 65 °. Yes, and particularly preferably a treatment for lowering by 20 ° to 65 °.
さらに、上記親水化処理は、基材の23℃における水の接触角を、好ましくは5°〜60°とする処理であり、さらに好ましくは5°〜50°とする処理であり、特に好ましくは5°〜45°とする処理である。基材の水の接触角を上記範囲とすることによって、高い面内の複屈折率を示し、且つ、厚みバラツキの小さい複屈折性フィルムが得られるからである。また、基材の水の接触角を上記範囲とすることによって、偏光特性に優れ、且つ厚みバラツキの小さい偏光フィルムが得られるからである。 Further, the hydrophilization treatment is a treatment in which the contact angle of water at 23 ° C. of the substrate is preferably 5 ° to 60 °, more preferably 5 ° to 50 °, and particularly preferably. This is a treatment of 5 ° to 45 °. This is because by setting the water contact angle of the substrate within the above range, a birefringent film having a high in-plane birefringence and a small thickness variation can be obtained. Moreover, it is because the polarizing film which is excellent in a polarization characteristic and has small thickness variation is obtained by making the contact angle of the water of a base material into the said range.
上記親水化処理としては、任意の適切な方法が採用され得る。上記親水化処理としては、例えば、乾式処理でもよく、湿式処理でもよい。乾式処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、及びグロー放電処理などの放電処理、火炎処理、オゾン処理、UVオゾン処理、紫外線処理および電子線処理などの電離活性線処理などが挙げられる。湿式処理としては、水やアセトンなどの溶媒を用いた超音波処理、アルカリ処理、アンカーコート処理などを例示できる。これらの処理は、1種単独で、又は、2つ以上を組み合せて用いてもよい。 Any appropriate method can be adopted as the hydrophilic treatment. As the hydrophilic treatment, for example, a dry treatment or a wet treatment may be used. Examples of the dry treatment include discharge treatment such as corona treatment, plasma treatment, and glow discharge treatment, flame treatment, ozone treatment, UV ozone treatment, ionizing active ray treatment such as ultraviolet ray treatment, and electron beam treatment. Examples of the wet treatment include ultrasonic treatment using a solvent such as water and acetone, alkali treatment, anchor coating treatment, and the like. These treatments may be used singly or in combination of two or more.
好ましくは、上記親水化処理は、コロナ処理、プラズマ処理、アルカリ処理、又はアンカーコート処理である。上記親水化処理であれば、高い配向性を有し、且つ、厚みバラツキの小さい複屈折性フィルム又は偏光フィルムを得ることができる。上記親水化処理の条件、例えば、処理時間や強度などは、基材の水の接触角が上記の範囲となるように、適宜、適切に調整され得る。 Preferably, the hydrophilization treatment is a corona treatment, a plasma treatment, an alkali treatment, or an anchor coat treatment. With the above hydrophilic treatment, a birefringent film or polarizing film having high orientation and small thickness variation can be obtained. The conditions for the hydrophilization treatment, such as the treatment time and strength, can be appropriately adjusted as appropriate so that the water contact angle of the substrate falls within the above range.
上記コロナ処理は、代表的には、コロナ放電内へ基材を通過させることによって、基材表面を改質する処理である。コロナ放電は、接地された誘電体ロールと絶縁された電極との間に高周波、高電圧を印加することにより、電極間の空気が絶縁破壊してイオン化して発生する。上記プラズマ処理は、代表的には、低温プラズマ内へ基材を通過させることによって、基材表面を改質する処理である。低温プラズマは、低圧の不活性ガスや酸素、ハロゲンガスなど無機気体中でグロー放電を起こすと、気体分子の一部がイオン化して発生する。上記超音波洗浄処理は、代表的には、水や有機溶媒中に基材を浸漬させて超音波をあてることにより、基材表面の汚染物を除去し、基材のぬれ性を改善する処理である。上記アルカリ処理は、代表的には、塩基性物質を水又は有機溶剤に溶解したアルカリ処理液に、基材を浸漬することによって、基材表面を改質する処理である。上記アンカーコート処理は、代表的には、基材表面にアンカーコート剤を塗工する処理である。 The corona treatment is typically a treatment for modifying the substrate surface by passing the substrate through corona discharge. Corona discharge is generated by applying a high frequency and high voltage between a grounded dielectric roll and an insulated electrode, thereby causing the air between the electrodes to break down and ionize. The plasma treatment is typically a treatment for modifying the substrate surface by passing the substrate through low-temperature plasma. Low temperature plasma is generated by ionizing a part of gas molecules when glow discharge occurs in an inorganic gas such as a low-pressure inert gas, oxygen, or halogen gas. The above ultrasonic cleaning treatment is typically a treatment that removes contaminants on the surface of the substrate and improves the wettability of the substrate by immersing the substrate in water or an organic solvent and applying ultrasonic waves. It is. The alkali treatment is typically a treatment for modifying the substrate surface by immersing the substrate in an alkali treatment solution in which a basic substance is dissolved in water or an organic solvent. The anchor coating treatment is typically a treatment for applying an anchor coating agent to the surface of the substrate.
コーティング液を塗工する基材は、コーティング液を均一に流延するために用いられる。上記基材は、任意の適切なものが選択され得る。上記基材としては、ガラス基材、石英基材、高分子フィルム、プラスチックス基材、アルミや鉄などの金属板、セラミックス基材、シリコンウエハーなどを例示できる。上記基材は、好ましくは、ガラス基材又は高分子フィルムである。 The base material to which the coating liquid is applied is used for uniformly casting the coating liquid. Any appropriate substrate can be selected. Examples of the substrate include glass substrates, quartz substrates, polymer films, plastics substrates, metal plates such as aluminum and iron, ceramic substrates, and silicon wafers. The substrate is preferably a glass substrate or a polymer film.
上記ガラス基材としては、任意の適切なものが選択され得る。好ましくは、上記ガラス基材は、液晶セルに用いられるセル基板と同等品を使用できる。該ガラス基材としては、アルカリ成分を含むソーダ石灰(青板)ガラス、又は低アルカリ硼砂酸ガラスを例示できる。上記ガラス基材は、市販のものをそのまま用いてもよい。市販のガラス基材としては、コーニング社製のガラスコード:1737、旭硝子(株)製のガラスコード:AN635、NHテクノグラス(株)製のガラスコード:NA−35などを例示できる。 Any appropriate material can be selected as the glass substrate. Preferably, the glass substrate can be equivalent to a cell substrate used for a liquid crystal cell. Examples of the glass substrate include soda lime (blue plate) glass containing an alkali component, or low alkali borosilicate glass. A commercially available glass substrate may be used as it is. Examples of commercially available glass substrates include Corning Corporation glass cord: 1737, Asahi Glass Co., Ltd. glass cord: AN635, NH Techno Glass Co., Ltd. glass cord: NA-35, and the like.
上記高分子フィルムは、可視光の光線透過率に優れ、透明性に優れるフィルムを用いることが好ましい。この高分子フィルムの可視光に於ける光線透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。ただし、光線透過率は、フィルム厚100μmで、分光光度計(日立製作所製、製品名:U−4100型)で測定されたスペクトルデータを基に視感度補正を行ったY値をいう。また、高分子フィルムのヘイズ値は、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下である。ただし、ヘイズ値は、JIS−K7105に準じて測定された値をいう。
上記高分子フィルムを形成する樹脂としては、任意の適切なものが選択され得る。好ましくは、上記高分子フィルムは、熱可塑性樹脂を含有する。上記熱可塑性樹脂としては、オレフィン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、カーボネート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、アミドイミド系樹脂、イミド系樹脂などが挙げられる。上記熱可塑性樹脂は、1種単独で、または2種以上を組み合せて用いることができる。また、上記熱可塑性樹脂は、任意の適切なポリマー変性を行った後に用いることもできる。上記ポリマー変性としては、共重合、架橋、分子末端、立体規則性などを例示できる。
As the polymer film, it is preferable to use a film having excellent visible light transmittance and excellent transparency. The light transmittance of visible light in this polymer film is preferably 80% or more, more preferably 90% or more. However, the light transmittance means a Y value obtained by correcting the visibility based on spectrum data measured with a spectrophotometer (product name: U-4100 type, manufactured by Hitachi, Ltd.) with a film thickness of 100 μm. The haze value of the polymer film is preferably 3% or less, more preferably 1% or less. However, the haze value refers to a value measured according to JIS-K7105.
Any appropriate resin can be selected as the resin for forming the polymer film. Preferably, the polymer film contains a thermoplastic resin. Examples of the thermoplastic resin include olefin resins, cycloolefin resins, vinyl chloride resins, cellulose resins, styrene resins, polymethyl methacrylate, polyvinyl acetate, vinylidene chloride resins, polyamide resins, and polyacetal resins. And carbonate resins, polybutylene terephthalate resins, polyethylene terephthalate resins, polysulfone resins, polyether sulfone resins, polyether ether ketone resins, polyarylate resins, amide imide resins, and imide resins. The said thermoplastic resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Moreover, the said thermoplastic resin can also be used after performing arbitrary appropriate polymer modification | denaturation. Examples of the polymer modification include copolymerization, crosslinking, molecular terminals, and stereoregularity.
本発明に用いられる基材は、好ましくは、セルロース系樹脂を含有する高分子フィルムである。かかる基材は、多環式化合物とのぬれ性に優れている。この基材に上記コーティング液を塗工することにより、高い面内の複屈折率を有し、且つ、厚みバラツキの小さい複屈折性フィルムが得られるからである。この基材に上記コーティング液を塗工することにより、偏光特性に優れ、且つ厚みバラツキの小さい偏光フィルムが得られるからである。 The substrate used in the present invention is preferably a polymer film containing a cellulose resin. Such a substrate is excellent in wettability with a polycyclic compound. This is because a birefringent film having a high in-plane birefringence and a small thickness variation can be obtained by applying the coating liquid to the substrate. This is because by applying the coating liquid to the substrate, a polarizing film having excellent polarization characteristics and small thickness variation can be obtained.
上記セルロース系樹脂は、任意の適切なものが採用され得る。上記セルロース系樹脂は、好ましくは、セルロースの水酸基の一部または全部が、アセチル基、プロピオニル基及びブチル基の少なくとも何れか1つの基で置換された、セルロース有機酸エステルまたはセルロース混合有機酸エステルである。上記セルロース有機酸エステルとしては、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等を例示できる。上記セルロース混合有機酸エステルとしては、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等を例示できる。上記セルロース系樹脂は、例えば、特開2001−188128号公報[0040]〜[0041]に記載の方法により得ることができる。 Arbitrary appropriate things can be employ | adopted for the said cellulose resin. The cellulose-based resin is preferably a cellulose organic acid ester or a cellulose mixed organic acid ester in which part or all of the hydroxyl groups of cellulose are substituted with at least one group of acetyl group, propionyl group, and butyl group. is there. Examples of the cellulose organic acid ester include cellulose acetate, cellulose propionate, and cellulose butyrate. Examples of the cellulose mixed organic acid ester include cellulose acetate propionate and cellulose acetate butyrate. The cellulose resin can be obtained by, for example, the method described in JP 2001-188128 A [0040] to [0041].
本発明に用いられる基材は、市販の高分子フィルムをそのまま用いてもよい。あるいは、市販の高分子フィルムに、延伸処理および/または収縮処理などの2次的加工を施したフィルムを用いてもよい。セルロース系樹脂を含有する市販の高分子フィルムとしては、富士写真フィルム(株)製 フジタックシリーズ(商品名;ZRF80S,TD80UF,TDY−80UL)、コニカミノルタオプト(株)製 商品名「KC8UX2M」などを例示できる。 As the base material used in the present invention, a commercially available polymer film may be used as it is. Alternatively, a film obtained by subjecting a commercially available polymer film to secondary processing such as stretching and / or shrinking may be used. Examples of commercially available polymer films containing cellulosic resins include Fuji Photo Film Co., Ltd. Fujitac Series (trade names; ZRF80S, TD80UF, TDY-80UL), Konica Minolta Opto Co., Ltd., trade names “KC8UX2M”, and the like. Can be illustrated.
上記基材の厚みは、好ましくは、20μm〜100μmである。基材の厚みを上記の範囲とすることによって、基材のハンドリング性や塗工性が優れる。 The thickness of the substrate is preferably 20 μm to 100 μm. By setting the thickness of the base material within the above range, the handling property and coating property of the base material are excellent.
上記工程(3)において、コーティング液を基材の表面に塗工する方法としては、適宜、適切なコータを用いた塗工方式が採用され得る。上記コータとしては、リバースロールコータ、正回転ロールコータ、グラビアコータ、ロッドコータ、スロットダイコータ、スロットオリフィスコータ、カーテンコータ、ファウンテンコータなどを例示できる。上記のコータを用いた塗工方式であれば、厚みバラツキの小さい複屈折性フィルム又は偏光フィルムを得ることができる。
コーティング液の塗工速度は、好ましくは50mm/秒以上であり、さらに好ましくは100mm/秒以上である。塗工速度を上記の範囲にすることによって、コーティング液に、多環式化合物が配向するのに適したせん断力がかかり、高い面内の複屈折率を有し、且つ、厚みバラツキの小さい複屈折性フィルムが得られるからである。また、塗工速度を上記の範囲にすることによって、 偏光特性に優れ、且つ厚みバラツキの小さい偏光フィルムが得られるからである。
In the step (3), as a method for applying the coating liquid to the surface of the substrate, a coating method using an appropriate coater can be appropriately employed. Examples of the coater include a reverse roll coater, a normal rotation roll coater, a gravure coater, a rod coater, a slot die coater, a slot orifice coater, a curtain coater, and a fountain coater. If it is the coating system using said coater, a birefringent film or a polarizing film with small thickness dispersion can be obtained.
The coating speed of the coating liquid is preferably 50 mm / second or more, more preferably 100 mm / second or more. By setting the coating speed within the above range, the coating liquid is subjected to a shearing force suitable for orienting the polycyclic compound, has a high in-plane birefringence, and has a small thickness variation. This is because a refractive film can be obtained. Further, by setting the coating speed within the above range, a polarizing film having excellent polarization characteristics and small thickness variation can be obtained.
塗工後のコーティング液を乾燥させる方法は、適宜、適切な方法が採用され得る。乾燥方法は、例えば、熱風又は冷風が循環する空気循環式恒温オーブン、マイクロ波もしくは遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、ヒートパイプロール又は金属ベルトなどの乾燥手段を用いることができる。
乾燥させる温度は、上記コーティング液の等方相転移温度以下であり、低温から高温へ徐々に昇温して乾燥させることが好ましい。上記乾燥温度は、好ましくは10℃〜80℃であり、さらに好ましくは20℃〜60℃である。上記の温度範囲であれば厚みバラツキの小さい複屈折性フィルムを得ることができる。
乾燥させる時間は、乾燥温度や溶媒の種類によって、適宜、選択され得る。ただし、厚みバラツキの小さい複屈折性フィルム又は偏光フィルムを得るためには、乾燥時間は、例えば1分〜30分であり、好ましくは1分〜10分である。
As a method for drying the coating liquid after coating, an appropriate method can be adopted as appropriate. The drying method uses, for example, a drying means such as an air circulating constant temperature oven in which hot air or cold air circulates, a heater using microwaves or far infrared rays, a roll heated for temperature adjustment, a heat pipe roll, or a metal belt. be able to.
The drying temperature is equal to or lower than the isotropic phase transition temperature of the coating liquid, and it is preferable that the temperature is gradually raised from a low temperature to a high temperature for drying. The drying temperature is preferably 10 ° C to 80 ° C, more preferably 20 ° C to 60 ° C. If it is said temperature range, a birefringent film with small thickness variation can be obtained.
The drying time can be appropriately selected depending on the drying temperature and the type of solvent. However, in order to obtain a birefringent film or polarizing film with small thickness variation, the drying time is, for example, 1 minute to 30 minutes, and preferably 1 minute to 10 minutes.
なお、上記工程(1)〜(3)の後に、さらに、下記工程(4)を行ってもよい。
(4)上記工程(3)で得られた複屈折性フィルム又は偏光フィルムに、アルミニウム塩、バリウム塩、鉛塩、クロム塩、ストロンチウム塩、及び分子内に2個以上のアミノ基を有する化合物塩からなる群から選択される少なくとも1種の化合物塩を含む溶液を接触させる工程。
In addition, you may perform the following process (4) further after the said process (1)-(3).
(4) Aluminum salt, barium salt, lead salt, chromium salt, strontium salt, and compound salt having two or more amino groups in the molecule on the birefringent film or polarizing film obtained in the above step (3) Contacting with a solution containing at least one compound salt selected from the group consisting of:
上記工程(4)は、得られる複屈折性フィルム又は偏光フィルムを、水に対して、不溶化又は難溶化させるために行われる。上記化合物塩としては、塩化アルミニウム、塩化バリウム、塩化鉛、塩化クロム、塩化ストロンチウム、4,4’−テトラメチルジアミノジフェニルメタン塩酸塩、2,2’−ジピリジル塩酸塩、4,4’−ジピリジル塩酸塩、メラミン塩酸塩、テトラアミノピリミジン塩酸塩などを例示できる。このような化合物塩であれば、耐水性に優れた複屈折性フィルム又は偏光フィルムが得られ得る。 The said process (4) is performed in order to make the birefringent film or polarizing film obtained insoluble or hardly soluble with respect to water. Examples of the compound salt include aluminum chloride, barium chloride, lead chloride, chromium chloride, strontium chloride, 4,4′-tetramethyldiaminodiphenylmethane hydrochloride, 2,2′-dipyridyl hydrochloride, 4,4′-dipyridyl hydrochloride And melamine hydrochloride and tetraaminopyrimidine hydrochloride. With such a compound salt, a birefringent film or a polarizing film excellent in water resistance can be obtained.
上記化合物塩を含む溶液の、化合物塩の濃度は、好ましくは3質量%〜40質量%であり、より好ましくは5質量%〜30質量%である。上記範囲の濃度の化合物塩を含む溶液と接触させることによって、耐久性に優れた複屈折性フィルム又は偏光フィルムを得られるからである。 The concentration of the compound salt in the solution containing the compound salt is preferably 3% by mass to 40% by mass, and more preferably 5% by mass to 30% by mass. This is because a birefringent film or a polarizing film excellent in durability can be obtained by contacting with a solution containing a compound salt having a concentration in the above range.
工程(3)で得られた複屈折性フィルム又は偏光フィルムに、上記化合物塩を含む溶液を接触させる方法としては、例えば、当該複屈折性フィルム又は偏光フィルムの表面に上記化合物塩を含む溶液を塗工する方法、当該複屈折性フィルム又は偏光フィルムを上記化合物塩を含む溶液に浸漬する方法など、任意の方法が採用され得る。これらの方法が採用される場合、得られた複屈折性フィルム又は偏光フィルムは、水又は任意の溶剤で洗浄することが好ましい。その後、さらに乾燥することで、基材と複屈折性フィルム又は偏光フィルムとの界面の密着性に優れた積層体を得ることができる。 As a method of bringing the solution containing the compound salt into contact with the birefringent film or polarizing film obtained in the step (3), for example, a solution containing the compound salt on the surface of the birefringent film or polarizing film is used. Any method such as a coating method, a method of immersing the birefringent film or the polarizing film in a solution containing the above compound salt may be employed. When these methods are employed, the obtained birefringent film or polarizing film is preferably washed with water or an arbitrary solvent. Then, the laminated body excellent in the adhesiveness of the interface of a base material and a birefringent film or a polarizing film can be obtained by further drying.
(複屈折性フィルムの性質等)
上記多環式化合物を含む本発明の複屈折性フィルムは、屈折率楕円体がnx≧nz>nyの関係を満足する。
この複屈折性フィルムは、面内及び/又は厚み方向に複屈折を示し、波長590nmにおける面内及び/又は厚み方向の複屈折率が、1×10−4以上となる。
ただし、「nx≧nz>ny」とは、複屈折性フィルムの光学的な異方性を表す。nxは、複屈折性フィルムの面内において屈折率の最大となる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率を、nyは、面内において遅相軸方向と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率を、nzは、厚み方向の屈折率を、それぞれ表す(以下、同様)。
(Characteristics of birefringent film, etc.)
In the birefringent film of the present invention containing the above polycyclic compound, the refractive index ellipsoid satisfies the relationship of nx ≧ nz> ny.
This birefringent film exhibits in-plane and / or thickness direction birefringence, and the in-plane and / or thickness direction birefringence at a wavelength of 590 nm is 1 × 10 −4 or more.
However, “nx ≧ nz> ny” represents the optical anisotropy of the birefringent film. nx is the refractive index in the direction that maximizes the refractive index in the plane of the birefringent film (that is, the slow axis direction), and ny is the direction that is orthogonal to the slow axis direction in the plane (that is, the fast phase). (Axial direction) and nz represents the refractive index in the thickness direction (hereinafter the same).
本発明の複屈折性フィルムの形成材料として用いられる多環式化合物は、好ましくは、分子構造中に芳香環及び/又は複素環を2個以上有する化合物であり、より好ましくは、芳香環及び/又は複素環を3個〜8個有する化合物であり、特に好ましくは、芳香環及び/又は複素環を4個〜6個有する化合物である。より具体的には、上記一般式(I)又は(II)で表される多環式化合物である。このような多環式化合物を含むコーティング液を用いれば、可視光の領域で吸収がないか又は小さい、透明な複屈折性フィルムを構成できる。 The polycyclic compound used as a material for forming the birefringent film of the present invention is preferably a compound having two or more aromatic rings and / or heterocyclic rings in the molecular structure, and more preferably aromatic rings and / or Or it is a compound which has 3-8 heterocycles, Especially preferably, it is a compound which has 4-6 aromatic rings and / or heterocycles. More specifically, it is a polycyclic compound represented by the above general formula (I) or (II). If a coating liquid containing such a polycyclic compound is used, a transparent birefringent film having no or little absorption in the visible light region can be formed.
上記複屈折性フィルムは、塗工によって形成できるので、薄型に形成できる。さらに、上記複屈折性フィルムは、屈折率楕円体がnx≧nz>ny(nx>nz>ny又はnx=nz>ny)の関係を満足し、且つ、高い面内の複屈折率を示す。このため、該複屈折性フィルムは、従来の複屈折性フィルムに比べて、格段に薄い厚みで、所望の位相差値を得ることができる。なお、本明細書に於いて、「nx=nz」とは、nxとnzが完全に同一である場合だけでなく、実質的に同一である場合も含まれる。nxとnzが実質的に同一である場合とは、例えば、Rth[590]が−10nm〜10nmを含む。
本発明者等の推定によれば、本発明の複屈折性フィルムが、高い複屈折性を示す理由は、上記−SO3M基を含む多環式化合物が、溶液中で、会合体を形成し易く、この会合体を形成した状態の秩序性が高いために、かかる溶液から形成されたフィルムも高い配向性を示すものと考えられる。特に、−SO3M基及び−COOM基を有する多環式化合物は、高い配向性を示すものと考える。
Since the birefringent film can be formed by coating, it can be formed thin. Further, the birefringent film has a refractive index ellipsoid satisfying the relationship of nx ≧ nz> ny (nx>nz> ny or nx = nz> ny) and exhibits a high in-plane birefringence. For this reason, the birefringent film can obtain a desired retardation value with a remarkably thin thickness as compared with the conventional birefringent film. In the present specification, “nx = nz” includes not only the case where nx and nz are completely the same, but also the case where they are substantially the same. When nx and nz are substantially the same, for example, Rth [590] includes −10 nm to 10 nm.
According to the estimations of the present inventors, the reason why the birefringent film of the present invention exhibits high birefringence is that the polycyclic compound containing the —SO 3 M group forms an aggregate in a solution. It is considered that the film formed from such a solution also exhibits high orientation because of the high order in the state in which the aggregate is formed. In particular, a polycyclic compound having a —SO 3 M group and a —COOM group is considered to exhibit high orientation.
上記複屈折性フィルムの波長590nmにおける透過率は、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上である。
上記複屈折性フィルムの波長590nmにおける面内の位相差値(Re[590])は、目的に応じて、適切な値に設定され得る。上記Re[590]は、10nm以上であり、好ましくは20nm〜1000nmであり、より好ましくは50nm〜500nmであり、特に好ましくは100nm〜400nmである。本明細書において、面内の位相差値(Re[λ])は、23℃で波長λ(nm)における面内の位相差値をいう。Re[λ]は、複屈折性フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Re[λ]=(nx−ny)×dによって求めることができる。
The transmittance of the birefringent film at a wavelength of 590 nm is preferably 85% or more, more preferably 90% or more.
The in-plane retardation value (Re [590]) at a wavelength of 590 nm of the birefringent film can be set to an appropriate value according to the purpose. The Re [590] is 10 nm or more, preferably 20 nm to 1000 nm, more preferably 50 nm to 500 nm, and particularly preferably 100 nm to 400 nm. In this specification, the in-plane retardation value (Re [λ]) refers to an in-plane retardation value at a wavelength λ (nm) at 23 ° C. Re [λ] can be obtained by the formula: Re [λ] = (nx−ny) × d, where d (nm) is the thickness of the birefringent film.
上記複屈折性フィルムのRth[590]は、屈折率楕円体がnx≧nz>nyの関係を満足する範囲で、適切な値に設定され得る。上記複屈折性フィルムの波長590nmにおける面内の位相差値(Re[590])と厚み方向の位相差値(Rth[590])との差は、好ましくは10nm〜800nmであり、さらに好ましくは10nm〜400nmであり、特に好ましくは10nm〜200nmである。本明細書において、厚み方向の位相差値(Rth[λ])は、23℃で波長λ(nm)における厚み方向の位相差値をいう。Rth[λ]は、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Rth[λ]=(nx−nz)×dによって求めることができる。 Rth [590] of the birefringent film can be set to an appropriate value as long as the refractive index ellipsoid satisfies the relationship of nx ≧ nz> ny. The difference between the in-plane retardation value (Re [590]) and the thickness direction retardation value (Rth [590]) of the birefringent film at a wavelength of 590 nm is preferably 10 nm to 800 nm, more preferably It is 10 nm-400 nm, Most preferably, it is 10 nm-200 nm. In this specification, the thickness direction retardation value (Rth [λ]) refers to the thickness direction retardation value at 23 ° C. and the wavelength λ (nm). Rth [λ] can be obtained by the formula: Rth [λ] = (nx−nz) × d, where d (nm) is the thickness of the film.
上記複屈折性フィルムのNz係数は、好ましくは0を超え1未満であり、さらに好ましくは0.1〜0.8であり、特に好ましくは0.1〜0.7であり、最も好ましくは0.1〜0.6である。Nz係数が上記の範囲であれば、本発明の複屈折性フィルムは、様々な駆動モードの液晶セルの光学補償に利用することができる。本明細書において、Nz係数とは、Rth[590]/Re[590]から算出される値である。 The Nz coefficient of the birefringent film is preferably more than 0 and less than 1, more preferably 0.1 to 0.8, particularly preferably 0.1 to 0.7, and most preferably 0. .1 to 0.6. If the Nz coefficient is in the above range, the birefringent film of the present invention can be used for optical compensation of liquid crystal cells in various drive modes. In this specification, the Nz coefficient is a value calculated from Rth [590] / Re [590].
本発明の複屈折性フィルムの波長590nmにおける面内の複屈折率(Δn[590]=nx−ny)は、好ましくは0.05以上であり、さらに好ましくは0.1〜0.5であり、特に好ましくは0.2〜0.4である。なお、上記Δn[590]は、多環式化合物の分子構造により、上記範囲に、適宜、調整することができる。 The in-plane birefringence (Δn [590] = nx−ny) of the birefringent film of the present invention at a wavelength of 590 nm is preferably 0.05 or more, more preferably 0.1 to 0.5. Especially preferably, it is 0.2-0.4. Note that Δn [590] can be appropriately adjusted within the above range depending on the molecular structure of the polycyclic compound.
上記複屈折性フィルムの厚みは、好ましくは0.05μm〜10μmであり、より好ましくは0.1μm〜8μmであり、特に好ましくは0.1μm〜6μmである。上記範囲の厚みとすることによって、例えば、液晶表示装置に用いた場合に、表示特性の改善に有用な位相差値の範囲を得ることができる。 The thickness of the birefringent film is preferably 0.05 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 8 μm, and particularly preferably 0.1 μm to 6 μm. By setting the thickness within the above range, for example, when used in a liquid crystal display device, a range of retardation values useful for improving display characteristics can be obtained.
(偏光フィルムの性質等)
上記多環式化合物を含む本発明の偏光フィルムは、その偏光度が、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上である。また、該偏光フィルムの単体透過率は、好ましくは35%以上、より好ましくは40%以上である。ただし、単体透過率及び偏光度は、23℃で波長550nmを基準とした値である。かかる偏光特性を有する偏光フィルムが得られる理由は、コーティング液を塗工することによって、多環式化合物が高い配向性を示すためと考えられる。
(Properties of polarizing film)
The polarizing film of the present invention containing the polycyclic compound preferably has a degree of polarization of 90% or more, more preferably 95% or more. The single transmittance of the polarizing film is preferably 35% or more, more preferably 40% or more. However, the single transmittance and the degree of polarization are values based on a wavelength of 550 nm at 23 ° C. The reason why a polarizing film having such polarizing properties can be obtained is considered to be that the polycyclic compound exhibits high orientation by applying a coating solution.
本発明の偏光フィルムの形成材料として用いられる多環式化合物は、波長400nm〜800nmの範囲内に於いて光吸収スペクトルの最大値を有する化合物である。該多環式化合物は、好ましくは、波長400nm〜800nmの範囲内に於いて光吸収スペクトルの最大値を有し、且つ分子構造中に芳香環及び/又は複素環を2以上有する化合物であり、より好ましくは、同最大値を有し且つ芳香環及び/又は複素環を3個〜8個有する化合物であり、特に好ましくは、ペリレン系骨格を有する多環化合物である。より具体的には、上記一般式(III)又は(IV)で表される多環式化合物である。このような多環式化合物を含むコーティング液を用いれば、二色性に優れた偏光フィルムを形成できる。
偏光フィルムの厚みは、好ましくは0.05μm〜10μmであり、より好ましくは0.1μm〜5μmである。本発明の偏光フィルムは、塗工によって形成できるので、薄型に形成できる。
The polycyclic compound used as the material for forming the polarizing film of the present invention is a compound having a maximum value of a light absorption spectrum in a wavelength range of 400 nm to 800 nm. The polycyclic compound is preferably a compound having a maximum value of a light absorption spectrum in a wavelength range of 400 nm to 800 nm and having two or more aromatic rings and / or hetero rings in the molecular structure. More preferred are compounds having the same maximum value and 3 to 8 aromatic rings and / or heterocyclic rings, and particularly preferred are polycyclic compounds having a perylene skeleton. More specifically, it is a polycyclic compound represented by the above general formula (III) or (IV). If a coating liquid containing such a polycyclic compound is used, a polarizing film having excellent dichroism can be formed.
The thickness of the polarizing film is preferably 0.05 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 5 μm. Since the polarizing film of the present invention can be formed by coating, it can be formed thin.
<複屈折性フィルム又は偏光フィルムの用途>
本発明の複屈折性フィルムの用途は、特に制限はないが、代表的には、液晶表示装置用のλ/4板、λ/2板、視野角拡大フィルム、フラットパネルディスプレイ用反射防止フィルムなどが挙げられる。また、上記複屈折性フィルムは、有機EL表示装置などの画像表示装置などにも用いることができる。1つの実施形態においては、上記複屈折性フィルムは、偏光フィルムと積層して、偏光板として用いてもよい。以下、この偏光板について説明する。
<Use of birefringent film or polarizing film>
The use of the birefringent film of the present invention is not particularly limited. Typically, λ / 4 plate for liquid crystal display device, λ / 2 plate, viewing angle widening film, antireflection film for flat panel display, etc. Is mentioned. The birefringent film can also be used for image display devices such as organic EL display devices. In one embodiment, the birefringent film may be laminated with a polarizing film and used as a polarizing plate. Hereinafter, this polarizing plate will be described.
本発明の偏光板は、上記複屈折性フィルムと偏光フィルムとを少なくとも備える。この偏光板は、基材と複屈折性フィルムとを少なくとも備える積層フィルムを含んでいてもよいし、他の複屈折性フィルムや、任意の保護層を含んでいてもよい。実用的には、上記偏光板の、構成部材の各層の間には、任意の適切な接着層が設けられ、上記複屈折フィルムと各構成部材とが貼着される。 The polarizing plate of this invention is equipped with the said birefringent film and a polarizing film at least. This polarizing plate may contain the laminated film provided with a base material and a birefringent film at least, and may contain the other birefringent film and arbitrary protective layers. Practically, any appropriate adhesive layer is provided between the constituent layers of the polarizing plate, and the birefringent film and the constituent members are attached.
上記偏光板を構成する偏光フィルムは、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものであれば、適切なものが採用され得る。該偏光フィルムは、上記多環式化合物を含む偏光フィルムを用いてもよいし、他の偏光フィルムを用いてもよい。前記他の偏光フィルムとしては、好ましくは、ヨウ素又は二色性染料を含有するポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする延伸フィルムである。この延伸フィルムから構成される偏光フィルムの厚みは、通常、5μm〜50μmである。 As the polarizing film constituting the polarizing plate, an appropriate film may be adopted as long as it converts natural light or polarized light into linearly polarized light. As the polarizing film, a polarizing film containing the polycyclic compound may be used, or another polarizing film may be used. The other polarizing film is preferably a stretched film mainly composed of a polyvinyl alcohol resin containing iodine or a dichroic dye. The thickness of the polarizing film comprised from this stretched film is usually 5 μm to 50 μm.
上記接着層は、隣り合う部材の面と面とを接合し、実用上十分な接着力と接着時間で、一体化させるものであれば、任意の適切なものが選択され得る。上記接着層を形成する材料としては、例えば、接着剤、粘着剤、アンカーコート剤が挙げられる。上記接着層は、被着体の表面にアンカーコート剤層が形成され、その上に接着剤層または粘着剤層が形成されたような多層構造であってもよいし、肉眼的に認知できないような薄い層(ヘアーラインともいう)であってもよい。偏光フィルムの一方の側に配置された接着層と他方の側に配置された接着層は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。 Any appropriate adhesive layer can be selected as long as it joins the surfaces of adjacent members and integrates them with practically sufficient adhesive force and adhesion time. Examples of the material for forming the adhesive layer include an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, and an anchor coating agent. The adhesive layer may have a multilayer structure in which an anchor coat agent layer is formed on the surface of the adherend, and an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer is formed on the anchor coat agent layer. It may be a thin layer (also called a hairline). The adhesive layer disposed on one side of the polarizing film and the adhesive layer disposed on the other side may be the same or different.
上記偏光板の、偏光フィルムと複屈折性フィルムと貼着する角度は、目的に応じて、適宜、設定され得る。上記偏光板は、例えば、反射防止フィルムとして用いられる場合は、上記偏光フィルムの吸収軸方向と上記複屈折性フィルムの遅相軸方向とのなす角度が、好ましくは25°〜65°であり、さらに好ましくは35°〜55°である。視野角拡大フィルムとして用いられる場合は、上記偏光板は、上記偏光フィルムの吸収軸方向と上記複屈折性フィルムの遅相軸方向とのなす角度が、実質的に平行又は実質的に直交である。本明細書において「実質的に平行」とは、偏光フィルムの吸収軸方向と複屈折性フィルムの遅相軸方向とのなす角度が、0°±10°の範囲を包含し、好ましくは0°±5°である。「実質的に直交」とは、偏光フィルムの吸収軸方向と複屈折性フィルムの遅相軸方向とのなす角度が、90°±10°の範囲を包含し、好ましくは90°±5°である。 The angle at which the polarizing film and the birefringent film are bonded to each other can be appropriately set according to the purpose. For example, when the polarizing plate is used as an antireflection film, the angle formed by the absorption axis direction of the polarizing film and the slow axis direction of the birefringent film is preferably 25 ° to 65 °, More preferably, it is 35 ° to 55 °. When used as a viewing angle widening film, in the polarizing plate, an angle formed by the absorption axis direction of the polarizing film and the slow axis direction of the birefringent film is substantially parallel or substantially orthogonal. . In this specification, “substantially parallel” includes a range of 0 ° ± 10 °, preferably 0 °, between the absorption axis direction of the polarizing film and the slow axis direction of the birefringent film. ± 5 °. “Substantially orthogonal” means that the angle formed between the absorption axis direction of the polarizing film and the slow axis direction of the birefringent film includes a range of 90 ° ± 10 °, preferably 90 ° ± 5 °. is there.
また、本発明の偏光フィルムの用途は、特に制限はないが、代表的には、液晶表示装置の光学用途である。本発明の偏光フィルムは、基材に塗工することにより形成されるので、該基材を保護フィルムとして利用することもできる。 The application of the polarizing film of the present invention is not particularly limited, but is typically an optical application of a liquid crystal display device. Since the polarizing film of this invention is formed by applying to a base material, this base material can also be utilized as a protective film.
本発明について、以下の実施例および比較例を用いて更に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例で用いた各分析方法の一部は、以下の通りである。
(1)厚みの測定方法:
基材(ガラス板)表面に形成した塗工膜の一部を剥離し、該基材と塗工膜との段差を、三次元非接触表面形状計測システム[(株)菱化システム製、製品名「Micromap MM5200」]を用いて測定し、これを厚みとした。
(2)屈折率の測定方法:
王子計測機器(株)製 商品名「KOBRA21−ADH」を用いて、23℃で測定した。なお、平均屈折率は、アッベ屈折率計[アタゴ(株)製 製品名「DR−M4」]を用いて測定した値を用いた。
(3)単体透過率及び偏光度の測定方法:
分光光度計[村上色彩技術研究所(株)製、製品名「DOT−3」]を用いて、23℃の条件で測定した。なお、偏光度及び単体透過率の測定値は、波長550nmを基準とした。
単体透過率は、JlS Z 8701−1995の2度視野に基づく、三刺激値のY値である。
偏光度は、平行透過率(H0)および直交透過率(H90)を測定し、式:偏光度(%)={(H0−H90)/(H0+H90)}1/2×100より求めることができる。平行透過率(H0)は、測定対象である偏光フィルム2枚を互いの吸収軸が平行となるように重ね合わせて作製した平行型積層体の透過率の値である。直交透過率(H90)は、測定対象である偏光フィルム2枚を互いの吸収軸が直交するように重ね合わせて作製した直交型積層体の透過率の値である。なお、これらの透過率は、JlS Z 8701−1982の2度視野(C光源)により、視感度補正を行ったY値である。
The present invention will be further described using the following examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited only to these Examples. A part of each analysis method used in the examples is as follows.
(1) Measuring method of thickness:
A part of the coating film formed on the surface of the substrate (glass plate) is peeled off, and the step between the substrate and the coating film is measured with a three-dimensional non-contact surface shape measurement system [manufactured by Ryoka System Co., Ltd. The name “Micromap MM5200”] was used as the thickness.
(2) Refractive index measurement method:
Measurement was performed at 23 ° C. using a trade name “KOBRA21-ADH” manufactured by Oji Scientific Instruments. In addition, the value measured using the Abbe refractometer [Atago Co., Ltd. product name "DR-M4"] was used for the average refractive index.
(3) Measuring method of single transmittance and degree of polarization:
Using a spectrophotometer [Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., product name “DOT-3”], the measurement was performed at 23 ° C. The measured values of the degree of polarization and single transmittance were based on a wavelength of 550 nm.
The single transmittance is a Y value of tristimulus values based on the 2-degree field of JlS Z 8701-1995.
The degree of polarization is measured by measuring parallel transmittance (H 0 ) and orthogonal transmittance (H 90 ), and the formula: degree of polarization (%) = {(H 0 −H 90 ) / (H 0 + H 90 )} 1/2 It can be obtained from x100. The parallel transmittance (H 0 ) is a value of transmittance of a parallel laminate prepared by superposing two polarizing films to be measured so that their absorption axes are parallel to each other. The orthogonal transmittance (H 90 ) is a value of the transmittance of an orthogonal laminate prepared by superposing two polarizing films to be measured so that their absorption axes are orthogonal to each other. In addition, these transmittance | permeability is Y value which performed visibility correction | amendment by the 2 degree visual field (C light source) of JlS Z 8701-1982.
[合成例1]
攪拌機を備えた反応容器に、5リットルの氷酢酸と精製した490gのアセナフテンキノンを添加し、窒素バブリング下で15分間攪拌し、アセナフテンキノン溶液を得た。同様に、攪拌機を備えた別の反応容器に7.5リットルの氷酢酸と275gのo−フェニレンジアミンを添加し、窒素バブリング下で15分間攪拌し、o−フェニレンジアミン溶液を得た。その後、窒素雰囲気下で攪拌しながらo−フェニレンジアミン溶液をアセナフテンキノン溶液に1時間かけて徐々に添加し、その後、3時間攪拌を続けることで反応させた。得られた反応液にイオン交換水を添加した後、沈殿物をろ過して、アセナフト[1,2−b]キノキサリンを含む粗生成物を得た。この粗生成物は、熱氷酢酸で再結晶を行い精製した。
[Synthesis Example 1]
To a reaction vessel equipped with a stirrer, 5 liters of glacial acetic acid and 490 g of purified acenaphthenequinone were added and stirred for 15 minutes under nitrogen bubbling to obtain an acenaphthenequinone solution. Similarly, 7.5 liters of glacial acetic acid and 275 g of o-phenylenediamine were added to another reaction vessel equipped with a stirrer and stirred for 15 minutes under nitrogen bubbling to obtain an o-phenylenediamine solution. Thereafter, the o-phenylenediamine solution was gradually added to the acenaphthenequinone solution over 1 hour while stirring in a nitrogen atmosphere, and then the reaction was continued by continuing stirring for 3 hours. After adding ion exchange water to the obtained reaction liquid, the precipitate was filtered to obtain a crude product containing acenaphtho [1,2-b] quinoxaline. This crude product was purified by recrystallization from hot glacial acetic acid.
次に、下記反応経路(c)に示すように、300gの上記アセナフト[1,2−b]キノキサリンを、30%発煙硫酸(2.1リットル)に加えて24時間室温で攪拌後、125℃に加熱し、32時間攪拌して反応させた。得られた溶液を40℃〜50℃に保ちながら、4.5リットルのイオン交換水を加えて希釈し、さらに3時間攪拌した。沈殿物をろ過し、硫酸で再結晶を行い、アセナフト[1,2−b]キノキサリン−2,5−ジスルホン酸(以下、2,5−disulfo−QANと記す)を合成した。 Next, as shown in the following reaction route (c), 300 g of the above acenaphtho [1,2-b] quinoxaline was added to 30% fuming sulfuric acid (2.1 liters) and stirred at room temperature for 24 hours. The mixture was stirred and reacted for 32 hours. While maintaining the obtained solution at 40 ° C. to 50 ° C., 4.5 liters of ion exchange water was added for dilution, and the mixture was further stirred for 3 hours. The precipitate was filtered and recrystallized with sulfuric acid to synthesize acenaphtho [1,2-b] quinoxaline-2,5-disulfonic acid (hereinafter referred to as 2,5-disulfo-QAN).
[実施例1−1]
上記合成例1で得られた合成物(残留硫酸を含む2,5−disulfo−QAN)のウェットケーキ品 2gを、メタノール10gに入れ、十分に攪拌して分散液を得た。この分散液を、ろ紙(アドバンテック社製、商品名:NO.5C)を用いて減圧ろ過し、残さを得た。この残さを、再度、メタノール10gに混合し、同様のろ過を行った。メタノール10gの混合とろ過を、計4回繰り返して行った。最終ろ過で得られた残さを取り出し、60℃で6時間真空乾燥をした後、固形分を得た。
[Example 1-1]
2 g of a wet cake product of the synthesized product (2,5-disulfo-QAN containing residual sulfuric acid) obtained in Synthesis Example 1 above was placed in 10 g of methanol and sufficiently stirred to obtain a dispersion. This dispersion was filtered under reduced pressure using filter paper (trade name: NO.5C, manufactured by Advantech Co., Ltd.) to obtain a residue. This residue was again mixed with 10 g of methanol and subjected to the same filtration. Mixing and filtration of 10 g of methanol were repeated 4 times in total. The residue obtained by final filtration was taken out and vacuum-dried at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solid content.
[実施例1−2]
メタノールに代えて、アセトン10gを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Example 1-2]
Filtration was performed in the same manner as in Example 1-1 except that 10 g of acetone was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例1−1]
メタノールに代えて、トルエン10gを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Comparative Example 1-1]
Filtration was performed in the same manner as in Example 1-1 except that 10 g of toluene was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例1−2]
メタノールに代えて、シクロヘキサン10gを用いたこと以外は、実施例1−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Comparative Example 1-2]
Filtration was performed in the same manner as in Example 1-1 except that 10 g of cyclohexane was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例1−3]
合成例1で得られた合成物(残留硫酸を含む2,5−disulfo−QAN)のウェットケーキ品 1.3kgを、48.7リットルのイオン交換水(電気伝導度:0.1μS/cm)に溶解し、さらに、水酸化ナトリウムの5質量%水溶液を、9.8リットル加えて中和した。得られた水溶液を、供給タンクに入れ、逆浸透膜フィルター(日東電工(株)製、商品名:NTR−7430フィルターエレメント)を備えた高圧ROエレメント試験装置を用いて、液量が一定となるように逆浸透水を加えながら循環ろ過した。そして、廃液の電気伝導度が、13.6μS/cmとなるまで残存硫酸またはその硫酸塩の除去を行ことにより、精製水溶液を得た。
[Comparative Example 1-3]
1.3 kg of wet cake product of the synthesized product (2,5-disulfo-QAN containing residual sulfuric acid) obtained in Synthesis Example 1 was 48.7 liters of ion-exchanged water (electric conductivity: 0.1 μS / cm). Further, 9.8 liters of a 5% by mass aqueous solution of sodium hydroxide was added to neutralize the solution. The obtained aqueous solution is put in a supply tank, and the amount of liquid becomes constant using a high pressure RO element test apparatus equipped with a reverse osmosis membrane filter (manufactured by Nitto Denko Corporation, trade name: NTR-7430 filter element). As described above, circulation filtration was performed while adding reverse osmosis water. Then, the residual sulfuric acid or its sulfate was removed until the electrical conductivity of the waste liquid reached 13.6 μS / cm to obtain a purified aqueous solution.
[合成例2]
合成例1と同様にして、アセナフト[1,2−b]キノキサリンを得た。
次に、下記反応経路(d)に示すように、300gの上記アセナフト[1,2−b]キノキサリンを、30%発煙硫酸(2.1リットル)に加えて室温で48時間攪拌して反応させた。得られた溶液を40℃〜50℃に保ちながら、4.5リットルのイオン交換水を加えて希釈し、さらに3時間攪拌した。沈殿物をろ過し、アセナフト[1,2−b]キノキサリン−2−スルホン酸(以下、2−sulfo−QANと記す)を合成した。
[Synthesis Example 2]
In the same manner as in Synthesis Example 1, acenaphtho [1,2-b] quinoxaline was obtained.
Next, as shown in the following reaction route (d), 300 g of the above acenaphtho [1,2-b] quinoxaline was added to 30% fuming sulfuric acid (2.1 liters) and stirred at room temperature for 48 hours to be reacted. It was. While maintaining the obtained solution at 40 ° C. to 50 ° C., 4.5 liters of ion exchange water was added for dilution, and the mixture was further stirred for 3 hours. The precipitate was filtered to synthesize acenaphtho [1,2-b] quinoxaline-2-sulfonic acid (hereinafter referred to as 2-sulfo-QAN).
[実施例2−1]
上記合成例2で得られた合成物(残留硫酸を含む2−sulfo−QAN)のウェットケーキ品 2gを、メタノール10gに入れ、十分に攪拌して分散液を得た。これを実施例1−1と同様にして、混合とろ過を計4回行い、固形物を得た。
[Example 2-1]
2 g of a wet cake product of the synthesized product (2-sulfo-QAN containing residual sulfuric acid) obtained in Synthesis Example 2 above was placed in 10 g of methanol and sufficiently stirred to obtain a dispersion. In the same manner as in Example 1-1, mixing and filtration were performed 4 times in total to obtain a solid.
[実施例2−2]
メタノールに代えて、アセトン10gを用いたこと以外は、実施例2−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Example 2-2]
Filtration was performed in the same manner as in Example 2-1 except that 10 g of acetone was used instead of methanol to obtain a solid.
[実施例2−3]
メタノールに代えて、イソプロピルアルコール10gを用いたこと以外は、実施例2−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Example 2-3]
Filtration was performed in the same manner as in Example 2-1 except that 10 g of isopropyl alcohol was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例2−1]
メタノールに代えて、トルエン10gを用いたこと以外は、実施例2−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Comparative Example 2-1]
Filtration was performed in the same manner as in Example 2-1 except that 10 g of toluene was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例2−2]
メタノールに代えて、シクロヘキサン10gを用いたこと以外は、実施例2−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Comparative Example 2-2]
Filtration was performed in the same manner as in Example 2-1 except that 10 g of cyclohexane was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例2−3]
合成例2で得られた合成物(残留硫酸を含む2−sulfo−QAN)のウェットケーキ品 500gを、35.5リットルのイオン交換水(電気伝導度:0.1μS/cm)に溶解し、さらに、水酸化ナトリウムの5質量%水溶液を、3.5リットル加えて中和した。得られた水溶液を、供給タンクに入れ、逆浸透膜フィルター(日東電工(株)製、商品名:NTR−7430フィルターエレメント)を備えた高圧ROエレメント試験装置を用いて、液量が一定となるように逆浸透水を加えながら循環ろ過した。そして、廃液の電気伝導度が、8.06μS/cmとなるまで残存硫酸またはその硫酸塩の除去を行うことにより、精製水溶液を得た。
[Comparative Example 2-3]
500 g of the wet cake product of the synthesized product (2-sulfo-QAN containing residual sulfuric acid) obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 35.5 liters of ion-exchanged water (electric conductivity: 0.1 μS / cm), Furthermore, 3.5 liters of 5 mass% aqueous solution of sodium hydroxide was added and neutralized. The obtained aqueous solution is put in a supply tank, and the amount of liquid becomes constant using a high pressure RO element test apparatus equipped with a reverse osmosis membrane filter (manufactured by Nitto Denko Corporation, trade name: NTR-7430 filter element). As described above, circulation filtration was performed while adding reverse osmosis water. Then, residual sulfuric acid or its sulfate was removed until the electrical conductivity of the waste liquid reached 8.06 μS / cm to obtain a purified aqueous solution.
[合成例3]
<ペリレンテトラカルボン酸のジベンゾイミダゾール誘導体のスルホン化>
攪拌機を備えた反応容器に、30%発煙硫酸 (0.5リットル)を入れ、35℃で攪拌しながらペリレンテトラカルボン酸のジベンゾイミダゾール誘導体(以下、PCDIと記す)100gを徐々に加えてスルホン化を行った。この後、イオン交換水4.5リットルを加えて希釈し、反応を終了させた。沈殿物をろ過し、硫酸で再結晶を行い、PCDIスルホン化物を得た(反応式(e)参照)。
なお、PCDIは、式(e)に示すように、シス型とトランス型が混在しているものを用いた。
このPCDIスルホン化物の0.1mmol/L水溶液を調製し、分光光度計(日立製作所製、製品名:「U−4100分光光度計」)を用いて、光吸収スペクトルを測定したところ、波長600nmにおいて最大吸収を示した。
[Synthesis Example 3]
<Sulfonation of dibenzimidazole derivative of perylenetetracarboxylic acid>
Into a reaction vessel equipped with a stirrer, 30% fuming sulfuric acid (0.5 liter) was added, and 100 g of dibenzimidazole derivative of perylenetetracarboxylic acid (hereinafter referred to as PCDI) was gradually added while stirring at 35 ° C. Went. Thereafter, 4.5 liters of ion exchange water was added for dilution, and the reaction was terminated. The precipitate was filtered and recrystallized with sulfuric acid to obtain a PCDI sulfonated product (see reaction formula (e)).
The PCDI used was a mixture of a cis type and a transformer type as shown in the equation (e).
A 0.1 mmol / L aqueous solution of this PCDI sulfonated product was prepared, and a light absorption spectrum was measured using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., product name: “U-4100 spectrophotometer”). Maximum absorption was shown.
[実施例3−1]
合成例3で得られた合成物(残留硫酸を含むPCDIスルホン化物)のウェットケーキ品 2gを、メタノール10gに入れ、十分に攪拌して分散液を得た。この分散液を、ろ紙(アドバンテック社製、商品名:NO.5C)を用いて減圧ろ過し、残さ(固形分)を得た。この残さを、再度、メタノール10gに混合し、同様の減圧ろ過を行った。メタノール10gの混合とろ過を、計4回繰り返して行った。最終ろ過で得られた残さを取り出し、60℃で6時間真空乾燥をした後、最終的な固形分を得た。
[Example 3-1]
2 g of a wet cake product of the synthesized product (PCDI sulfonated product containing residual sulfuric acid) obtained in Synthesis Example 3 was placed in 10 g of methanol and sufficiently stirred to obtain a dispersion. This dispersion was filtered under reduced pressure using filter paper (trade name: NO.5C, manufactured by Advantech Co., Ltd.) to obtain a residue (solid content). This residue was again mixed with 10 g of methanol and subjected to the same vacuum filtration. Mixing and filtration of 10 g of methanol were repeated 4 times in total. The residue obtained by final filtration was taken out and vacuum-dried at 60 ° C. for 6 hours to obtain a final solid content.
[実施例3−2]
メタノールに代えて、アセトン10gを用いたこと以外は、実施例3−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Example 3-2]
Filtration was performed in the same manner as in Example 3-1 except that 10 g of acetone was used instead of methanol to obtain a solid.
[実施例3−3]
メタノールに代えて、イソプロピルアルコール10gを用いたこと以外は、実施例3−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Example 3-3]
Filtration was performed in the same manner as in Example 3-1 except that 10 g of isopropyl alcohol was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例3−1]
メタノールに代えて、トルエン10gを用いたこと以外は、実施例2−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Comparative Example 3-1]
Filtration was performed in the same manner as in Example 2-1 except that 10 g of toluene was used instead of methanol to obtain a solid.
[比較例3−2]
メタノールに代えて、シクロヘキサン10gを用いたこと以外は、実施例2−1と同様にしてろ過を行い、固形物を得た。
[Comparative Example 3-2]
Filtration was performed in the same manner as in Example 2-1 except that 10 g of cyclohexane was used instead of methanol to obtain a solid.
上記実施例1−1〜3−3で得られた固形物及び比較例1−1〜3−2で得られた水溶液の残存硫酸量を評価するため、中和滴定及び電気伝導度測定を行った。 In order to evaluate the amount of residual sulfuric acid in the solid matter obtained in Examples 1-1 to 3-3 and the aqueous solution obtained in Comparative Examples 1-1 to 2-3, neutralization titration and electrical conductivity measurement were performed. It was.
(中和滴定)
中和滴定による残存硫酸量の評価は、次の通りである。上記各実施例及び比較例で得られた固形物をイオン交換水に溶解させ、0.1質量%の水溶液を調製した。この水溶液 75gを、水酸化ナトリウムの0.1質量%水溶液を用いて、pH=7となるように中和滴定を行った。
なお、残存硫酸量は次式に従って求めた。
残存硫酸量(mg)/原料固形分(g)=[{(滴定に用いた水酸化ナトリウム水溶液中の塩基量(mol)−滴定に用いた原料固形分全てが目的のキノキサリンと仮定した場合の酸量(mol))×98.03}/2]×(1000/原材固形分(g))。
ただし、比較例1−3及び比較例2−3については、既に中和された精製水溶液が得られているため、中和滴定を行うことはできなかった。
なお、参考として、合成例1〜合成例3で合成された合成物(ろ過処理前)の残存硫酸量についても、上記と同様の方法にて測定した。
(Neutralization titration)
Evaluation of the residual sulfuric acid amount by neutralization titration is as follows. The solid material obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was dissolved in ion-exchanged water to prepare a 0.1% by mass aqueous solution. 75 g of this aqueous solution was subjected to neutralization titration using a 0.1% by mass aqueous solution of sodium hydroxide so that pH = 7.
The amount of residual sulfuric acid was determined according to the following formula.
Residual sulfuric acid amount (mg) / raw material solid content (g) = [{(base amount in sodium hydroxide aqueous solution used for titration (mol) −when all of the raw material solid content used for titration is assumed to be the target quinoxaline) Acid amount (mol) × 98.03} / 2] × (1000 / raw material solids (g)).
However, for Comparative Examples 1-3 and 2-3, neutralized titration was not possible because a neutralized purified aqueous solution was obtained.
For reference, the amount of residual sulfuric acid of the synthesized products (before filtration treatment) synthesized in Synthesis Examples 1 to 3 was also measured in the same manner as described above.
(電気伝導度)
電気伝導度(μS/cm)は、溶液電導率計(京都電子工業(株)製、製品名:CM−117)を用いて測定した。測定用の水溶液は、以下のようにして調製した。各実施例及び比較例で得られた固形物を、イオン交換水に溶解させ、0.1質量%水溶液を調製した。この水溶液に0.1質量%水酸化ナトリウム水溶液を加えながらpH=7となるように中和することにより、測定用の水溶液を得た。
また、比較例1−3及び比較例2−3については、得られた精製水溶液を上記と同濃度となるようにイオン交換水を加えて希釈することにより、測定用の水溶液を得た。
なお、参考として、合成例1〜合成例3で合成された合成物(ろ過処理前)の電気伝導度についても、上記と同様の方法にて測定した。
(Electrical conductivity)
The electrical conductivity (μS / cm) was measured using a solution conductivity meter (product name: CM-117, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). An aqueous solution for measurement was prepared as follows. The solid material obtained in each Example and Comparative Example was dissolved in ion-exchanged water to prepare a 0.1% by mass aqueous solution. An aqueous solution for measurement was obtained by neutralizing the aqueous solution to pH = 7 while adding a 0.1% by mass aqueous sodium hydroxide solution.
Moreover, about Comparative Example 1-3 and Comparative Example 2-3, the aqueous solution for a measurement was obtained by adding and diluting the obtained refined aqueous solution so that it might become the same concentration as the above.
As a reference, for the electrical conductivity of the composite synthesized in a total Narurei 1 Synthesis Example 3 (filtration pretreatment), it was measured in the same method as that described above.
残存硫酸量及び電気伝導度の測定結果を表1に示す。表1の通り、各実施例で得られた固形物は、処理前に比べて、多量の硫酸を除去でき、高純度の多環式化合物を精製できた。 Table 1 shows the measurement results of the amount of residual sulfuric acid and electrical conductivity. As shown in Table 1, the solids obtained in each Example were able to remove a large amount of sulfuric acid and purified a high-purity polycyclic compound compared to before the treatment.
[実施例4]
実施例1−2で得られた固形物1.56gと、実施例2−2で得られた固形物0.84gを、50ミリリットルのイオン交換水(電気伝導度:1.7μS/cm)に溶解し、さらに水酸化アンモニウムを加えて、pH=6.9となるように中和した。得られた水溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて、水溶液中の多環式化合物の濃度が24質量%となるように調製した。ここで得られた水溶液を、偏光顕微鏡観察すると、23℃でネマチック液晶相を示した。
次に、厚み1.3mmのガラス板(松浪硝子工業社製、商品名:MATSUNAMI SLIDE GLASS)に、上記水溶液を、バーコータ[BUSCHMAN社製、商品名「mayer rot HS1.5」]を用いて塗工し、23℃の恒温室内で自然乾燥させた。塗工膜の表面を目視で観察したところ、ハジキもなく、均一に塗工されていた。
このようにして形成された塗工膜は、屈折率楕円体がnx>nz>nyの関係を満足し、複屈折性フィルムとして利用できる。該塗工膜は、厚み0.6μm、Re[590]=203nm、Nz係数=0.25であった。
[Example 4]
The solid matter obtained in Example 1-2 (1.56 g) and the solid matter obtained in Example 2-2 (0.84 g) were added to 50 ml of ion-exchanged water (electric conductivity: 1.7 μS / cm). It melt | dissolved and further neutralized so that it might become pH = 6.9 by adding ammonium hydroxide. The obtained aqueous solution was prepared using a rotary evaporator so that the concentration of the polycyclic compound in the aqueous solution was 24% by mass. When the aqueous solution obtained here was observed with a polarizing microscope, it exhibited a nematic liquid crystal phase at 23 ° C.
Next, the above aqueous solution is applied to a glass plate having a thickness of 1.3 mm (manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd., trade name: MATSUNAMI SLIDE GLASS) using a bar coater [manufactured by BUSCHMAN, trade name “mayer rot HS1.5”]. And dried naturally in a constant temperature room at 23 ° C. When the surface of the coating film was observed visually, it was uniformly coated without repellency.
The coating film thus formed has a refractive index ellipsoid satisfying the relationship of nx>nz> ny and can be used as a birefringent film. The coated film had a thickness of 0.6 μm, Re [590] = 203 nm, and Nz coefficient = 0.25.
[比較例4]
合成例1で得られた合成物(ろ過処理前)1.56gと、合成例1で得られた合成物(ろ過処理前)0.84gとを用いたこと以外は、実施例3と同様にして水溶液を調製し、これを塗工して、ガラス板に塗工膜を形成した。
得られた塗工膜の表面を目視で観察したところ、直径0.5mm以上の円形のハジキ跡が多数生じていた。
[Comparative Example 4]
Except that 1.56 g of the composite obtained in Synthesis Example 1 (before filtration treatment) and 0.84 g of the synthesis product obtained in Synthesis Example 1 (before filtration treatment) were used, the same as Example 3 was used. An aqueous solution was prepared and applied to form a coating film on a glass plate.
When the surface of the obtained coating film was visually observed, many circular cissing marks having a diameter of 0.5 mm or more were generated.
[実施例5]
実施例3−2で得られた固形物(PCDIスルホン化物)2.0gを、50ミリリットルのイオン交換水(電気伝導度:1.7μS/cm)に溶解し、さらに、5質量%の水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pH=4.58まで中和した。得られた水溶液を、ロータリーエバポレーターを用いて、水溶液中のPCDIスルホン化物の濃度が11質量%となるまで濃縮した。得られた水溶液を、偏光顕微鏡観察すると、23℃でネマチック液晶相を示した。
次に、厚み1.3mmのガラス板(松浪硝子工業社製、商品名:MATSUNAMI SLIDE GLASS)に、上記水溶液を、バーコータ[BUSCHMAN社製、商品名「mayer rot HS1.5」]を用いて塗工し、23℃の恒温室内で自然乾燥させた。塗工膜の表面を目視で観察したところ、ハジキもなく、均一に塗工されていた。
このようにして形成された塗工膜は、偏光フィルムとして利用できる。該塗工膜は、厚み0.35μm、偏光度=95%、単体透過率=43%であった。
[Example 5]
2.0 g of the solid material (PCDI sulfonated product) obtained in Example 3-2 was dissolved in 50 ml of ion-exchanged water (electric conductivity: 1.7 μS / cm), and further 5% by mass of hydroxide. Aqueous sodium solution was added to neutralize to pH = 4.58. The obtained aqueous solution was concentrated using a rotary evaporator until the concentration of the PCDI sulfonated product in the aqueous solution became 11% by mass. When the obtained aqueous solution was observed with a polarizing microscope, a nematic liquid crystal phase was exhibited at 23 ° C.
Next, the above aqueous solution is applied to a glass plate having a thickness of 1.3 mm (manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd., trade name: MATSUNAMI SLIDE GLASS) using a bar coater [manufactured by BUSCHMAN, trade name “mayer rot HS1.5”]. And dried naturally in a constant temperature room at 23 ° C. When the surface of the coating film was observed visually, it was uniformly coated without repellency.
The coating film thus formed can be used as a polarizing film. The coated film had a thickness of 0.35 μm, a degree of polarization = 95%, and a single transmittance = 43%.
[比較例5]
合成例3で得られた合成物(ろ過処理前)2.0gを用いたこと以外は、実施例5と同様にして水溶液を調製し、これを塗工して、ガラス板に塗工膜を形成した。
得られた塗工膜の表面を目視で観察したところ、直径0.3mm以上の円形のハジキ跡が多数生じていた。このような穴開き膜は、フィルムとして使用できない。
[Comparative Example 5]
An aqueous solution was prepared in the same manner as in Example 5 except that 2.0 g of the synthesized product (before filtration) obtained in Synthesis Example 3 was used, and this was applied to form a coating film on a glass plate. Formed.
When the surface of the obtained coating film was visually observed, many circular cissing marks having a diameter of 0.3 mm or more were generated. Such a perforated membrane cannot be used as a film.
Claims (18)
前記合成物を、SO4 2−又はSO3 −が溶解し且つ前記多環式化合物が難溶な有機溶媒に混合して分散液を得る工程、
前記分散液をろ過して−SO3M基を有する多環式化合物を分離する工程、
を有する多環式化合物の製造方法。 A step of sulfonation to synthesize a polycyclic compound having a —SO 3 M group (where M represents a counter ion) to obtain a compound;
Mixing the composite with an organic solvent in which SO 4 2− or SO 3 − is dissolved and the polycyclic compound is hardly soluble, to obtain a dispersion;
Separating a polycyclic compound having a -SO 3 M group by filtering the dispersion,
The manufacturing method of the polycyclic compound which has this.
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