JP5510483B2 - 重合性液晶組成物およびその用途 - Google Patents
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Description
[2] 下記式(3)、(4)および(10)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含有することを特徴とする前記項[1]に記載の重合性液晶組成物。
[3] 前記式(1)におけるmが5である化合物と、前記式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物とを含有することを特徴とする前記項[1]に記載の重合性液晶組成物。
[7] 前記式(1)におけるmが5である化合物と、前記式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物と、前記式(4)におけるqが2であり、かつ、Rが水素である化合物とを含有することを特徴とする前記項[2]に記載の重合性液晶組成物。
[14] 前記式(5)におけるrが5である化合物と、前記式(6)におけるqが2である化合物と、前記式(10)におけるtが2である化合物とを含有することを特徴とする前記項[13]に記載の重合性液晶組成物。
[19] 前記式(5)におけるrが5であり、かつ、Rが水素である化合物と、前記式(6)におけるqが2である化合物とを含有することを特徴とする前記項[12]に記載の重合性液晶組成物。
[21] 下記式(5)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種と、下記式(10)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種とを含有することを特徴とする重合性液晶組成物。
[22] 前記式(5)におけるrが3である化合物と、前記式(10)におけるtが3である化合物とを含有することを特徴とする前記項[21]に記載の重合性液晶組成物。
[26] 下記式(4)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含有することを特徴とする前記項[21]に記載の重合性液晶組成物。
[27] 前記式(5)におけるrが3である化合物と、前記式(10)におけるtが3である化合物と、前記式(4)におけるqが4である化合物とを含有することを特徴とする前記項[26]に記載の重合性液晶組成物。
[30] 前記式(4)におけるqが2である化合物と、前記式(10)におけるtが2である化合物とを含有することを特徴とする前記項[29]に記載の重合性液晶組成物。
[34] 非液晶性の重合性化合物をさらに含有することを特徴とする前記項[1]〜[19]、[21]〜[33]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[37] 前記項[1]〜[35]のいずれかに記載の重合性液晶組成物を含むことを特徴とする印刷用インク。
[39] 前記項[1]〜[35]のいずれかに記載の重合性液晶組成物を重合させることによって得られることを特徴とする重合体。
[41] 前記項[39]または[40]に記載の重合体を含有することを特徴とする膜。
[43] 前記項[39]または[40]に記載の重合体を含有することを特徴とする化粧料。
[45] 液晶顔料、塗料、噴霧インク、印刷インク、化粧品、偽造防止用印刷物、装飾品、玩具および光学フィルムから選ばれる用途への、前記項[39]または[40]に記載の重合体の使用。
本発明に係る重合性液晶組成物としては、
第一の態様として、化合物(1)および化合物(2)からなる群より選ばれる少なくとも2種の単官能液晶性アクリレート化合物を必須成分として含有する組成物(以下「組成物(I)」ともいう。);
第二の態様として、化合物(5)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(6)から選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物(以下「組成物(II)」ともいう。);
第三の態様として、化合物(9)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(8)から選ばれる少なくとも1種と、多官能(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリルオリゴマーからなる群より選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物(以下「組成物(III)」ともいう。);
第四の態様として、化合物(5)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(10)から選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物(以下「組成物(IV)」ともいう。);
第五の態様として、化合物(4)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(10)から選ばれる少なくとも1種とを含有する組成物(以下「組成物(V)」ともいう。)
が挙げられる。
本発明の組成物(I)は、化合物(1)および化合物(2)からなる群より選ばれる少なくとも2種の単官能液晶性アクリレート化合物を必須成分として含有する。ただし、上記式(1)におけるmが10である化合物と、上記式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物との2種のみからなる組み合わせは除く。したがって、上記式(1)におけるmが10である化合物と、上記式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物と、さらに化合物(1)および(2)から選ばれる少なくとも1種の他の化合物(例えば、上記式(1)におけるmが5である化合物)とからなる組み合わせは、本発明の組成物(I)に属する。
式(1)におけるmが5である化合物と、式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(1)におけるmが10である化合物と、式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(2)におけるnが4であり、かつ、Rが水素である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(1)におけるmが10である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物と、式(4)におけるqが2であり、かつ、Rが水素である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(1)におけるmが10である化合物と、式(4)におけるqが2であり、かつ、Rがメチルである化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(2)におけるnが3である化合物と、式(10)におけるtが2である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(2)におけるnが3である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ;
式(1)におけるmが5である化合物と、式(2)におけるnが3である化合物と、式(10)におけるtが4である化合物との組み合わせ
などが挙げられる。
本発明の組成物(I)が、化合物(3)、(4)および(10)から選ばれる少なくとも1種を含有することにより、室温での組成物の結晶化を防ぐこと、特定の温度での反射色を調整すること、あるいは、より広い温度領域で赤、オレンジ、緑、青(紫)の反射色を呈するコレステリック相を発現することができる。特に化合物(10)は、室温での組成物の結晶化を防ぐという点で、その効果が高い。
本発明の組成物(II)は、化合物(5)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(6)から選ばれる少なくとも1種とを含有する。本発明の組成物(II)は、上記化合物(5)および(6)の他に、化合物(10)からなる群より選ばれる少なくとも1種、あるいは化合物(7)および化合物(8)からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含有してもよい。また、本発明の組成物(II)は、上記化合物(5)〜(8)および(10)以外の重合性化合物(他の重合性化合物)、非重合性成分および有機溶媒などを含有してもよい。
式(5)におけるrが5である化合物と、式(6)におけるqが2である化合物と、式(10)におけるtが2である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(6)におけるqが4である化合物と、式(10)におけるtが2である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(6)におけるqが2である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(6)におけるqが4である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5であり、かつ、Rが水素である化合物と、式(6)におけるqが2である化合物との組み合わせ
などが挙げられる。
本発明の組成物(III)は、化合物(9)から選ばれる少なくとも1種(以下「第一成分」ともいう。)と、化合物(8)から選ばれる少なくとも1種(以下「第二成分」ともいう。)と、多官能(メタ)アクリレートおよび(メタ)アクリルオリゴマーからなる群より選ばれる少なくとも1種(以下「第三成分」ともいう。)とを含有する。
本発明の組成物(IV)は、化合物(5)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(10)から選ばれる少なくとも1種とを含有する。本発明の組成物(IV)は、上記化合物(5)および(10)の他に、化合物(4)からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含有してもよい。また、本発明の組成物(IV)は、上記化合物(4)、(5)および(10)以外の重合性化合物(他の重合性化合物)、非重合性成分および有機溶媒などを含有してもよい。
式(5)におけるrが3である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(10)におけるtが2である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(10)におけるtが4である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが3である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物と、式(4)におけるqが4である化合物との組み合わせ;
式(5)におけるrが5である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物と、式(4)におけるqが2である化合物との組み合わせ
などが挙げられる。
本発明の組成物(V)は、化合物(4)から選ばれる少なくとも1種と、化合物(10)から選ばれる少なくとも1種とを含有する。本発明の組成物(V)は、上記化合物(4)および(10)以外の重合性化合物(他の重合性化合物)、非重合性成分および有機溶媒などを含有してもよい。
式(4)におけるqが2である化合物と、式(10)におけるtが2である化合物との組み合わせ;
式(4)におけるqが2である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ;
式(4)におけるqが4である化合物と、式(10)におけるtが2である化合物との組み合わせ;
式(4)におけるqが4である化合物と、式(10)におけるtが3である化合物との組み合わせ
などが挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、他の重合性化合物を含有してもよい。他の重合性化合物は、液晶性であっても非液晶性であってもよい。
上記非液晶性の他の重合性化合物としては、単官能(メタ)アクリレートモノマー、多官能(メタ)アクリレートモノマーおよび(メタ)アクリルオリゴマーがより好ましい。なお、本発明の組成物(III)における第三成分としては、上記多官能(メタ)アクリレートモノマーおよび(メタ)アクリルオリゴマーを用いることができ、この場合、これらは他の重合性化合物には属さない。
本発明の重合性液晶組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、非重合性成分を配合してもよい。非重合性成分は、液晶性であっても非液晶性であってもよく、たとえば、非重合性の液晶化合物、体質顔料、着色剤、分散剤、重合開始剤、増感剤、重合防止剤、酸素阻害剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、接着助剤、密着促進剤、保存安定剤、消泡剤、凝集防止剤などが挙げられる。
本発明の組成物は、上記重合開始剤とともに増感剤を含有してもよい。増感剤としては、例えば、3−位および/または7−位に置換基を有するクマリン類、フラボン類、ジベンザルアセトン類、ジベンザルシクロヘキサン類、カルコン類、キサンテン類、チオキサンテン類、ポルヒリン類、アクリジン類などが挙げられる。
ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジアルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤;
エフトップEF301、エフトップEF303、エフトップEF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171、メガファックF172、メガファックF173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、フロラードFC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、サーフロンSC−101、サーフロンSC−102、サーフロンSC−103、サーフロンSC−104、サーフロンSC−105、サーフロンSC−106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤;
オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、アクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.57、ポリフローNo.95(共栄社化学(株)製)などが挙げられる。これらの界面活性剤は、重合体に対して5重量部以下となる量で用いられる。
凝集防止剤としては、たとえば、ポリアクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。
本発明の組成物は、組成物を希釈するため、あるいは塗布性を向上させるために、有機溶媒を含有してもよい。有機溶媒としては、直鎖もしくは分岐鎖のエステル、特に酢酸エステル、環状エーテル、環状エステル、アルコール、ラクトン、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、ケトン、アミド、N−アルキルピロリドン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。上記有機溶媒は、1種単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
本発明に係る重合体は、上述した本発明の重合性液晶組成物を重合することにより得られ、組成物のコレステリック液晶相が固定化され、所望の色や目的に応じた波長の光を反射する。組成物の重合反応は、加熱による熱重合でもよく、光照射による光重合でもよく、両者を組み合わせた方法で行ってもよい。
本発明の重合性液晶組成物の用途としては、たとえば、化粧料、印刷用インク、UV硬化型印刷用インクなどが挙げれる。
下記式で表される化合物(式(1)におけるmが5である化合物)の合成を以下のようにして行った。
水867gに水酸化ナトリウム173gを溶解させた後、原料のε−カプロラクトン150gを滴下し室温で5時間撹拌した。6Nの塩酸で中和した後、酢酸エチルで抽出後、水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を留去した。テトラヒドロフラン(THF)とヘプタンの混合溶媒から再結晶し、1−ヒドロキシへキサン酸106.47gを得た。1H−NMR(CDCl3;δ ppm):3.68(t,2H),2.38(t,2H),1.57−1.72(m,4H),1.39−1.47(m,2H)。
1−ヒドロキシへキサン酸1067g、N,N−ジメチルアニリン109g、BHT0.9gおよびジオキサン1,000mLの混合物に、アクリル酸クロリド80gを室温で滴下し、続いて60℃で2時間撹拌した。反応混合物を氷水に注ぎ入れ、酢酸エチルを加えて撹拌した。分液した後、酢酸エチル層を1N塩酸、飽和炭酸ナトリウム水溶液、水の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去し、6−アクリロイルオキシヘキサン酸の濃縮物(148.56g)を得た。1H−NMR(CDCl3;δ ppm):6.38(dd,1H),6.14(dd,1H),5.83(dd,1H),4.16(t,2H),2.38(t,2H),1.64−1.73(m,4H),1.40−1.47(m,2H)。
6−アクリロイルオキシヘキサン酸70g、コレステロール121g、4−ジメチルアミノピリジン19gおよびジクロロメタン1500mLの混合物に、氷冷下でN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド19gのジクロロメタン80mL溶液を滴下した。室温で18時間撹拌した後、不溶物をろ過し取り除いた。ろ液に水を加え、1N塩酸、2N水酸化ナトリウム水溶液、および水の順で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去した。残渣をセライトでろ過し、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘプタン/酢酸エチル=9/1)で分取した後、ジエチルエーテルとエタノールの混合溶媒から再結晶し、6−アクリロイルオキシヘキサン酸コレステロールエステル100.35gを得た。融点:45.3−45.8℃。1H−NMR(CDCl3;δ ppm):6.41(dd,2H),6.12(dd,2H),5.37(d,1H),4.59−4.63(m,1H),4.15(t,2H),2.29(t,2H),0.6−1.96(m,47H)。
合成例1で得られた化合物(式(1)におけるmが5である化合物)91重量%と、上記式(2)におけるnが3であり、かつ、Rが水素である化合物9重量%とからなる組成物を調製した。この組成物は、22℃で緑色の選択反射を呈した。この組成物1gと重合開始剤としてイルガキュアー651(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.01gとを混合し、これをトルエンに溶解させた後、硝子基板上に塗布した。塗布後、120℃に設定したオーブン中で3分間熱処理して溶媒を除去し、塗膜を形成した。次いで、この塗膜に、高圧水銀灯(70mW/cm2)によって紫外線を30秒間照射した。照射後、この組成物は重合しており、重合前の組成物を硝子基板に塗布した時と同じ緑色の選択反射を示した。結果を表1に示す。
表1に示す組成を有する組成物を調製したこと以外は実施例A1と同様にして重合体を製造し、反射色を調べた。結果を表1に示す。
表2に示す組成を有する組成物を調製したこと以外は実施例A1と同様にして重合体を製造し、反射色を調べた。結果を表2に示す。
表4に示す組成物を調製したこと以外は実施例A1と同様にして重合体を製造し、反射色を調べた。結果を表4に示す。なお、第三成分としてトリメチロールプロパントリアクリラートを用いた。
Claims (18)
- 前記式(5)におけるRが水素である化合物と、前記式(6)におけるqが2である化合物とを含有することを特徴とする請求項1に記載の重合性液晶組成物。
- 前記式(10)におけるtが3であることを特徴とする請求項3に記載の重合性液晶組成物。
- 前記式(10)におけるtが3であり、前記式(4)におけるqが2であることを特徴とする請求項5に記載の重合性液晶組成物。
- 前記式(4)におけるqが4である化合物と、前記式(10)におけるtが3である化合物とを含有することを特徴とする請求項7に記載の重合性液晶組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の重合性液晶組成物を含むことを特徴とする化粧料。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の重合性液晶組成物を含むことを特徴とする印刷用インク。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の重合性液晶組成物を含むことを特徴とするUV硬化型印刷用インク。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の重合性液晶組成物を重合させることによって得られることを特徴とする重合体。
- コレステリック液晶相を呈することを特徴とする請求項12に記載の重合体。
- 請求項12または13に記載の重合体を含有することを特徴とする膜。
- 請求項12または13に記載の重合体を含有することを特徴とするフィルム。
- 請求項12または13に記載の重合体を含有することを特徴とする化粧料。
- 請求項12または13に記載の重合体を含有することを特徴とする色材。
- 液晶顔料、塗料、噴霧インク、印刷インク、化粧品、偽造防止用印刷物、装飾品、玩具および光学フィルムから選ばれる用途への、請求項12または13に記載の重合体の使用。
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