JP5934640B2 - LAMINATE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND GAS SEPARATION MEMBRANE - Google Patents

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本発明は、積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜に関する。より詳しくは、水素、ヘリウム、一酸化炭素、二酸化炭素、硫化水素、酸素、窒素、アンモニア、硫黄酸化物、窒素酸化物、メタン、エタンなどの炭化水素、プロピレンなどの不飽和炭化水素、テトラフルオロエタンなどのパーフルオロ化合物などのガスを含有する気体混合物から特定の気体を効率よく分離し得る新規なガス分離膜として用いることができる積層体に関し、特に二酸化炭素を含む気体混合物から二酸化炭素を選択分離するガス分離膜として用いることができる積層体に関する。また、前記ガス分離膜として用いることができる積層体の製造方法に関する。また、本発明は前記積層体を含むガス分離膜にも関し、特に酸性ガスと非酸性ガスのガス混合物から少なくとも1種の酸性ガスを分離できるガス分離膜に関する。   The present invention relates to a laminate, a method for producing the same, and a gas separation membrane. More specifically, hydrogen, helium, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, oxygen, nitrogen, ammonia, sulfur oxides, nitrogen oxides, hydrocarbons such as methane and ethane, unsaturated hydrocarbons such as propylene, tetrafluoro Regarding a laminate that can be used as a novel gas separation membrane that can efficiently separate a specific gas from a gas mixture containing a gas such as a perfluoro compound such as ethane, particularly carbon dioxide is selected from a gas mixture containing carbon dioxide The present invention relates to a laminate that can be used as a gas separation membrane to be separated. Moreover, it is related with the manufacturing method of the laminated body which can be used as said gas separation membrane. The present invention also relates to a gas separation membrane including the laminate, and more particularly to a gas separation membrane capable of separating at least one acidic gas from a gas mixture of acidic gas and non-acidic gas.

従来より、高分子素材には、その素材に特有の気体透過性があるため、高分子素材から構成された高分子膜によって、気体成分を分離できることが知られていた。近年の地球環境温暖化における問題と関連して、火力発電所やセメントプラント、製鉄所高炉等の大規模な二酸化炭素発生源から二酸化炭素を省エネルギーで分離回収することの出来る可能性のある手段として高分子膜によって、気体成分を分離することが着目されている。天然ガスやバイオガス(生物の排泄物、有機質肥料、生分解性物質、汚水、ゴミ、エネルギー作物などの発酵、嫌気性消化により発生するガス)は主としてメタンと二酸化炭素の混合ガスであり、水素は一般的に天然ガスの水蒸気改質、水性ガスシフトを経て製造されており、その製造過程で、組成の約40%が二酸化炭素、約60%が水素の気体混合物が得られる。濃度の低い不純物である二酸化炭素を選択透過、除去させることができれば分離精製方法として経済的により優れているといえ、不純物を除去する手段として膜分離方法が検討されてきた(特許文献1、特許文献2)。   Conventionally, it has been known that a gas component can be separated by a polymer film composed of a polymer material because the polymer material has gas permeability unique to the material. In connection with the problems of global warming in recent years, there is a possibility that carbon dioxide can be separated and recovered with energy saving from large-scale carbon dioxide generation sources such as thermal power plants, cement plants, steelworks blast furnaces, etc. Attention has been focused on separating gas components by a polymer membrane. Natural gas and biogas (biological excrement, organic fertilizer, biodegradable material, sewage, garbage, gas generated by fermentation and anaerobic digestion of energy crops) are mainly mixed gas of methane and carbon dioxide, hydrogen Is generally produced through steam reforming of natural gas and water gas shift, and in the production process, a gas mixture of about 40% of carbon dioxide and about 60% of hydrogen is obtained. If carbon dioxide, which is a low concentration impurity, can be selectively permeated and removed, it can be said that it is economically superior as a separation and purification method, and a membrane separation method has been studied as a means for removing impurities (Patent Document 1, Patent). Reference 2).

ところで、高分子膜における気体の透過性(透過係数)は気体の高分子膜への溶解度係数(溶解性)と拡散係数(拡散性)との積で表される(非特許文献1)。それゆえに、二酸化炭素の透過性(透過係数)を分離対象ガスに対して選択的に向上させるためには、二酸化炭素の高分子膜に対する溶解度係数(溶解性)及び/又は拡散係数(拡散性)を選択的に向上させればよいことになるが、一般的な高分子膜は選択性を上げると透過性が減少するというトレードオフの関係が知られており、問題となっていた。   By the way, the gas permeability (permeability coefficient) in the polymer membrane is expressed by the product of the solubility coefficient (solubility) of the gas in the polymer membrane and the diffusion coefficient (diffusivity) (Non-Patent Document 1). Therefore, in order to selectively improve the permeability (permeability coefficient) of carbon dioxide with respect to the separation target gas, the solubility coefficient (solubility) and / or diffusion coefficient (diffusibility) of carbon dioxide in the polymer membrane However, a general polymer membrane has been known to have a trade-off relationship that the permeability decreases when the selectivity is increased.

従来、ガス分離膜は、主に支持機能を果たす多孔質層と主に分離機能を果たす緻密層とからなる非対称構造の積層体にし、且つガスの透過抵抗が生じる緻密層をガス透過速度が小さくならないように薄くして用いられている。特許文献3には、多孔質ポリアクリロニトリル構造支持体と、架橋したフェニル含有極性オルガノポリシロキサンを含むガター層と、特定のフッ素原子含有ポリイミドからなる極薄の選択膜層とを積層した複合ガス分離膜が開示されている。特許文献4には、脂肪族系の多孔質ポリイミド支持層と、フッ素原子含有ポリイミドからなる薄膜とを積層した気体用複合分離膜が開示されている。   Conventionally, a gas separation membrane is a laminate having an asymmetric structure mainly composed of a porous layer that mainly performs a supporting function and a dense layer that mainly performs a separating function, and the dense layer in which gas permeation resistance is generated has a low gas permeation rate. It is used so as not to become thin. Patent Document 3 discloses a composite gas separation in which a porous polyacrylonitrile structure support, a gutter layer containing a crosslinked phenyl-containing polar organopolysiloxane, and an ultrathin selective membrane layer made of a specific fluorine atom-containing polyimide are laminated. A membrane is disclosed. Patent Document 4 discloses a gas composite separation membrane in which an aliphatic porous polyimide support layer and a thin film made of fluorine atom-containing polyimide are laminated.

特開2007−297605号公報JP 2007-297605 A 特開2006−297335号公報JP 2006-297335 A 特開平6−269650号公報JP-A-6-269650 特開平8−52332号公報JP-A-8-52332

永井一清監修 シーエムシー出版、「気体分離膜・透過膜・バリア膜の最新技術」、52−59頁Supervised by Kazuyoshi Nagai, CMC Publishing, “Latest Technology of Gas Separation / Permeation / Barrier Membrane”, pages 52-59

このような特許文献3および4に記載の複合膜では多孔質層の上に均一な薄膜を積層する必要があるが、本発明者が検討したところ多孔質層の上に均一な薄膜を形成するのは容易ではなく、これらの文献で示された方法によって高性能ガス分離膜を得るのは容易ではないことがわかった。すなわち、ガス分離性能が高く、かつ、ガス透過流束が大きい積層体は従来知られていなかった。   In the composite films described in Patent Documents 3 and 4, it is necessary to stack a uniform thin film on the porous layer. However, as a result of studies by the present inventors, a uniform thin film is formed on the porous layer. It has been found that it is not easy to obtain a high-performance gas separation membrane by the methods shown in these documents. That is, a laminate having high gas separation performance and a large gas permeation flux has not been known.

本発明が解決しようとする課題は、ガス分離性能が高く、かつ、ガス透過流束が大きい積層体を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a laminate having high gas separation performance and high gas permeation flux.

上記課題を解決するために本発明者が鋭意検討した結果、特定範囲の超薄膜の液晶層を緻密層として用い、該液晶層の上に任意の多孔質層などの高ガス透過性層を積層することにより、超薄膜な緻密層を用いることでガス透過流束を大きくすることができ、さらにガス分離性能も高くなることを見出し、本発明に至った。気体の透過流束は気体の透過性(透過係数)/膜厚で表され、膜厚を薄くすることで気体の透過性は向上させることはできないが、透過流束を向上させることができる。トレードオフの関係を克服することはできないが、超薄膜化によって気体の透過流束と、高分離選択性を両立することができる。   As a result of intensive studies by the inventor in order to solve the above problems, a liquid crystal layer of an ultrathin film in a specific range is used as a dense layer, and a highly gas permeable layer such as an arbitrary porous layer is laminated on the liquid crystal layer. By doing so, it was found that the gas permeation flux can be increased by using an ultrathin dense layer, and further the gas separation performance is improved, and the present invention has been achieved. The gas permeation flux is expressed by gas permeability (permeation coefficient) / film thickness. Although the gas permeability cannot be improved by reducing the film thickness, the permeation flux can be improved. Although the trade-off relationship cannot be overcome, gas permeation flux and high separation selectivity can both be achieved by making the film ultra-thin.

本発明が解決しようとする課題を解決するための具体的手段である本発明は、以下の構成である。
[1] 膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とを含むことを特徴とする積層体。
[2] 基板と、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とをこの順で含むことを特徴とする積層体。
[3] [1]または[2]に記載の積層体は、前記液晶層が、重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一項に記載の積層体は、前記高ガス透過性層が、架橋ポリマーを含有することが好ましい。
[5] [4]に記載の積層体は、前記架橋ポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリイミドおよびポリアリルアミンから選択される少なくとも1種のポリマーを構成する繰り返し単位を有することが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか一項に記載の積層体は、前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の積層体は、前記液晶層の平均粗さRaが1nm以下であることが好ましい。
[8] 基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程と、熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程と、前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程と、前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程と、含むことを特徴とする積層体の製造方法。
[9] [8]に記載の積層体の製造方法は、前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することが好ましい。
[10] [8]または[9]に記載の積層体の製造方法は、前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
[11] [8]〜[10]のいずれか一項に記載の積層体の製造方法で製造されたことを特徴とする積層体。
[12] [1]〜[7]および[11]のいずれか一項に記載の積層体を含むことを特徴とするガス分離膜。
[13] [12]に記載のガス分離膜は、酸性ガスと非酸性ガスのガス混合物から少なくとも1種の酸性ガスを分離できることが好ましい。
The present invention, which is a specific means for solving the problems to be solved by the present invention, has the following configuration.
[1] A liquid crystal layer having a film thickness of 0.5 nm to 10 nm and a highly gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same kind of gas. A laminate comprising:
[2] High gas permeability having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the substrate, the liquid crystal layer having a film thickness of 0.5 nm to 10 nm, and the same kind of gas The laminated body characterized by including a layer in this order.
[3] In the laminate according to [1] or [2], the liquid crystal layer is preferably an optically anisotropic layer formed by fixing the alignment state of the polymerizable liquid crystal compound.
[4] In the laminate according to any one of [1] to [3], it is preferable that the high gas-permeable layer contains a crosslinked polymer.
[5] In the laminate according to [4], the crosslinked polymer is at least one selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polydimethylsiloxane, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, polyimide, and polyallylamine. It is preferable to have a repeating unit constituting a seed polymer.
[6] In the laminate according to any one of [1] to [5], the substrate is preferably a polyethylene terephthalate film.
[7] In the laminate according to any one of [1] to [6], the liquid crystal layer preferably has an average roughness Ra of 1 nm or less.
[8] Application of applying a polymerizable liquid crystal composition containing (A) a polymerizable liquid crystal compound, (B) a photopolymerization initiator and (C) an organic solvent on a substrate to a thickness of 0.5 to 10 nm. A step of aligning the polymerizable liquid crystal compound by applying heat, an irradiation step of irradiating the polymerizable liquid crystal composition with active radiation to fix the liquid crystal phase and obtaining a liquid crystal layer, and And a step of laminating a high gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same kind of gas, Method.
[9] In the method for manufacturing a laminate according to [8], it is preferable that the substrate is peeled from the laminate including the substrate, the liquid crystal layer, and the highly gas permeable layer in this order.
[10] In the method for producing a laminate according to [8] or [9], the substrate is preferably a polyethylene terephthalate film.
[11] A laminate produced by the method for producing a laminate according to any one of [8] to [10].
[12] A gas separation membrane comprising the laminate according to any one of [1] to [7] and [11].
[13] The gas separation membrane according to [12] is preferably capable of separating at least one kind of acidic gas from a gas mixture of acidic gas and non-acidic gas.

本発明によれば、ガス分離性能が高く、かつ、ガス透過流束が大きい積層体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a laminate having high gas separation performance and high gas permeation flux.

図1は、本発明の積層体の一例を示す断面概略図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the laminate of the present invention. 図2は、本発明の積層体の他の一例を示す断面概略図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the laminate of the present invention.

以下において、本発明の積層体や積層体の製造方法などについて詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
Below, the laminated body of this invention, the manufacturing method of a laminated body, etc. are demonstrated in detail.
The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

[積層体、ガス分離膜]
<構成>
本発明の積層体は、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とを含むことを特徴とする。また、本発明のガス分離膜は、本発明の積層体を含むことを特徴とする。
このような構成とすることで、ガス分離性能が高く、かつ、ガス透過流束が大きい高性能ガス分離膜として用いることができる。いかなる理論に拘泥するものでもないが、液晶層の膜厚を分子サイズのレベルに近い程度に制御することで、厚膜時とは異なる分子配列をすることにより、非常に緻密な液晶層が得られたものと考えられる。
図1にこのような構成の本発明の積層体の一例の断面概略図を示す。本発明の積層体4は、液晶層1と、高ガス透過性層2を有する。前記液晶層1と、高ガス透過性層2は、隣接していることが好ましい。
なお、本発明の積層体は、単独でガス分離膜として用いることができる。ただし、本発明のガス分離膜は、本発明の積層体であってもよく、あるいは、本発明の積層体に加えてその他のガス分離膜の一般的構成として公知な他の部材を含んでいてもよい。
[Laminated body, gas separation membrane]
<Configuration>
The laminated body of the present invention has a high gas permeability that has a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with a liquid crystal layer having a film thickness of 0.5 nm to 10 nm with the same kind of gas And a sex layer. The gas separation membrane of the present invention includes the laminate of the present invention.
With such a configuration, it can be used as a high performance gas separation membrane having high gas separation performance and a large gas permeation flux. Although not bound by any theory, by controlling the film thickness of the liquid crystal layer to a level close to the molecular size level, a very dense liquid crystal layer can be obtained by making the molecular arrangement different from that of the thick film. It is thought that it was done.
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of the laminate of the present invention having such a configuration. The laminate 4 of the present invention has a liquid crystal layer 1 and a high gas permeability layer 2. The liquid crystal layer 1 and the high gas permeable layer 2 are preferably adjacent to each other.
The laminate of the present invention can be used alone as a gas separation membrane. However, the gas separation membrane of the present invention may be the laminate of the present invention, or may include other members known as general configurations of other gas separation membranes in addition to the laminate of the present invention. Also good.

また、本発明の積層体はさらに任意に剥離可能な基材を有する態様であってもよく、具体的には本発明の積層体は、基板と、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とをこの順で含むことを特徴とする構成であってもよい。基板はガス非透過性であってもよく、このままの構成ではガス分離膜として使用できないこともあるが、超薄膜の緻密層である前記液晶層と、前記高ガス透過性層(例えば多孔質層)の積層体を剥離することで、ガス分離膜として用いることができる。
図2にこのような構成の本発明の積層体の一例の断面概略図を示す。本発明の積層体4は、基板3と、液晶層1と、高ガス透過性層2をこの順で有する。前記基板3および前記液晶層1、ならびに、前記液晶層1および高ガス透過性層2は、それぞれ隣接していることが好ましい。
Further, the laminate of the present invention may be an embodiment having a substrate that can be optionally peeled off. Specifically, the laminate of the present invention includes a substrate and a liquid crystal having a film thickness of 0.5 nm to 10 nm. And a high gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same kind of gas in this order. Good. The substrate may be non-gas permeable and may not be used as a gas separation membrane in this configuration, but the liquid crystal layer which is an ultra-thin dense layer and the high gas permeable layer (for example, a porous layer) Can be used as a gas separation membrane.
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an example of the laminate of the present invention having such a configuration. The laminate 4 of the present invention has the substrate 3, the liquid crystal layer 1, and the high gas permeable layer 2 in this order. The substrate 3 and the liquid crystal layer 1, and the liquid crystal layer 1 and the high gas permeable layer 2 are preferably adjacent to each other.

<特性:ガス分離性能>
本発明の積層体およびガス分離膜は、酸性ガスと非酸性ガスのガス混合物から、少なくとも1種の酸性ガスを分離するためのガス分離膜であることが好ましい。
本発明の積層体は、前記酸性ガスと非酸性ガスの分離比(酸性ガスの透過流束/非酸性ガスの透過流束)が18以上であることが好ましく、20以上であることがより好ましく、22以上であることが特に好ましい。前記酸性ガスと非酸性ガスの分離比の上限値については特に制限はない。
<Characteristics: Gas separation performance>
The laminate and gas separation membrane of the present invention are preferably gas separation membranes for separating at least one acidic gas from a gas mixture of acidic gas and non-acidic gas.
In the laminate of the present invention, the separation ratio between the acidic gas and the non-acidic gas (permeation flux of acidic gas / permeation flux of non-acidic gas) is preferably 18 or more, and more preferably 20 or more. , 22 or more is particularly preferable. There is no restriction | limiting in particular about the upper limit of the separation ratio of the said acidic gas and non-acidic gas.

酸性ガスとしては、二酸化炭素、硫化水素、硫化カルボニル、硫黄酸化物(SOx)、及び窒素酸化物(NOx)が挙げられ、二酸化炭素、硫化水素、硫化カルボニル、硫黄酸化物(SOx)、及び窒素酸化物(NOx)から選択される少なくとも1種であることが好ましく、より好ましくは二酸化炭素、硫化水素又は硫黄酸化物(SOx)であり、特に好ましくは二酸化炭素である。
本発明の積層体は、前記酸性ガスから選ばれる少なくとも1種の酸性ガスに対する透過流束が、40GPU以上であることが好ましく、50GPU以上であることがより好ましく、100GPU以上であることが特に好ましく、120GPU以上であることがより特に好ましい。前記酸性ガスの透過流束の上限値については特に制限はないが、例えば10000GPU以下とすることができ、5000GPU以下としてもよい。
なお、1GPU=1×10-6cm3(STP)/(s・cm2・cmHg)を表す。
Examples of the acid gas include carbon dioxide, hydrogen sulfide, carbonyl sulfide, sulfur oxide (SOx), and nitrogen oxide (NOx), and carbon dioxide, hydrogen sulfide, carbonyl sulfide, sulfur oxide (SOx), and nitrogen. It is preferably at least one selected from oxides (NOx), more preferably carbon dioxide, hydrogen sulfide or sulfur oxide (SOx), and particularly preferably carbon dioxide.
In the laminate of the present invention, the permeation flux with respect to at least one acid gas selected from the acid gases is preferably 40 GPU or more, more preferably 50 GPU or more, and particularly preferably 100 GPU or more. More preferably, it is 120 GPU or more. Although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of the permeation | transmission flux of the said acidic gas, For example, it can be set to 10,000 GPU or less, and is good also as 5000 GPU or less.
1 GPU = 1 × 10 −6 cm 3 (STP) / (s · cm 2 · cmHg).

前記非酸性ガスとしては水素、メタン、窒素、及び一酸化炭素から選択される少なくとも1種であることが好ましく、より好ましくはメタン、水素であり、特に好ましくはメタンである。   The non-acid gas is preferably at least one selected from hydrogen, methane, nitrogen, and carbon monoxide, more preferably methane and hydrogen, and particularly preferably methane.

<用途>
(ガス混合物の分離方法)
本発明の積層体は、少なくとも1種の酸性ガスと少なくとも1種の非酸性ガスを含む混合ガスから少なくとも1種の酸性ガスを分離する方法であって、酸性ガスが二酸化炭素、硫化水素、硫化カルボニル、硫黄酸化物(SOx)、及び窒素酸化物(NOx)から選択される少なくとも1種であり、非酸性ガスが水素、メタン、窒素、及び一酸化炭素から選択される少なくとも1種であり、ガス分離膜として本発明の積層体を用いたガス混合物の分離方法に用いることができる。
<Application>
(Gas mixture separation method)
The laminate of the present invention is a method for separating at least one acid gas from a mixed gas containing at least one acid gas and at least one non-acid gas, wherein the acid gas is carbon dioxide, hydrogen sulfide, sulfide. At least one selected from carbonyl, sulfur oxide (SOx), and nitrogen oxide (NOx), and the non-acid gas is at least one selected from hydrogen, methane, nitrogen, and carbon monoxide, It can be used in a gas mixture separation method using the laminate of the present invention as a gas separation membrane.

本発明の積層体を用いる気体の分離方法において、原料の気体混合物の成分は原料産地や用途又は使用環境などによって影響されるものであり、特に規定されるものではないが、ガス混合物の主成分が二酸化炭素及びメタン又は二酸化炭素及び水素であることが好ましい。すなわち、ガス混合物における二酸化炭素及びメタン又は二酸化炭素及び水素の占める割合が、二酸化炭素の割合として5〜50%であることが好ましく、更に好ましくは10〜40%である。ガス混合物が二酸化炭素や硫化水素のような酸性ガス共存下である場合、本発明の積層体を用いる気体の分離方法は特に優れた性能を発揮し、好ましくは二酸化炭素とメタン等の炭化水素、二酸化炭素と窒素、二酸化炭素と水素の分離において優れた性能を発揮する。   In the gas separation method using the laminate of the present invention, the components of the gas mixture of the raw material are affected by the raw material production area, application or use environment, and are not particularly defined, but the main component of the gas mixture Is preferably carbon dioxide and methane or carbon dioxide and hydrogen. That is, the proportion of carbon dioxide and methane or carbon dioxide and hydrogen in the gas mixture is preferably 5 to 50%, more preferably 10 to 40% as the proportion of carbon dioxide. When the gas mixture is in the presence of an acidic gas such as carbon dioxide or hydrogen sulfide, the gas separation method using the laminate of the present invention exhibits particularly excellent performance, preferably hydrocarbons such as carbon dioxide and methane, Excellent performance in the separation of carbon dioxide and nitrogen, carbon dioxide and hydrogen.

(ガス分離膜モジュール・気体分離装置)
本発明の積層体は、更にはこれを用いたガス分離膜モジュールとすることが好ましい。また、本発明の積層体又はガス分離膜モジュールを用いて、ガスを分離回収又は分離精製させるための手段を有する装置とすることができる。
本発明の積層体はモジュール化して好適に用いることができる。モジュールの例としては、スパイラル型、中空糸型、プリーツ型、管状型、プレート&フレーム型などが挙げられる。また本発明の積層体は、例えば、特開2007−297605号に記載のような吸収液と併用した膜・吸収ハイブリッド法としての気体分離回収装置に適用してもよい。
(Gas separation membrane module / gas separation device)
The laminate of the present invention is preferably a gas separation membrane module using the laminate. Moreover, it can be set as the apparatus which has a means for carrying out separation collection | recovery or separation refinement | purification using the laminated body or gas separation membrane module of this invention.
The laminate of the present invention can be suitably used in a modular form. Examples of modules include spiral type, hollow fiber type, pleated type, tubular type, plate & frame type and the like. The laminate of the present invention may be applied to a gas separation / recovery device as a membrane / absorption hybrid method used in combination with an absorbing solution as described in JP-A-2007-297605, for example.

上記の優れた特性を有する本発明の積層体は、ガス分離回収法、ガス分離精製法に好適に用いることができる。   The laminate of the present invention having the above excellent characteristics can be suitably used for a gas separation recovery method and a gas separation purification method.

<基板>
本発明の積層体を構成することができる各層について、以下説明する。
本発明の積層体は、基板を有していても有していなくてもよい。
前記基板としては特に制限はなく、ガス非透過性であっても、ガス透過性であってもよいが、ガス非透過性であることが好ましい。
さらに、前記基板は表面が平滑な非多孔質膜であることが、非多孔質膜上で、均一な超薄膜として前記液晶層を形成することができる観点から好ましい。
<Board>
Each layer that can constitute the laminate of the present invention will be described below.
The laminate of the present invention may or may not have a substrate.
The substrate is not particularly limited and may be gas impermeable or gas permeable, but is preferably gas impermeable.
Further, the substrate is preferably a non-porous film having a smooth surface from the viewpoint that the liquid crystal layer can be formed as a uniform ultrathin film on the non-porous film.

(材料)
前記基板に用いられる材料としては特に制限はないが、高分子フィルムやガラスなどの固体であることが好ましい。さらに、高分子フィルムやガラスなどの固体上に、必要に応じて配向膜を形成してもよい。
前記基板として用いることができる高分子フィルムとしては、表面が平滑な非多孔質膜であることが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル;ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリイミド、トリアセチルセルロース(TAC)、などを主成分とするフィルムを挙げることができ、その中でも本発明では、前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることが、特に表面が平滑な非多孔質膜を得られ、結果として前記液晶層の表面粗さRaを小さくできる観点から、好ましい。
(material)
The material used for the substrate is not particularly limited, but is preferably a solid such as a polymer film or glass. Furthermore, an alignment film may be formed on a solid such as a polymer film or glass as necessary.
The polymer film that can be used as the substrate is preferably a non-porous film having a smooth surface. Specifically, polyester such as polyethylene terephthalate film, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN); Examples of the film include polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate; polyolefin such as polyethylene and polypropylene; polyimide, triacetyl cellulose (TAC), and the like. Among them, in the present invention, the substrate is a polyethylene terephthalate film. It is particularly preferable from the viewpoint that a non-porous film having a smooth surface can be obtained, and as a result, the surface roughness Ra of the liquid crystal layer can be reduced.

<液晶層>
本発明の積層体は、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層を有する。
<Liquid crystal layer>
The laminate of the present invention has a liquid crystal layer having a thickness of 0.5 nm to 10 nm.

(膜厚)
前記液晶層は膜厚が0.5〜10nmであり、また、膜厚を分子サイズのレベル(数〜数十Å)程度に制御することで、厚膜時とは異なる分子配列をすることにより、さらなる高分離選択性を得ることができる。前記液晶層の膜厚は0.5〜8nmであることが好ましく、0.5〜6nmであることがより好ましい。酸性ガスの透過流束を分離比よりも優先するときは前記液晶層の膜厚は0.5〜5nmであることが特に好ましい。
(Film thickness)
The liquid crystal layer has a film thickness of 0.5 to 10 nm, and has a molecular arrangement different from that of the thick film by controlling the film thickness to a molecular size level (several to several tens of thousands). Further high separation selectivity can be obtained. The film thickness of the liquid crystal layer is preferably 0.5 to 8 nm, and more preferably 0.5 to 6 nm. When giving priority to the permeation flux of the acidic gas over the separation ratio, the thickness of the liquid crystal layer is particularly preferably 0.5 to 5 nm.

(平均粗さRa)
本発明の積層体は、前記液晶層の平均粗さRaが1nm以下であることが好ましく、0.6nm以下であることがより好ましく、0.5nm以下であることが特に好ましい。
(Average roughness Ra)
In the laminate of the present invention, the average roughness Ra of the liquid crystal layer is preferably 1 nm or less, more preferably 0.6 nm or less, and particularly preferably 0.5 nm or less.

(材料)
また、前記液晶層の材料としては特に制限はなく、公知の液晶化合物を用いることができる。本発明では、超薄層な前記液晶層が重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることが、さらに均一な緻密層を形成することができる観点から好ましい。
前記液晶層に好ましく用いることができる重合性液晶化合物やその他の材料については、後述の本発明の積層体の製造方法において説明する。
(material)
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a material of the said liquid-crystal layer, A well-known liquid crystal compound can be used. In the present invention, the ultra-thin liquid crystal layer is preferably an optically anisotropic layer formed by fixing the alignment state of the polymerizable liquid crystal compound from the viewpoint of forming a more uniform dense layer.
The polymerizable liquid crystal compound and other materials that can be preferably used for the liquid crystal layer will be described in the laminate production method of the present invention described later.

<高ガス透過性層>
本発明の積層体は、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を含む。前記高ガス透過性層のガス透過流速は、前記液晶層のガス透過流束の1.5倍以上であることがより好ましく、2倍以上であることがさらに好ましい。
<High gas permeability layer>
The laminate of the present invention includes a highly gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same kind of gas. The gas permeation flow rate of the high gas permeable layer is more preferably 1.5 times or more of the gas permeation flux of the liquid crystal layer, and more preferably 2 times or more.

(膜厚)
前記高ガス透過性層は膜厚が0.1〜1000μmであることが好ましく、1〜200μmであることがより好ましく、1〜100μmであることが特に好ましい。
(Film thickness)
The high gas permeable layer preferably has a thickness of 0.1 to 1000 μm, more preferably 1 to 200 μm, and particularly preferably 1 to 100 μm.

前記高ガス透過性層と、前記液晶層の厚みの比率は、特に規定されるものではないが、前記液晶層は透過性、分離選択性を発現する限りにおいてできる限り薄いことが望ましい。前記液晶層は膜厚に換算すると前記高ガス透過性層に対して0.001〜5%が好ましく、更に好ましくは0.01〜1%であり、より好ましくは0.05〜0.5%である。   The thickness ratio between the high gas permeable layer and the liquid crystal layer is not particularly defined, but the liquid crystal layer is preferably as thin as possible as long as it exhibits permeability and separation selectivity. In terms of film thickness, the liquid crystal layer is preferably 0.001 to 5%, more preferably 0.01 to 1%, and more preferably 0.05 to 0.5% with respect to the highly gas permeable layer. It is.

前記高ガス透過性層は、対象とする酸性ガスを吸収した際の耐可塑性、耐熱性、耐圧性及び機械強度付与などの観点から、架橋構造を有することが好ましく、アルデヒド基、エポキシド基、イソシアネート基、カルボジイミド基又はオキサゾリン基由来の架橋構造を有するポリマーを含むことが好ましい。   The high gas permeable layer preferably has a cross-linked structure from the viewpoint of plastic resistance, heat resistance, pressure resistance and mechanical strength imparted when absorbing the target acidic gas, and includes an aldehyde group, an epoxide group, and an isocyanate group. It is preferable to include a polymer having a crosslinked structure derived from a group, a carbodiimide group or an oxazoline group.

(材料:架橋ポリマー)
前記高ガス透過性層の材料としては特に制限はなく、公知の多孔質層などを用いることができる。公知の多孔質層としては、特開2011−161387号公報に記載のものを用いることができる。
本発明の積層体は、前記高ガス透過性層が、架橋ポリマーを含有することが好ましい。前記架橋ポリマーとしては特に限定されるものではないが、少なくとも1種のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリイミドおよびポリアリルアミンから選択される少なくとも1種のポリマーを構成する繰り返し単位を有していることが好ましい。これにより安定した架橋膜を作製できる、という効果がある。
(Material: Cross-linked polymer)
There is no restriction | limiting in particular as a material of the said high gas-permeable layer, A well-known porous layer etc. can be used. As a well-known porous layer, the thing as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-161387 can be used.
In the laminate of the present invention, the high gas permeability layer preferably contains a crosslinked polymer. The crosslinked polymer is not particularly limited, but at least one selected from at least one polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polydimethylsiloxane, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, polyimide and polyallylamine. It preferably has a repeating unit constituting a seed polymer. As a result, there is an effect that a stable crosslinked film can be produced.

(1)ポリイミドを構成する繰り返し単位
その中でも、前記架橋ポリマーが、ポリイミドを構成する繰り返し単位を有していることがより好ましい。前記ポリイミドとしては、(5,5’−2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン−ビス−1,3−イソベンゾフランジオン(6FDA)タイプのポリイミドを好ましく用いることができ、特開平8−52332号公報、特開平6−269650号公報に記載のものをより好ましく用いることができる。
前記ポリイミドを構成する繰り返し単位を有している架橋ポリマーの重量平均分子量は、5000〜5000000であることが好ましく、8000〜3000000であることがより好ましく、10000〜2000000であることが特に好ましい。
(1) Repeating unit constituting polyimide Among them, it is more preferable that the crosslinked polymer has a repeating unit constituting polyimide. As the polyimide, (5,5′-2,2,2-trifluoro-1- (trifluoromethyl) ethylidene-bis-1,3-isobenzofurandion (6FDA) type polyimide can be preferably used. The ones described in JP-A-8-52332 and JP-A-6-269650 can be used more preferably.
The weight average molecular weight of the crosslinked polymer having a repeating unit constituting the polyimide is preferably 5,000 to 5,000,000, more preferably 8,000 to 3,000,000, and particularly preferably 10,000 to 2,000,000.

前記架橋ポリマーが、ポリイミドを構成する繰り返し単位を有している場合、1,4−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位、あるいは、1,3−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位をさらに有することも好ましい。前記1,4−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位としては、2,3,5,6−トリメチル−1,4−フェニレンを挙げることができる。前記1,3−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位としては、5−カルボキシ−1,3−フェニレンを挙げることができる。   When the cross-linked polymer has a repeating unit constituting polyimide, it is also preferable to further have a repeating unit of 1,4-phenylene and a derivative thereof, or a repeating unit of 1,3-phenylene and a derivative thereof. Examples of the repeating unit of 1,4-phenylene and derivatives thereof include 2,3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene. Examples of the repeating unit of 1,3-phenylene and derivatives thereof include 5-carboxy-1,3-phenylene.

前記一般式(3)中、ポリイミドを構成する繰り返し単位に対する1,4−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位の共重合比の好ましい範囲は、50〜90モル%であることが好ましく、70〜90モル%であることがより好ましい。
前記一般式(3)中、ポリイミドを構成する繰り返し単位に対する1,3−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位の共重合比の好ましい範囲は、10〜50モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましい。
In the general formula (3), the preferred range of the copolymerization ratio of the repeating units of 1,4-phenylene and its derivatives to the repeating units constituting the polyimide is preferably 50 to 90 mol%, preferably 70 to 90 mol. % Is more preferable.
In the general formula (3), the preferable range of the copolymerization ratio of 1,3-phenylene and its derivative repeating units to the repeating units constituting the polyimide is preferably 10 to 50 mol%, preferably 10 to 30 mol. % Is more preferable.

前記架橋ポリマーが、ポリイミドを構成する繰り返し単位を有している場合、下記一般式(3)で表されるポリマーが好ましい。   When the crosslinked polymer has a repeating unit constituting polyimide, a polymer represented by the following general formula (3) is preferable.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

前記一般式(3)中、ポリイミドを構成する繰り返し単位に対する2,3,5,6−トリメチル−1,4−フェニレン繰り返し単位の共重合比Xの好ましい範囲は、50〜90モル%であることが好ましく、70〜90モル%であることがより好ましい。
前記一般式(3)中、ポリイミドを構成する繰り返し単位に対する5−カルボキシ−1,3−フェニレン繰り返し単位の共重合比Yの好ましい範囲は、50〜90モル%であることが好ましく、70〜90モル%であることがより好ましい。
In the general formula (3), the preferable range of the copolymerization ratio X of 2,3,5,6-trimethyl-1,4-phenylene repeating units to the repeating units constituting the polyimide is 50 to 90 mol%. Is preferable, and it is more preferable that it is 70-90 mol%.
In the general formula (3), a preferable range of the copolymerization ratio Y of the 5-carboxy-1,3-phenylene repeating unit to the repeating unit constituting the polyimide is preferably 50 to 90 mol%, and 70 to 90 More preferably, it is mol%.

(2)ポリイミド以外の架橋ポリマー
ポリイミド以外の架橋ポリマーを用いてもよく、ポリイミド以外の架橋ポリマーとしてより好ましくは、少なくとも1種の下記一般式(I)で表される繰り返し単位と、下記一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位とを含む共重合体(以下架橋ポリマー(A1)と称する場合がある)を含むことが好ましい。
一般式(I)はポリビニルアルコールの繰り返し単位を表す。
(2) Crosslinked polymer other than polyimide Crosslinked polymer other than polyimide may be used, and more preferably as a crosslinked polymer other than polyimide, at least one repeating unit represented by the following general formula (I) and the following general formula: It is preferable to include a copolymer (hereinafter sometimes referred to as a crosslinked polymer (A1)) containing (II) or a repeating unit represented by the general formula (III).
General formula (I) represents the repeating unit of polyvinyl alcohol.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

一般式(II)について説明する。   General formula (II) is demonstrated.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(II)中、R1は水素原子又は置換基を表す。J1は−CO−、−COO−、−CONR2−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表し、R2は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。W1は2価の連結基を表す。Aは解離性基を表す。) (In general formula (II), R 1 represents a hydrogen atom or a substituent. J 1 represents —CO—, —COO—, —CONR 2 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or —C 6 H. 4 represents a CO— group, R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, W 1 represents a divalent linking group, and A represents a dissociable group.

一般式(II)中、R1は各々独立に水素原子又は置換基を表す。その置換基としては下記に示される置換基群Zより選ばれるいずれか1つを用いることができる。
置換基群Z:
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、Iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数3〜10のシクロアルキル基であり、例えばシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10のアルケニル基であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10のアルキニル基であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10のアミノ基であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールオキシ基であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環オキシ基であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、
In general formula (II), R < 1 > represents a hydrogen atom or a substituent each independently. As the substituent, any one selected from the substituent group Z shown below can be used.
Substituent group Z:
An alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, Iso-propyl, tert-butyl, n-octyl , N-decyl, n-hexadecyl), a cycloalkyl group (preferably a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 3 to 10 carbon atoms, such as cyclopropyl, Cyclopentyl, cyclohexyl, etc.), an alkenyl group (preferably an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 2 to 10 carbon atoms, such as vinyl, allyl, 2 -Butenyl, 3-pentenyl, etc.), alkynyl group (preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 2 to 10 carbon atoms, such as propargyl and 3-pentynyl, and an aryl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 carbon atoms). -20, particularly preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, such as phenyl, p-methylphenyl, naphthyl, anthranyl, etc., an amino group (preferably having 0 to 30 carbon atoms, more preferably carbon An amino group having 0 to 20, particularly preferably 0 to 10 carbon atoms, such as amino, methylamino, dimethylamino, diethylamino, dibenzylamino, diphenylamino, and ditolylamino), an alkoxy group (preferably C 1-30, more preferably 1-20, particularly preferably 1-10 carbon atoms. Coxy group, for example, methoxy, ethoxy, butoxy, 2-ethylhexyloxy, etc.), aryloxy group (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably carbon number). 6-12 aryloxy groups such as phenyloxy, 1-naphthyloxy, 2-naphthyloxy and the like, and heterocyclic oxy groups (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably having 1 to 30 carbon atoms). 20, particularly preferably a heterocyclic oxy group having 1 to 12 carbon atoms, such as pyridyloxy, pyrazyloxy, pyrimidyloxy, quinolyloxy and the like.

アシル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のアシル基であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12のアリールオキシカルボニル基であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10のアシルオキシ基であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10のアシルアミノ基であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。)、 An acyl group (preferably an acyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include acetyl, benzoyl, formyl, pivaloyl, etc.), alkoxy A carbonyl group (preferably an alkoxycarbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 2 to 12 carbon atoms, such as methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl), aryloxy A carbonyl group (preferably an aryloxycarbonyl group having 7 to 30 carbon atoms, more preferably 7 to 20 carbon atoms, particularly preferably 7 to 12 carbon atoms, such as phenyloxycarbonyl), an acyloxy group ( Preferably 2-30 carbons, more preferably 2-20 carbons, especially preferred. Or an acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms such as acetoxy and benzoyloxy), an acylamino group (preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, and particularly preferably carbon number). 2-10 acylamino groups such as acetylamino and benzoylamino).

アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜12のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜20、特に好ましくは炭素数7〜12のアリールオキシカルボニルアミノ基であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜12のスルファモイル基であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。)、 An alkoxycarbonylamino group (preferably an alkoxycarbonylamino group having 2 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 2 to 12 carbon atoms, such as methoxycarbonylamino), aryl Oxycarbonylamino group (preferably an aryloxycarbonylamino group having 7 to 30 carbon atoms, more preferably 7 to 20 carbon atoms, particularly preferably 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include phenyloxycarbonylamino group). A sulfonylamino group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methanesulfonylamino and benzenesulfonylamino), a sulfamoyl group (Preferably 0 to 30 carbon atoms, more preferably 0 to 20 carbon atoms, particularly preferably a sulfamoyl group having 0 to 12 carbon atoms, for example sulfamoyl, methylsulfamoyl, dimethylsulfamoyl, and the like phenylsulfamoyl.),

カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のカルバモイル基であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のアルキルチオ基であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールチオ基であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環チオ基であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、 A carbamoyl group (preferably a carbamoyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include carbamoyl, methylcarbamoyl, diethylcarbamoyl, phenylcarbamoyl and the like. ), An alkylthio group (preferably an alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methylthio and ethylthio), an arylthio group ( Preferably, it is an arylthio group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include phenylthio.), A heterocyclic thio group (preferably having 1 carbon atom) To 30, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms. A heterocyclic thio group, e.g. pyridylthio, 2-benzoxazolyl thio, and 2-benzthiazolylthio the like.),

スルホニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のスルホニル基であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のスルフィニル基であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のウレイド基であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のリン酸アミド基であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、より好ましくはフッ素原子が挙げられる。)、 A sulfonyl group (preferably a sulfonyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as mesyl and tosyl), a sulfinyl group (preferably A sulfinyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methanesulfinyl, benzenesulfinyl, and the like, and a ureido group (preferably 1 carbon atom). -30, more preferably a ureido group having 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as ureido, methylureido, phenylureido, etc.), phosphoric acid amide group (preferably having carbon number) 1 to 30, more preferably a phosphoric acid amide group having 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms. For example, diethyl phosphoric acid amide, phenylphosphoric acid amide, etc.), hydroxy group, mercapto group, halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, more preferably fluorine atom). ),

シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、オキソ基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環基であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基などが挙げられる。)、シリル基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24のシリル基であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。)、シリルオキシ基(好ましくは炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは炭素数3〜24のシリルオキシ基であり、例えばトリメチルシリルオキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらの置換基は、更に上記置換基群Zより選択されるいずれか1つ以上の置換基により置換されてもよい。 A cyano group, a sulfo group, a carboxyl group, an oxo group, a nitro group, a hydroxamic acid group, a sulfino group, a hydrazino group, an imino group, and a heterocyclic group (preferably having a carbon number of 1 to 30, more preferably a heterocyclic group having 1 to 12 carbon atoms) Examples of heteroatoms include nitrogen atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, specifically imidazolyl, pyridyl, quinolyl, furyl, thienyl, piperidyl, morpholino, benzoxazolyl, benzimidazolyl, benzthiazolyl, carbazolyl Group, azepinyl group, etc.), a silyl group (preferably a silyl group having 3 to 40 carbon atoms, more preferably 3 to 30 carbon atoms, particularly preferably 3 to 24 carbon atoms, such as trimethylsilyl, triphenyl, etc. And silyloxy group (preferably having 3 to 3 carbon atoms). 0, more preferably 3 to 30 carbon atoms, particularly preferably a silyloxy group having 3 to 24 carbon atoms, for example trimethylsilyloxy, etc. triphenylsilyl oxy and the like.) And the like. These substituents may be further substituted with any one or more substituents selected from the above substituent group Z.

1は水素原子又はアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい。 R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and even more preferably a hydrogen atom.

1は−CO−、−COO−、−CONR2−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R2は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子、アルキル基、アリール基が好ましく、その好ましい範囲は置換基Zで説明したアルキル基、アリール基の好ましい範囲と同義である。これらのうち、J1としては−CO−、−COO−又は−OCO−が好ましく、−COO−が特に好ましい。 J 1 represents —CO—, —COO—, —CONR 2 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or a —C 6 H 4 CO— group. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and a preferred range thereof is synonymous with a preferred range of the alkyl group and aryl group described for the substituent Z. is there. Among these, as the J 1 -CO -, - COO- or -OCO- are preferred, -COO- is particularly preferable.

1は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、直鎖、分岐若しくは環状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基であり、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、へキシレン、オクチレン、デシレンなどが挙げられる。)、アルキレンオキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキレンオキシ基であり、例えばメチレンオキシ、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、ブチレンオキシ、ペンチレンオキシ、へキシレンオキシ、オクチレンオキシ、デシレンオキシなどが挙げられる。)、アラルキレン基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜13のアラルキレン基であり、例えばベンジリデン、シンナミリデンなどが挙げられる。)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜15のアリーレン基であり、例えば、フェニレン、クメニレン、メシチレン、トリレン、キシリレンなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらは更に置換基を有していてもよい。更なる置換基としてはアルキル基、アルキレン基、アルコキシ基、シリル基、又はシリルオキシ基が挙げられ、アルキル基又はシリルオキシ基が好ましい。また、分子内にエーテル結合を有していることも好ましい。 W 1 represents a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a linear, branched, or cyclic alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms. , For example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, octylene, decylene, etc.), an alkyleneoxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably carbon). An alkyleneoxy group having a number of 1 to 4, for example, methyleneoxy, ethyleneoxy, propyleneoxy, butyleneoxy, pentyleneoxy, hexyleneoxy, octyleneoxy, decyleneoxy, etc.), aralkylene group (preferably carbon An aralkylene group having 7 to 30, more preferably 7 to 13 carbon atoms. For example, benzylidene, cinnamylidene, etc.), an arylene group (preferably an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 15 carbon atoms, such as phenylene, cumenylene, mesitylene, tolylene, xylylene, etc. And the like. These may further have a substituent. Further substituents include alkyl groups, alkylene groups, alkoxy groups, silyl groups, or silyloxy groups, with alkyl groups or silyloxy groups being preferred. Moreover, it is also preferable to have an ether bond in the molecule.

1は、アルキレン基、アルキレンオキシ基又はシリルオキシ基が好ましい。 W 1 is preferably an alkylene group, an alkyleneoxy group, or a silyloxy group.

Aは解離性基を表し、好ましくは水中でのpKaが5以下の解離性基であり、具体的な例としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、水酸基、−CONHSO2−R9、−SO2NHCO−R10又はSO2NHSO2−R11より選択される。R9、R10及びR11は置換基(好ましくはアルキル基又はアリール基であり、より好ましくはアルキル基)を表す。Aはより好ましくはカルボキシル基、スルホン酸基又はリン酸基であり、更に好ましくはカルボキシル基又はスルホン酸基である。 A represents a dissociable group, preferably a dissociable group having a pKa of 5 or less in water. Specific examples include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a hydroxyl group, —CONHSO 2 —R 9. , —SO 2 NHCO—R 10 or SO 2 NHSO 2 —R 11 . R 9 , R 10 and R 11 represent a substituent (preferably an alkyl group or an aryl group, more preferably an alkyl group). A is more preferably a carboxyl group, a sulfonic acid group or a phosphoric acid group, still more preferably a carboxyl group or a sulfonic acid group.

一般式(III)について説明する。   General formula (III) is demonstrated.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(III)中、R3は水素原子又はアルキル基を表す。) (In general formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group.)

一般式(III)中、R3は水素原子又はアルキル基を表し、アルキル基の場合、その好ましい範囲は前記置換基群Zで説明したアルキル基で挙げた好ましい範囲と同義であり、その中でも好ましくはメチル基である。 In the general formula (III), R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and in the case of an alkyl group, the preferred range is synonymous with the preferred range described for the alkyl group described in the substituent group Z, and among them, preferred Is a methyl group.

本発明の積層体において、架橋ポリマーが少なくとも1種の下記一般式(IV)で表される繰り返し単位を含有することが好ましく、少なくとも1種の一般式(IV)と少なくとも1種の一般式(V)で表される繰り返し単位とを含むポリマー(以下架橋ポリマー(A2)と称する場合がある)であることが更に好ましい。
架橋ポリマー(A2)は、−W2−Raにより一般式(IV)の繰り返し単位同士又は一般式(V)の繰り返し単位同士が連結されることで架橋構造を有する。
一般式(IV)について詳しく説明する。
In the laminate of the present invention, the crosslinked polymer preferably contains at least one repeating unit represented by the following general formula (IV), and includes at least one general formula (IV) and at least one general formula ( More preferably, the polymer includes a repeating unit represented by V) (hereinafter sometimes referred to as a crosslinked polymer (A2)).
The crosslinked polymer (A2) has a crosslinked structure in which the repeating units of the general formula (IV) or the repeating units of the general formula (V) are connected to each other by —W 2 —Ra.
The general formula (IV) will be described in detail.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(IV)中、R4は各々独立に水素原子又は置換基を表す。L1はn価の連結基を表す。nは2以上の正の整数を表す。J2は−CO−、−COO−、−CONR5−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R5は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。W2は単結合又は2価の連結基を表す。Raはアルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を表す。複数存在するJ2、W2、R4及びRaは同一でも異なっていてもよい。) (In the general formula (IV), R 4 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. L 1 represents an n-valent linking group. N represents a positive integer of 2 or more. J 2 represents —CO—. , —COO—, —CONR 5 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or a —C 6 H 4 CO— group, wherein R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. W 2 represents a single bond or a divalent linking group, R a represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue, and a plurality of J 2 , W 2 , R 4 and R a may be the same or different. Good.)

一般式(IV)中、R4は各々独立に水素原子又は置換基を表す。その置換基の例としては前記置換基群Zで挙げた基より選択される。R4は水素原子又はアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい。 In general formula (IV), each R 4 independently represents a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent are selected from the groups listed in the substituent group Z. R 4 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and even more preferably a hydrogen atom.

1はn価の連結基を表し、その具体的な例としては下記の(L−1)〜(L−35)で表される構造単位又はこれらを組み合わせて構成される連結基を挙げることができる。 L 1 represents an n-valent linking group, and specific examples thereof include a structural unit represented by the following (L-1) to (L-35) or a linking group constituted by combining them. Can do.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

前記(L−1)〜(L−35)より選択される基より構成されるL1はアルキレン基、アルキレンオキシ基又はアリーレン基が好ましく、アルキレン基、又はアルキレンオキシ基であることがより好ましく、分子内にエーテル結合を有していることが更に好ましい。このような架橋構造は多官能アルデヒド、多官能エポキシド、多官能イソシアネート又は多官能カルボジイミドといった架橋剤を用いることが好ましい。 L 1 composed of a group selected from the above (L-1) to (L-35) is preferably an alkylene group, an alkyleneoxy group or an arylene group, more preferably an alkylene group or an alkyleneoxy group, More preferably, it has an ether bond in the molecule. For such a crosslinked structure, it is preferable to use a crosslinking agent such as a polyfunctional aldehyde, a polyfunctional epoxide, a polyfunctional isocyanate, or a polyfunctional carbodiimide.

2は−CO−、−COO−、−CONR5−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R5は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子、アルキル基、アリール基が好ましく、その好ましい範囲は置換基Zで説明したアルキル基、アリール基の好ましい範囲と同義である。これらのうち、J2としては−CO−、−COO−又は−OCO−が好ましく、−COO−が特に好ましい。 J 2 represents —CO—, —COO—, —CONR 5 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or a —C 6 H 4 CO— group. R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and a preferred range thereof is synonymous with a preferred range of the alkyl group and aryl group described for the substituent Z. is there. Among these, as the J 2 -CO -, - COO- or -OCO- are preferred, -COO- is particularly preferable.

2は単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、直鎖、分岐若しくは環状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基であり、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、へキシレン、オクチレン、デシレンなどが挙げられる。)、アルキレンオキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキレンオキシ基であり、例えばメチレンオキシ、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、ブチレンオキシ、ペンチレンオキシ、へキシレンオキシ、オクチレンオキシ、デシレンオキシなどが挙げられる。)、アラルキレン基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜13のアラルキレン基であり、例えばベンジリデン、シンナミリデンなどが挙げられる。)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜15のアリーレン基であり、例えば、フェニレン、クメニレン、メシチレン、トリレン、キシリレンなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらは更に置換基を有していてもよい。更なる置換基としてはヒドロキシ基又はハロゲン原子が好ましく、ヒドロキシ基又はフッ素原子がより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。また、分子内にエーテル結合を有していることが好ましい。
2は、単結合、アルキレン基又はアルキレンオキシ基が好ましく、単結合であることが好ましい。
W 2 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a linear, branched, or cyclic alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms. , For example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, octylene, decylene, etc.), an alkyleneoxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably carbon). An alkyleneoxy group having a number of 1 to 4, for example, methyleneoxy, ethyleneoxy, propyleneoxy, butyleneoxy, pentyleneoxy, hexyleneoxy, octyleneoxy, decyleneoxy, etc.), aralkylene group (preferably carbon An aralkylene group having 7 to 30, more preferably 7 to 13 carbon atoms. For example, benzylidene, cinnamylidene, etc.), an arylene group (preferably an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 15 carbon atoms, such as phenylene, cumenylene, mesitylene, tolylene, xylylene, etc. And the like. These may further have a substituent. The further substituent is preferably a hydroxy group or a halogen atom, more preferably a hydroxy group or a fluorine atom, and particularly preferably a fluorine atom. Further, it preferably has an ether bond in the molecule.
W 2 is preferably a single bond, an alkylene group or an alkyleneoxy group, and preferably a single bond.

aはアルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を表す。アルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基の分子量は、好ましくは500〜1,000,000であり、より好ましくは500〜500,000であり、更に好ましくは1,000〜300,000である。
複数存在するJ2、W2、R4及びRaは同一でも異なっていてもよい。
R a represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue. The molecular weight of the alkylene glycol residue or propylene glycol residue is preferably 500 to 1,000,000, more preferably 500 to 500,000, and still more preferably 1,000 to 300,000.
A plurality of J 2 , W 2 , R 4 and R a may be the same or different.

nは2以上の正の整数を表し、2〜100が好ましく、2〜50がより好ましく、更に好ましくは2〜10である。 n represents a positive integer of 2 or more, preferably 2 to 100, more preferably 2 to 50, and still more preferably 2 to 10.

また一般式(IV)は下記の一般式(IVa)で表される化合物を重合させて形成されることが好ましい。   The general formula (IV) is preferably formed by polymerizing a compound represented by the following general formula (IVa).

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(IVa)中、R4は各々独立に水素原子又は置換基を表す。L1はn価の連結基を表す。nは2以上の正の整数を表す。J2は−CO−、−COO−、−CONR5−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R5は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。W2は単結合又は2価の連結基を表す。Raはアルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を表す。複数存在するJ2、W2、R4及びRaは同一でも異なっていてもよい。) (In the general formula (IVa), R 4 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. L 1 represents an n-valent linking group. N represents a positive integer of 2 or more. J 2 represents —CO—. , —COO—, —CONR 5 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or a —C 6 H 4 CO— group, wherein R 5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. W 2 represents a single bond or a divalent linking group, R a represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue, and a plurality of J 2 , W 2 , R 4 and R a may be the same or different. Good.)

一般式(IVa)中、R4、J2、W2、Ra、L1及びnは、前記一般式(IV)におけるR4、J2、W2、Ra、L1及びnと同義であり、その好ましい範囲も同様である。 In the general formula (IVa), R 4, J 2, W 2, R a, L 1 and n, R 4 in the general formula (IV), J 2, W 2, R a, L 1 and n synonymous The preferred range is also the same.

一般式(V)について詳しく説明する。   The general formula (V) will be described in detail.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(V)中、R6は水素原子又は置換基を表す。J3は−CO−、−COO−、−CONR8−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R8は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。W3は単結合又は2価の連結基を表す。複数存在するJ3、W3、Rb、R6、R7は同一でも異なっていてもよい。Rbはアルキレングリコール残基、プロピレングリコール残基を表し、R7は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。) (In the general formula (V), .J 3 R 6 is representing a hydrogen atom or a substituent -CO -, - COO -, - CONR 8 -, - OCO-, a methylene group, a phenylene group, or -C 6 H 4 represents a CO— group, R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, W 3 represents a single bond or a divalent linking group, and a plurality of J 3 , W 3 , R b R 6 and R 7 may be the same or different, R b represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue, and R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.)

一般式(V)中、R6は水素原子又は置換基を表す。その置換基の例としては前記置換基群Zで挙げた基より選択される。R6は水素原子又はアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基又はエチル基であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい In general formula (V), R 6 represents a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent are selected from the groups listed in the substituent group Z. R 6 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and even more preferably a hydrogen atom.

3は−CO−、−COO−、−CONR8−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R8は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子、アルキル基、アリール基が好ましく、その好ましい範囲は置換基Zで説明したアルキル基、アリール基の好ましい範囲と同義である。これらのうち、J3としては−CO−、−COO−又は−OCO−が好ましく、−COO−が特に好ましい。 J 3 represents —CO—, —COO—, —CONR 8 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or a —C 6 H 4 CO— group. R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and a preferred range thereof is synonymous with the preferred range of the alkyl group or aryl group described for the substituent Z. is there. Of these, J 3 -CO -, - COO- or -OCO- are preferred, -COO- is particularly preferable.

3は単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、直鎖、分岐若しくは環状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基であり、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、へキシレン、オクチレン、デシレンなどが挙げられる。)、アルキレンオキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜12、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキレンオキシ基であり、例えばメチレンオキシ、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、ブチレンオキシ、ペンチレンオキシ、へキシレンオキシ、オクチレンオキシ、デシレンオキシなどが挙げられる。)、アラルキレン基(好ましくは炭素数7〜30、より好ましくは炭素数7〜13のアラルキレン基であり、例えばベンジリデン、シンナミリデンなどが挙げられる。)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜15のアリーレン基であり、例えば、フェニレン、クメニレン、メシチレン、トリレン、キシリレンなどが挙げられる。)などが挙げられる。これらは更に置換基を有していてもよい。更なる置換基としてはヒドロキシ基又はハロゲン原子が好ましく、ヒドロキシ基又はフッ素原子がより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。また、分子内にエーテル結合を有していることが好ましい。 W 3 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a linear, branched, or cyclic alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms. , For example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, octylene, decylene, etc.), an alkyleneoxy group (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably carbon). An alkyleneoxy group having a number of 1 to 4, for example, methyleneoxy, ethyleneoxy, propyleneoxy, butyleneoxy, pentyleneoxy, hexyleneoxy, octyleneoxy, decyleneoxy, etc.), aralkylene group (preferably carbon An aralkylene group having 7 to 30, more preferably 7 to 13 carbon atoms. For example, benzylidene, cinnamylidene, etc.), an arylene group (preferably an arylene group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 15 carbon atoms, such as phenylene, cumenylene, mesitylene, tolylene, xylylene, etc. And the like. These may further have a substituent. The further substituent is preferably a hydroxy group or a halogen atom, more preferably a hydroxy group or a fluorine atom, and particularly preferably a fluorine atom. Further, it preferably has an ether bond in the molecule.

3は、単結合、アルキレン基又はアルキレンオキシ基が好ましく、単結合であることが好ましい。 W 3 is preferably a single bond, an alkylene group or an alkyleneoxy group, and preferably a single bond.

bはアルキレングリコール残基、プロピレングリコール残基を表す。アルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基の分子量は、好ましくは500〜1,000,000であり、より好ましくは500〜500,000であり、更に好ましくは1,000〜300,000である。R7は水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル基である。 R b represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue. The molecular weight of the alkylene glycol residue or propylene glycol residue is preferably 500 to 1,000,000, more preferably 500 to 500,000, and still more preferably 1,000 to 300,000. R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group.

一般式(V)は1種の下記一般式(Va)で表される化合物を重合させて形成されることが好ましい。   The general formula (V) is preferably formed by polymerizing one compound represented by the following general formula (Va).

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(Va)中、R6は水素原子又は置換基を表す。J3は−CO−、−COO−、−CONR8−、−OCO−、メチレン基、フェニレン基、又は−C64CO−基を表す。R8は水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。W3は単結合又は2価の連結基を表す。Rbはアルキレングリコール残基、プロピレングリコール残基を表し、R7は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。) (In the general formula (Va), R 6 represents a hydrogen atom or a substituent. J 3 represents —CO—, —COO—, —CONR 8 —, —OCO—, a methylene group, a phenylene group, or —C 6 H. 4 represents a CO— group, R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, W 3 represents a single bond or a divalent linking group, R b represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue. And R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.)

一般式(Va)中、R6、R7、Rb、J3及びW3は、前記一般式(V)におけるR6、R7、Rb、J3及びW3と同義であり、その好ましい範囲も同様である。 In the general formula (Va), R 6, R 7, R b, J 3 and W 3, the R 6 in the general formula (V), R 7, R b, have the same meanings as J 3 and W 3, the The preferable range is also the same.

本発明の積層体において、架橋ポリマーが、主鎖構造が一般式(VI)で表されるポリエチレングリコール、一般式(VII)又は一般式(VIII)で表されるポリプロピレングリコール、又は一般式(IX)で表されるポリジメチルシロキサンより選択される繰り返し単位を有するポリマーであることも好ましい。
前記一般式(VII)〜(IX)で表される繰り返し単位が主鎖である場合、架橋ポリマー中の重量比として全体の30〜99%を占めていることが好ましく、より好ましくは40〜99%であり、更に好ましくは50〜99%を占めている場合である。主鎖部位の分子量は、分子鎖の絡み合いによる製膜性を付与する観点である程度の高分子量体であることが望ましく、好ましくは500〜1,000,000であり、より好ましくは500〜500,000であり、更に好ましくは1,000〜300,000である。
In the laminate of the present invention, the crosslinked polymer is a polyethylene glycol having a main chain structure represented by the general formula (VI), a polypropylene glycol represented by the general formula (VII) or the general formula (VIII), or the general formula (IX). It is also preferable that the polymer has a repeating unit selected from polydimethylsiloxane represented by formula (1).
When the repeating unit represented by the general formulas (VII) to (IX) is a main chain, the weight ratio in the crosslinked polymer preferably accounts for 30 to 99%, more preferably 40 to 99. %, More preferably 50 to 99%. The molecular weight of the main chain portion is desirably a certain high molecular weight from the viewpoint of imparting film-forming properties due to entanglement of molecular chains, preferably 500 to 1,000,000, more preferably 500 to 500, 000, more preferably 1,000 to 300,000.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

〔一般式(X)で表される繰り返し単位〕
前記一般式(IV)で表される繰り返し単位が下記一般式(X)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
[Repeating unit represented by general formula (X)]
It is preferable that the repeating unit represented by the general formula (IV) is a repeating unit represented by the following general formula (X).

Figure 0005934640
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(一般式(X)中、W2及びW4は単結合又は2価の連結基を表す。R4及びR12は各々独立に水素原子又は置換基を表す。Raはアルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を表す。x及びzは1以上の正の整数を表す。) (In general formula (X), W 2 and W 4 each represent a single bond or a divalent linking group. R 4 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. R a represents an alkylene glycol residue or Represents a propylene glycol residue, and x and z represent a positive integer of 1 or more.)

一般式(X)中、W2、R4及びRaは前記一般式(IV)におけるW2、R4及びRaと同義である。W4はW2と同義である。R12はR4と同義であり、その好ましい範囲も同様である。x及びzは1以上の正の整数を表す。 In the general formula (X), W 2, R 4 and R a have the same meanings as W 2, R 4 and R a in the general formula (IV). W 4 is synonymous with W 2 . R 12 has the same meaning as R 4 , and its preferred range is also the same. x and z represent a positive integer of 1 or more.

前記一般式(X)で表される化合物が下記一般式(Xa)で表される化合物を重合させて形成されることが好ましい。   It is preferable that the compound represented by the general formula (X) is formed by polymerizing a compound represented by the following general formula (Xa).

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(Xa)中、W2及びW4は単結合又は2価の連結基を表す。R4及びR12は各々独立に水素原子又は置換基を表す。Raはアルキレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を表す。) (In General Formula (Xa), W 2 and W 4 each represent a single bond or a divalent linking group. R 4 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. R a represents an alkylene glycol residue or Represents a propylene glycol residue.)

一般式(Xa)中、R4、R12、W2、W4及びRaは、前記一般式(X)におけるR4、R12、W2、W4及びRaと同義であり、その好ましい範囲も同様である。 In the general formula (Xa), R 4, R 12, W 2, W 4 and R a are the same as R 4, R 12, W 2 , W 4 and R a in the general formula (X), its The preferable range is also the same.

前記一般式(V)で表される繰り返し単位が下記一般式(XI)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (V) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (XI).

Figure 0005934640
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(一般式(XI)中、R6は水素原子又は置換基を表す。Rbはアルキレングリコール残基、プロピレングリコール残基を表し、R7は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。複数存在するR6、Rb、R7は同一でも異なっていてもよい。) (In General Formula (XI), R 6 represents a hydrogen atom or a substituent. R b represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue, and R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. R 6 , R b and R 7 may be the same or different.)

一般式(XI)中、R6、R7及びRbは、前記一般式(V)におけるR6、R7及びRbと同義であり、その好ましい範囲も同様である。 In the general formula (XI), R 6, R 7 and R b are the same as R 6, R 7 and R b in formula (V), it is also the preferred ranges thereof.

前記一般式(XI)で表される化合物が下記一般式(XIa)で表される化合物を重合させて形成されることが好ましい。   The compound represented by the general formula (XI) is preferably formed by polymerizing a compound represented by the following general formula (XIa).

Figure 0005934640
Figure 0005934640

(一般式(XIa)中、R6は水素原子又は置換基を表す。Rbはアルキレングリコール残基、プロピレングリコール残基を表し、R7は水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。) (In the general formula (XIa), R 6 represents a hydrogen atom or a substituent. R b represents an alkylene glycol residue or a propylene glycol residue, and R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group.)

一般式(XIa)中、R6、R7及びRbは、前記一般式(XI)におけるR6、R7及びRb同義であり、その好ましい範囲も同様である In the general formula (XIa), R 6, R 7 and R b, wherein a R 6, R 7 and R b synonymous in the general formula (XI), it is also the preferred ranges thereof

一般式(I)で表される繰り返し単位と、一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位とを含む共重合体は、例えば、一般式(I)として酢酸ビニルを原料とし、一般式(II)及び一般式(III)として、例えば下記のモノマー(M−1〜M−20)を原料の例として共重合することにより得ることができるが、本発明はこれらに限るものではない。   The copolymer containing the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit represented by the general formula (II) or the general formula (III) is, for example, vinyl acetate as a raw material as the general formula (I). As general formula (II) and general formula (III), for example, the following monomers (M-1 to M-20) can be obtained by copolymerization as examples of raw materials, but the present invention is not limited thereto. It is not a thing.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

架橋ポリマー(A1)における一般式(I)で表される繰り返し単位の含有量は、架橋ポリマー(A1)を構成する全繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
架橋ポリマー(A1)における一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位の含有量は、架橋ポリマー(A1)を構成する全繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位は、一般式(I)で表される繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
The content of the repeating unit represented by the general formula (I) in the crosslinked polymer (A1) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to the total repeating unit constituting the crosslinked polymer (A1). 80 mol%, particularly preferably 25 to 70 mol%.
The content of the repeating unit represented by the general formula (II) or the general formula (III) in the crosslinked polymer (A1) is preferably 10 to 90 mol% with respect to all the repeating units constituting the crosslinked polymer (A1). More preferably, it is 20-80 mol%, Most preferably, it is 25-70 mol%.
The repeating unit represented by the general formula (II) or the general formula (III) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol% based on the repeating unit represented by the general formula (I). Especially preferably, it is 25-70 mol%.

前記一般式(IV)〜一般式(V)で表される繰り返し単位は、それぞれの繰り返し単位に対応するモノマーを共重合させることにより得ることができる。そのモノマーとして好ましい具体例(例示モノマーM−21〜M−50)を以下に挙げるが、本発明はこれらに限るものではない。また具体例におけるp、q及びrは任意の正の整数を表す。   The repeating units represented by the general formulas (IV) to (V) can be obtained by copolymerizing monomers corresponding to the respective repeating units. Specific examples (example monomers M-21 to M-50) preferable as the monomer are listed below, but the present invention is not limited thereto. Moreover, p, q, and r in a specific example represent arbitrary positive integers.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

Figure 0005934640
Figure 0005934640

架橋ポリマー(A2)における一般式(IV)で表される繰り返し単位の含有量は、架橋ポリマー(A2)を構成する全繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
架橋ポリマー(A2)における一般式(V)で表される繰り返し単位の含有量は、架橋ポリマー(A2)を構成する全繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
一般式(IV)で表される繰り返し単位は、一般式(V)で表される繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
The content of the repeating unit represented by the general formula (IV) in the crosslinked polymer (A2) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 20%, based on all repeating units constituting the crosslinked polymer (A2). 80 mol%, particularly preferably 25 to 70 mol%.
The content of the repeating unit represented by the general formula (V) in the crosslinked polymer (A2) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 20%, based on all repeating units constituting the crosslinked polymer (A2). 80 mol%, particularly preferably 25 to 70 mol%.
The repeating unit represented by the general formula (IV) is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, particularly preferably 25 to 25 mol% based on the repeating unit represented by the general formula (V). 70 mol%.

本発明の積層体に用いることができる架橋ポリマーは、三次元架橋構造であるため、分子量としては特に規定できるものではないが、架橋構造部分を除く主鎖又は側鎖としての重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜100,000であり、より好ましくは1,000〜50,000であり、更に好ましくは2,000〜15,000である。
同様にして、架橋ポリマーの分散度は、全体としては特に規定できるものではないが、主鎖又は側鎖としては、1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましく、1〜2であることが更に好ましい。この範囲であれば、より優れた製膜性、機械強度を達成することが可能となる。
Since the crosslinked polymer that can be used in the laminate of the present invention has a three-dimensional crosslinked structure, the molecular weight is not particularly specified, but the weight average molecular weight as the main chain or side chain excluding the crosslinked structure portion is: The polystyrene conversion value by the GPC method is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and still more preferably 2,000 to 15,000.
Similarly, the degree of dispersion of the crosslinked polymer is not particularly specified as a whole, but the main chain or side chain is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3. More preferably, it is -2. Within this range, it is possible to achieve better film forming properties and mechanical strength.

架橋ポリマーは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
架橋ポリマーの含有量は、分離活性膜を形成する組成物中の全固形分を基準として、0.1〜90質量%であることが好ましく、1〜70質量%であることがより好ましく、5〜50質量%であることが更に好ましい。
A crosslinked polymer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
The content of the crosslinked polymer is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 1 to 70% by mass, based on the total solid content in the composition forming the separation active membrane. More preferably, it is -50 mass%.

一般式(II)〜一般式(V)の繰り返し単位を含むポリマーを合成するための前記各化合物は、市販されているものを使っても良く、また容易に合成することもできる。
架橋ポリマーは、他のモノマーとの共重合体であってもよい。用いられる他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、ビニルエステル類、スチレン類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド等の公知のモノマーも挙げられる。このようなモノマー類を共重合させることで、製膜性、膜強度、親水性、疎水性、溶解性、反応性、安定性等の諸物性を改善することができる。
モノマーの合成法としては、例えば丸善株式会社 日本化学会編の「第5版 実験科学講座16 有機化合物の合成(IV)」におけるエステル合成の項目や「第5版 実験科学講座26 高分子化学」におけるモノマーの取り扱い、精製の項目などを参考とすることができる。
As each compound for synthesizing the polymer containing the repeating unit of the general formula (II) to the general formula (V), commercially available compounds may be used, or they can be easily synthesized.
The crosslinked polymer may be a copolymer with other monomers. Examples of other monomers used include acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, vinyl esters, styrenes, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, maleic anhydride, maleic imide, etc. These known monomers are also included. By copolymerizing such monomers, various physical properties such as film forming property, film strength, hydrophilicity, hydrophobicity, solubility, reactivity, and stability can be improved.
Examples of monomer synthesis methods include, for example, ester synthesis in “5th edition Experimental Science Course 16 Synthesis of Organic Compounds (IV)” edited by The Chemical Society of Japan, Maruzen Co., Ltd. and “5th edition Experimental Science Course 26 Polymer Chemistry”. The monomer handling, purification items, etc. can be referred to.

[積層体の製造方法]
本発明の積層体の製造方法は、基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程と、熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程と、前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程と、前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程と、含むことを特徴とする。
さらに、本発明の積層体の製造方法は、前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することが、ガス分離膜として用いられる前記液晶層と前記高ガス透過性層の積層体を得る観点から好ましい。
本発明の積層体は、高分子フィルムやガラスなどの基板上に、必要に応じて配向膜を形成し、その表面に後述の(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含有した液晶性組成物塗布液を塗布、乾燥、配向させ固定化して液晶層を形成し、さらにその表面に後述の溶媒を含有した架橋ポリマーを含有したポリマー塗布液を塗布、乾燥させて高ガス透過性層を形成することがより好ましい。
本発明の積層体の製造方法の詳細について以下に述べる。
[Manufacturing method of laminate]
In the method for producing a laminate of the present invention, a polymerizable liquid crystal composition containing (A) a polymerizable liquid crystal compound, (B) a photopolymerization initiator, and (C) an organic solvent on a substrate is 0.5 to 10 nm. A coating step of coating with a film thickness, an alignment step of aligning the polymerizable liquid crystal compound by applying heat, and irradiation to irradiate the polymerizable liquid crystal composition with active radiation to fix the liquid crystal phase and obtain a liquid crystal layer And laminating a high gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same type of gas on the liquid crystal layer. Features.
Furthermore, the method for manufacturing a laminate of the present invention uses the substrate, the liquid crystal layer, and the highly gas permeable layer in this order as a gas separation membrane to peel the substrate from the laminate. From the viewpoint of obtaining a laminate of the liquid crystal layer and the highly gas permeable layer.
The laminate of the present invention forms an alignment film on a substrate such as a polymer film or glass as necessary, and (A) a polymerizable liquid crystal compound, (B) a photopolymerization initiator and ( C) A liquid crystal composition coating solution containing an organic solvent is applied, dried, aligned and fixed to form a liquid crystal layer, and further, a polymer coating solution containing a crosslinked polymer containing a solvent described later is applied to the surface. It is more preferable to dry to form a highly gas permeable layer.
The detail of the manufacturing method of the laminated body of this invention is described below.

<重合性液晶組成物の塗布工程>
本発明の積層体の製造方法は、基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程を含む。
前記基板としては、本発明の積層体の説明で挙げたものを用いることができる。その中でも、表面が平滑な非多孔質膜である基板上に超薄膜の緻密層である液晶層を形成し、その上層に支持機能を果たす多孔質層を設けることが、多孔質膜状に液晶層を形成するよりも、非多孔質膜上に超薄膜である液晶層を形成する方が均一な超薄膜が得られるやすくなる観点から、好ましい。
本発明の積層体の製造方法は、前記基板が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがより好ましい。
<Application process of polymerizable liquid crystal composition>
In the method for producing a laminate of the present invention, a polymerizable liquid crystal composition containing (A) a polymerizable liquid crystal compound, (B) a photopolymerization initiator, and (C) an organic solvent on a substrate is 0.5 to 10 nm. A coating process of coating with a film thickness of
As the substrate, those mentioned in the description of the laminate of the present invention can be used. Among them, it is possible to form a liquid crystal layer, which is an ultra-thin dense layer, on a substrate, which is a non-porous film with a smooth surface, and to provide a porous layer that performs a supporting function on the upper layer. Rather than forming a layer, it is preferable to form a liquid crystal layer that is an ultrathin film on a non-porous film from the viewpoint of easily obtaining a uniform ultrathin film.
As for the manufacturing method of the laminated body of this invention, it is more preferable that the said board | substrate is a polyethylene terephthalate film.

前記重合性液晶組成物の前記基板への塗布は、前記重合性液晶組成物である塗布液を公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。また、インクジェット装置を用いて吐出して形成してもよい。   Application of the polymerizable liquid crystal composition to the substrate may be performed by applying a coating liquid that is the polymerizable liquid crystal composition to a known method (for example, a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, Die coating method). Alternatively, it may be formed by discharging using an inkjet apparatus.

<配向工程、照射工程>
本発明の積層体の製造方法は、熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程を含む。
さらに本発明の積層体の製造方法は、前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程を含む。
前記液晶層の作製方法における配向工程および照射工程の詳細を記述する。
液晶層の液晶相を「固定化」したという状態は、液晶層に含まれる液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様ではあるが、それだけには限定されず、具体的には、通常0℃〜50℃、より過酷な条件下では−30℃〜70℃の温度範囲において、該光学異方性膜に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を指すものである。
<Orientation process, irradiation process>
The manufacturing method of the laminated body of this invention includes the aligning process which heats and aligns the said polymeric liquid crystal compound.
Furthermore, the method for producing a laminate of the present invention includes an irradiation step of obtaining a liquid crystal layer by irradiating the polymerizable liquid crystal composition with active radiation to fix a liquid crystal phase.
Details of the alignment step and the irradiation step in the method for producing the liquid crystal layer will be described.
The state in which the liquid crystal phase of the liquid crystal layer is “fixed” is the most typical and preferred mode in which the orientation of the liquid crystal compound contained in the liquid crystal layer is maintained, but is not limited thereto, and specifically Is usually 0 ° C. to 50 ° C., and under harsher conditions, in the temperature range of −30 ° C. to 70 ° C., the optically anisotropic film has no fluidity, and changes in orientation form due to external field or external force. This means a state in which the fixed alignment form can be kept stable without causing the fixing.

本発明において配向状態を固定化する方法としては、前記重合性液晶組成物を一旦、液晶相形成温度まで加熱し、次にその配向状態を維持したまま冷却することにより、その液晶状態における配向形態を損なうことなく固定化することで形成できる。また、重合開始剤を添加した前記重合性液晶組成物を液晶相形成温度まで加熱し配向した後、重合することによって液晶状態の配向状態を固定化することで形成できる。後者の重合反応により行うことが好ましい。なお、本発明においては、液晶層が最終的に形成された際に、そのガス透過性が保持されていれば液晶化合物はもはや液晶性である必要はない。例えば、低分子の液晶性化合物が熱、光等で反応する基を有しており、結果的に熱、光等で反応により重合又は架橋し、高分子量化して液晶性を失ってもよい。   As a method for fixing the alignment state in the present invention, the polymerizable liquid crystal composition is once heated to the liquid crystal phase formation temperature, and then cooled while maintaining the alignment state, whereby the alignment form in the liquid crystal state is obtained. It can be formed by fixing without impairing. Further, the polymerizable liquid crystal composition to which a polymerization initiator is added can be formed by heating and aligning to a liquid crystal phase forming temperature, and then fixing the alignment state of the liquid crystal state by polymerization. It is preferable to carry out by the latter polymerization reaction. In the present invention, when the liquid crystal layer is finally formed, the liquid crystal compound is no longer required to be liquid crystalline as long as the gas permeability is maintained. For example, a low-molecular liquid crystalline compound may have a group that reacts with heat, light, or the like, and as a result, it may be polymerized or cross-linked by reaction with heat, light, or the like to increase the molecular weight and lose liquid crystallinity.

前記重合性液晶組成物塗布液は重合性ネマチック液晶性化合物と重合開始剤と溶媒とを混合することにより得られる。液晶性化合物は単独又は複数使用してもよい。例えば、重合性の液晶化合物と非重合性の液晶化合物との併用が可能である。また、低分子液晶化合物と高分子液晶化合物との併用も可能である。更に、配向の均一性や塗布適性、膜強度を向上させるために水平配向剤やムラ防止剤、ハジキ防止剤、重合性モノマーなどを添加しても良い。液晶性組成物塗布液は、必要に応じてさらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を光学的性能を低下させない範囲で添加できる。   The polymerizable liquid crystal composition coating liquid can be obtained by mixing a polymerizable nematic liquid crystal compound, a polymerization initiator, and a solvent. One or more liquid crystalline compounds may be used. For example, a polymerizable liquid crystal compound and a non-polymerizable liquid crystal compound can be used in combination. Also, a combination of a low-molecular liquid crystal compound and a high-molecular liquid crystal compound is possible. Further, a horizontal alignment agent, a non-uniformity inhibitor, a repellency inhibitor, a polymerizable monomer and the like may be added in order to improve alignment uniformity, coating suitability and film strength. If necessary, the liquid crystal composition coating liquid may further contain a polymerization inhibitor, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, and the like as long as optical performance is not deteriorated.

前記ポリマー層の作製方法を記述する。ポリマー塗布液は架橋ポリマーと溶媒を混合することにより得られる。これを塗布、乾燥することでポリマー層は形成される。   A method for producing the polymer layer will be described. The polymer coating solution can be obtained by mixing a crosslinked polymer and a solvent. A polymer layer is formed by applying and drying this.

(液晶化合物)
液晶化合物としては、棒状液晶化合物、円盤状液晶化合物などがある。
(Liquid crystal compound)
Examples of the liquid crystal compound include a rod-like liquid crystal compound and a disk-like liquid crystal compound.

前記棒状液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。   Examples of the rod-like liquid crystal compound include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines. , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. In addition to the above low-molecular liquid crystalline molecules, high-molecular liquid crystalline molecules can also be used.

棒状液晶化合物を重合によって配向を固定することがより好ましく、重合性棒状液晶化合物としては、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許4683327号、同5622648号、同5770107号、WO95/22586号、同95/24455号、同97/00600号、同98/23580号、同98/52905号、特開平1−272551号、同6−16616号、同7−110469号、同11−80081号、および特願2001−64627号などに記載の化合物を用いることができる。また、重合性棒状液晶化合物として好ましくは、下記一般式(1)にて表される重合性棒状液晶化合物である。   It is more preferable to fix the orientation of the rod-like liquid crystal compound by polymerization, and examples of the polymerizable rod-like liquid crystal compound include those described in Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), U.S. Pat. Nos. 4,683,327, 5,622,648 and 5,770,107, WO 95/22586, 95/24455, 97/97. No. 0600, No. 98/23580, No. 98/52905, JP-A-1-272551, JP-A-6-16616, JP-A-7-110469, JP-A-11-80081, and Japanese Patent Application No. 2001-64627 These compounds can be used. The polymerizable rod-like liquid crystal compound is preferably a polymerizable rod-like liquid crystal compound represented by the following general formula (1).

一般式(1) Q1−L1−Cy1−L2−(Cy2−L3)n−Cy3−L4−Q2
(一般式(1)中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基であり、L1およびL4はそれぞれ独立に二価の連結基であり、L2およびL3はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy1、Cy2およびCy3は二価の環状基であり、nは0、1、2または3である。)
Formula (1) Q 1 -L 1 -Cy 1 -L 2 - (Cy 2 -L 3) n-Cy 3 -L 4 -Q 2
(In General Formula (1), Q 1 and Q 2 are each independently a polymerizable group, L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group, and L 2 and L 3 are each independently a single group. A bond or a divalent linking group, Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 are divalent cyclic groups, and n is 0, 1, 2 or 3.)

以下にさらに一般式(1)で表される重合性棒状液晶化合物について説明する。
一般式(1)中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基である。重合性基の重合反応は、付加重合(開環重合を含む)または縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応または縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。以下に重合性基の例を示す。
Hereinafter, the polymerizable rod-like liquid crystal compound represented by the general formula (1) will be described.
In general formula (1), Q 1 and Q 2 are each independently a polymerizable group. The polymerization reaction of the polymerizable group is preferably addition polymerization (including ring-opening polymerization) or condensation polymerization. In other words, the polymerizable group is preferably a functional group capable of addition polymerization reaction or condensation polymerization reaction. Examples of polymerizable groups are shown below.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

一般式(1)中、L1およびL4はそれぞれ独立に二価の連結基である。L1およびL4はそれぞれ独立に、−O−、−S−、−CO−、−NR−、−C=N−、二価の鎖状基、二価の環状基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記Rは炭素原子数が1から7のアルキル基または水素原子である。Rは、炭素原子数1から4のアルキル基または水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることがもっとも好ましい。 In general formula (1), L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group. L 1 and L 4 each independently include —O—, —S—, —CO—, —NR—, —C═N—, a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof. A divalent linking group selected from the group is preferred. R is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom. R is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably a methyl group, an ethyl group or a hydrogen atom, and most preferably a hydrogen atom.

組み合わせからなる二価の連結基の例を以下に示す。ここで、左側がQ(Q1またはQ2)に、右側がCy(Cy1またはCy3)に結合する。 The example of the bivalent coupling group which consists of a combination is shown below. Here, the left side is coupled to Q (Q 1 or Q 2 ), and the right side is coupled to Cy (Cy 1 or Cy 3 ).

L−1:−CO−O−二価の鎖状基−O−
L−2:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−
L−3:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−
L−4:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−
L−5:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−CO−O−
L−6:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−O−CO−
L−7:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−8:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−9:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L−10:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−
L−11:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−CO−O−
L−12:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−O−CO−
L−13:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−14:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−15:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L−16:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−
L−17:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−CO−O−
L−18:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−O−CO−
L−19:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−20:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−21:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L-1: —CO—O—divalent chain group —O—
L-2: -CO-O-divalent chain group -O-CO-
L-3: —CO—O—divalent chain group —O—CO—O—
L-4: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group-
L-5: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -CO-O-
L-6: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -O-CO-
L-7: -CO-O-divalent chain group-O-divalent cyclic group-divalent chain group-
L-8: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
L-9: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -divalent chain group -O-CO-
L-10: —CO—O—divalent chain group—O—CO—divalent cyclic group—
L-11: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -CO-O-
L-12: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -O-CO-
L-13: —CO—O—Divalent chain group—O—CO—Divalent cyclic group—Divalent chain group—
L-14: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
L-15: -CO-O-divalent chain group-O-CO-divalent cyclic group-divalent chain group-O-CO-
L-16: —CO—O—divalent chain group—O—CO—O—divalent cyclic group—
L-17: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -CO-O-
L-18: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -O-CO-
L-19: —CO—O—Divalent chain group—O—CO—O—Divalent cyclic group—Divalent chain group—
L-20: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
L-21: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -divalent chain group -O-CO-

二価の鎖状基は、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、置換アルキニレン基を意味する。アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基が好ましく、アルキレン基およびアルケニレン基がさらに好ましい。
アルキレン基は、分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素数は1乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は2乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は2乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
二価の鎖状基の具体例としては、エチレン、トリメチレン、プロピレン、テトラメチレン、2−メチル−テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、2−ブテニレン、2−ブチニレンなどが上げられる。
The divalent chain group means an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkynylene group, or a substituted alkynylene group. An alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group and a substituted alkenylene group are preferred, and an alkylene group and an alkenylene group are more preferred.
The alkylene group may have a branch. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
The alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
The alkenylene group may have a branch. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
The alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
The alkynylene group may have a branch. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
The alkynylene part of the substituted alkynylene group is the same as the above alkynylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
Specific examples of the divalent chain group include ethylene, trimethylene, propylene, tetramethylene, 2-methyl-tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene, 2-butenylene, 2-butynylene and the like.

二価の環状基の定義および例は、後述するCy1、Cy2およびCy3の定義および例と同様である。 The definition and examples of the divalent cyclic group are the same as those of Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 described later.

一般式(1)中、L2またはL3はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基である。L2およびL3はそれぞれ独立に、−O−、−S−、−CO−、−NR−、−C=N−、二価の鎖状基、二価の環状基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基または単結合であることが好ましい。上記Rは炭素原子数が1から7のアルキル基または水素原子であり、炭素原子数1から4のアルキル基または水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることがもっとも好ましい。二価の鎖状基、および二価の環状基についてはL1およびL4の定義と同義である。
2またはL3として好ましい二価の連結基としては、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OCONR−、−COS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH2CH2−、−C=C−COO−、−C=N−、−C=N−N=C−、等が挙げられる。
In the general formula (1), L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group. L 2 and L 3 each independently include —O—, —S—, —CO—, —NR—, —C═N—, a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof. It is preferably a divalent linking group or a single bond selected from the group. R is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably a methyl group, an ethyl group or a hydrogen atom. Preferably, it is a hydrogen atom. The divalent chain group and the divalent cyclic group have the same definitions as L 1 and L 4 .
Preferred divalent linking groups as L 2 or L 3 include —COO—, —OCO—, —OCOO—, —OCONR—, —COS—, —SCO—, —CONR—, —NRCO—, —CH 2. CH 2- , -C = C-COO-, -C = N-, -C = N-N = C-, and the like.

一般式(1)において、nは0、1、2または3である。nが2または3の場合、二つのL3は同じであっても異なっていても良く、二つのCy2も同じであっても異なっていてもよい。nは1または2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。 In the general formula (1), n is 0, 1, 2, or 3. When n is 2 or 3, two L 3 may be the same or different, and two Cy 2 may be the same or different. n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

一般式(1)において、Cy1、Cy2およびCy3は、それぞれ独立に、二価の環状基である。
環状基に含まれる環は、5員環、6員環、または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、6員環であることがもっとも好ましい。
環状基に含まれる環は、縮合環であっても良い。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。
環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環およびピリミジン環が含まれる。
ベンゼン環を有する環状基としては、1、4−フェニレンが好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−1、5−ジイルおよびナフタレン−2、6−ジイルが好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1、4−シクロへキシレンであることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−2、5−ジイルが好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−2、5−ジイルが好ましい。
環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が1乃至5のアルキル基、炭素原子数が1乃至5のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1乃至5のアルコキシ基、炭素原子数が1乃至5のアルキルチオ基、炭素原子数が2乃至6のアシルオキシ基、炭素原子数が2乃至6のアルコキシカルホ゛ニル基、カルバモイル基、炭素原子数が2乃至6のアルキル置換カルバモイル基および炭素原子数が2乃至6のアシルアミノ基が含まれる。
In the general formula (1), Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 are each independently a divalent cyclic group.
The ring contained in the cyclic group is preferably a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and most preferably a 6-membered ring.
The ring contained in the cyclic group may be a condensed ring. However, it is more preferably a monocycle than a condensed ring.
The ring contained in the cyclic group may be any of an aromatic ring, an aliphatic ring, and a heterocyclic ring. Examples of the aromatic ring include a benzene ring and a naphthalene ring. Examples of the aliphatic ring include a cyclohexane ring. Examples of the heterocyclic ring include a pyridine ring and a pyrimidine ring.
As the cyclic group having a benzene ring, 1,4-phenylene is preferable. As the cyclic group having a naphthalene ring, naphthalene-1,5-diyl and naphthalene-2,6-diyl are preferable. The cyclic group having a cyclohexane ring is preferably 1,4-cyclohexylene. As the cyclic group having a pyridine ring, pyridine-2,5-diyl is preferable. As the cyclic group having a pyrimidine ring, pyrimidine-2,5-diyl is preferable.
The cyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. An alkylthio group having 1 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, a carbamoyl group, and an alkyl-substituted carbamoyl group having 2 to 6 carbon atoms And an acylamino group having 2 to 6 carbon atoms.

以下に、一般式(1)で表される重合性棒状液晶化合物の例を示す。本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples of the polymerizable rod-like liquid crystal compound represented by the general formula (1) are shown below. The present invention is not limited to these.

Figure 0005934640
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また、前記棒状液晶化合物としては、前記一般式(1)で表される重合性棒状液晶化合物に加え、少なくとも一種の下記一般式(2)で表される化合物を併用することが好ましい。   In addition to the polymerizable rod-shaped liquid crystal compound represented by the general formula (1), it is preferable to use at least one compound represented by the following general formula (2) as the rod-shaped liquid crystal compound.

一般式(2)
1−(L1)p−Cy1−L2−(Cy2−L3)n−Cy3−(L4)q−M2
(一般式(2)中、M1およびM2はそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ハロゲン、−SCN、−CF3、ニトロ基、または、Q1を表すが、M1およびM2の少なくとも一つは、Q1以外の基を表す。
ただし、Q1、L1、L2、L3、L4、Cy1、Cy2、Cy3およびnは前記一般式(1)で表される基と同義である。また、pおよびqは0、または1である。)
General formula (2)
M 1 - (L 1) p -Cy 1 -L 2 - (Cy 2 -L 3) n-Cy 3 - (L 4) q-M 2
(In General Formula (2), M 1 and M 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a heterocyclic group, a cyano group, a halogen, —SCN, — CF 3, a nitro group, or Q 1 is represented, but at least one of M 1 and M 2 represents a group other than Q 1 .
However, Q 1, L 1, L 2, L 3, L 4, Cy 1, Cy 2, Cy 3 and n have the same meanings as the group represented by the general formula (1). P and q are 0 or 1. )

1およびM2がQ1を表さない場合、M1およびM2は水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、シアノ基であることが好ましく、より好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基、もしくは、フェニル基であり、pおよびqは0であることが好ましい。 When M 1 and M 2 do not represent Q 1 , M 1 and M 2 are preferably a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a cyano group, more preferably , An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group, and p and q are preferably 0.

また、前記一般式(1)で表される重合性液晶化合物と、一般式(2)で表される化合物の混合物中における、一般式(2)で表される化合物の好ましい混合比率としては、0.1%〜40%であり、より好ましくは、1%〜30%であり、更に好ましくは、5%〜20%である。   Moreover, as a preferable mixing ratio of the compound represented by the general formula (2) in the mixture of the polymerizable liquid crystal compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2), It is 0.1% -40%, More preferably, it is 1% -30%, More preferably, it is 5% -20%.

以下に、一般式(2)で表される化合物の好ましい例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the preferable example of a compound represented by General formula (2) below is shown, this invention is not limited to these.

Figure 0005934640
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Figure 0005934640
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前記円盤状液晶性化合物は、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))に記載されている。円盤状液晶性化合物の重合については、特開平8−27284公報に記載がある。円盤状液晶性化合物を重合により固定するためには、円盤状液晶性化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。即ち、光硬化型円盤状液晶性化合物は、下記式(II)で表わされる化合物であることが好ましい。   The discotic liquid crystalline compound is disclosed in various documents (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); edited by The Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review, No. 22). , Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10 Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 116, page 2655 (1994)). The polymerization of the discotic liquid crystalline compound is described in JP-A-8-27284. In order to fix the discotic liquid crystalline compound by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline compound. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. That is, the photocurable discotic liquid crystalline compound is preferably a compound represented by the following formula (II).

一般式(II)
D(−L−P)n
(一般式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。)
前記式(II)中の円盤状コア(D)、二価の連結基(L)および重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ、特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、(L1)〜(L25)、(P1)〜(P18)であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。
Formula (II)
D (-LP) n
(In the general formula, D is a discotic core, L is a divalent linking group, P is a polymerizable group, and n is an integer of 4 to 12.)
Preferred specific examples of the discotic core (D), the divalent linking group (L), and the polymerizable group (P) in the formula (II) are (D1) described in JP-A No. 2001-4837, respectively. To (D15), (L1) to (L25), and (P1) to (P18), and the contents described in the publication can be preferably used.

((B)光重合開始剤)
前記重合性液晶組成物は、硬化性組成物であるのが好ましく、そのためには、光重合開始剤を含有しているのが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応と電子線照射による重合反応が含まれるが、熱により支持体等が変形、変質するのを防ぐためにも、光重合反応と電子線照射による重合反応が好ましい。
((B) Photopolymerization initiator)
The polymerizable liquid crystal composition is preferably a curable composition, and for that purpose, it preferably contains a photopolymerization initiator. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator, a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator, and a polymerization reaction by electron beam irradiation. In order to prevent the support and the like from being deformed or altered by heat. Also, a photopolymerization reaction and a polymerization reaction by electron beam irradiation are preferable.

光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。   Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatics. Group acyloin compounds (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compounds (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), combinations of triarylimidazole dimers and p-aminophenyl ketone (US patents) No. 3549367), acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, US Pat. No. 4,239,850), oxadiazole compounds (US Pat. No. 4,221,970), and the like. .

光重合開始剤の使用量は、液晶組成物(塗布液の場合は固形分)の0.1〜20質量%であることが好ましく、1〜8質量%であることがさらに好ましい。液晶化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、10mJ/cm2〜50J/cm2であることが好ましく、50mJ/cm2〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達しない場合には、窒素置換等の方法により酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、10%以下が好ましく、7%以下がさらに好ましく、3%以下が最も好ましい。 The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 1 to 8% by mass, based on the liquid crystal composition (solid content in the case of a coating liquid). Light irradiation for the polymerization of the liquid crystal compound is preferably performed using ultraviolet rays. Irradiation energy is preferably 10mJ / cm 2 ~50J / cm 2 , further preferably 50mJ / cm 2 ~800mJ / cm 2 . In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions. Further, since the oxygen concentration in the atmosphere is related to the degree of polymerization, when the desired degree of polymerization is not reached in the air, it is preferable to reduce the oxygen concentration by a method such as nitrogen substitution. A preferable oxygen concentration is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, and most preferably 3% or less.

重合の反応率は光学異方性膜の機械的強度の保持や未反応物が液晶層等に流出するのを抑える等の観点から、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりさらに好ましい。重合反応率を向上させるためには照射する紫外線の照射量を増大する方法や窒素雰囲気下あるいは加熱条件下での重合が効果的である。また、一旦重合させた後に、重合温度よりも高温状態で保持して熱重合反応によって反応をさらに推し進める方法や、再度紫外線を照射する方法も用いることができる。重合反応率の測定は重合反応性の結合基の赤外振動スペクトルの吸収強度を重合前後で比較することによって行うことができる。   The polymerization reaction rate is preferably 70% or more, and preferably 80% or more from the viewpoint of maintaining the mechanical strength of the optically anisotropic film and suppressing unreacted substances from flowing into the liquid crystal layer. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 90% or more. In order to improve the polymerization reaction rate, a method of increasing the irradiation amount of ultraviolet rays to be irradiated and polymerization under a nitrogen atmosphere or heating conditions are effective. Moreover, after superposing | polymerizing once, the method of hold | maintaining at a temperature higher than superposition | polymerization temperature, and pushing a reaction further by thermal polymerization reaction, and the method of irradiating an ultraviolet-ray again can also be used. The polymerization reaction rate can be measured by comparing the absorption intensity of the infrared vibration spectrum of the polymerization reactive bonding group before and after the polymerization.

((C)有機溶媒)
本発明の積層体の製造方法では、前記重合性液晶組成物の溶媒としては、(C)有機溶媒が用いられる。前記有機溶媒としては特に制限はなく、公知の溶剤を用いることができる。例えば、ケトン類(アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)などが例示できる。
本発明の積層体の製造方法では、前記重合性液晶組成物中に1種又は2種以上の有機溶媒を用いることができ、2種以上の有機溶媒を用いることが好ましい。
((C) Organic solvent)
In the manufacturing method of the laminated body of this invention, (C) organic solvent is used as a solvent of the said polymeric liquid crystal composition. There is no restriction | limiting in particular as said organic solvent, A well-known solvent can be used. For example, ketones (acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), ethers (dioxane, tetrahydrofuran, etc.), aliphatic hydrocarbons (hexane, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, etc.), aromatic Group hydrocarbons (toluene, xylene, trimethylbenzene, etc.), halogenated carbons (dichloromethane, dichloroethane, dichlorobenzene, chlorotoluene, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, etc.), water, alcohols ( Ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, etc.), cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.), cellosolve acetates, sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.), amides (dimethylformamide, di Such as chill acetamide), etc. can be exemplified.
In the manufacturing method of the laminated body of this invention, 1 type, or 2 or more types of organic solvents can be used in the said polymeric liquid crystal composition, and it is preferable to use 2 or more types of organic solvents.

塗膜形成性や生産効率などの観点で、前記重合性液晶組成物中における有機溶媒の添加量は、50質量%〜90質量%であることが好ましく、40質量%〜85質量%であることがさらに好ましい。   From the viewpoint of coating film formability and production efficiency, the addition amount of the organic solvent in the polymerizable liquid crystal composition is preferably 50% by mass to 90% by mass, and 40% by mass to 85% by mass. Is more preferable.

(配向制御剤)
前記液晶性組成物中に、含フッ素アクリレートもしくは下記一般式(X1)〜(X3)で表される化合物の少なくとも一種を含有させることで、空気界面において液晶性化合物の分子のチルト角を低減若しくは実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が20度未満の配向を意味するものとする。液晶性化合物が空気界面付近で水平配向する場合、配向欠陥が出にくいため可視光領域での透明性が高くなり、また赤外領域での反射率が増大する。一方、液晶性化合物のチルト角が大きい場合には、コレステリックの螺旋軸が膜面法線からずれるため、反射率が低下したり、フィンガープリントパターンが発生しヘイズの増大や回折性を示すため好ましくない。
以下、下記一般式(X1)〜(X3)について、順に説明する。
(Orientation control agent)
By containing at least one of the fluorine-containing acrylate or the compounds represented by the following general formulas (X1) to (X3) in the liquid crystal composition, the tilt angle of molecules of the liquid crystal compound is reduced at the air interface or A substantially horizontal orientation can be achieved. In this specification, “horizontal alignment” means that the major axis of the liquid crystal molecule is parallel to the film surface, but it is not required to be strictly parallel. An orientation with an inclination angle of less than 20 degrees is meant. When the liquid crystal compound is horizontally aligned in the vicinity of the air interface, alignment defects are less likely to occur, so that the transparency in the visible light region is increased and the reflectance in the infrared region is increased. On the other hand, when the tilt angle of the liquid crystal compound is large, the cholesteric helical axis is deviated from the normal of the film surface, so that the reflectivity is reduced, the fingerprint pattern is generated, haze is increased, and diffractive properties are exhibited. Absent.
Hereinafter, the following general formulas (X1) to (X3) will be described in order.

Figure 0005934640
(一般式(X1)中、R1、R2及びR3は各々独立して、水素原子又は置換基を表し、X1、X2及びX3は単結合又は二価の連結基を表す。)
Figure 0005934640
(In the general formula (X1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a substituent, and X 1 , X 2 and X 3 represent a single bond or a divalent linking group. )

一般式(X1)中、R1〜R3で各々表される置換基としては、好ましくは置換もしくは無置換の、アルキル基(中でも、無置換のアルキル基又はフッ素置換アルキル基がより好ましい)、アリール基(中でもフッ素置換アルキル基を有するアリール基が好ましい)、置換もしくは無置換のアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子である。
1、X2及びX3で各々表される二価の連結基は、アルキレン基、アルケニレン基、二価の芳香族基、二価のヘテロ環残基、−CO−、―NRa−(Raは炭素原子数が1〜5のアルキル基又は水素原子)、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基は、アルキレン基、フェニレン基、−CO−、−NRa−、−O−、−S−及び−SO2−からなる群より選ばれる二価の連結基又は該群より選ばれる基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがより好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましい。二価の芳香族基の炭素原子数は、6〜10であることが好ましい。
In the general formula (X1), the substituents represented by R 1 to R 3 are each preferably a substituted or unsubstituted alkyl group (more preferably an unsubstituted alkyl group or a fluorine-substituted alkyl group), An aryl group (in particular, an aryl group having a fluorine-substituted alkyl group is preferable), a substituted or unsubstituted amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, and a halogen atom.
The divalent linking groups represented by X 1 , X 2 and X 3 are each an alkylene group, an alkenylene group, a divalent aromatic group, a divalent heterocyclic residue, —CO—, —NRa— (Ra Is a divalent linking group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a hydrogen atom), —O—, —S—, —SO—, —SO 2 — and combinations thereof. Is preferred. The divalent linking group is selected from the group consisting of an alkylene group, a phenylene group, —CO—, —NRa—, —O—, —S— and —SO 2 —, or the group. It is more preferably a divalent linking group in which at least two groups are combined. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms. The number of carbon atoms of the divalent aromatic group is preferably 6-10.

Figure 0005934640
(一般式(X2)中、Rは置換基を表し、mは0〜5の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数個のRは同一でも異なっていてもよい。)
一般式(X2)中、Rとして好ましい置換基は、R1、R2及びR3で表される置換基の好ましい範囲として挙げてものと同じである。
mは、好ましくは1〜3の整数を表し、特に好ましくは2又は3である。
Figure 0005934640
(In general formula (X2), R represents a substituent, m represents an integer of 0 to 5. When m represents an integer of 2 or more, a plurality of R may be the same or different.)
In the general formula (X2), preferable substituents as R are the same as those described as preferable ranges of the substituents represented by R 1 , R 2 and R 3 .
m preferably represents an integer of 1 to 3, particularly preferably 2 or 3.

Figure 0005934640
(一般式(X3)中、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は各々独立して、水素原子又は置換基を表す。R4、R5、R6、R7、R8及びR9でそれぞれ表される置換基は、好ましくは一般式(X1)におけるR1、R2及びR3で表される置換基の好ましいものとして挙げたものである。
Figure 0005934640
(In the general formula (X3), R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are preferably the substituents represented by R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (X1).

本発明に用いられる水平配向剤については、特願2003−331269号明細書(特開2005−099258号公報)に記載の化合物を用いることができ、それら化合物の合成法も該明細書に記載されている。   As the horizontal alignment agent used in the present invention, the compounds described in Japanese Patent Application No. 2003-331269 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-099258) can be used, and the synthesis method of these compounds is also described in the specification. ing.

前記一般式(X1)〜(X3)のいずれかで表される化合物の添加量としては、液晶性化合物の質量の0.01〜10質量%が好ましく、0.01〜5質量%がより好ましく、0.02〜1質量%が特に好ましい。なお、前記一般式(X1)〜(X3)にて表される化合物は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   The amount of the compound represented by any one of the general formulas (X1) to (X3) is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, based on the mass of the liquid crystal compound. 0.02 to 1% by mass is particularly preferable. In addition, the compound represented by the said general formula (X1)-(X3) may be used independently, and may use 2 or more types together.

<高ガス透過性層を積層する工程>
本発明の積層体の製造方法は、前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程を含む。
前記高ガス透過性層を前記液晶層の上に積層する方法としては特に制限はなく、例えば塗布により積層することができる。
前記高ガス透過性層を形成する方法としては、前記架橋性ポリマーを有する架橋性ポリマー含有組成物を前記液晶層の上に塗布することが好ましい。前記架橋性ポリマー含有組成物の前記液晶層への塗布方法としては、前記重合性液晶組成物の塗布方法として挙げた方法を挙げることができる。
前記架橋性ポリマー含有組成物の溶媒としては、有機溶媒が用いられる。前記有機溶媒としては特に制限はなく、前記重合性液晶組成物の有機溶媒として挙げた有機溶媒を挙げることができる。その他、特開2011−161387号公報に記載の溶媒を用いることができる。
前記架橋性ポリマー含有組成物には、その他の添加剤を添加してもよく、添加剤としては、特開2011−161387号公報などに記載のものを用いることができる。
<Process of laminating a high gas permeability layer>
The method for producing a laminate according to the present invention comprises a step of laminating a highly gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more of the liquid crystal layer on the liquid crystal layer when compared with the same kind of gas. The process of carrying out is included.
There is no restriction | limiting in particular as a method of laminating | stacking the said high gas permeability layer on the said liquid-crystal layer, For example, it can laminate | stack by application | coating.
As a method of forming the high gas permeable layer, it is preferable to apply a crosslinkable polymer-containing composition having the crosslinkable polymer on the liquid crystal layer. Examples of the method for applying the crosslinkable polymer-containing composition to the liquid crystal layer include the methods mentioned as the method for applying the polymerizable liquid crystal composition.
An organic solvent is used as a solvent for the crosslinkable polymer-containing composition. There is no restriction | limiting in particular as said organic solvent, The organic solvent quoted as the organic solvent of the said polymeric liquid crystal composition can be mentioned. In addition, the solvent described in JP2011-161387A can be used.
Other additives may be added to the crosslinkable polymer-containing composition, and as the additive, those described in JP-A No. 2011-161387 can be used.

前記高ガス透過性層は前記架橋性ポリマー含有組成物を硬化して形成されてなることが好ましい。光硬化の場合、公知の光重合開始剤を前記架橋性ポリマー含有組成物に添加することが好ましい。熱硬化の場合、40℃〜250℃で加熱することが好ましく、40℃〜180℃で加熱することがより好ましい。加熱時間は使用する膜素材、濃度、開始剤又は架橋剤の添加量によって影響を及ぼされるため、膜を形成するのに十分な温度と時間により決まるものであるが一般的には10分〜24時間が好ましく、1時間〜12時間がより好ましい。加熱は各種オーブン、ホットプレート、送風機などを用いることにより行うことができる。   The high gas permeable layer is preferably formed by curing the crosslinkable polymer-containing composition. In the case of photocuring, it is preferable to add a known photopolymerization initiator to the crosslinkable polymer-containing composition. In the case of thermosetting, heating at 40 ° C. to 250 ° C. is preferable, and heating at 40 ° C. to 180 ° C. is more preferable. Since the heating time is influenced by the film material used, the concentration, the amount of the initiator or the cross-linking agent added, it is determined by the temperature and time sufficient to form the film, but generally 10 minutes to 24 minutes. Time is preferable, and 1 hour to 12 hours is more preferable. Heating can be performed by using various ovens, hot plates, blowers and the like.

<基材を剥離する工程>
本発明の積層体の製造方法は、前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することが好ましい。この工程により、前記基板を含まず、前記液晶層と前記高ガス透過性層を含み、かつ、ガス分離膜として好適に用いられる本発明の積層体を容易に製造することができる。
前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離する方法としては、特に制限はなく、例えば、粘着テープを用いて剥離することができる。
<Step of peeling substrate>
In the laminate manufacturing method of the present invention, it is preferable that the substrate is peeled from the laminate including the substrate, the liquid crystal layer, and the high gas-permeable layer in this order. By this step, it is possible to easily produce the laminate of the present invention that does not include the substrate, includes the liquid crystal layer and the high gas permeable layer, and is suitably used as a gas separation membrane.
A method for peeling the substrate from the laminate including the substrate, the liquid crystal layer, and the highly gas permeable layer in this order is not particularly limited, and for example, peeling using an adhesive tape. it can.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

[実施例1〜6、比較例1〜3]
<液晶層形成>
下記表1および2に示す塗布液(A)、(B)の処方に調製した塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の乾膜の厚みが1〜4000nmになるように、富士フイルム製PET(膜厚75μm)、またはPET不織布上にPDMSエマルジョン(45%(w/v)、Toray Dow Corning Silicone製)を塗布し、16時間乾燥させた多孔質PDMSフィルム(膜厚150μm)上に、室温にて塗布した。
室温にて30秒間乾燥させた後、125℃の雰囲気で2分間加熱し、その後95℃でフュージョン製Dバルブ(ランプ90mW/cm)にて出力60%で6〜12秒間UV照射し、液晶層を作製した。
[Examples 1-6, Comparative Examples 1-3]
<Liquid crystal layer formation>
FUJIFILM's coating liquids prepared in the formulations of the coating liquids (A) and (B) shown in Tables 1 and 2 below, using a wire bar, so that the dry film thickness after drying is 1 to 4000 nm. On a porous PDMS film (thickness 150 μm) obtained by applying a PDMS emulsion (45% (w / v), manufactured by Toray Dow Corning Silicone) on PET (film thickness 75 μm) or PET non-woven fabric and drying for 16 hours, Application was at room temperature.
After drying at room temperature for 30 seconds, heated in an atmosphere of 125 ° C. for 2 minutes, and then UV-irradiated at 95 ° C. with a fusion D bulb (lamp 90 mW / cm) at an output of 60% for 6 to 12 seconds. Was made.

塗布液(A)

Figure 0005934640
Coating liquid (A)
Figure 0005934640

塗布液(B)

Figure 0005934640
Coating liquid (B)
Figure 0005934640

Figure 0005934640
Figure 0005934640
Figure 0005934640
Figure 0005934640
Figure 0005934640
Figure 0005934640

上記にて得られた液晶層の膜厚はFE3000(大塚電子)で、0.5mm間隔で200点(100mm幅)測定した。
上記にて得られた液晶層のRaは同じくFE3000(大塚電子)で測定した結果より算出した。
得られた各実施例および比較例の積層体作製用の液晶層の膜厚およびRaの測定結果を、下記表4に記載した。
The film thickness of the liquid crystal layer obtained above was measured by FE3000 (Otsuka Electronics) at 200 points (100 mm width) at intervals of 0.5 mm.
Ra of the liquid crystal layer obtained above was similarly calculated from the result of measurement with FE3000 (Otsuka Electronics).
Table 4 below shows the film thickness and Ra measurement results of the liquid crystal layers for producing the laminates of the obtained Examples and Comparative Examples.

<高ガス透過性層形成>
下記表3に示す塗布液(C)の処方に調製した塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の乾膜の厚みが1.3〜1.6μmになるように、上記で作製した液晶層上に、室温にて塗布した(比較例3の多孔質PDMS下地は除く)。
室温にて30秒間乾燥させた後、70℃の雰囲気で120分間加熱し、高ガス透過性層を作製した。
<High gas permeable layer formation>
The liquid crystal produced as described above so that the thickness of the dry film after drying the coating liquid prepared in the formulation of the coating liquid (C) shown in Table 3 below is 1.3 to 1.6 μm using a wire bar. On the layer, it apply | coated at room temperature (except the porous PDMS base | substrate of the comparative example 3).
After drying at room temperature for 30 seconds, heating was performed in an atmosphere of 70 ° C. for 120 minutes to produce a high gas permeable layer.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

Figure 0005934640
X=80、Y=20
重量平均分子量MW=93000。
Figure 0005934640
X = 80, Y = 20
Weight average molecular weight MW = 93000.

<基板の剥離>
上記液晶層、高ガス透過性層の積層体を下地として用いた基材から、粘着テープを用いて剥離し(比較例3の多孔質PDMS下地は液晶層を下地から剥離せず)た。このようにして、液晶層および高ガス透過性層が積層された各実施例および比較例の積層体を作製した(ただし、比較例3の多孔質PDMS下地は高ガス透過性層なし)。
<Peeling the substrate>
It peeled using the adhesive tape from the base material which used the laminated body of the said liquid crystal layer and the high gas-permeable layer as a foundation | substrate (The porous PDMS foundation | substrate of the comparative example 3 did not peel a liquid crystal layer from a foundation | substrate). Thus, the laminated body of each Example and comparative example with which the liquid crystal layer and the high gas-permeable layer were laminated | stacked was produced (however, the porous PDMS base | substrate of the comparative example 3 does not have a high gas-permeable layer).

<評価>
(ガス透過性能の測定および計算)
上記にて得られた各実施例および比較例の積層体について、GTR−11A(GTRテック製)を用いて、圧力200kPa、温度40℃の条件でCO2の透過係数と、CH4の透過係数を測定した。
CO2透過流束と、CH4の透過流束は透過係数を膜厚で割って計算した。
分離比は、CO2の透過流束をCH4の透過流束で割って計算した。
また、参考例4〜10に下記の式1により、実施例1の液晶層のみの透過流束を算出し、記載した。

Figure 0005934640
(Q:各層のガス透過流束を表す。)
得られた結果を下記表4に記載した。 <Evaluation>
(Measurement and calculation of gas permeation performance)
The laminates of Examples and Comparative Examples obtained in the above, by using a GTR-11A (manufactured by GTR Tec), and permeability coefficient of CO 2 under a pressure of 200 kPa, temperature 40 ° C., the transmission coefficient of CH 4 Was measured.
The CO 2 permeation flux and the CH 4 permeation flux were calculated by dividing the permeation coefficient by the film thickness.
The separation ratio was calculated by dividing the permeate flux of CO 2 by the permeate flux of CH 4 .
In addition, in Reference Examples 4 to 10, the permeation flux of only the liquid crystal layer of Example 1 was calculated and described by the following formula 1.
Figure 0005934640
(Q represents the gas permeation flux of each layer.)
The obtained results are shown in Table 4 below.

Figure 0005934640
Figure 0005934640

上記表4より、本発明の積層体はCO2とCH4の分離比が良好であり、CO2ガス透過流束が大きい高性能ガス分離膜であることがわかった。
一方、液晶層の膜厚を本発明で規定する上限値を超える範囲とした比較例1および2の積層体は、CO2とCH4の分離比が悪いことがわかった。
また、高ガス透過性層を積層しなかった比較例3の積層体は、膜になっていない部分があり、ガス透過性能やガス分離比は測定不能であった。
From Table 4 above, it was found that the laminate of the present invention is a high-performance gas separation membrane having a good CO 2 and CH 4 separation ratio and a large CO 2 gas permeation flux.
On the other hand, it was found that the laminates of Comparative Examples 1 and 2 in which the film thickness of the liquid crystal layer exceeded the upper limit defined in the present invention had a poor CO 2 and CH 4 separation ratio.
Moreover, the laminated body of the comparative example 3 which did not laminate | stack a high gas-permeable layer had the part which is not a film | membrane, and gas-permeation performance and gas separation ratio were unmeasurable.

1 液晶層
2 高ガス透過性層
3 基板
4 積層体
1 Liquid Crystal Layer 2 High Gas Permeability Layer 3 Substrate 4 Laminate

Claims (9)

膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とを含み、
前記液晶層が、重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることを特徴とする積層体。
And a liquid crystal layer thickness is 0.5 nm to 10 nm, the gas permeation flux with respect to the liquid crystal layer when compared with the same type of gas observed contains a high gas permeable layer is 1.0 times or more,
The laminate, wherein the liquid crystal layer is an optically anisotropic layer formed by fixing the alignment state of the polymerizable liquid crystal compound .
基板と、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とをこの順で含み、
前記液晶層が、重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることを特徴とする積層体。
A substrate, a liquid crystal layer having a thickness of 0.5 nm to 10 nm, and a highly gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same type of gas. this order only contains,
The laminate, wherein the liquid crystal layer is an optically anisotropic layer formed by fixing the alignment state of the polymerizable liquid crystal compound .
前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項2に記載の積層体。  The laminate according to claim 2, wherein the substrate is a polyethylene terephthalate film. 前記高ガス透過性層が、架橋ポリマーを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体。   The laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein the high gas-permeable layer contains a crosslinked polymer. 前記架橋ポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリイミドおよびポリアリルアミンから選択される少なくとも1種のポリマーを構成する繰り返し単位を有することを特徴とする請求項4に記載の積層体。   The crosslinked polymer has a repeating unit constituting at least one polymer selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polydimethylsiloxane, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine, polyimide and polyallylamine. The laminate according to claim 4. 前記液晶層の平均粗さRaが1nm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 5 , wherein the average roughness Ra of the liquid crystal layer is 1 nm or less. 基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程と、
熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程と、
前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程と、
前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程と、
を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
An application step of applying a polymerizable liquid crystal composition containing (A) a polymerizable liquid crystal compound, (B) a photopolymerization initiator, and (C) an organic solvent on the substrate to a thickness of 0.5 to 10 nm;
An alignment step of aligning the polymerizable liquid crystal compound by applying heat;
An irradiation step of irradiating the polymerizable liquid crystal composition with active radiation to fix a liquid crystal phase to obtain a liquid crystal layer;
On the liquid crystal layer, a step of laminating a high gas permeable layer having a gas permeation flux of 1.0 times or more with respect to the liquid crystal layer when compared with the same kind of gas;
The manufacturing method of the laminated body characterized by including.
前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することを特徴とする請求項7に記載の積層体の製造方法。 The method for manufacturing a laminate according to claim 7 , wherein the substrate is peeled from a laminate including the substrate, the liquid crystal layer, and the highly gas permeable layer in this order. 前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項7または8に記載の積層体の製造方法。 The method for producing a laminate according to claim 7 or 8 , wherein the substrate is a polyethylene terephthalate film.
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