JPH07188402A - Liquid crystalline polyester - Google Patents

Liquid crystalline polyester

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JPH07188402A
JPH07188402A JP35485493A JP35485493A JPH07188402A JP H07188402 A JPH07188402 A JP H07188402A JP 35485493 A JP35485493 A JP 35485493A JP 35485493 A JP35485493 A JP 35485493A JP H07188402 A JPH07188402 A JP H07188402A
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polymer
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catechol
birefringence
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吉弘 熊谷
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卓也 松本
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Abstract

PURPOSE:To provide a liq. crystalline polyester which enables the alignment of a liq. crystal to be easily fixed by glassification, provides large wavelength dispersion of birefringence and is favorably applicable to optical devices by introducing particular structural units into its molecule. CONSTITUTION:This liquid crystalline polyester comprises structural units of the formulae [wherein X and Y represent each H, Cl, Br, or a C1 to C4 alkyl group. The A to (C+D) molar ratio is (45:55) to (55:45), the A to B molar ratio is (49:1) to (20:30), and the C to D molar ratio is (10:40) to (45:5)]. In the structural units, the unit A is one derived from a polyester forming deriv., e.g. terephthalic acid, the unit B is one derived from a polyester forming deriv., e.g. 4-hydroxycinnamic acid, the unit C is one based on a polyester forming deriv., e.g. hydroquione, and the unit D is one based on a polyester forming deriv., e.g. catechol.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶配向のガラス固定化
が容易で複屈折の波長分散の大きい、光学素子への応用
に好適な液晶性ポリエステルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystalline polyester which is suitable for application to an optical element, in which glass for liquid crystal orientation is easily fixed and birefringence has a large wavelength dispersion.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年高分子液晶は、高い耐熱性、成形性
などを利用した高性能材料分野、および液晶相構造の熱
あるいは電場などの外部場による変化と相の固定化を利
用した機能性材料分野において活発に研究開発され、高
性能材料分野においてはすでに商品化されている。一方
機能性材料分野では、光記録、非線形光学材料、液晶配
向膜、光ファイバー、液晶表示素子用光学素子などへの
応用を目指して活発に研究されているが、いまだ商品化
されたものはない。高分子液晶を機能性材料に応用する
場合、液晶の相転移の動的な変化を利用する用途、およ
び液晶独特の分子配向を固定化して静的な素子として利
用する用途に大別できるが、いずれも液晶の光に対する
性質を用いるものが大部分である。後者の液晶配向を固
定化した光学素子へ応用できる高分子液晶の重要な要件
として、液晶配向の固定化が容易でかつ固定化後の液晶
配向が安定であること、および光に対する性質、すなわ
ち屈折率、複屈折、複屈折の波長分散などを自由に制御
できることが挙げられる。特に最近ディスプレイ分野で
要望の強い、複屈折の波長分散の大きい光学素子を高分
子液晶で製造できれば、固定化された液晶配向構造のも
つ独自の偏光に対する性質と合わせて、画期的な光学素
子を製造できる。しかしながらこのような光学素子の材
料となりうる、複屈折の波長分散が大きくて、かつ液晶
配向を安定して固定化できるような高分子液晶が開発さ
れた例はなく、研究例もほとんどないのが現状であっ
た。
2. Description of the Related Art In recent years, polymer liquid crystals have been used in the field of high-performance materials utilizing high heat resistance and moldability, and functional properties utilizing the change of the liquid crystal phase structure due to external fields such as heat or electric field and phase fixation. It has been actively researched and developed in the materials field, and has already been commercialized in the high performance materials field. On the other hand, in the field of functional materials, active research is being conducted with the aim of application to optical recording, nonlinear optical materials, liquid crystal alignment films, optical fibers, optical elements for liquid crystal display devices, etc., but none have been commercialized yet. When polymer liquid crystals are applied to functional materials, they can be broadly divided into applications that utilize dynamic changes in the phase transition of liquid crystals and applications that use the liquid crystal's unique molecular orientation as static elements. Most of them use the property of liquid crystal for light. The important requirements for polymer liquid crystals that can be applied to the latter liquid crystal alignment-fixed optical element are that the liquid crystal alignment is easy to fix and that the liquid crystal alignment is stable after fixation, and the property against light, that is, refraction It is possible to freely control the index, birefringence, wavelength dispersion of birefringence, and the like. In particular, if an optical element with a large wavelength dispersion of birefringence, which has recently been strongly demanded in the display field, can be manufactured from a polymer liquid crystal, it will be an epoch-making optical element together with the unique polarization property of a fixed liquid crystal alignment structure. Can be manufactured. However, there is no example of the development of a polymer liquid crystal that has a large wavelength dispersion of birefringence and can stably fix the liquid crystal alignment, which can be a material for such an optical element, and there are few research examples. It was the current situation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは配向固定
化が容易でかつ工業的にみて安価で容易に製造できる高
分子液晶として、液晶転移点以下の温度においてガラス
相を有する液晶性ポリエステルに着目し、さらに要求さ
れる大きな複屈折の波長分散を実現できる独自の構造を
探し求めた結果、構成単位としてカテコール単位および
4−ヒドロキシ桂皮酸単位を分子中に含むポリエステル
がこれらの要請を満足することを見いだし、遂に本発明
に到達した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have used a liquid crystalline polyester having a glass phase at a temperature below a liquid crystal transition point as a polymer liquid crystal which can be easily fixed in orientation and can be easily manufactured industrially at a low cost. As a result of searching for a unique structure that can realize the required wavelength dispersion of large birefringence, a polyester containing a catechol unit and a 4-hydroxycinnamic acid unit as a constitutional unit in the molecule satisfies these requirements. Finally, the present invention was finally reached.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は下記一
般式で示される構造単位より成る液晶性ポリエステルに
関する。
That is, the present invention relates to a liquid crystalline polyester comprising a structural unit represented by the following general formula.

【0005】[0005]

【化2】 [Chemical 2]

【0006】(式中XおよびYは水素原子、Cl、Br
もしくは炭素数1〜4のアルキル基を示し、モル比で表
した組成がA/(C+D)が45/55から55/45
の範囲にあり、A/Bが49/1から20/30の範囲
にあり、C/Dが10/40から45/5の範囲にあ
る)。
(Where X and Y are hydrogen atoms, Cl, Br
Alternatively, it represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the composition represented by the molar ratio has A / (C + D) of 45/55 to 55/45.
, A / B in the range 49/1 to 20/30 and C / D in the range 10/40 to 45/5).

【0007】本発明のポリマーは、前記一般式で表され
るテレフタル酸単位、4−ヒドロキシ桂皮酸単位、ヒド
ロキノンまたは置換ヒドロキノン単位およびカテコール
または置換カテコール単位より成る。芳香族より成る液
晶性ポリエステルは数多く知られているが、同一ポリマ
ー中に4−ヒドロキシ桂皮酸単位およびカテコール単位
を含むようなポリマーはまったく知られていない。一般
に良好な液晶性を発現さすためには、剛直で直線性の高
い分子が好ましいが、カテコール単位は分子の直線性を
乱す方向に作用するため、ポリマーの融点を下げたりあ
るいは溶解性を向上さすためにあえて導入する例(例え
ばF.Navarro et al,J.Polym.
Sci.,Polym.Chem.Ed.,1992,
30,1789)が散見されるほかは、通常はあまり用
いられない。また4−ヒドロキシ桂皮酸はポリマーに光
反応性を付与するために導入した例(例えばW.R.K
rigbaum et al,J.Polym.Sc
i.,Polym.Phy.Ed.,1983,21,
1851)はみられるが、安定性の面から通常はほとん
ど用いられない。本発明者らは液晶配向の固定化が可能
でかつ複屈折の波長分散の大きい高分子液晶の合成を目
的として、通常は回避されるこれら両単位をあえて同一
分子中に積極的に導入した結果、これらのポリマーが液
晶性を損なうことなく、液晶転移点(すなわちガラス転
移点Tg)以下の温度でガラス相となり、液晶構造の固
定化ができること、および大きな複屈折の波長分散を有
することを見いだし本発明を完成した。
The polymer of the present invention comprises a terephthalic acid unit represented by the above general formula, a 4-hydroxycinnamic acid unit, a hydroquinone or a substituted hydroquinone unit and a catechol or a substituted catechol unit. Many liquid crystalline polyesters composed of aromatic compounds are known, but no polymer containing 4-hydroxycinnamic acid units and catechol units in the same polymer is known at all. In general, a rigid and highly linear molecule is preferable in order to exhibit good liquid crystallinity, but since the catechol unit acts in a direction that disturbs the linearity of the molecule, it lowers the melting point of the polymer or improves the solubility. For the purpose of introduction (for example, F. Navarro et al, J. Polym.
Sci. , Polym. Chem. Ed. , 1992,
30, 1789), but is not commonly used. Further, 4-hydroxycinnamic acid is an example introduced to impart photoreactivity to a polymer (for example, WRK).
rigbaum et al. Polym. Sc
i. , Polym. Phy. Ed. , 1983, 21,
1851) is observed, but it is usually rarely used in terms of stability. The present inventors intentionally introduced both of these units, which are normally avoided, into the same molecule for the purpose of synthesizing a polymer liquid crystal capable of fixing the liquid crystal orientation and having a large wavelength dispersion of birefringence. It was found that these polymers become a glass phase at a temperature below the liquid crystal transition point (that is, the glass transition point Tg) without impairing the liquid crystallinity, can fix the liquid crystal structure, and have large wavelength dispersion of birefringence. The present invention has been completed.

【0008】A単位は通常テレフタル酸またはテレフタ
ル酸ジメチルなどのポリエステル形成性機能誘導体より
誘導される単位であり、B単位は通常4−ヒドロキシ桂
皮酸または4−アセトキシ桂皮酸などのポリエステル形
成性機能誘導体より誘導される単位である。またC単位
は通常ヒドロキノンまたは置換ヒドロキノンあるいはそ
れらのジアセテートなどのポリエステル形成性機能誘導
体に基づく単位であり、Xは水素原子、Cl、Brある
いは炭素数1〜4のアルキル基である。アルキル基とし
てはメチル基、エチル基、i−プロピル基、ブチル基お
よびt−ブチル基などがあげられ、なかでもメチル基、
エチル基およびt−ブチル基が特に好ましい。D単位は
通常カテコールまたは置換カテコールあるいはそれらの
ジアセテートなどのポリエステル形成性機能誘導体に基
づく単位であり、Yは水素原子、Cl、Brあるいは炭
素数1〜4のアルキル基である。アルキル基としてはメ
チル基、エチル基、i−プロピル基、ブチル基およびt
−ブチル基などがあげられ、なかでもメチル基、エチル
基およびt−ブチル基が特に好ましい。もちろん、各構
成単位の配置はブロック、ランダムいずれでもよい。
The A unit is usually a unit derived from a polyester-forming functional derivative such as terephthalic acid or dimethyl terephthalate, and the B unit is usually a polyester-forming functional derivative such as 4-hydroxycinnamic acid or 4-acetoxycinnamic acid. It is a more guided unit. The C unit is usually a unit based on a hydroquinone or a substituted hydroquinone or a polyester-forming functional derivative thereof such as diacetate, and X is a hydrogen atom, Cl, Br or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an i-propyl group, a butyl group and a t-butyl group. Among them, a methyl group,
Ethyl and t-butyl groups are particularly preferred. The D unit is usually a unit based on catechol or a substituted catechol or a polyester-forming functional derivative thereof such as diacetate, and Y is a hydrogen atom, Cl, Br or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an i-propyl group, a butyl group and t
-Butyl group and the like are mentioned, and among them, methyl group, ethyl group and t-butyl group are particularly preferable. Of course, the arrangement of each structural unit may be either block or random.

【0009】これらの単位のポリマー中における組成は
モル比で表すと、A/(C+D)が45/55から55
/45の範囲にあり、好ましくは48/52から52/
48の範囲にあり、特に好ましくは50/50である。
またA/Bは49/1から20/30の範囲が好まし
く、特に48/2から25/25範囲が好ましい。この
値が20/30より小さいとき、すなわち4−ヒドロキ
シ桂皮酸の量が多すぎるときは液晶性の発現が阻害され
たり、ポリマーの安定性が低下するなど好ましくない影
響がでる。逆に49/1より大きいとき、すなわちテレ
フタル酸の量が多すぎる場合は複屈折の波長分散が小さ
くなり目的とする効果が得られない。
The composition of these units in the polymer is A / (C + D) of 45/55 to 55 when expressed in terms of molar ratio.
/ 45, preferably 48/52 to 52 /
It is in the range of 48, particularly preferably 50/50.
Further, A / B is preferably in the range of 49/1 to 20/30, and particularly preferably in the range of 48/2 to 25/25. When this value is less than 20/30, that is, when the amount of 4-hydroxycinnamic acid is too large, unfavorable effects such as the inhibition of the expression of liquid crystallinity and the deterioration of the stability of the polymer occur. On the contrary, when it is larger than 49/1, that is, when the amount of terephthalic acid is too large, the wavelength dispersion of birefringence becomes small and the desired effect cannot be obtained.

【0010】またC/Dの値は10/40から45/5
の範囲が好ましく、特に15/35から40/10の範
囲が好ましい。この値が10/40より小さい場合、す
なわちカテコール単位の量が多すぎる場合は、液晶性の
発現が阻害され好ましくなく、45/5より大きい場合
すなわちヒドロキノン単位の量が多すぎる場合は、ポリ
マーが結晶相をもつようになり液晶配向の固定化ができ
なくなり好ましくない。
The value of C / D is 10/40 to 45/5.
Is preferable, and a range of 15/35 to 40/10 is particularly preferable. When this value is less than 10/40, that is, when the amount of catechol units is too large, the liquid crystallinity is impaired, which is not preferable. When it is more than 45/5, that is, when the amount of hydroquinone units is too large, the polymer is Since it has a crystal phase, the liquid crystal orientation cannot be fixed, which is not preferable.

【0011】ポリマーの分子量は、フェノール/テトラ
クロロエタン混合溶媒(60/40重量比)中、30℃
で測定したηinhの値で、0.05から3.0が好ま
しく、特に0.07から2.0の値が好ましい。ηin
hの値が0.05より小さい場合は、素子とした場合の
強度が弱くなることがあり好ましくなく、3.0より大
きくなると溶融粘度が高くなりすぎて液晶の配向性が低
下することがあり好ましくない。またこれらのポリマー
のTgは50℃以上が好ましく、とくに70℃以上が好
ましく、また上限は特に限定されないが通常300℃以
下が好ましい。Tgが50℃より低くなると液晶配向の
固定化が一度はできたとしても、高温での信頼性にかけ
るようになり、工業材料として安定に使用しがたくなる
場合がある。
The molecular weight of the polymer is 30 ° C. in a phenol / tetrachloroethane mixed solvent (60/40 weight ratio).
The value of ηinh measured in (1) is preferably 0.05 to 3.0, and particularly preferably 0.07 to 2.0. ηin
If the value of h is less than 0.05, the strength of the device may be weakened, which is not preferable. If the value of h is greater than 3.0, the melt viscosity may be too high and the liquid crystal orientation may be deteriorated. Not preferable. The Tg of these polymers is preferably 50 ° C. or higher, particularly preferably 70 ° C. or higher, and the upper limit is not particularly limited, but is usually preferably 300 ° C. or lower. If the Tg is lower than 50 ° C., even if the liquid crystal alignment is once fixed, the reliability at high temperature becomes poor, and it may be difficult to use it stably as an industrial material.

【0012】本発明のポリマーの合成法は特に制限され
るものではなく、当該分野で公知の重合法、例えば溶融
重合法あるいは対応するジカルボン酸の酸クロライドを
用いる溶液重合法などで合成される。溶融重縮合法で合
成する場合、一例を示せばテレフタル酸(A成分)、
4−アセトキシ桂皮酸(B成分)、一般式(1)で表
されるヒドロキノンジアセテート類(Xは前述と同様、
成分)および一般式(2)で示されるカテコールジ
アセテート類(Yは前述と同様、D成分)を、高温、
減圧下または高真空下で重合させることによって製造で
きる。
The method for synthesizing the polymer of the present invention is not particularly limited, and the polymer can be synthesized by a polymerization method known in the art, for example, a melt polymerization method or a solution polymerization method using a corresponding dicarboxylic acid chloride. In the case of synthesizing by melt polycondensation method, one example is terephthalic acid (A 1 component),
4-acetoxycinnamic acid (B 1 component), hydroquinone diacetates represented by the general formula (1) (where X is the same as described above).
C 1 component) and catechol diacetates represented by the general formula (2) (Y is the D 1 component as described above) at high temperature,
It can be produced by polymerizing under reduced pressure or high vacuum.

【0013】[0013]

【化3】 [Chemical 3]

【0014】前記ヒドロキノンジアセテート類として
は、ヒドロキノンジアセテート、メチルヒドロキノンジ
アセテート、エチルヒドロキノンジアセテート、t−ブ
チルヒドロキノンジアセテート、クロロヒドロキノンジ
アセテート、ブロモヒドロキノンジアセテートなどがあ
げられる。また前記カテコールジアセテート類として
は、カテコールジアセテート、メチルカテコールジアセ
テート、エチルカテコールジアセテート、プロピルカテ
コールジアセテート、t−ブチルカテコールジアセテー
ト、ブロモカテコールジアセテート、クロロカテコール
ジアセテートなどがあげられる。
Examples of the hydroquinone diacetates include hydroquinone diacetate, methylhydroquinone diacetate, ethylhydroquinone diacetate, t-butylhydroquinone diacetate, chlorohydroquinone diacetate and bromohydroquinone diacetate. Examples of the catechol diacetates include catechol diacetate, methyl catechol diacetate, ethyl catechol diacetate, propyl catechol diacetate, t-butyl catechol diacetate, bromocatechol diacetate and chlorocatechol diacetate.

【0015】分子量は重合時間のコントロールあるいは
仕込組成のコントロールによって容易に行える。その場
合の重合条件は特に限定されないが、通常温度150℃
から350℃、好ましくは200℃から〜300℃、反
応時間は30分以上、好ましくは1時間から20時間程
度であり、反応は常圧下または減圧下で行える。各原料
成分A〜Dの仕込組成(モル比)は、A/(C
+D)の値が通常40/60から60/40、好まし
くは45/55から55/45、さらに好ましくは48
/52から52/48、特に好ましくは50/50であ
る。
The molecular weight can be easily controlled by controlling the polymerization time or the charge composition. The polymerization conditions in that case are not particularly limited, but a normal temperature is 150 ° C.
To 350 ° C., preferably 200 ° C. to 300 ° C., the reaction time is 30 minutes or longer, preferably about 1 hour to 20 hours, and the reaction can be carried out under normal pressure or reduced pressure. The charging composition (molar ratio) of each raw material component A 1 to D 1 is A 1 / (C 1
The value of + D 1 ) is usually 40/60 to 60/40, preferably 45/55 to 55/45, more preferably 48.
/ 52 to 52/48, particularly preferably 50/50.

【0016】A/Bの値は49/1から20/30
の範囲が好ましく、特に48/2から25/25の範囲
が好ましく、またC/Dの値は10/40から45
/5の範囲が好ましく、特に15/35から40/10
の範囲が好ましい。重合反応を促進させるためには、従
来から公知の金属塩、例えば酢酸ナトリウム、酢酸亜鉛
など、あるいは有機アミン類などを使用することもでき
る。
The value of A 1 / B 1 is 49/1 to 20/30
Is preferable, and a range of 48/2 to 25/25 is particularly preferable, and the value of C 1 / D 1 is 10/40 to 45.
A range of / 5 is preferred, especially 15/35 to 40/10
Is preferred. In order to accelerate the polymerization reaction, conventionally known metal salts such as sodium acetate and zinc acetate, or organic amines can be used.

【0017】溶液重合法により本発明の液晶性ポリエス
テルを製造する場合は、テレフタル酸ジハライド(A
成分)、4−ヒドロキシ桂皮酸クロライド、4−ヒドロ
キシ桂皮酸ブロマイドなどの4−ヒドロキシ桂皮酸ハラ
イド(B成分)、一般式(3)で表されるヒドロキノ
ン類(C成分)および一般式(4)で表されるカテコ
ール類(D成分)とを溶媒に溶解し、ピリジンなどの
酸受容体の存在下に加熱することにより、容易に目的の
ポリエステルを得ることができる。
When the liquid crystalline polyester of the present invention is produced by the solution polymerization method, terephthalic acid dihalide (A 2
Component), 4-hydroxycinnamic acid chloride, 4-hydroxycinnamic acid halide such as 4-hydroxycinnamic acid bromide (B 2 component), hydroquinones (C 2 component) represented by the general formula (3), and general formula ( The target polyester can be easily obtained by dissolving the catechol represented by 4) (D 2 component) in a solvent and heating in the presence of an acid acceptor such as pyridine.

【0018】[0018]

【化4】 [Chemical 4]

【0019】テレフタル酸ジハライドとしては、テレフ
タル酸ジクロライド、テレフタル酸ジブロマイドなどが
あげられる。また前記ヒドロキノン類としてはヒドロキ
ノン、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、t−
ブチルヒドロキノン、クロロヒドロキノン、ブロモヒド
ロキノンなどがあげられ、前記カテコール類としては、
カテコール、メチルカテコール、エチルカテコール、プ
ロピルカテコール、t−ブチルカテコール、クロロカテ
コール、ブロモカテコールなどがあげられる。
Examples of the terephthalic acid dihalide include terephthalic acid dichloride and terephthalic acid dibromide. The hydroquinones include hydroquinone, methylhydroquinone, ethylhydroquinone, t-
Butylhydroquinone, chlorohydroquinone, bromohydroquinone and the like, and the catechols,
Examples thereof include catechol, methylcatechol, ethylcatechol, propylcatechol, t-butylcatechol, chlorocatechol, bromocatechol and the like.

【0020】用いる溶媒は特に限定されないが、たとえ
ばo−ジクロロベンゼン、ジクロロエタン、テトラクロ
ロエタンなどのハロゲン系溶媒、ジメチルスルホキサイ
ド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N
−メチルピロリドン(NMP)などの極性溶媒、テトラ
ハイドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル
系溶媒などがあげられる。また酸受容体としては、特に
限定されないが、たとえばピリジン、トリエチルアミ
ン、トリプロピリアミンなどがあげられる。
The solvent used is not particularly limited, but for example, halogen solvents such as o-dichlorobenzene, dichloroethane and tetrachloroethane, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF) and N.
Examples thereof include polar solvents such as methylpyrrolidone (NMP) and ether solvents such as tetrahydrofuran (THF) and dioxane. Further, the acid acceptor is not particularly limited, but examples thereof include pyridine, triethylamine, and tripropyriamine.

【0021】溶液重合の際の条件は特に限定されない
が、通常温度50℃から200℃、好ましくは60℃か
ら150℃、反応時間は通常1時間から10時間、好ま
しくは2時間から7時間である。各原料成分A〜D
の仕込組成(モル比)は、A/(C+D)の値
が、通常40/60から60/40、好ましくは45/
55から55/45、さらに好ましくは48/52から
52/48、特に好ましくは50/50である。A
の値は49/1から20/30の範囲が好ましく、
特に48/2から25/25の範囲が好ましく、またC
/Dの値は10/40から45/5の範囲が好まし
く、特に15/45から40/10の範囲が好ましい。
The conditions for solution polymerization are not particularly limited, but the temperature is usually 50 ° C. to 200 ° C., preferably 60 ° C. to 150 ° C., and the reaction time is usually 1 hour to 10 hours, preferably 2 hours to 7 hours. . Each raw material component A 2 to D 2
The charging composition (molar ratio) of A 2 / (C 2 + D 2 ) is usually 40/60 to 60/40, preferably 45 /
55 to 55/45, more preferably 48/52 to 52/48, and particularly preferably 50/50. A 2 /
The value of B 2 is preferably in the range of 49/1 to 20/30,
Particularly, the range of 48/2 to 25/25 is preferable, and C
The value of 2 / D 2 is preferably in the range of 10/40 to 45/5, and particularly preferably in the range of 15/45 to 40/10.

【0022】複屈折の波長分散値は、(5)式で示され
る光の波長が450nmの時の複屈折(Δn)と波長が
600nmの時の複屈折の比であるK値で示される。 K=Δn(450nm)/Δn(600nm) (5) 本発明の液晶性ポリエステルのK値は、主にポリマー中
に導入された4−ヒドロキシ桂皮酸単位の量によって支
配されるが、1.14以上、通常1.14〜1.35の
範囲にあり、4−ヒドロキシ桂皮酸単位の量が増すとK
値も増加する。したがって本発明のポリエステルは4−
ヒドロキシ桂皮酸単位の量を制御することによって、自
在にK値を制御できる。
The wavelength dispersion value of birefringence is represented by the K value, which is the ratio of the birefringence (Δn) when the wavelength of light is 450 nm and the birefringence when the wavelength is 600 nm, which is expressed by the equation (5). K = Δn (450 nm) / Δn (600 nm) (5) The K value of the liquid crystalline polyester of the present invention is governed mainly by the amount of 4-hydroxycinnamic acid units introduced into the polymer, but is 1.14. As described above, it is usually in the range of 1.14 to 1.35, and when the amount of 4-hydroxycinnamic acid units increases, K
The value also increases. Therefore, the polyester of the present invention is 4-
By controlling the amount of hydroxycinnamic acid units, the K value can be controlled freely.

【0023】[0023]

【実施例】以下に実施例をのべるが、本発明はこれらに
制限されるものではない。なお実施例で用いた各分析法
は以下の通りである。 (1)ポリマーの組成の決定 ポリマーを重水素化クロロホルムまたは重水素化トリフ
ルオロ酢酸に溶解し、400MHzのH−NMR(日
本電子製JNM−GX400)で測定し決定した。 (2)対数粘度の測定 ウベローデ型粘度計を用い、フェノール/テトラクロロ
エタン(60/40重量比)混合溶媒中、30℃で測定
した。 (3)DSCの測定 DuPont990 Thermal Analize
rを用いて測定した。 (4)光学顕微鏡観察 オリンパス光学(株)製BH2偏光顕微鏡を用いて観察
した。 (5)複屈折の波長分散の測定 ラビングしたポリイミド配向膜付きガラス上で熱処理し
たのち、冷却して配向固定化したフィルム試料の各波長
における複屈折の測定を、モノクロメータから出射する
各波長の単色光を用いてセナルモン法により行った。得
られたデータはコーシーの式でフィッティングして波長
分散を求めた。
EXAMPLES Examples will be given below, but the present invention is not limited thereto. The analytical methods used in the examples are as follows. (1) Determination of polymer composition The polymer was dissolved in deuterated chloroform or deuterated trifluoroacetic acid, and measured and determined by 1 H-NMR (400 nm) of 1H-NMR (JNM-GX400 manufactured by JEOL Ltd.). (2) Measurement of logarithmic viscosity It was measured at 30 ° C. in a phenol / tetrachloroethane (60/40 weight ratio) mixed solvent using an Ubbelohde viscometer. (3) Measurement of DSC DuPont990 Thermal Analyze
It was measured using r. (4) Observation with optical microscope Observation was performed using a BH2 polarization microscope manufactured by Olympus Optical Co., Ltd. (5) Measurement of wavelength dispersion of birefringence Measurement of birefringence at each wavelength of a film sample, which was heat-treated on a glass with a rubbing polyimide alignment film and then cooled and fixed, was measured for each wavelength emitted from a monochromator. The Senarmont method was performed using monochromatic light. The obtained data was fitted by Cauchy's formula to obtain the wavelength dispersion.

【0024】実施例1 テレフタル酸100mmol、4−アセトキシ桂皮酸2
0mmol、ヒドロキノンジアセテート40mmolお
よびカテコールジアセテート60mmolを、300m
lの酢酸流出用冷却管付きフラスコ中で、窒素気流下に
270℃、8時間加熱攪拌しポリマーを合成した。得ら
れたポリマーをテトラクロロエタンに溶解して、大量の
メタノール中に投入することにより、ポリマーを精製し
た。得られたポリマーの構造単位組成およびηinhを
表1に示した。DSC測定、偏光顕微鏡観察より、Tg
は101℃でガラス相を有しており、それより高い温度
においてネマチック液晶相を示した。ポリマーを少量ス
ライドグラス上に取り、上にカバーグラスを乗せてホッ
トプレート上で220℃、10分加熱しずりを加えたの
ち、ホットプレートより降ろして冷却したサンプルは透
明であり、偏光顕微鏡観察よりネマチック液晶相が完全
に固定化されていた。またこのポリマーのK値は1.1
9と大きな値を示し、本実施例のポリマーが大きな複屈
折の波長分散を有していることが分かった。
Example 1 100 mmol of terephthalic acid, 2-acetoxycinnamic acid 2
0 mmol, hydroquinone diacetate 40 mmol and catechol diacetate 60 mmol to 300 m
In a 1-liter flask equipped with an acetic acid outflow cooling tube, the polymer was synthesized by heating and stirring under a nitrogen stream at 270 ° C. for 8 hours. The obtained polymer was dissolved in tetrachloroethane and poured into a large amount of methanol to purify the polymer. The structural unit composition and ηinh of the obtained polymer are shown in Table 1. From DSC measurement and polarization microscope observation, Tg
Had a glass phase at 101 ° C. and exhibited a nematic liquid crystal phase at higher temperatures. A small amount of polymer was placed on a slide glass, a cover glass was placed on it, heated on a hot plate at 220 ° C for 10 minutes, and after adding a drop of water, the sample was taken down from the hot plate and cooled. The liquid crystal phase was completely fixed. The K value of this polymer is 1.1.
9 was shown as a large value, and it was found that the polymer of this example had a wavelength dispersion with a large birefringence.

【0025】比較例1 テレフタル酸100mmol、ヒドロキノンジアセテー
ト40mmolおよびカテコールジアセテート60mm
olを、実施例1と同様にして300mlの酢酸流出冷
却管付きフラスコ中で、窒素気流下に270℃、8時間
加熱攪拌しポリマーを合成した。得られたポリマーをテ
トラクロロエタンに溶解して、大量のメタノール中に投
入することにより、ポリマーを精製した。得られたポリ
マーの構造単位の組成およびηinhを表1に示した。
DSC測定、偏光顕微鏡観察より、Tgは104℃でガ
ラス相を有しており、それより高い温度においてネマチ
ック液晶相を示した。ポリマーを少量スライドグラス上
に取り、上にカバーグラスを乗せてホットプレート上で
220℃、10分加熱したのちずりを加え、ホットプレ
ートより降ろして冷却したサンプルは透明であり、偏光
顕微鏡観察よりネマチック液晶相が完全に固定化されて
いた。しかしながらこのポリマーのK値は1.13であ
り、実施例1のポリマーに比べて複屈折の波長分散は小
さかった。
Comparative Example 1 100 mmol of terephthalic acid, 40 mmol of hydroquinone diacetate and 60 mm of catechol diacetate
In the same manner as in Example 1, ol was heated and stirred in a 300 ml flask with an acetic acid outflow cooling tube under a nitrogen stream at 270 ° C. for 8 hours to synthesize a polymer. The obtained polymer was dissolved in tetrachloroethane and poured into a large amount of methanol to purify the polymer. The composition and ηinh of the structural units of the obtained polymer are shown in Table 1.
From DSC measurement and polarization microscope observation, Tg had a glass phase at 104 ° C. and showed a nematic liquid crystal phase at a higher temperature. A small amount of polymer was placed on a slide glass, a cover glass was placed on it, heated on a hot plate at 220 ° C for 10 minutes, added with a chill, a sample was taken down from the hot plate and cooled, and the sample was transparent. The liquid crystal phase was completely fixed. However, the K value of this polymer was 1.13, and the wavelength dispersion of birefringence was smaller than that of the polymer of Example 1.

【0026】実施例2 テレフタル酸ジクロライド100mmol、4−ヒドロ
キシ桂皮酸クロライド50mmol、メチルヒドロキノ
ン40mmolおよびカテコール60mmolを、50
0mlのo−ジクロロベンゼン中に溶解し、酸受容体と
してピリジン50mlを加えて70℃で4時間窒素気流
下で加熱攪拌してポリマーを合成した。反応溶液を大量
のメタノール中に投入し、析出したポリマーを回収し
た。得られたポリマーの構造単位組成およびηinhを
表1に示した。DSC測定、偏光顕微鏡観察より、Tg
は94℃でガラス相を有しており、それより高い温度に
おいてネマチック液晶相を示した。ポリマーを少量スラ
イドグラス上に取り、上にカバーグラスを乗せてホット
プレート上で190℃、15分加熱したのちずりを加
え、ホットプレートより降ろして冷却したサンプルは透
明であり、偏光顕微鏡観察よりネマチック液晶相が完全
に固定化されていた。またこのポリマーのK値は1.2
1と大きな値を示し、本実施例のポリマーが大きな複屈
折の波長分散を有していることが分かった。
Example 2 50 mmol of terephthalic acid dichloride, 50 mmol of 4-hydroxycinnamic acid chloride, 40 mmol of methylhydroquinone and 60 mmol of catechol were added.
It was dissolved in 0 ml of o-dichlorobenzene, 50 ml of pyridine was added as an acid acceptor, and the mixture was heated and stirred at 70 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream to synthesize a polymer. The reaction solution was poured into a large amount of methanol to collect the precipitated polymer. The structural unit composition and ηinh of the obtained polymer are shown in Table 1. From DSC measurement and polarization microscope observation, Tg
Had a glass phase at 94 ° C. and showed a nematic liquid crystal phase at higher temperatures. A small amount of the polymer was placed on a slide glass, a cover glass was placed on the slide glass, heated on a hot plate at 190 ° C for 15 minutes, and a chill was added, and the sample was taken down from the hot plate and cooled. The liquid crystal phase was completely fixed. The K value of this polymer is 1.2.
It showed a large value of 1 and it was found that the polymer of this example had a wavelength dispersion with a large birefringence.

【0027】実施例3〜8 実施例1に準じて実施例3,4および6のポリマーを、
また実施例2に準じて実施例5,7および8のポリマー
を合成した。得られたポリマーの性質を表1に示した
が、いずれもTg以上でネマチック液晶相を有し、また
結晶相は持たなかった。実施例1と同様の方法で熱処理
して配向させたのち液晶状態からTg以下の温度に冷却
することによって、液晶時のネマチック配向状態が固定
化された透明性の高いフィルムが得られた。またこれら
のポリマーのK値は1.17から1.23と高い値を示
し、これらのポリマーの複屈折の波長分散は非常に大き
いことが分かった。
Examples 3 to 8 The polymers of Examples 3, 4 and 6 were prepared according to Example 1,
Further, the polymers of Examples 5, 7 and 8 were synthesized according to Example 2. The properties of the obtained polymers are shown in Table 1. All of them had a nematic liquid crystal phase at Tg or higher and no crystal phase. After heat treatment and orientation in the same manner as in Example 1, the liquid crystal state was cooled to a temperature not higher than Tg to obtain a highly transparent film in which the nematic orientation state during liquid crystal was fixed. Further, the K value of these polymers was as high as 1.17 to 1.23, and it was found that the wavelength dispersion of birefringence of these polymers was very large.

【0028】比較例2 テレフタル酸100mmol、4−アセトキシ桂皮酸3
0mmol、およびヒドロキノンジアセテート100m
molを用いて、実施例1と同様にして表1に示したポ
リマーを合成した。このポリマーはDSC測定、偏光顕
微鏡観察より液晶状態ではネマチック相を示したが、液
晶転移点より下の温度ではガラス相をもたず明確な結晶
相を示した。ポリマーを少量スライドグラス上に取り、
上にカバーグラスを乗せてホットプレート上で220
℃、10分加熱したのち、ホットプレートより降ろして
冷却したサンプルは結晶化により白濁しており、ネマチ
ック液晶相の固定化はできなかった。また得られたフィ
ルムの白濁がひどいためK値の測定はできなかった。
Comparative Example 2 100 mmol of terephthalic acid, 3-acetoxycinnamic acid 3
0 mmol, and hydroquinone diacetate 100 m
The polymer shown in Table 1 was synthesized in the same manner as in Example 1 using mol. This polymer showed a nematic phase in the liquid crystal state by DSC measurement and a polarization microscope observation, but showed a clear crystal phase without a glass phase at a temperature below the liquid crystal transition point. Take a small amount of polymer on a slide glass,
220 on the hot plate with the cover glass on top
The sample, which had been heated at 10 ° C. for 10 minutes and then lowered from the hot plate and cooled, was clouded due to crystallization, and the nematic liquid crystal phase could not be immobilized. In addition, the K value could not be measured because the obtained film was extremely cloudy.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の液晶性ポリエステルは大きな複
屈折の波長分散特性を示し、また液晶転移点より低い温
度において結晶相を有さず直接ガラス相を有するため
に、液晶状態を示す温度から液晶転移点(ガラス転移
点)以下の温度に冷却することで、液晶状態での配向構
造を固定化することができる。こうして得られた透明で
液晶配向構造を保持した材料は、各種機能材料特に光学
素子に好適に使用でき工業的に極めて価値が高い。
The liquid crystalline polyester of the present invention exhibits large birefringence and wavelength dispersion characteristics, and has a crystal phase and a glass phase directly at a temperature lower than the liquid crystal transition point. By cooling to a temperature below the liquid crystal transition point (glass transition point), the alignment structure in the liquid crystal state can be fixed. The material thus obtained which is transparent and retains the liquid crystal alignment structure is industrially extremely valuable because it can be suitably used for various functional materials, particularly optical elements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1で得られたポリマーのH−
NMRスペクトルを示す。
FIG. 1 1 H-of the polymer obtained in Example 1 of the present invention.
An NMR spectrum is shown.

【図2】本発明の実施例2で得られたポリマーのH−
NMRスペクトルを示す。
FIG. 2 1 H-of the polymer obtained in Example 2 of the present invention.
An NMR spectrum is shown.

【図3】本発明の実施例4で得られたポリマーのH−
NMRスペクトルを示す。
FIG. 3 1 H-of the polymer obtained in Example 4 of the present invention.
An NMR spectrum is shown.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式で示される構造単位より成る
液晶性ポリエステル 【化1】 (式中XおよびYは水素原子、Cl、Brもしくは炭素
数1〜4のアルキル基を示し、モル比で表した組成がA
/(C+D)が45/55から55/45の範囲にあ
り、A/Bが49/1から20/30の範囲にあり、C
/Dが10/40から45/5の範囲にある)。
1. A liquid crystalline polyester comprising a structural unit represented by the following general formula: (In the formula, X and Y represent a hydrogen atom, Cl, Br, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the composition represented by the molar ratio is A.
/ (C + D) is in the range of 45/55 to 55/45, A / B is in the range of 49/1 to 20/30, and C
/ D is in the range of 10/40 to 45/5).
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