JPS6048559B2 - コレステリツク液晶組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温コレステリツク液晶組成物に関する。

コレステリツク液晶は特定の温度範囲における選択的な
光散乱能力により広範囲の種々の応用が見出されている
。該液晶は通常には液体の透明相からメソ相に至り、そ
こで光を選択的に散乱さ１せ、かつ温度の上昇と共に変
色し、次いて再び透明液相となるのてある。実質的な室
温以上においてメソ相を有する液晶組成物は室温におい
て屡々結晶する。また高温のメソ相を有する液晶組成物
（それは室温において結晶する）は多くの望ましくない
性質を有する。液晶組成物のフィルムが結晶すると該フ
ィルムは滑らかでかつ均一な生地を有せず、まだら状か
つあばた状の外観を示す。

その上液晶がその温度の上昇と共にメソ相になり始める
温度と、その温．度の降下と共にメソ相を離れる温度と
は異ることが分つた。すなわち試料をメソ相の温度範囲
以下から加熱するか、あるいはメソ相の温度範囲以上の
温度から冷却するかのいずれかによつてメソ相に対する
異つた温度範囲が得られるのである。コレステリツク液
晶に対する昇温状態下の多くｊの応用において、該液晶
組成物のフィルムの外観について関心がもたれている。
また再現性を持たせるためには試料を冷却するか、また
は加熱するかに無関係に該コレステリツク液晶組成物に
対すくる変色が同一温度範囲に関連することが望ましい
。したがつて実質的に室温以上のメソ相範囲を有するに
も拘らす室温において長時間放置しても結晶しないコレ
ステリツク液晶組成物を得ることが望ましいのである。
先行技術について： 米国特許第３４４１５１３号明細書はコレステリルオレ
エート、脂肪酸またはニトロ安息香酸のコレステリル
エステルおよび短鎖脂肪族カルボン酸のコレステリル
エステルを含有する種々のコレステリツク液晶組成物を
開示している。

また米国特許第３５２９１５６号明細書はハロゲン化コ
レステリルおよびコレステリル脂肪族アルコール カー
ボネート エステルを含有するコレステリツク液晶組成
物を開示している。更に米国特許第３５８０８６５号明
細書はコレステリツク液晶組成物に対する固体形成の安
定化用添加剤としてのコレステリルエルシルカーボネー
トを開示している。本発明により室温において長期間放
置しても結晶しない新規な液晶組成物が得られる。

この液晶組成物はコレステリル３−クロロプロピオネー
ト少くとも約印重量％と、芳香環を有するカルホン酸の
コレステリル エステル少くとも約３鍾量％と、約２腫
量％を超えないその他のコレステリル エステルまたは
ハロゲン化コレステリルとより成る。これらの組成物は
実質的に室温以上のメソ相温度範囲を有し、かつ該メソ
相範囲を通過する際に優れた色彩スペクトルが得られる
ことがわかつた。更にこのメソ相温度範囲は、該混合物
をメソ相温度範囲以下から加熱しても、またメソ相温度
範囲以上から冷却しても実質的に一定てある。本発明は
実質的に室温以上（２０゜Ｃよりも高温）のメソ相温度
範囲を有する新規なコレステリツク液晶組成物を提供す
るものてある。

この組成物は長期間にわたつて安定であり、種々の広範
囲の慣用手段によつて広範囲にわたる種々の表面にフィ
ルムとして塗布することがてき、かつ長期間にわたつて
結晶することなく安定を保つている。その結果、主題の
液晶組成物で形成したフィルムは滑らかにして均一で、
かつ汚れずに維持される。なお、主題組成物はメソ相範
囲において鮮明な色彩変化を示すので、温度測定用に審
美的に楽しめる表示を提供するのに有用である。該液晶
組成物はそのコレステリツク成分としてコレステリル３
−クロロプロピオネートまたはコレスタニル３−クロロ
プロピオネート少くとも約５０重量％で、かつ約９５重
量％を超えない量に、更に通常には約５０ないし約９種
量％を含有する。

大部分はコレステリル化合物を使用するけれど、このコ
レステリル化合物の代りにコレスタニＩル化合物を置き
換えることができる。該コレステリツク液晶組成物成分
は下記の化学式に帰せられる。

（式中、Ｃｈは下記の式： エチレン性不飽和部位０ないし１個 を有し、このコレスタニル環またはコレステリル環は３
位置て結合Ｌ．、ｍは０または１で通常には０てあり、
そしてＲはアシル残基またはアルコールもしくはフェノ
ールである有機ラジカルである）。

上記３−クロロプロピオネート エステルのほかに一種
またはそれ以上のコレステリル エステルてあつて、そ
のアシル官能基が置換または非置換の芳香環（通常には
ベンゼン環）を有するものを使用することもできる。

該芳香環はσｍ値０．０５以上、好ましくは約０．１な
いし０．８を有する電子吸引基（電子陰性基）で置換さ
れたものか好ましい。本発明て使用されるこれらの化合
物は下記の式で示される：（式中Ｃｈおよびｍは前記に
定義した通りであり、ｐは０または１で通常にはｏてあ
り、かつＭｆｐ＝１であり、ｎはｏないし３で通常には
ｏないし フ２、好ましくは１ないし２であり、そして
Ｘは炭素原子１〜１２個、更に通常には６〜１２個を有
するアルキル、ニトロ、ハロ（特に原子番号９ 〜３５
のもの、例えばフルオロ、クロロおよびブロモ）、また
はアルコキシ（例えばエトキシ）であり、好ましくは該
置換基はメタ位および（または）バラ位にある）。

ベンゼン環を有するエステルは通常には少くとも５重量
％でしかも５喧量％を超えない量で、更に通常には約１
０ないし５０重量％の量で存在させる。

該ベンゼン環含有エステルと３−クロロプロピオネート
エステルの合計は一般的に少くとも７喧量％、更に通
常には少くとも８踵量％である。例示的な該エステルと
してはコレステリル シンナメート、コレステリルｍ−
ニトロベンゾエート、コレステリル２．４−ジフルオロ
ベンゾエート、コレステリルｐ−ブロモベンゾエート、
コレステリル トルエート、コレステリルアニセート、
を包含する。

一般的に該ベンゼン環含有エステルは置換基１ないし３
個、通常には１ないし２個、好ましくは僅かに１個を有
する。

該組成物の約０ないし２曜量％はその他の２成分の定義
には入らないコレステリル エステルでもよい。

これらのエステルは通常にはエチレン性不飽和部位０な
いし１個を有するか、さもなければ飽和の、しかも炭素
原子１ないし１８個、更に通常には２ないし１８個を有
する脂肪族エステルであり、しかも脂肪族基がアルコー
ルより誘導されるものであるカルボキシアシル エステ
ルまたはカーボネート エステルのいずれかである。こ
の第三成分は一般的に下記の式を有する。

（式中Ｃｈおよびｍはさきに定義した通りであり；Ｒ’
はエチレン性不飽和部位０ないし１個を有する、通常に
は飽和の脂肪族基であつて枝分れ鎖でも直鎖でもよく、
多くの場合に直鎖であり、かつ炭素原子１ないし１硝、
更に通常には２ないし１８個、好ましくは６ないしル個
を有するものである）。ベンゼン環に置換基を有しない
が、または電子吸引性置換基を有しない芳香族エステル
を使用する場合には、それらは通常には約２５重量％よ
りも多くない量で、かつ一般的には単独で３−クロロプ
ロピオネート エステルと共に使用する。

したがつてこれら組成物は３−クロロプロピオネート約
７５ないし９５重量％と芳香族エステル約５ないし２５
重量％とを有する。本発明の組成物は該諸成分を組成物
が実質上均質になるまで混和することによつて容易に調
製することができる。

該組成物は、慣用の液晶フィルム製造技術による広範囲
の各種の手段によつて処方することができる。主題の組
成物はそのままで使用することができ、米国特許第３５
８５３８１号明細書に記載された方法によつてカプセル
化することがてき、または米国特許第３６１９２５４号
明細書および１９７奔１２月１７日出願の米国特許同時
継続出願通番第４２５０６号明細書に記載のような高分
子マトリックスに分散させる等のことができる。該液晶
組成物を結合剤マトリックスと共に使用する場合には一
般的に該フイル中に該固形物の約５ないし９０重量％、
通常には約２０ないし７腫量％を存在させる。多数の組
成物を調製し、加熱してそれらのメソ相範囲を測定し、
次いで冷却して該組成物が結晶するか否かを試験した。

殆んどの場合にこの操作をくり返して反復加熱および反
復冷却の影響を試験した。更に該組成物を長期間（多く
の場合６ケ月以上）放置して結晶化が起きるか否かを試
験した。次表は組成物の重量％、メソ相範囲および結晶
化が起きるか否かの成績報告を示す。コレステリル３−
クロロプロピオネートおよびコレステリル アリールエ
ステルを使用して広範囲にわたる種々の組成物を製造し
、１００゜Ｃ以上の温度にまで拡がる広いメソ相温度範
囲を有し、かつ放置した際に結晶しない組成物が得られ
るということが上表から明らかである。

このように実質的に室温以上の温度に関し、同一温度範
囲による同一の色彩表示を正確に反復しつつ長期間にわ
たつて元来の外観を保持するコレステリツク液晶表示を
製造することができるのである。前述したように本発明
の組成物は温度表示例として使用することができる。

この場合には該液晶組成物それ自体か、または高分子結
合剤約５ないし６０重量％と組合せての、通常には約０
．５ないし２０ミル、更に通常には１ないし１２ミルの
厚さのフィルムて存在させる。この液晶組成物は一方の
側が厚さ約１ないし１０ミルの不活性な透明フィルムて
保護され、他方の側に基材の性質によつて約０．５ない
し２０ミルの黒色基材を有する。この黒色基材が黒色の
インキまたはペイントで形成される場合には該基材の厚
さは通常には約０．５ないし５ミルである。該透明シー
トと、液晶フィルムと、黒色高分子基材との積層物を、
広範囲にわたる種々の別フィルムに接着させることがで
きる。

該黒色基材に接着するものとしては、剥離することので
きる接看剤および保護膜、アルミニウムのような伝熱フ
ィルム、金属シートもしくは金属棒、固体プラスチック
もしくは金属基板などである。以上本発明をその明確な
理解のために説明および実施例によりある程度詳細に述
べたけれど、ある種の変更および改良は本明細書特許請
求の範囲に記載の範囲内における実施となるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基本的に、 Ｃｈの３−クロロプロピオネートエステル少なくとも５
   ０重量％、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、ｍはゼロまたは１であり；ｐはゼロまたは１で
   あり；ｐ＋ｍは１であり；ｎはゼロ〜３であり；そして
   Ｘは１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、アルコ
   キシ基、ハロ基およびニトロ基よりなる群から選ばれる
   ）で示されるＣｈのエステル少なくとも５重量％、およ
   びＣｈの脂肪族エステル０〜２０重量％、 よりなり、ここで上記ＣｈはＯ＾３−コレスタニルまた
   はＯ＾３−コレステリルを表わす、上昇温度コレステリ
   ツク液晶組成物を含む室温で非結晶性の液晶組成物。 ２ ｎが１〜２であり、そしてＸが６〜１２個の炭素原
   子を有するアルキル基、アルコキシ基、原子番号９〜３
   ５のハロ基およびニトロ基よりなる群から選ばれ、しか
   もＸがメタおよび（または）パラ位置に存在する特許請
   求の範囲第１項の液晶組成物。 ３ Ｃｈの３−クロロプロピオネート エステルが組成
   物の５０〜９５重量％の量で存在し、前記式で示される
   Ｃｈのエステルが組成物の５〜５０重量％の量で存在す
   る特許請求の範囲第１項の液晶組成物。 ４ 前記式で示されるＣｈのエステルがジクロロベンゾ
   エートである特許請求の範囲第１項の液晶組成物。 ５ 前記式で示されるＣｈのエステルがジニトロベンゾ
   エートである特許請求の範囲第１項の液晶組成物。 ６ 前記式で示されるＣｈのエステルがシンナメートで
   ある特許請求の範囲第１項の液晶組成物。 ７ 最上層の不活性透明フィルムと、室温で非結晶性の
   液晶組成物を含む中間フィルムと黒色基材とを有する積
   層体であつて、液晶組成物が基本的に、Ｃｈの３−クロ
   ロプロピオネートエステル少なくとも５０重量％、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、ｍはゼロまたは１であり；ｐはゼロまたは１で
   あり；ｐ＋ｍは１であり；ｎはゼロ〜３であり、；そし
   てＸは１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、アル
   コキシ基、ハロ基およびニトロ基よりなる群から選ばれ
   る）で示されるＣｈのエステル少なくとも５重量％、お
   よびＣｈの脂肪族エステル０〜２０重量％、 よりなり、ここで上記ＣｈはＯ＾３−コレスタニルまた
   はＯ＾３−コレステリルを表わす、上昇温度コレステリ
   ツク液晶組成物であらことを特徴とする上記積層体。 ８ 中間フィルムが高分子結合剤を液晶組成物にもとづ
   き５〜６０重量％の量で含有する特許請求の範囲第７項
   の積層体。