WO2009122868A1 - 三官能(メタ)アクリレート化合物及び該化合物を含有する重合性組成物 - Google Patents

三官能(メタ)アクリレート化合物及び該化合物を含有する重合性組成物 Download PDF

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裕克 科野
柳澤 智史
入沢 正福
和幸 板野
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    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133633Birefringent elements, e.g. for optical compensation using mesogenic materials

Definitions

  • the present invention relates to a novel trifunctional (meth) acrylate compound having at least one condensed ring, and the polymerizable composition using the compound exhibits excellent heat resistance, hardness, optical properties, solvent resistance, and the like.
  • the optical anisotropic body produced by photopolymerizing the polymerizable composition is useful as an optical material such as a retardation film, a polarizing plate, a light polarizing prism, and an optical film for display.
  • the liquid crystal substance has its orientation, refractive index, dielectric constant, magnetic susceptibility, elastic modulus. Utilizing the anisotropy of physical properties such as thermal expansion coefficient, it can be applied to optical anisotropic bodies such as retardation plates, polarizing plates, light polarizing prisms, brightness enhancement films, low-pass filters, and various optical filters. It is being considered.
  • the optical anisotropic body is, for example, an energy ray such as an ultraviolet ray while maintaining a liquid crystal state after uniformly aligning a liquid crystal compound having a polymerizable functional group or a polymerizable composition containing the liquid crystal compound in a liquid crystal state. However, it is required to fix the alignment state of the liquid crystal compound uniformly and semipermanently.
  • liquid crystal phase expression temperature of the polymerizable composition is high, not only photopolymerization by energy rays but also unintentional thermal polymerization is induced, and the uniform alignment state of the liquid crystal molecules is lost, so it is difficult to fix the desired alignment. is there. Accordingly, there is a need for a polymerizable composition that exhibits a liquid crystal phase near room temperature in order to facilitate temperature control during curing.
  • a polymer can be obtained by applying a polymerizable composition to a substrate and polymerizing it.
  • a non-polymerizable compound if a non-polymerizable compound is contained, the strength of the resulting polymer is insufficient, or stress strain remains in the film. There is a drawback of doing. Further, when the non-polymerizable compound is removed with a solvent or the like, there is a problem that the uniformity of the film cannot be maintained and unevenness occurs. Therefore, in order to obtain a polymer having a uniform film thickness, a method in which a polymerizable composition is dissolved in a solvent is preferably used, and the solvent solubility of the liquid crystal compound or the polymerizable composition containing it is good. Is required.
  • the optical anisotropic body is not usually used as a single film, but is laminated with other functional materials on a substrate such as glass, so that there is no problem in coating other functional materials. It is required to exhibit solvent resistance and high hardness.
  • a compound having a polymerizable functional group of (meth) acrylic group has high polymerization reactivity, and a highly transparent polymer is obtained.
  • a monomer having a bifunctional (meth) acryl group and a trifunctional monomer are known to be effective means for improving the heat resistance and solvent resistance of the polymer.
  • Patent Documents 1 to 6 propose trifunctional monomers.
  • these monomers are used, there is a problem that crystals may be deposited on the polymer or it may be difficult to control the orientation uniformly.
  • an object of the present invention is to provide a polymerizable compound and a polymerizable composition that can obtain a polymer that can control the orientation, is particularly excellent in heat resistance, and is excellent in optical properties and the like.
  • the present invention provides a trifunctional (meth) acrylate compound represented by the following general formula (I).
  • M 1 , M 2 and M 3 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a halogen atom
  • ring A 1 , ring A 2 and ring A 3 are each independently a benzene ring or cyclohexane.
  • ring A 1 , ring A 2 and ring A 3 is a naphthalene ring
  • each of Z 1 , Z 2 and Z 3 is independently selected from 1 to 6 represents an alkyl group, a halogen atom or a cyano group, wherein a hydrogen atom of the alkyl group may be substituted with a halogen atom or a cyano group, and the methylene group of the alkyl group is represented by —O— or —CO—.
  • X 1 , X 2 and X 3 are each independently a direct bond, —COO—, —OCO—, — (CH 2 ) p —, —CH ⁇ CH—, — (CH 2 ) p O—, —O (CH 2 ) p —, —CH ⁇ CHCH 2 O—, —OCH 2 CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, — (CH 2 ) p COO—, —OCO (CH 2 ) p —, — (CH 2 ) p OCO—O—, —OCO—O (CH 2 ) p —, — (CH 2 ) q O (CH 2 ) r O— or —O (CH 2 ) q O (CH 2 ) r — the stands, Y 1 and Y 2 are each independently, -L 1 -, - L 1 O -, - L 1 O-CO -, - L 1 CO-O- or -L 1
  • the alkylene group may be interrupted one to three times with -O-
  • a, b and c are each ring A 1, the number of substituents in the ring A 2 and ring A 3
  • a, b and c are each independently an integer of 2u + 2 or less
  • a, b and c Among them, at least one represents an integer of 1 or more
  • p represents each independently an integer of 1 to 8
  • q and r each independently represents an integer of 1 to 3
  • s and t represent each independently Furthermore, 0 or 1 and s + t ⁇ 1.
  • the present invention uses a polymerizable composition containing the trifunctional (meth) acrylate compound, an optical anisotropic body produced by photopolymerizing the polymerizable composition, and the optical isomer.
  • An optical film for a display is provided.
  • FIG. 1 shows the compound No. 1 of the present invention produced in Example 1-1.
  • 1 is a schematic diagram showing the thermal transition behavior of No. 1.
  • FIG. FIG. 2 shows the compound No. 1 of the present invention produced in Example 1-2. It is a schematic diagram which shows the thermal transition behavior of 2.
  • FIG. 3 shows the compound No. 1 of the present invention produced in Example 1-3. 3 is a schematic diagram showing the thermal transition behavior of No. 3.
  • halogen atoms represented by M 1 , M 2 , M 3 , Z 1 , Z 2 and Z 3 , or the number of carbon atoms represented by Z 1 , Z 2 and Z 3 is 1 to Examples of the halogen atom that may substitute the alkyl group of 6 include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
  • examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by Z 1 , Z 2 and Z 3 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, s-butyl, t-butyl, And isobutyl, amyl, isoamyl, t-amyl, hexyl, 2-hexyl, 3-hexyl and the like, which may be substituted with a halogen atom and a cyano group, and the methylene group in the alkyl group is —O— Or it may be interrupted by -CO-.
  • the alkylene group having 1 to 8 carbon atoms represented by L 1 and L 2 is methylene, ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, butane-1,3-diyl, 2- Methylpropane-1,3-diyl, 2-methylbutane-1,3-diyl, pentane-2,4-diyl, pentane-1,4-diyl, 3-methylbutane-1,4-diyl, 2-methylpentane- Examples include 1,4-diyl, pentamethylene, hexamethylene, heptamethylene, octamethylene and the like, and these may be interrupted 1 to 3 times with —O—.
  • the ring A 1 , the ring A 2 and the ring A 3 are a benzene ring or a naphthalene ring, and the ring A 1 , the ring A 2 and the ring of a 3, at least one of which is a naphthalene ring trifunctional (meth) acrylate compounds, a wide liquid crystal expressed temperature range, also preferable because the liquid crystal phase stability is high in the low temperature range low crystallinity, X 1 A trifunctional (meth) acrylate compound in which X 2 and X 3 are —COO— or —OCO— is preferable because the liquid crystal orientation is improved.
  • a trifunctional (meth) acrylate compound in which the ring A 3 is a naphthalene ring is more preferable because the crystallinity is further lowered, and the trifunctional (meth) capable of holding a liquid crystal phase at 30 ° C. or less alone.
  • An acrylate compound is more preferable because it exhibits a liquid crystal phase in a practical temperature range (room temperature).
  • the production method of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is not particularly limited, and can be produced by applying a known reaction. For example, by first esterifying a (meth) acrylic acid halide with a hydroxyl group of a phenol compound or a naphthol compound (including a hydroxyl group bonded via Y 1 , Y 2 or Y 3 ), ( A (meth) acryloyloxy group intermediate is obtained. Next, two (meth) acryloyloxy group intermediates are reacted according to the reaction formula shown in the following [Chemical Formula 5] to form X 1 , X 2 or X 3, thereby forming the trifunctional (meth) of the present invention. An acrylate compound can be obtained.
  • the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention obtained by the reaction formula shown in the following [Chemical Formula 5] is one in which X 1 , X 2 or X 3 is —COO— or —OCO— ) An acryloyloxy group is contained in each of the R 1 and R 2 moieties.
  • the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is blended in a liquid crystal material as necessary, and is a material for producing an optical anisotropic body excellent in hardness, heat resistance, liquid crystal alignment fixing ability, optical characteristics and solvent resistance.
  • a polymer dispersion liquid crystal (PDLC) monomer a liquid crystal alignment film, a liquid crystal alignment control agent, a coating material, a protective plate preparation material, and the like.
  • the polymerizable composition of the present invention contains the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and is preferably used as a material for producing an optical anisotropic body.
  • the polymerizable composition of the present invention can further contain a liquid crystal compound in addition to the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention.
  • the liquid crystal compounds referred to here include conventionally known liquid crystal compounds, liquid crystal analogs, and mixtures thereof.
  • the content of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is 100 parts by mass of the total content of the trifunctional (meth) acrylate compound and the content of the liquid crystal compound. Is preferably 3 to 100 parts by mass, particularly 5 to 100 parts by mass.
  • the ratio of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is less than 3 parts by mass, the effects of the present invention may not be obtained.
  • it is preferable to increase the ratio of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention specifically, 70 to 100 parts by mass.
  • liquid crystal compound a generally used liquid crystal compound can be used, and specific examples of the liquid crystal compound are not particularly limited, and examples thereof include the following [Chemical Formula 6] and [Chemical Formula 7]. Each compound shown by these is mentioned.
  • W 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may have a branch, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may have a branch, or a branched group.
  • a liquid crystal compound having a polymerizable functional group is preferably used as the liquid crystal compound.
  • the polymerizable functional group include (meth) acryloyloxy group, fluoroacryl group, chloroacryl group, trifluoromethylacryl group, oxirane ring (epoxy), oxetane ring, styrene compound (styryl group), vinyl group, vinyl ether group. , Vinyl ketone group, maleimide group, phenylmaleimide group and the like are preferable.
  • liquid crystal compound having a polymerizable functional group those generally used can be used, and specific examples thereof are not particularly limited, but are described in paragraphs of JP-A-2005-15473. [0172] to [0314], or the compounds shown in the following [Chemical Formula 8] to [Chemical Formula 18].
  • Examples of other monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, and hexyl.
  • the above-mentioned other monomers can be used as long as the effects of the hardness, heat resistance, solvent resistance and optical properties of the polymer produced using the polymerizable composition of the present invention are not impaired.
  • the amount of other monomers used is 50 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and the liquid crystal compound. Is preferable, and 30 parts by mass or less is particularly preferable.
  • radical polymerization initiator conventionally known compounds can be used.
  • benzoyl peroxide 2,2′-azobisisobutyronitrile, benzophenone, phenylbiphenyl ketone, 1-hydroxy-1- Benzoylcyclohexane, benzyl, benzyldimethyl ketal, 1-benzyl-1-dimethylamino-1- (4′-morpholinobenzoyl) propane, 2-morpholy-2- (4′-methylmercapto) benzoylpropane, thioxanthone, 1-chloro -4-propoxythioxanthone, isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, ethyl anthraquinone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzoin butyl ether, 2-hydroxy-2-benzoylpropane, 2-hydroxy 2- (4′-isopropyl) benzo
  • X 71 represents a halogen atom or an alkyl group
  • X 72 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a substituent represented by the following general formula (B)
  • R 71 , R 72 and R 73 each independently represents R, OR, COR, SR, CONRR ′ or CN
  • R and R ′ each independently represents an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group or a heterocyclic group, and May be substituted with a halogen atom and / or a heterocyclic group, and among these, the alkylene part of the alkyl group and arylalkyl group may be interrupted by an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, or an ester bond.
  • R and R ′ may be combined to form a ring
  • g is an integer of 0 to 4, and when g is 2 or more, a plurality of X 71 may be different groups
  • ring M represents a cycloalkane ring, an aromatic ring or a heterocyclic ring
  • X 73 represents a halogen atom or an alkyl group
  • Y 71 represents an oxygen atom, a sulfur atom or a selenium atom
  • Z 71 represents the number of carbon atoms.
  • h is an integer of 0 to 4, and when h is 2 or more, the plurality of X 73 may be different groups.
  • radical polymerization initiator and sensitizer can be preferably used.
  • the sensitizer include thioxanthone, phenothiazine, chlorothioxanthone, xanthone, anthracene, diphenylanthracene, and lupine.
  • the addition amount is 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and the liquid crystal compound. Is preferably 5 parts by mass or less, and more preferably in the range of 0.1 to 3 parts by mass.
  • solvent examples include benzene, toluene, xylene, mesitylene, n-butylbenzene, diethylbenzene, tetralin, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexane.
  • the solvent may be a single compound or a mixture. Among these solvents, those having a boiling point of 60 to 250 ° C. are preferable, and those having a boiling point of 60 to 180 ° C. are particularly preferable. If the temperature is lower than 60 ° C., the solvent is volatilized in the coating process and the film thickness is likely to be uneven. If the temperature is higher than 250 ° C., the solvent remains even when the pressure is reduced in the desolvation step. In some cases, the orientation may be reduced.
  • an optically active compound to the polymerizable composition of the present invention, a polymer having a helical structure of a liquid crystal skeleton can be obtained, and a cholesteric liquid crystal phase can be fixed.
  • the content thereof is 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and the liquid crystal compound (excluding the solvent). It is preferably in the range of 100 parts by mass, and more preferably in the range of 1 to 50 parts by mass.
  • the optically active compound include compounds represented by the following [Chemical Formula 21].
  • the polymerizable composition of the present invention preferably further contains a surfactant having an excluded volume effect distributed on the air interface side.
  • the surfactant is preferably a surfactant that can easily apply the polymerizable composition to a support substrate or the like or can control the orientation of the liquid crystal phase.
  • surfactant examples include quaternary ammonium salts, alkylamine oxides, polyamine derivatives, polyoxyethylene-polyoxypropylene condensates, polyethylene glycol and esters thereof, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, amines of lauryl sulfate, Examples include alkyl-substituted aromatic sulfonates, alkyl phosphates, perfluoroalkyl sulfonates, perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl ethylene oxide adducts, and perfluoroalkyl trimethyl ammonium salts.
  • the preferred amount of the surfactant used depends on the type of the surfactant, the component ratio of the composition, etc., but with respect to 100 parts by mass of the total amount of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and the liquid crystal compound. It is preferably in the range of 0.001 to 5 parts by mass, and more preferably in the range of 0.01 to 1 part by mass.
  • an additive may be further used in the polymerizable composition of the present invention as necessary in order to adjust the characteristics of the polymerizable composition.
  • additives include storage stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, fine particles of inorganic substances and organic substances, and functional compounds such as polymers.
  • the above storage stabilizer can impart the effect of improving the storage stability of the polymerizable composition.
  • stabilizers that can be used include hydroquinone, hydroquinone monoalkyl ethers, tert-butylcatechols, pyrogallols, thiophenols, nitro compounds, 2-naphthylamines, and 2-hydroxynaphthalenes.
  • the addition amount is 1 mass part or less with respect to 100 mass parts of total amounts of the trifunctional (meth) acrylate compound of this invention, and the said liquid crystal compound, 0.5 mass Part or less is particularly preferable.
  • the antioxidant is not particularly limited and a known compound can be used. Examples thereof include hydroquinone, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,6-di-t-butylphenol, Examples thereof include phenyl phosphite and trialkyl phosphite.
  • the ultraviolet absorber is not particularly limited, and a known compound can be used.
  • a salicylic acid ester compound for example, a benzophenol compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound, a nickel complex compound, or the like It may have absorptive capacity.
  • the fine particles can be used to adjust optical (refractive index) anisotropy ( ⁇ n) or increase the strength of the polymerized film.
  • the material of the fine particles include inorganic substances, organic substances, metals, and the like.
  • the fine particles can preferably have a particle diameter of 0.001 to 0.1 ⁇ m, more preferably 0.001 to The particle diameter is 0.05 ⁇ m. A sharp particle size distribution is preferred.
  • the amount of the fine particles can be preferably used within the range of 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and the liquid crystal compound. .
  • the inorganic material examples include ceramics, fluorine phlogopite, fluorine tetrasilicon mica, teniolite, fluorine vermiculite, fluorine hectorite, hectorite, saponite, stevensite, montmorillonite, beidellite, kaolinite, frypontite, ZnO, TiO 2 , CeO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, ZrO 2, MgF 2, SiO 2, SrCO 3, Ba (OH) 2, Ca (OH) 2, Ga (OH) 3, Al (OH) 3, Mg (OH) 2 , Zr (OH) 4 and the like.
  • Fine particles such as calcium carbonate needle crystals have optical anisotropy, and the optical anisotropy of the polymer can be adjusted by such fine particles.
  • the organic substance include carbon nanotubes, fullerenes, dendrimers, polyvinyl alcohol, polymethacrylates, and polyimides.
  • the polymer can control the electrical characteristics and orientation of the polymerized film, and a polymer compound soluble in the solvent can be preferably used.
  • a polymer compound soluble in the solvent can be preferably used.
  • the polymer compound include polyamide, polyurethane, polyurea, polyepoxide, polyester, polyester polyol, and the like.
  • Arbitrary components other than the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention described above are not particularly limited, and do not impair the properties of the polymer to be produced.
  • the total amount of all optional components is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention and the liquid crystal compound.
  • the optical anisotropic body of the present invention after dissolving the polymerizable composition in a solvent, it is applied to a support substrate and desolvated in a state where liquid crystal molecules in the polymerizable composition are aligned, and then energy rays are applied. It can be obtained by irradiation and polymerization.
  • the support substrate is not particularly limited, but preferred examples include glass plates, polyethylene terephthalate plates, polycarbonate plates, polyimide plates, polyamide plates, polymethyl methacrylate plates, polystyrene plates, polyvinyl chloride plates, polytetrafluoroethylene plates. , Cellulose plate, silicon plate, reflector plate, calcite plate and the like. What provided the polyimide alignment film or the polyvinyl alcohol alignment film on such a support substrate can be used especially preferably.
  • known methods can be used, for example, curtain coating method, extrusion coating method, roll coating method, spin coating method, dip coating method, bar coating method, spray coating method, slide coating method.
  • the method, the printing coating method, the casting film forming method, and the like can be used.
  • the film thickness of the polymerized film is appropriately selected according to the application and the like, but is preferably selected from the range of 0.05 to 10 ⁇ m.
  • Examples of a method for aligning the liquid crystal molecules in the polymerizable composition of the present invention include a method in which an alignment treatment is performed on a support substrate in advance.
  • an alignment treatment there is a method in which a liquid crystal alignment layer composed of various polyimide alignment films, polyamide alignment films, or polyvinyl alcohol alignment films is provided on a support substrate, and a treatment such as rubbing is performed.
  • a magnetic field, an electric field, etc. to the composition on a support substrate is also mentioned.
  • a known method using heat or electromagnetic waves can be applied.
  • the polymerization reaction using electromagnetic waves include radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, coordination polymerization, and living polymerization. This is because it is easy to perform polymerization under the condition that the polymerizable composition exhibits a liquid crystal phase. It is also preferable to crosslink while applying a magnetic field or electric field.
  • the liquid crystal (co) polymer formed on the support substrate may be used as it is, but if necessary, it may be peeled off from the support substrate or transferred to another support substrate.
  • Preferred types of the light are ultraviolet rays, visible rays, infrared rays and the like. You may use electromagnetic waves, such as an electron beam and an X-ray. Usually, ultraviolet rays or visible rays are preferable. A preferable wavelength range is 150 to 500 nm. A more preferable range is 250 to 450 nm, and a most preferable range is 300 to 400 nm.
  • the light source is a low-pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high-pressure discharge lamp (high-pressure mercury lamp, metal halide lamp), or short arc discharge lamp (super-high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon lamp). Among them, an ultrahigh pressure mercury lamp can be preferably used.
  • Light from the light source may be irradiated to the polymerizable composition as it is, or a specific wavelength (or a specific wavelength region) selected by a filter may be irradiated to the polymerizable composition.
  • Preferred irradiation energy density is 2 ⁇ 5000mJ / cm 2, more preferred range is 10 ⁇ 3000mJ / cm 2, particularly preferred range is 100 ⁇ 2000mJ / cm 2.
  • Preferred illuminance is 0.1 ⁇ 5000mW / cm 2, more preferably illuminance is 1 ⁇ 2000mW / cm 2.
  • the temperature at which light is irradiated can be set so that the polymerizable composition has a liquid crystal phase, but the preferable irradiation temperature is 100 ° C. or lower. Polymerization due to heat can occur at a temperature of 100 ° C. or higher, so that good alignment may not be obtained.
  • the optical anisotropic body of the present invention can be used as a molded body having optical anisotropy.
  • uses of the molded body include a retardation plate (1/2 wavelength plate, 1/4 wavelength plate, etc.), polarizing element, dichroic polarizing plate, liquid crystal alignment film, antireflection film, selective reflection film, field of view. It can be used for optical compensation of an angle compensation film or the like.
  • information recording materials such as optical lenses such as liquid crystal lenses and microlenses, polymer dispersed liquid crystal (PDLC) electronic paper, and digital paper.
  • Examples 1-1 to 1-3 show production examples of the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention. Further, Examples 2-1 and 2-2 and Comparative Examples 1-1 to 1-3 described below are the polymerizable composition of the present invention, the comparative polymerizable composition, and the production of an optical anisotropic body using the composition. For example, Evaluation Examples 1-1 and 1-2 and Comparative Evaluation Examples 1-1 to 1-3 are comparative evaluations of the optical anisotropic bodies.
  • Example 3 and Comparative Example 2 show examples of preparing the polymerizable composition of the present invention containing an optically active compound, a comparative polymerizable composition, and an optical anisotropic body using the composition
  • Evaluation Example 2 and Comparative Evaluation Example 2 are comparative evaluations of the optical anisotropic bodies.
  • Trifunctional (meth) acrylate compound No. 1 Production of Trifunctional (Meth) acrylate Compound No. 1 1 was produced according to the reaction scheme shown in the following [Chemical Formula 22] by the following procedure.
  • Trifunctional (meth) acrylate compound no Production of Trifunctional (meth) acrylate Compound No. 2 2 was produced according to the reaction scheme shown in the following [Chemical Formula 23] by the following procedure.
  • IR (KBr): 2937, 1717, 1632, 1598, 1516, 1495, 1474, 1410, 1295, 1265, 1207, 1189, 1160, 1078, 992, 812, 756 cm ⁇ 1 .
  • Trifunctional (meth) acrylate compound no Production of Trifunctional (Meth) acrylate Compound No. 3 3 was produced according to the reaction formula shown in the following [Chemical Formula 24] by the following procedure.
  • Phenol compound no. 9.20 g (14.2 mmol) of 1,4-7.0 g (18.5 mmol) of 3,4-di- (6-acryloyloxypropyloxy) benzoic acid was dissolved in 108 mL of THF, and 4-dimethylamino was added under ice cooling. 0.87 g (7.12 mmol) of pyridine and 2.80 g (22.2 mmol) of diisopropylcarbodiimide were added, and the mixture was stirred for 30 minutes while being cooled with ice. Acetone was added to the reaction solution, the precipitate was filtered, and then the solvent was distilled off under reduced pressure.
  • this compound When this compound is heated to a high temperature, it undergoes thermal polymerization and the isotropic phase transition point (nematic phase ⁇ isotropic phase transition point) is unknown, but when cooled from the temperature at which it melted and became a liquid crystal state (nematic phase) Even at room temperature (25 ° C.), the liquid crystal phase is maintained without being crystallized. Therefore, it is a compound capable of maintaining a liquid crystal phase alone at 30 ° C. or lower.
  • ⁇ Uniformity of orientation> The homogeneity of the obtained optical anisotropic body was evaluated using a polarizing microscope. The orientation state of the optical anisotropic body was observed by rotating the stage on which the cured product sample was placed under crossed Nicols, and the uniformity of the orientation was evaluated. ⁇ if the orientation of the optical anisotropic body is uniformly obtained, ⁇ if the surface is whitened or non-uniform even if the orientation is obtained, crystals, etc. are generated in the optical anisotropic body, resulting in orientation defects. If it occurred, it was marked as x.
  • ⁇ Heat resistance> The obtained optical anisotropic body was heated in an oven at 150 ° C. for 30 minutes, and the retardation (R) before and after heating was measured. Before and after heating, the retardation (R) was measured. When changed by 10% or more, x was changed by 5-10%, ⁇ was less than 5%, and ⁇ was less than 1%. did. R was measured at a room temperature of 25 ° C. and a wavelength of 546 nm based on the Senarmon method using a polarizing microscope.
  • the optical anisotropic body using the polymerizable composition of the present invention has uniform orientation and excellent heat resistance, but the optical anisotropic body composed only of the comparative compound has disordered orientation or heat resistance. It is apparent that the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is useful because of poor properties.
  • ⁇ Uniformity of orientation> The homogeneity of the obtained optical anisotropic body was evaluated using a polarizing microscope. The alignment state of the optical anisotropic body was observed by rotating the stage on which the optical anisotropic sample was placed under crossed Nicols, and the uniformity of the alignment was evaluated. If selective reflection is uniform and no orientation defect is confirmed, ⁇ , selective reflection can be confirmed, but if orientation defect due to oily streak structure is confirmed, ⁇ , if crystallization or orientation unevenness is confirmed, ⁇ It was.
  • the optically anisotropic body obtained from the polymerizable composition of the present invention has uniform selective reflection at a specific wavelength and no alignment defect, but the surface of the comparative composition is whitened. It was. Therefore, it is clear that the optical anisotropic body using the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is particularly useful when used as an optical film.
  • the polymerizable composition containing the trifunctional (meth) acrylate compound of the present invention is excellent in solvent solubility and compatibility with other liquid crystal compounds.
  • the optically anisotropic body of the present invention produced by subjecting the polymerizable composition to orientation polymerization in a liquid crystal state and photopolymerization is excellent in orientation controllability, optical properties and the like, and is useful as an optical material.

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Abstract

 本発明は、下記一般式(I)で表される三官能(メタ)アクリレート化合物、及び該化合物を含有する重合性組成物である。該化合物のうち、該一般式(I)中、環A1、環A2及び環A3が、ベンゼン環又はナフタレン環であり、環A1、環A2及び環A3のうち、少なくとも一つはナフタレン環である化合物、X1、X2及びX3が、-COO-又は-OCO-である化合物が好ましく、環A3がナフタレン環である化合物がより好ましく、単独で30°C以下で液晶相を保持することが可能な化合物は、さらに好ましい。 (式中、M1、M2及びM3は、メチル基等を表し、環A1、環A2及び環A3は、ベンゼン環、ナフタレン環等を表し、Z1、Z2及びZ3は、炭素原子数1~6のアルキル基等を表し、X1、X2及びX3は、-COO-、-OCO-等を表し、Y1及びY2は、-L1-を表し、Y3は、-L2-等を表し、L1及びL2は、炭素原子数1~8のアルキレン基を表し、a、b及びcは、それぞれ環A1、環A2及び環A3における置換基の数であって、それぞれの置換される単環又は縮合環に含まれる6員環の数をuとすると、a、b及びcは、それぞれ独立に、2u+2以下の整数で、且つa、b及びcのうち、少なくとも一つは1以上の整数を表し、pはそれぞれ独立に1~8の整数を表し、q及びrは、それぞれ独立に、1~3の整数を表し、s及びtは、それぞれ独立に、0又は1であり、且つs+t≧1である。)

Description

三官能(メタ)アクリレート化合物及び該化合物を含有する重合性組成物
 本発明は、少なくとも一つの縮合環を有する、新規な三官能(メタ)アクリレート化合物に関し、該化合物を用いた重合性組成物は、優れた耐熱性、硬度、光学特性及び耐溶剤性等を発揮し、該重合性組成物を光重合させることにより作製された光学異方体は、位相差フィルム、偏光板、光偏光プリズム、ディスプレイ用の光学フィルム等の光学材料として有用である。
 液晶物質は、TN型やSTN型に代表されるディスプレイ表示等の液晶分子の可逆的運動を利用した表示媒体への応用以外にも、その配向性と屈折率、誘電率、磁化率、弾性率、熱膨張率等の物理的性質の異方性を利用して、位相差板、偏光板、光偏光プリズム、輝度向上フィルム、ローパス・フィルター、各種光フィルター等の光学異方体への応用が検討されている。
 上記光学異方体は、例えば、重合性官能基を有する液晶化合物又は該液晶化合物を含有する重合性組成物を液晶状態で均一に配向させた後、液晶状態を保持したまま紫外線等のエネルギー線を照射して光重合により硬化させることによって製造することができるが、この液晶化合物の配向状態を均一に且つ半永久的に固定化することが求められる。
 上記重合性組成物の液晶相発現温度が高い場合、エネルギー線による光重合だけでなく意図しない熱重合も誘起されて液晶分子の均一な配向状態が失われるため、所望する配向の固定が困難である。従って、硬化時の温度管理を容易にするために、室温付近で液晶相を示す重合性組成物が求められている。
 重合体は重合性組成物を基板に塗布して重合することによって得られるが、非重合性化合物が含まれると、得られる重合体の強度が不足したり、膜内に応力歪みが残存したりするという欠点がある。また、非重合性化合物を溶媒等で取り除くと、膜の均質性が保てずムラが生じたりするという問題がある。従って、膜厚が均一な重合体を得るためには重合性組成物を溶剤に溶かしたものを塗工する方法が好ましく用いられ、液晶化合物又はそれを含む重合性組成物の溶媒溶解性が良好であることが必要とされる。
 さらに、上記光学異方体は通常、単独のフィルムとして用いるのではなく、ガラス等の基材に他の機能材料と共に積層して用いられるため、他の機能材料の塗工に支障がないように、耐溶剤性及び高い硬度を示すことが求められる。
 上記光学異方体に用いられる重合性化合物としては、重合性官能基が(メタ)アクリル基である化合物が、重合反応性が高く、高い透明性を有する重合体が得られるので、利用が盛んに検討されている。
 その中でも特に、(メタ)アクリル基が2官能の単量体及び3官能の単量体は、重合体の耐熱性及び耐溶剤性を改善する上で有効な手段であることが知られており、例えば、特許文献1~6には、3官能の単量体が提案されている。
 しかし、これらの単量体を用いた場合、重合体に結晶が析出したり、配向の均一制御が困難になったりする場合があるという問題があった。
特開2000-178233号公報 特開2004-043710号公報 特開2003-321430号公報 特開2004-059772号公報 特開2005-309255号公報 国際公開WO2006/049111パンフレット
 従って、本発明の目的は、配向の制御が可能で、特に耐熱性に優れ、更に光学特性等にも優れる重合体が得られる重合性化合物及び重合性組成物を提供することにある。
 本発明は、下記一般式(I)で表される三官能(メタ)アクリレート化合物を提供するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、M1、M2及びM3は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はハロゲン原子を表し、環A1、環A2及び環A3は、それぞれ独立に、ベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ナフタレン環、デカヒドロナフタレン環、テトラヒドロナフタレン環又はフェナントレン環を表し、これらの環中の-CH=は、-N=で、-CH2-は、-S-又は-O-で置換されていてもよく、環A1、環A2及び環A3のうち、少なくとも一つはナフタレン環であり、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立に、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子又はシアノ基を表し、該アルキル基の水素原子は、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換されていてもよく、該アルキル基のメチレン基は、-O-又は-CO-で中断されていてもよく、X1、X2及びX3は、それぞれ独立に、直接結合、-COO-、-OCO-、-(CH2p-、-CH=CH-、-(CH2pO-、-O(CH2p-、-CH=CHCH2O-、-OCH2CH=CH-、-C≡C-、-(CH2pCOO-、-OCO(CH2p-、-(CH2pOCO-O-、-OCO-O(CH2p-、-(CH2qO(CH2rO-又は-O(CH2qO(CH2r-を表し、Y1及びY2は、それぞれ独立に、-L1-、-L1O-、-L1O-CO-、-L1CO-O-又は-L1O-CO-O-を表し、Y3は、直接結合、-L2-、-OL2-、-O-COL2-、-CO-OL2-又は-O-CO-OL2-を表し、L1及びL2は、それぞれ独立に、炭素原子数1~8のアルキレン基を表し、該アルキレン基は、-O-で1~3回中断されていてもよく、a、b及びcは、それぞれ環A1、環A2及び環A3における置換基の数であって、それぞれの置換される単環又は縮合環に含まれる6員環の数をuとすると、a、b及びcは、それぞれ独立に、2u+2以下の整数で、且つa、b及びcのうち、少なくとも一つは1以上の整数を表し、pはそれぞれ独立に1~8の整数を表し、q及びrは、それぞれ独立に、1~3の整数を表し、s及びtは、それぞれ独立に、0又は1であり、且つs+t≧1である。)
 また、本発明は、上記三官能(メタ)アクリレート化合物を含有する重合性組成物、該重合性組成物を光重合させることにより作製された光学異方体、及び該光学異性体を使用してなるディスプレイ用光学フィルムを提供するものである。
図1は、実施例1-1で製造した本発明の化合物No.1の熱転移挙動を示す模式図である。 図2は、実施例1-2で製造した本発明の化合物No.2の熱転移挙動を示す模式図である。 図3は、実施例1-3で製造した本発明の化合物No.3の熱転移挙動を示す模式図である。
 以下、本発明について、その好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
 先ず、上記一般式(I)で表される、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物について説明する。
 上記一般式(I)中、M1、M2、M3、Z1、Z2及びZ3で表されるハロゲン原子、又はZ1、Z2及びZ3で表される炭素原子数1~6のアルキル基を置換してもよいハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
 上記一般式(I)中、Z1、Z2及びZ3で表される炭素原子数1~6のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、s-ブチル、t-ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、t-アミル、ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル等が挙げられ、これらはハロゲン原子及びシアノ基で置換されていてもよく、該アルキル基中のメチレン基は-O-又は-CO-で中断されていてもよい。
 上記一般式(I)中、L1及びL2で表される炭素原子数1~8のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ブタン-1,3-ジイル、2-メチルプロパン-1,3-ジイル、2-メチルブタン-1,3-ジイル、ペンタン-2,4-ジイル、ペンタン-1,4-ジイル、3-メチルブタン-1,4-ジイル、2-メチルペンタン-1,4-ジイル、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン等が挙げられ、これらは-O-で1~3回中断されてもよい。
 上記一般式(I)で表される三官能(メタ)アクリレート化合物の中でも、環A1、環A2及び環A3が、ベンゼン環又はナフタレン環であり、環A1、環A2及び環A3のうち、少なくとも一つはナフタレン環である三官能(メタ)アクリレート化合物は、液晶発現温度範囲が広く、また、結晶性が低く低温域における液晶相安定性が高くなるため好ましく、X1、X2及びX3が、-COO-又は-OCO-である三官能(メタ)アクリレート化合物は、液晶配向性が向上するため好ましい。さらに、環A3がナフタレン環である三官能(メタ)アクリレート化合物は、より結晶性が低下するため、より好ましく、単独で30℃以下で液晶相を保持することが可能な三官能(メタ)アクリレート化合物は、実用的温度範囲(室温)で液晶相を発現するため、さらに好ましい。
 上記一般式(I)で表される三官能(メタ)アクリレート化合物の具体的な構造としては、下記〔化2〕~〔化4〕で表される化合物が挙げられる。但し、本発明は以下の化合物により制限を受けるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物は、その製造方法については特に限定されず、公知の反応を応用して製造することができる。例えば、先ず、フェノール化合物やナフトール化合物の水酸基(Y1、Y2又はY3を介して結合している水酸基を含む)に対して、(メタ)アクリル酸ハロゲン化物をエステル化させることにより、(メタ)アクリロイルオキシ基中間体を得る。次いで、2つの(メタ)アクリロイルオキシ基中間体を、下記〔化5〕に示す反応式に従って反応させて、X1、X2又はX3を形成することにより、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物を得ることができる。
 尚、下記〔化5〕に示す反応式により得られる、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物は、X1、X2又はX3が-COO-又は-OCO-のものであり、(メタ)アクリロイルオキシ基は、R1部分及びR2部分それぞれに含まれている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物は、必要に応じて液晶材料に配合されて、硬度、耐熱性、液晶配向固定化能、光学特性及び耐溶剤性に優れた光学異方体作製用材料として好ましく用いられる他、高分子分散型液晶(PDLC)用モノマー、液晶配向膜、液晶配向制御剤、コーティング材、保護板作製材料等に用いることができる。
 次に、本発明の重合性組成物について説明する。
 本発明の重合性組成物は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物を含有するもので、光学異方体作製用材料として好ましく用いられる。本発明の重合性組成物は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物の他に、さらに液晶化合物を含有することができる。尚、ここでいう液晶化合物には、従来既知の液晶化合物及び液晶類似化合物並びにそれらの混合物が含まれる。
 本発明の重合性組成物において、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物の含有量は、該三官能(メタ)アクリレート化合物の含有量と上記液晶化合物の含有量との合計量を100質量部としたとき3~100質量部、特に5~100質量物となるようにすることが好ましい。本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物の比率が3質量部より少ないと、本発明の効果が得られない場合がある。
 また、特に重合体の硬度を高めたい場合には、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物の比率を高くする(具体的には70~100質量部)ことが好ましい。特に配向の均質性を高めたい場合には、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物の比率が30~70質量部となるように、上記液晶化合物を併用することが好ましい。
 上記液晶化合物としては、通常一般に使用される液晶化合物を使用することができ、該液晶化合物の具体例としては、特に制限するものではないが、例えば、下記の〔化6〕及び〔化7〕に示される各化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、W1は、水素原子、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルキル基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルコキシ基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルケニル基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルケニルオキシ基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルキニル基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルキニルオキシ基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルコキシアルキル基、分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルカノイルオキシ基又は分岐を有してもよい炭素原子数1~8のアルコキシカルボニル基を表し、これらはハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、W2は、シアノ基、ハロゲン原子、又はW1で表される基を表し、W3、W4及びW5は水素原子、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。)
 また、本発明の重合性組成物においては、上記液晶化合物として、重合性官能基を有する液晶化合物が好ましく使用される。該重合性官能基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基、フルオロアクリル基、クロロアクリル基、トリフルオロメチルアクリル基、オキシラン環(エポキシ)、オキセタン環、スチレン化合物(スチリル基)、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルケトン基、マレイミド基、フェニルマレイミド基等が好ましい。該重合性官能基を有する液晶化合物としては、通常一般に使用されるものを用いることができ、その具体例としては、特に制限するものではないが、特開2005-15473号公報明細書の段落〔0172〕~〔0314〕に挙げられる化合物、又は下記〔化8〕~〔化18〕に示す化合物等が挙げられる
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 本発明の重合性組成物には、必要に応じて用いられる他の単量体(エチレン性不飽和結合を有する化合物)をラジカル重合開始剤と共に溶剤に溶解して溶液として用いることができる。
 上記他の単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、第二ブチル(メタ)アクリレート、第三ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、アリルオキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、1-フェニルエチル(メタ)アクリレート、2-フェニルエチル(メタ)アクリレート、フルフリル(メタ)アクリレート、ジフェニルメチル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、ペンタクロルフェニル(メタ)アクリレート、2-クロルエチル(メタ)アクリレート、メチル-α-クロル(メタ)アクリレート、フェニル-α-ブロモ(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
 上記他の単量体は、本発明の重合性組成物を用いて作製される重合体の硬度、耐熱性、耐溶剤性及び光学特性の効果が損なわれない範囲で使用することができるが、これらの効果を確実に確保するために、他の単量体の使用量は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、特に30質量部以下が好ましい。
 上記ラジカル重合開始剤としては、従来既知の化合物を用いることが可能であり、例えば、過酸化ベンゾイル、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾフェノン、フェニルビフェニルケトン、1-ヒドロキシ-1-ベンゾイルシクロヘキサン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、1-ベンジル-1-ジメチルアミノ-1-(4'-モルホリノベンゾイル)プロパン、2-モルホリル-2-(4'-メチルメルカプト)ベンゾイルプロパン、チオキサントン、1-クロル-4-プロポキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、エチルアントラキノン、4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルスルフィド、ベンゾインブチルエーテル、2-ヒドロキシ-2-ベンゾイルプロパン、2-ヒドロキシ-2-(4'-イソプロピル)ベンゾイルプロパン、4-ブチルベンゾイルトリクロロメタン、4-フェノキシベンゾイルジクロロメタン、ベンゾイル蟻酸メチル、1,7-ビス(9'-アクリジニル)ヘプタン、9-n-ブチル-3,6-ビス(2'-モルホリノイソブチロイル)カルバゾール、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、p-メトキシフェニル-2,4-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-メチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ナフチル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-ブトキシスチリル)-s-トリアジン、2-(p-ブトキシスチリル)-5-トリクロロメチル-1,3,4-オキサジアゾール、9-フェニルアクリジン、9,10-ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール、チオキサントン/アミン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド、並びに特開2000-80068号公報、特開2001-233842号公報、特開2005-97141号公報、特表2006-516246号公報、特許第3860170号公報、特許第3798008号公報、WO2006/018973号公報に記載の化合物等が挙げられる。これらの中でも、下記一般式(A)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式中、X71は、ハロゲン原子又はアルキル基を表し、X72は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又は下記一般式(B)で表される置換基を表し、R71、R72及びR73は、それぞれ独立に、R、OR、COR、SR、CONRR’又はCNを表し、R及びR’は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基又は複素環基を表し、これらはハロゲン原子及び/又は複素環基で置換されていてもよく、これらのうちアルキル基及びアリールアルキル基のアルキレン部分は、不飽和結合、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合により中断されていてもよく、また、R及びR’は一緒になって環を形成していてもよく、gは0~4の整数であり、gが2以上の時、複数のX71は異なる基でもよい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、環Mはシクロアルカン環、芳香環又は複素環を表し、X73はハロゲン原子又はアルキル基を表し、Y71は酸素原子、硫黄原子又はセレン原子を表し、Z71は炭素原子数1~5のアルキレン基を表し、hは0~4の整数であり、hが2以上の時、複数のX73は異なる基でもよい。)
 また、上記ラジカル重合開始剤と増感剤の組合せも好ましく使用することができる。上記の増感剤としては、例えば、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルプレン等が挙げられる。上記ラジカル重合開始剤及び/又は上記増感剤を添加する場合、その添加量は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量100質量部に対し、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下がさらに好ましく、0.1~3質量部の範囲内がより好ましい。
 上記溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、n-ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン、メトキシベンゼン、1,2-ジメトキシベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、t-ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチレン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等である。溶剤は単一化合物であってもよいし、又は混合物であってもよい。これらの溶剤の中でも、沸点が60~250℃のものが好ましく、60~180℃のものが特に好ましい。60℃より低いと塗布工程で溶媒が揮発して膜の厚さにムラが生じやすく、250℃より高いと脱溶媒工程で減圧しても溶媒が残留したり、高温での処理による熱重合を誘起したりして配向性が低下する場合がある。
 また、本発明の重合性組成物に、さらに光学活性化合物を含有させることによって、液晶骨格のらせん構造を内部に有する高分子を得ることができ、コレステリック液晶相を固定化させることができる。上記の光学活性化合物を含有させる場合、その含有量は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量(但し、溶剤を除く)100質量部に対し、0.1~100質量部の範囲内が好ましく、1~50質量部の範囲内がより好ましい。上記の光学活性化合物としては、例えば下記の〔化21〕に示される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 また、本発明の重合性組成物は、空気界面側に分布する排除体積効果を有する界面活性剤をさらに含有させることが好ましい。界面活性剤は重合性組成物を支持基板等に塗布することを容易にしたり、液晶相の配向を制御したりする等の効果を得られるものが好ましい。上記の界面活性剤としては、例えば、4級アンモニウム塩、アルキルアミンオキサイド、ポリアミン誘導体、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン縮合物、ポリエチレングリコール及びそのエステル、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸アミン類、アルキル置換芳香族スルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ペルフルオロアルキルスルホン酸塩、ペルフルオロアルキルカルボン酸塩、ペルフルオロアルキルエチレンオキシド付加物、ペルフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等が挙げられる。界面活性剤の好ましい使用量は、界面活性剤の種類、組成物の成分比等に依存するが、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量100質量部に対して0.001~5質量部の範囲内であることが好ましく、0.01~1質量部の範囲内がより好ましい。
 また、本発明の重合性組成物には、重合性組成物の特性を調製するために必要に応じて添加物をさらに使用してもよい。このような添加物としては、例えば、保存安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、無機物、有機物等の微粒子化物、ポリマー等の機能性化合物が挙げられる。
 上記保存安定剤は、重合性組成物の保存安定性を向上させる効果を付与することができる。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、2-ナフチルアミン類、2-ヒドロキシナフタレン類等が挙げられる。これらを添加する場合、その添加量は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量100質量部に対して、1質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以下が特に好ましい。
 上記酸化防止剤としては、特に制限がなく公知の化合物を使用することができ、例えば、ヒドロキノン、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、トリフェニルホスファイト、トリアルキルホスファイト等が挙げられる。
 上記紫外線吸収剤としては、特に制限がなく公知の化合物を使用することができ、例えば、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物又はニッケル錯塩系化合物等によって紫外線吸収能をもたせたものであってもよい。
 上記微粒子化物は、光学(屈折率)異方性(Δn)を調整したり、重合膜の強度を上げたりするために用いることができる。微粒子化物の材質としては、無機物、有機物、金属等が挙げられ、凝集防止のため、微粒子化物は0.001~0.1μmの粒子径が好ましく利用することができ、さらに好ましくは0.001~0.05μmの粒子径である。粒子径の分布はシャープであるものが好ましい。上記微粒子化物の使用量は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量100質量部に対して、0.1~30質量部の範囲内で好ましく使用することができる。
 上記無機物としては、例えば、セラミックス、フッ素金雲母、フッ素四ケイ素雲母、テニオライト、フッ素バーミキュライト、フッ素ヘクトライト、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、モンモリロナイト、バイデライト、カオリナイト、フライポンタイト、ZnO、TiO2、CeO2、Al23、Fe23、ZrO2、MgF2、SiO2、SrCO3、Ba(OH)2、Ca(OH)2、Ga(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2、Zr(OH)4等が挙げられる。尚、炭酸カルシウムの針状結晶等の微粒子は光学異方性を有し、このような微粒子によって重合体の光学異方性を調節できる。上記有機物としては、例えばカーボンナノチューブ、フラーレン、デンドリマー、ポリビニルアルコール、ポリメタクリレート、ポリイミド等が挙げられる。
 上記ポリマーは、重合膜の電気特性や配向性を制御することができ、上記溶剤に可溶性の高分子化合物が好ましく使用することができる。上記の高分子化合物としては、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエポキサイド、ポリエステル、ポリエステルポリオール等が挙げられる。
 以上に述べた本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物以外の任意成分(但し、液晶化合物、ラジカル重合開始剤及び溶剤を除く)は、特に制限無く、作製される重合体の特性を損なわない範囲で適宜使用することができるが、好ましくは、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物と上記液晶化合物との合計量100質量部に対して、全任意成分の合計で10質量部以下となるようにする。
 本発明の光学異方体は、上記重合性組成物を溶媒に溶解した後、支持基板に塗布して、重合性組成物中の液晶分子を配向させた状態で脱溶媒し、次いでエネルギー線を照射して重合することにより得ることができる。
 上記支持基板としては、特に限定されないが、好ましい例としてはガラス板、ポリエチレンテレフタレート板、ポリカーボネート板、ポリイミド板、ポリアミド板、ポリメタクリル酸メチル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニル板、ポリテトラフルオロエチレン板、セルロース板、シリコン板、反射板、方解石板等が挙げられる。このような支持基板上にポリイミド配向膜又はポリビニルアルコール配向膜を施したものが特に好ましく使用することができる。
 上記支持基板に塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばカーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法及び流延成膜法等を用いることができる。尚、上記重合膜の膜厚は用途等に応じて適宜選択されるが、好ましくは0.05~10μmの範囲から選択される。
 本発明の重合性組成物中の液晶分子を配向させる方法としては、例えば支持基板上に事前に配向処理を施す方法が挙げられる。配向処理を施す好ましい方法としては、各種ポリイミド系配向膜、ポリアミド系配向膜又はポリビニルアルコール系配向膜からなる液晶配向層を支持基板上に設け、ラビング等の処理を行う方法が挙げられる。また、支持基板上の組成物に磁場や電場等を印加する方法等も挙げられる。
 本発明の重合性組成物を重合させる方法は熱又は電磁波を用いる公知の方法を適用できる。電磁波による重合反応としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、配位重合、リビング重合等が挙げられる。重合性組成物が液晶相を示す条件下で、重合を行なわせることが容易だからである。また磁場や電場を印加しながら架橋させることも好ましい。支持基板上に形成した液晶(共)重合体は、そのまま使用してもよいが、必要に応じて、支持基板から剥離したり、他の支持基板に転写したりして使用してもよい。
 上記光の好ましい種類は、紫外線、可視光線、赤外線等である。電子線、X線等の電磁波を用いてもよい。通常は、紫外線又は可視光線が好ましい。好ましい波長の範囲は150~500nmである。さらに好ましい範囲は250~450nmであり、最も好ましい範囲は300~400nmである。光源は、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、又はショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)等が挙げられるが、超高圧水銀ランプが好ましく使用することができる。光源からの光はそのまま重合性組成物に照射してもよく、フィルターによって選択した特定の波長(又は特定の波長領域)を重合性組成物に照射してもよい。好ましい照射エネルギー密度は、2~5000mJ/cm2であり、さらに好ましい範囲は10~3000mJ/cm2であり、特に好ましい範囲は100~2000mJ/cm2である。好ましい照度は0.1~5000mW/cm2であり、さらに好ましい照度は1~2000mW/cm2である。重合性組成物が液晶相を有するように、光を照射するときの温度を設定できるが、好ましい照射温度は100℃以下である。100℃以上の温度では熱による重合が起こりうるので良好な配向が得られないときがある。
 本発明の光学異方体は、光学異方性を有する成形体として利用することができる。この成形体の用途としては、例えば、位相差板(1/2波長板、1/4波長板等)、偏光素子、二色性偏光板、液晶配向膜、反射防止膜、選択反射膜、視野角補償膜等の光学補償に用いることができる。その他にも、液晶レンズ、マイクロレンズ等の光学レンズ、高分子分散型液晶(PDLC)電子ペーパー、デジタルペーパー等の情報記録材料にも利用することができる。
 以下、実施例、評価例及び比較例をもって本発明を更に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施例等によって制限を受けるものではない。尚、下記実施例1-1~1-3は、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物の製造例を示すものである。また、下記実施例2-1、2-2及び比較例1-1~1-3は、本発明の重合性組成物、比較重合性組成物及び該組成物を用いた光学異方体の作成例を示すものであり、評価例1-1、1-2及び比較評価例1-1~1-3は、上記光学異方体を比較評価したものである。また、実施例3及び比較例2は、光学活性化合物を含有する本発明の重合性組成物、比較重合性組成物及び該組成物を用いた光学異方体の作成例を示すものであり、評価例2及び比較評価例2は、上記光学異方体を比較評価したものである。
〔実施例1-1〕三官能(メタ)アクリレート化合物No.1の製造
 三官能(メタ)アクリレート化合物No.1を下記〔化22〕に示す反応式に従い、以下に示す手法により製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 フェノール化合物No.1の2.06g(3.19mmol)、3,4-ジ-(6-アクリロイルオキシヘキシルオキシ)安息香酸の2.21g(4.78mmol)をTHF17mLに溶解させ、氷冷下、4-ジメチルアミノピリジン0.19g(1.59mmol)、ジイソプロピルカルボジイミド0.73g(5.73mmol)を加え、同温で10分撹拌し、室温まで昇温後3時間撹拌した。減圧下溶媒を留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/n-ヘキサン)で精製し、無色透明油状物を得た。ついでアセトン/メタノール混合溶媒より再沈殿を行ない、析出物をろ過して白色固体2.8g(収率81.6%)を得た。得られた白色固体について、IR及び1H-NMRにて分析を行ったところ、目的物である三官能(メタ)アクリレート化合物No.1であると同定された。以下にIR及び1H-NMRによる分析結果を示す。
 IR(neat):2941,2867,1726,1626,1473,1408,1271,1193,1170,1147,1066,811
 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=8.83(s,1H),8.71(s,1H),8.25(dd,1H,J=7.3,1.2Hz),8.16(dd,1H,J=7.3,1.2 Hz),8.08(d,1H,J=9.1Hz),7.96(d,1H,J=8.5Hz),7.90(d,1H,J=9.1Hz),7.88(dd,1H,J=8.5,1.8Hz),7.81(d,1H,J=9.1Hz),7.78(d,1H,J=1.8Hz),7.71(d,1H,J=1.8Hz),7.47(dd,1H,J=8.8,2.1Hz),7.26-7.15(m,5H),6.96(d,1H,J=8.5Hz),6.44-6.36(m,3H),6.17-6.07(m,3H),5.84-5.77(m,3H),4.23-4.07(m,12H),2.64(t,2H,J=7.6Hz),1.95-1.85(m,6H),1.79-1.65(m,8H),1.63-1.42(m,12H),0.95(t,3H,J=7.3Hz).
 得られた化合物No.1の熱転移挙動について、示差走査熱量分析装置(DSC7;パーキンエルマー社製)にて、窒素雰囲気下(50ml/min)、5℃/minの昇温速度で25℃から180℃まで測定した結果、〔図1〕に示す熱転移挙動を確認した。さらに、液晶相の種類はガラス板で挟んだ試料を、ホットステージ上で温度を上げ、偏光顕微鏡にて光学組織を観察することで同定した。
〔実施例1-2〕三官能(メタ)アクリレート化合物No.2の製造
 三官能(メタ)アクリレート化合物No.2を下記〔化23〕に示す反応式に従い、以下に示す手法により製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 メタンスルホニルクロライド2.7g(23.8mmol)及びTHF37gを、攪拌しながら-20℃以下に冷却した。続いて3,4-ジ-(6-アクリロイルオキシヘキシルオキシ)安息香酸10g(21.6mmol)、ジイソプロピルエチルアミン3.35g(25.9mmol)、THF37gの混合液を、-20℃以下に保ちながら滴下した。滴下終了後、そのまま30分攪拌し、マイクロスパチュラ一片の4-ジメチルアミノピリジンとジイソプロピルエチルアミン3.35g(25.9mmol)を加え、さらにフェノール化合物No.2の8.97g(22.7mmol)とTHF37gの混合液を、-10℃以下に保ちながら滴下した。そのまま2時間攪拌を行った後に、反応液を水で洗浄し、1%塩酸とトルエンを加え、油水分離後、有機層を水で2回洗浄した。減圧下、溶媒を留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)で精製し、ついでメタノールより再沈殿を行ない、析出物をろ過して白色固体4.5g(収率25.4%)を得た。得られた白色固体についてIR及び1H-NMRにて分析を行ったところ、目的物である三官能(メタ)アクリレート化合物No.2であると同定された。以下にIR及び1H-NMRによる分析結果を示す。
 IR(KBr):2937,1717,1632,1598,1516,1495,1474,1410,1295,1265,1207,1189,1160,1078,992,812,756cm-1
 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=0.95(t,3H,J=7.3Hz),1.50-1.91(m,18H),2.63(q,2H,J=7.6Hz),4.08-4.21(m,8H),5.82-6.44(m,8H),6.70(d,1H,J=17.1Hz),6.95(d,1H,J=8.5Hz),7.41-7.17(m,4H),7.69(d,1H,J=1.8Hz),7.73(d,1H,J=1.8Hz),7.84-8.23(m,4H),8.82(s,1H)
 得られた化合物No.2の熱転移挙動について、実施例1-1と同様にして測定した結果、〔図2〕に示す熱転移挙動を確認した。
〔実施例1-3〕三官能(メタ)アクリレート化合物No.3の製造
 三官能(メタ)アクリレート化合物No.3を下記〔化24〕に示す反応式に従い、以下に示す手法により製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 フェノール化合物No.1の9.20g(14.2mmol)、3,4-ジ-(6-アクリロイルオキシプロピルオキシ)安息香酸の7.00g(18.5mmol)をTHF108mLに溶解させ、氷冷下、4-ジメチルアミノピリジン0.87g(7.12mmol)、ジイソプロピルカルボジイミド2.80g(22.2mmol)を加え、氷冷したまま30分撹拌し、室温まで昇温後16時間撹拌した。反応液にアセトンを加え、析出物をろ過した後、減圧下溶媒を留去した。さらにトルエンを加え析出物をろ過した後、減圧下溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル/n-ヘキサン)で精製した。減圧下溶媒を留去した後、残渣にメタノールを加え室温で一晩撹拌した。析出物をろ過し、減圧下40℃で1.5時間乾燥した後、無色固体4.18gを得た。得られた固体は未反応物が残存していたため、再度同様の合成操作を3,4-ジ-(6-アクリロイルオキシプロピルオキシ)安息香酸の0.31g(0.81mmol)を用いて最初から行い、無色固体3.59g(収率25.1%)を得た。得られた無色固体についてIR及び1H-NMRにて分析を行ったところ、目的物である三官能(メタ)アクリレート化合物No.3であると同定された。以下にIR及び1H-NMRによる分析結果を示す。
 IR(neat):2956,2867,1726,1625,1473,1407,1268,1189,1166,1147,1064cm-1
 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ=8.83(s,1H),8.71(s,1H),8.25(dd,1H,J=8.5,1.2Hz),8.16(dd,1H,J=8.5,1.8Hz),8.09(d,1H,J=9.1Hz),7.96(d,1H,J=8.5Hz),7.91-7.89(m,2H),7.81(d,1H,J=8.5Hz),7.78(d,1H,J=2.4Hz),7.73(d,1H,J=1.8Hz),7.47(dd,1H,J=8.8,2.1Hz),7.29(d,1H,J=8.5Hz),7.26-7.18(m,4H),6.99(d,1H,J=8.5Hz),6.47-6.36(m,3H),6.19-6.08(m,3H),5.88-5.80(m,3H),4.41(t,2H,J=6.1Hz),4.41(t,2H,J=6.1Hz),4.24-4.16(m,6H),4.13(t,2H,J=6.4Hz),2.64(t,2H,J=7.6Hz),2.32-2.20(m,4H),1.95-1.86(m,2H),1.79-1.65(m,4H),1.63-1.46(m,4H),0.95(t,3H,J=7.3Hz).
 得られた化合物No.3の熱転移挙動について、実施例1-1と同様にして測定した結果、〔図3〕に示す熱転移挙動を確認した。
 この化合物は、高い温度まで昇温すると熱重合して等方相転移点(ネマチック相→等方相転移点)が不明であるが、溶融し液晶状態(ネマチック相)になった温度から冷却すると室温(25℃)でも結晶化せず液晶相を保持する。従って単独で30℃以下で液晶相を保持することが可能な化合物である。
〔実施例2-1、2-2及び比較例1-1~1-3〕重合性組成物及び光学異方体の作成
 下記の手順([1]重合性組成物溶液の調製、[2]基板への塗布、硬化)に従い、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物及び重合性組成物から光学異方体を作製した。
[1]重合性組成物溶液の調製
 〔表1〕に記載の配合に従って、三官能(メタ)アクリレート化合物No.1及び比較化合物No.1、No.2の重合性溶液を調製した。
 各重合性化合物(組成物)1.0gを溶媒(シクロペンタノン)4.0gに添加して溶解し、ラジカル重合開始剤(アデカオプトマーN-1919;(株)ADEKA製)0.03gを加えて完全に溶解した後に、0.45μmフィルターでろ過処理を実施して、重合性溶液を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
[2]基板への塗布、硬化
 上記[1]で調製した重合性溶液を、ポリイミドを塗布し、ラビングを施したガラス基板上にスピンコーターで塗工した。塗工は、膜厚が約1.0μmになるように、スピンコーターの回転数及び時間を調整して実施した。塗工後、ホットプレートを用いて100℃で3分間乾燥した後に室温下で5分間冷却し、次いで高圧水銀灯を使用し300mJ/cm2に相当する光を照射し、塗工膜を硬化させ、光学異方体を得た。
〔評価例1-1、1-2及び比較評価例1-1~1-3〕
 上記実施例で得られた光学異方体について、物性(配向の均質性及び耐熱性)の評価を以下のようにして実施した。これらの結果を〔表1〕に示す。
<配向の均質性>
 得られた光学異方体の均質性を、偏光顕微鏡を用いて評価した。クロスニコル下で硬化物試料を設置したステージを回転させることによって、光学異方体の配向状態を観察し、配向の均質性について評価した。光学異方体の配向が均一に得られていれば○、配向が得られても表面が白化したり不均一であったりすれば△、光学異方体に結晶等が発生して配向欠陥が生じていれば×とした。
<耐熱性>
 得られた光学異方体を150℃オーブンで30分間加熱し、加熱前後のリタデーション(R)を測定した。加熱前後において、リタデーション(R)を測定し、10%以上変化した場合は×、5~10%の変化であった場合は△、5%未満であれば○、1%未満であれば◎とした。
 尚、Rは、偏光顕微鏡を用いてセナルモン法に基づいて、室温25℃、波長546nmにおいて測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
 上記の結果より、本発明の重合性組成物を用いた光学異方体は配向が均一であり、耐熱性に優れるが、比較化合物のみで組成された光学異方体は、配向が乱れたり耐熱性が悪かったりするため、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物が有用であることが明らかである。
〔実施例3及び比較例2〕光学活性化合物を含有する重合性組成物及び光学異方体の作成
 下記の手順([1]重合性組成物溶液の調製、[2]基板への塗布、硬化)に従い本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物及び重合性組成物から光学異方体を作製した。
[1]重合性組成物溶液の調製
〔表2〕に記載の配合に従って、三官能(メタ)アクリレート化合物No.2、比較化合物No.2及び液晶化合物No.1の重合性溶液を調製した。
 各重合性組成物0.95g及び光学活性化合物No.1の0.05gを溶媒(シクロペンタノン)2.0gに添加して溶解し、ラジカル重合開始剤(アデカオプトマーN-1919;(株)ADEKA製)0.03gを加えて完全に溶解した後に、0.45μmフィルターでろ過処理を実施することによって調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
[2]基板への塗布、硬化
 上記[1]で調製した重合性溶液を、ポリイミドを塗布し、ラビングを施したガラス基板上にスピンコーターで塗工した。塗工は、膜厚が約2.0μmになるように、スピンコーターの回転数及び時間を調整して実施した。塗工後、ホットプレートを用いて100℃で3分間乾燥した後に室温下で3分間冷却し、次いで高圧水銀灯を使用し300mJ/cm2に相当する光を照射し、塗工膜を硬化させ、光学異方体を得た。
〔評価例2及び比較評価例2〕
 上記実施例で得られた光学異方体について、物性(配向の均質性、選択反射波長測定)を以下のようにして評価した。これらの評価結果を〔表2〕に示す。
<配向の均質性>
 得られた光学異方体の均質性を、偏光顕微鏡を用いて評価した。クロスニコル下で光学異方体試料を設置したステージを回転させることによって、光学異方体の配向状態を観察し、配向の均質性について評価した。選択反射が一様で、配向欠陥が確認されなければ○、選択反射が確認できるが、オイリーストリーク状組織による配向欠陥が確認された場合は△、結晶化や配向ムラが確認された場合は×とした。
<選択反射波長測定>
 5°正反射付属装置を取り付けた分光光度計((株)日立ハイテクノロジーズ製;U-3010形)を使用して、25℃、波長800~400nmの範囲で、光学異方体の反射率測定を実施し、選択反射中心波長(λ)を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
 上記の結果より、本発明の重合性組成物から得られた光学異方体は特定の波長での選択反射が一様であり、配向欠陥がないが、比較組成物では表面が白化してしまった。従って、本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物を用いた光学異方体は、特に光学フィルムとして使用する場合に有用であることが明らかである。
 本発明の三官能(メタ)アクリレート化合物を含有する重合性組成物は、溶媒溶解性及び他の液晶化合物との相溶性に優れる。該重合性組成物を液晶状態で配向制御して光重合させることにより作製された本発明の光学異方体は、配向制御性、光学特性等に優れ、光学材料として有用である。

Claims (10)

  1.  下記一般式(I)で表される三官能(メタ)アクリレート化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、M1、M2及びM3は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はハロゲン原子を表し、環A1、環A2及び環A3は、それぞれ独立に、ベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環、ナフタレン環、デカヒドロナフタレン環、テトラヒドロナフタレン環又はフェナントレン環を表し、これらの環中の-CH=は、-N=で、-CH2-は、-S-又は-O-で置換されていてもよく、環A1、環A2及び環A3のうち、少なくとも一つはナフタレン環であり、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ独立に、炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン原子又はシアノ基を表し、該アルキル基の水素原子は、ハロゲン原子若しくはシアノ基で置換されていてもよく、該アルキル基のメチレン基は、-O-又は-CO-で中断されていてもよく、X1、X2及びX3は、それぞれ独立に、直接結合、-COO-、-OCO-、-(CH2p-、-CH=CH-、-(CH2pO-、-O(CH2p-、-CH=CHCH2O-、-OCH2CH=CH-、-C≡C-、-(CH2pCOO-、-OCO(CH2p-、-(CH2pOCO-O-、-OCO-O(CH2p-、-(CH2qO(CH2rO-又は-O(CH2qO(CH2r-を表し、Y1及びY2は、それぞれ独立に、-L1-、-L1O-、-L1O-CO-、-L1CO-O-又は-L1O-CO-O-を表し、Y3は、直接結合、-L2-、-OL2-、-O-COL2-、-CO-OL2-又は-O-CO-OL2-を表し、L1及びL2は、それぞれ独立に、炭素原子数1~8のアルキレン基を表し、該アルキレン基は、-O-で1~3回中断されていてもよく、a、b及びcは、それぞれ環A1、環A2及び環A3における置換基の数であって、それぞれの置換される単環又は縮合環に含まれる6員環の数をuとすると、a、b及びcは、それぞれ独立に、2u+2以下の整数で、且つa、b及びcのうち、少なくとも一つは1以上の整数を表し、pはそれぞれ独立に1~8の整数を表し、q及びrは、それぞれ独立に、1~3の整数を表し、s及びtは、それぞれ独立に、0又は1であり、且つs+t≧1である。)
  2.  上記一般式(I)において、環A1、環A2及び環A3が、ベンゼン環又はナフタレン環であり、環A1、環A2及び環A3のうち、少なくとも一つはナフタレン環である請求の範囲第1項に記載の三官能(メタ)アクリレート化合物。
  3.  上記一般式(I)において、X1、X2及びX3が、-COO-又は-OCO-である請求の範囲第1又は2項に記載の三官能(メタ)アクリレート化合物。
  4.  上記一般式(I)において、環A3が、ナフタレン環である請求の範囲第1~3項の何れかに記載の三官能(メタ)アクリレート化合物。
  5.  上記一般式(I)で表される三官能(メタ)アクリレート化合物が、単独で30℃以下で液晶相を保持することが可能である請求の範囲第1~4項の何れかに記載の三官能(メタ)アクリレート化合物
  6.  請求の範囲第1~5項の何れかに記載の三官能(メタ)アクリレート化合物を含有する重合性組成物。
  7.  さらに、光学活性化合物を含有し、コレステリック液晶相を発現する請求の範囲第6項記載の重合性組成物。
  8.  さらに、ラジカル重合開始剤を含有する請求の範囲第6又は7項に記載の重合性組成物。
  9.  請求の範囲第6~8項の何れかに記載の重合性組成物を光重合させることにより作製された光学異方体。
  10.  請求の範囲第9項記載の光学異方体を使用してなるディスプレイ用光学フィルム。
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