WO2014199932A1 - 組成物ならびにそれを用いたミクロ相分離構造膜およびミクロ相分離構造膜の製造方法 - Google Patents

組成物ならびにそれを用いたミクロ相分離構造膜およびミクロ相分離構造膜の製造方法 Download PDF

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substituted
cyclic
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佳明 ▲高▼田
慶太 高橋
渉 馬島
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富士フイルム株式会社
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    • C09K2019/0448Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate

Definitions

  • the present invention relates to a composition, a microphase-separated structure film using the composition, and a method for producing the same. More specifically, a novel composition containing a liquid crystal block copolymer and a reactive liquid crystal compound, and a high-performance material such as an optical / electronic functional material (for example, a brightness enhancement film), an energy-related material, a surface modifying material, or a patterned media. Manufactured using the above composition with controlled orientation useful as a density recording material, various nanofilters (permeation membranes, ultrafiltration membranes, nanoreactors), anisotropic ion conducting membranes, anisotropic conducting membranes, etc.
  • the present invention relates to a microphase separation structure membrane and a manufacturing method thereof.
  • Patent Documents 1 and 2 a block copolymer in which a hydrophilic polymer component (A) and a hydrophobic polymer component (B) are linked by a covalent bond, and the molecular weight distribution of A and B is ⁇ 1.3. Certain block copolymers have been described.
  • Patent Document 2 a self-supporting polymer thin film made of a block copolymer formed by covalently bonding a hydrophilic polymer component and a hydrophobic polymer component having a crosslinkable structure, wherein the self-supporting polymer thin film is A self-supporting polymer thin film having a cylinder made of the hydrophilic polymer component oriented in a certain direction in the film and having the hydrophobic polymer component crosslinked is described.
  • the methods described in these documents were epoch-making in that a microphase-separated structure can be produced in about several minutes.
  • a hydrophilic compound is synthesized by atom transfer radical polymerization (hereinafter abbreviated as ATRP) with a liquid crystalline monomer after synthesizing a hydrophilic macroinitiator in Patent Document 1, for example.
  • ATRP atom transfer radical polymerization
  • a block copolymer in which hydrophobic portions are linked is obtained.
  • patent document 2 after obtaining the living polymerization part only by a hydrophobic part by ATRP, the terminal is modified and finally the hydrophilic part is produced by polymer reaction.
  • the formed microphase-separated structure film described in Patent Document 1 has a problem in that the structure cannot be fixed, the cylinder is bent, and a defect is generated and a domain is formed. .
  • Patent Document 2 the cylinder structure is fixed by cross-linking the hydrophobic polymer component, but the problem that defects still occur has not been solved.
  • Non-Patent Document 2 the generation of defects is suppressed by adding a low-molecular liquid crystal, but the cylinder structure cannot be fixed.
  • a microphase-separated structure film is produced using a block copolymer, but none of the two problems of fixing the structure and suppressing defects are solved at the same time.
  • the block copolymer described in Patent Document 1 does not contain a crosslinkable group in the hydrophobic polymer component, the structure cannot be fixed and the liquid crystal block copolymer is used alone. A defect occurs and a domain occurs.
  • a crosslinkable group is introduced into the block copolymer described in Patent Document 2
  • the structure can be fixed, but since the liquid crystalline block copolymer is used alone, defects are generated and domains are generated. .
  • Non-Patent Document 2 a microphase-separated structure film having a large domain size is suppressed by adding low-molecular liquid crystal to a liquid crystalline block copolymer, but the structure is fixed because there is no crosslinkable group. It was not possible.
  • the problem to be solved by the present invention is a composition that can form and fix a cylinder structure with few defects and a large domain size, and can economically produce a microphase-separated structure film excellent in industrial processability. Is to provide.
  • a component having a mesogenic side chain as a hydrophobic polymer component, a liquid crystalline block copolymer having a hydrophilic polymer component, and a specific
  • a reactive liquid crystal compound having a mesogenic group of the structure is used in combination, it is possible to form and fix a cylinder structure with few defects and a large domain size, and to economically manufacture a microphase-separated structure film with excellent industrial processability It has been found that a composition that can be provided can be provided.
  • a polymer component (A) containing an alkylene oxide chain and a polymer component (B) containing an alkylene chain having 2 to 20 carbon atoms are bonded directly or through a linking group by a covalent bond, and the polymer component (B ) A liquid crystalline block copolymer having mesogenic side chains of 6 to 50 carbon atoms,
  • a composition comprising a reactive liquid crystal compound represented by the following general formula (T) or (X):
  • T) Cy T1 ⁇ (L T1 ⁇ Cy T2 ⁇ L T2 ⁇ Q) t
  • Q is a reactive group
  • L T1 and L T2 are each independently a single bond or a divalent linking group
  • Cy T1 is a t-valent cyclic group
  • Cy T2 is T is an integer of 1 to 6.
  • a plurality of L T1 -Cy T2 -L T2 -Q may be the same or different.
  • Formula (X) Q 1 -L 1 -Cy 1 -L 2- (Cy 2 -L 3 ) n -Cy 3 -L 4 -Q 2 (In General Formula (X), at least one of Q 1 and Q 2 is a reactive group, Q 1 and Q 2 that are not reactive groups represent substituents, and L 1 and L 4 are each independently two.
  • L 1 and L 4 includes at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group, Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 are each independently a divalent cyclic group, and n is 0, 1, 2, or 3.
  • the reactive liquid crystal compound is preferably represented by the following general formula (T ′) or (Y).
  • T ′ Cy T1 ⁇ (L T1 ⁇ Cy T2 ⁇ L T2 ⁇ Q) t
  • Q is a reactive group selected from the following group (B)
  • L T1 and L T2 are each independently a single bond or a divalent linking group
  • Cy T1 is A t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the cyclic structure group (C)
  • Cy T2 is a divalent cyclic group
  • t is an integer of 1 to 6.
  • Ring structure group (C) (In the cyclic structure group (C), each cyclic structure has any of the rings constituting the cyclic structure each independently having t bonds for binding to LT1, and any of the cyclic structures constitutes the cyclic structure.
  • the ring may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • General formula (Y) (In General Formula (Y), at least one of Q 1 and Q 2 is a reactive group selected from the following group (B), and Q 1 and Q 2 that are not reactive groups represent a substituent, and L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group, at least one of L 1 and L 4 includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond Or a divalent linking group selected from the following group (A), wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group , N is 0, 1, 2, or 3.) Group (A) (In the group (A), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubsti
  • the reactive liquid crystal compound is preferably represented by the following general formula (U) or (Z).
  • General formula (U) (In the general formula (U), Q is a reactive group selected from the group (B ′), R T1 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, and L T1 and L T2 are each independently a divalent linking group selected from the following group (A) or a divalent linking group containing a hetero atom, and Cy T1 is selected from the following cyclic structure group (C ′): A t-valent cyclic group containing a cyclic structure, wherein t is an integer of 1 to 6.
  • Cyclic structure group (C ') (In cyclic structure group (C '), each annular structure, one in which any ring has to configure each independently a cyclic structure t book binding hand for bonding with L T1, constitute a cyclic structure These rings may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • General formula (Z) (In General Formula (Z), Q 1 and Q 2 are each independently a reactive group selected from the following group (B ′), L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group, At least one of L 1 and L 4 includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group selected from the following group (A ′) R 1 ,
  • RT is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group
  • R T1 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group
  • L T1 is a divalent linking group selected from the following group (A ′′):
  • L T2A is a divalent linking group selected from the following group (A ′′) or a divalent linking group containing a hetero atom, and includes at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms
  • Cy T1 is a t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the following cyclic structure group (C ′′), and t is an integer of 1 to 6.
  • each cyclic structure has t bonds for bonding to L T1 and any of the rings constituting the cyclic structure independently has a cyclic structure.
  • Any ring may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • General formula (Z ') (In general formula (Z ′), R ′ and R ′′ are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and L 2 and L 3 are each independently selected from the following group (A ′′): L 1A and L 4A are each independently a divalent linking group, and at least one of L 1A and L 4A includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms, R 1 , R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the molecular weight of the reactive liquid crystal compound is preferably less than 3000.
  • the polymer component (B) of the liquid crystalline block copolymer has a structure represented by the following general formula (1). Is preferred.
  • m represents an integer of 1 to 500
  • L 12 represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a metallocenylene group, —CO—N (R 101 ) —, — CO—O—, —SO 2 —N (R 102 ) —, —SO 2 —O—, —N (R 103 ) —CO—N (R 104 ) —, —SO 2 —, —SO—, —S —, —O—, —CO—, —N (R 105 ) —, and a linking group having 0 to 100 carbon atoms constituted by combining one or more heterylene groups (R 101 , R 102 , R 103 , R 104 and R 105 each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or un
  • R 4 is a hydrogen atom
  • R 5 represents an oxetanyl group, an epoxy group, an acrylate group, a methacrylate group, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted alkoxy group
  • M represents Represents a mesogenic group having 6 to 50 carbon atoms, provided that m repeating units may be the same or different from each other.
  • M in the polymer component (B) of the liquid crystalline block copolymer is divalent represented by the following general formula (2) or general formula (3). It is preferable that the coupling group is included.
  • the liquid crystalline block copolymer preferably has a number average molecular weight Mn of 3000 to 100,000.
  • Mw / Mn of the liquid crystalline block copolymer is 1.5 or less (Mw Represents the weight average molecular weight of the liquid crystalline block copolymer, and Mn represents the number average molecular weight of the liquid crystalline block copolymer).
  • the composition according to any one of [1] to [10] preferably further contains an initiator.
  • [12] including a step of promoting the phase separation of the composition according to any one of [1] to [11] on a support by heat, light, solvent vapor, or an electric field to form a microphase separation structure.
  • a method for producing a microphase-separated structure film which is characterized.
  • composition that can form and fix a cylinder structure with few defects and a large domain size, and can economically produce a microphase-separated structure film excellent in industrial processability. Can do.
  • FIG. 1 is an AFM photograph (phase image) of the microphase-separated structure film A of Comparative Example 1 manufactured as an example of the microphase-separated structure film of the present invention.
  • FIG. 2 is an AFM photograph (phase image) of the microphase-separated structure film A of Example 1.
  • FIG. 3 is an AFM photograph (phase image) of the microphase-separated structure film A of Comparative Example 2 manufactured as another example of the microphase-separated structure film of the present invention.
  • FIG. 4 is an AFM photograph (phase image) of the microphase separation structure film A of Example 2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional TEM observation photograph of the microphase separation structure film B of Example 2 manufactured as another example of the microphase separation structure film of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional TEM observation photograph of the microphase-separated structure film B of Comparative Example 21.
  • FIG. 7 is a cross-sectional TEM observation photograph of the microphase separation structure film
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • (meth) acrylate is used in the meaning containing both acrylate and methacrylate.
  • composition In the composition of the present invention, the polymer component (A) containing an alkylene oxide chain and the polymer component (B) containing an alkylene chain having 2 to 20 carbon atoms are bonded by a covalent bond directly or through a linking group, and
  • the polymer component (B) includes a liquid crystalline block copolymer having a mesogenic side chain having 6 to 50 carbon atoms and a reactive liquid crystal compound represented by the following general formula (T) or (X) .
  • L 1 and L 4 includes at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group, Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 are each independently a divalent cyclic group, and n is 0, 1, 2, or 3.
  • the composition having such a structure can form and fix a cylinder structure with few defects and a large domain size, and can economically produce a microphase-separated structure film excellent in industrial processability.
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (X) it is possible to obtain an effect that the obtained cylinder structure can be hardened without breaking.
  • the hardness of such a cylinder structure can relatively evaluate the strength of the cylinder hardness of the microphase-separated structure film depending on whether the cylinder structure can be observed by cross-sectional TEM observation.
  • the domain size of the microphase-separated structure film can be relatively evaluated by comparing the maximum domain size in the surface AFM image.
  • the liquid crystal block copolymer is sometimes called an amphiphilic liquid crystal block copolymer.
  • the polymer component (A) is a hydrophilic polymer
  • the polymer component (B) is a hydrophobic polymer.
  • the composition of this invention contains the reactive liquid crystal compound represented by the said general formula (T) or (X).
  • the composition of the present invention includes at least one of the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (T) and the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (X), and may include both. Only one may be included.
  • (i) a preferred embodiment of the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (X) and (ii) a preferred embodiment of the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (T) will be described in this order. To do.
  • Reactive liquid crystal compound represented by general formula (X) The aspect in which the composition of this invention contains the reactive liquid crystal compound represented by the following general formula (X) is demonstrated.
  • L 1 and L 4 includes at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group, Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 are each independently a divalent cyclic group, and n is 0, 1, 2, or 3.
  • the reactive group is preferably a polymerizable group, and the polymerization reaction of the polymerizable group is preferably addition polymerization (including ring-opening polymerization) or condensation polymerization.
  • the reactive group is preferably a functional group capable of addition polymerization reaction or condensation polymerization reaction.
  • the reactive group is preferably a reactive group selected from the following group (B).
  • the reactive group is more preferably a reactive group selected from the following group (B ′) among the reactive groups selected from the group (B).
  • an oxetanyl group, an epoxy group, an acrylate group, and a methacrylate group are more preferable.
  • at least one of Q 1 and Q 2 is It is particularly preferred that When one of Q 1 and Q 2 represents a reactive group, the other one may represent a reactive group or a substituent that is not a reactive group.
  • the substituent is not particularly limited, but may be a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl Group, an alkoxy group which may have a substituent, a substituted or unsubstituted aryl group, and a cyano group, preferably an alkyl group or an alkoxy group which may have a substituent.
  • an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms more particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, More particularly preferred is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the other one when one of Q 1 and Q 2 represents a reactive group, the other one preferably represents a reactive group, more preferably an oxetanyl group, an epoxy group, an acrylate group, or a methacrylate group, and Q 1 and Both of Q 2 It is more particularly preferred that both are acrylate groups.
  • L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group, and at least one of L 1 and L 4 includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms.
  • L 1 and L 4 each independently comprise —O—, —S—, —CO—, —NR—, —C ⁇ N—, a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof.
  • a divalent linking group selected from the group is preferred.
  • the above R contained in L 1 and L 4 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • the example of the bivalent coupling group which consists of a combination is shown below.
  • L-1 —CO—O—divalent chain group —O— L-2: —CO—O—divalent chain group —O—CO— L-3: —CO—O—divalent chain group —O—CO—O— L-4: —CO—O—divalent chain group—O—divalent cyclic group— L-5: —CO—O—divalent chain group —O—divalent cyclic group —CO—O— L-6: —CO—O—divalent chain group —O—divalent cyclic group —O—CO— L-7: —CO—O—Divalent chain group—O—Divalent cyclic group—Divalent chain group— L-8: —CO—O—divalent chain group—O—divalent cyclic group—divalent chain group —CO—O— L-9: —CO—CO—O—Divalent chain group—O—Divalent cyclic group—Divalent chain group— L-9: —CO—O
  • alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group and a substituted alkenylene group are preferred, and an alkylene group and an alkenylene group are more preferred.
  • the alkylene group may have a branch, but is preferably a straight chain.
  • the alkylene group preferably has 2 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 16 carbon atoms, and most preferably 5 to 15 carbon atoms.
  • the total number of carbon atoms of all alkylene groups contained in the divalent linking group represented by L 1 and L 4 is preferably in the above range.
  • a divalent chain group in L-1 to L-22 When a plurality of are included, the total carbon number of the divalent chain group which is an alkylene group is preferably within the above range.
  • the total number of carbon atoms of each alkylene group is preferably 2 to 20, and preferably 3 to 18 It is preferably 4 to 16, more preferably 5 to 15.
  • the alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group.
  • the substituent include a halogen atom.
  • the alkenylene group may have a branch.
  • the alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
  • the alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group.
  • Examples of the substituent include a halogen atom.
  • the alkynylene group may have a branch.
  • the alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
  • the alkynylene part of the substituted alkynylene group is the same as the above alkynylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
  • divalent chain group examples include ethylene, trimethylene, propylene, tetramethylene, 2-methyl-tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene, 2-butenylene, 2-butynylene and the like.
  • the definition and examples of the divalent cyclic group are the same as those of Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 described later.
  • L 1 and L 4 are preferably each independently L-1, L-2 or L-23, more preferably L-1 or L-2, and particularly preferably L-1.
  • L 1 and L 4 are —CO—O—L 1A — and —CO—O, respectively. It is preferably represented by -L 4A- , and L 1A and L 4A each independently represent a divalent linking group. However, at least one of L 1A and L 4A contains at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the preferred ranges of L 1A and L 4A are ranges in which —CO—O— and —CO—O— are excluded from the preferred ranges of L 1 and L 4 , respectively.
  • L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group represented by L 2 or L 3 is preferably a divalent linking group selected from the following group (A).
  • Group (A) (In the group (A), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • the R in the group (A) is preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, and methyl.
  • L 2 and L 3 are preferably each independently a single bond or a divalent linking group represented by the following group (A ′).
  • Group (A ') (In the group (A ′), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • the preferable range of R included in the group (A ′) is the same as the preferable range of R included in the group (A). More preferably, L 2 and L 3 are each independently a divalent linking group represented by the following group (A ′′).
  • R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the preferable range of R included in the group (A ′′) is the same as the preferable range of R included in the group (A). It is particularly preferred that L 2 and L 3 are each independently —COO— or —OCO—. L 2 is more preferably —COO—, and L 3 is particularly preferably —OCO—.
  • n is 0, 1, 2, or 3.
  • two L 3 may be the same or different, and two Cy 2 may be the same or different.
  • n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
  • Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 are each independently a divalent cyclic group.
  • the ring contained in the cyclic group is preferably a 5-membered ring, 6-membered ring, or 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or 6-membered ring, and most preferably a 6-membered ring.
  • the ring contained in the cyclic group may be a condensed ring. However, it is more preferably a monocycle than a condensed ring.
  • the ring contained in the cyclic group may be any of an aromatic ring, an aliphatic ring, and a heterocyclic ring.
  • Examples of the aromatic ring include a benzene ring and a naphthalene ring.
  • Examples of the aliphatic ring include a cyclohexane ring.
  • Examples of the heterocyclic ring include a pyridine ring and a pyrimidine ring.
  • As the cyclic group having a benzene ring 1,4-phenylene is preferable.
  • As the cyclic group having a naphthalene ring naphthalene-1,5-diyl and naphthalene-2,6-diyl are preferable.
  • the cyclic group having a cyclohexane ring is preferably 1,4-cyclohexylene.
  • the cyclic group having a pyridine ring is preferably pyridine-2,5-diyl.
  • the cyclic group having a pyrimidine ring is preferably pyrimidine-2,5-diyl.
  • the cyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (X) is preferably represented by the following general formula (Y).
  • General formula (Y) (In General Formula (Y), at least one of Q 1 and Q 2 is a reactive group selected from the following group (B), and Q 1 and Q 2 that are not reactive groups represent a substituent, and L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group, at least one of L 1 and L 4 includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond Or a divalent linking group selected from the following group (A), wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group , N is 0, 1, 2, or 3.)
  • Group (A) (In the group (A), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted
  • R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (Y) are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, and R 1 , R 2 and R 3 are each Four each of R 1 , R 2 and R 3 are included in the substituted benzene ring.
  • the preferred range of R 1 , R 2 and R 3 is the same as the preferred range of the substituent that the divalent cyclic group represented by Cy 1 , Cy 2 and Cy 3 may have in general formula (X). .
  • R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (Y) are each independently a hydrogen atom.
  • the preferable range of the other group in the general formula (Y) is the same as the preferable range of the group of the same name in the description of the general formula (X).
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (X) is preferably represented by the following general formula (Z).
  • General formula (Z) (In General Formula (Z), Q 1 and Q 2 are each independently a reactive group selected from the following group (B ′), L 1 and L 4 are each independently a divalent linking group, At least one of L 1 and L 4 includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms, and L 2 and L 3 are each independently a single bond or a divalent linking group selected from the following group (A ′)
  • R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, and n is 0, 1, 2, or 3.
  • Group (A ') (In the group (A ′), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • the preferable range of each group in the general formula (Z) is the same as the preferable range of the group of the same name in the description of the general formula (Y).
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (X) is preferably represented by the following general formula (Z ′).
  • General formula (Z ') (In General Formula (Z ′), R ′ and R ′′ are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and L 2 and L 3 are each independently represented by the following group (A ′′):
  • L 1A and L 4A are each independently a divalent linking group, and at least one of L 1A and L 4A includes an alkylene group having at least 2 to 20 carbon atoms, R 1 , R 2 and R 3 are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Group (A '') (In the group (A ′′), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • R ′ and R ′′ are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, preferably a hydrogen atom or an unsubstituted alkyl group, It is more preferably a group, and particularly preferably a hydrogen atom.
  • the preferable range of the other group in the general formula (Z ′) is the same as the preferable range of the group having the same name in the description of the general formula (X) or the description of the general formula (Y).
  • Reactive liquid crystal compound represented by general formula (T) The aspect in which the composition of this invention contains the reactive liquid crystal compound represented by the following general formula (T) is demonstrated.
  • General formula (T) Cy T1 ⁇ (L T1 ⁇ Cy T2 ⁇ L T2 ⁇ Q) t (In General Formula (T), Q is a reactive group, L T1 and L T2 are each independently a single bond or a divalent linking group, Cy T1 is a t-valent cyclic group, and Cy T2 is T is an integer of 1 to 6. When t is 2 to 6, a plurality of L T1 -Cy T2 -L T2 -Q may be the same or different. )
  • Q is a reactive group, and a preferable range of Q is the same as the preferable range of the reactive group represented by Q 1 or Q 2 in the general formula (X).
  • L T1 is a single bond or a divalent linking group, and a preferable range of L T1 is the same as the preferable range of L 2 in the general formula (X).
  • L T2 is a single bond or a divalent linking group, and a preferable range of L T2 is the same as the preferable range of L 4 in the general formula (X).
  • L T2 is the left Cy T2, in the case where the right side is attached to Q, preferably represented by -L T2A -O-CO-, L T2A the group in the general formula (X) (A '') Or a divalent linking group containing a hetero atom, and at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the preferable range of L T2A is the same as the preferable range of L 4A in the general formula (X) except for the preferable range of the alkylene group having 2 to 20 carbon atoms which L T2A has.
  • the alkylene group having 2 to 20 carbon atoms that LT 2A has is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and an alkylene group having 3 to 5 carbon atoms. Particularly preferred is a group.
  • the alkylene group having 2 to 20 carbon atoms which LT2A has may be branched but is preferably a straight chain.
  • Cy T1 is a t-valent cyclic group, and the ring contained in the cyclic group is preferably a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a 7-membered ring. It is more preferably a member ring, and most preferably a 6-member ring.
  • the ring contained in the cyclic group may be a single ring or a condensed ring. However, a condensed ring is more preferable than a single ring.
  • the ring contained in the cyclic group may be any of an aromatic ring, an aliphatic ring, and a heterocyclic ring.
  • Examples of the aromatic ring include a cyclic structure selected from the cyclic structure group (C) described later.
  • Examples of the aliphatic ring include a cyclohexane ring.
  • Examples of the heterocyclic ring include a pyridine ring and a pyrimidine ring.
  • Cy T1 is preferably an aromatic ring, and more preferably a t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the following cyclic structure group (C).
  • Ring structure group (C) In the cyclic structure group (C), each cyclic structure has any of the rings constituting the cyclic structure each independently having t bonds for binding to LT1, and any of the cyclic structures constitutes the cyclic structure.
  • the ring may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the substituent which any ring constituting the cyclic structure may have is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, It is more preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group.
  • Cy T1 is more preferably a t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the following cyclic structure group (C ′).
  • Cyclic structure group (C ') (In cyclic structure group (C '), each annular structure, one in which any ring has to configure each independently a cyclic structure t book binding hand for bonding with L T1, constitute a cyclic structure These rings may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • the preferred range of the substituent that any ring constituting the cyclic structure may have is any ring constituting the cyclic structure in the cyclic structure group (C). It is the same as the preferable range of the substituent which may have.
  • Cy T1 is more preferably a t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the following cyclic structure group (C ′′).
  • Ring structure group (C '') In the cyclic structure group (C ′′), each cyclic structure has t bonds for bonding to L T1 and any of the rings constituting the cyclic structure independently has a cyclic structure. Any ring may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the preferred range of the substituent that any ring constituting the cyclic structure may have is any of the cyclic structures in the cyclic structure group (C).
  • Cy T1 is particularly preferably a t-valent cyclic group including a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenalene ring, and a triphenylene ring, and more preferably a t-valent cyclic group including a triphenylene ring.
  • t is an integer of 1 to 6.
  • t is 2 to 6, a plurality of L T1 -Cy T2 -L T2 -Q may be the same or different.
  • t is preferably from 2 to 6, more preferably from 3 to 6, particularly preferably from 4 to 6, and even more preferably 6.
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (T) is preferably represented by the following general formula (T ′).
  • General formula (T ′) Cy T1 ⁇ (L T1 ⁇ Cy T2 ⁇ L T2 ⁇ Q) t (In General Formula (T ′), Q is a reactive group selected from the following group (B), L T1 and L T2 are each independently a single bond or a divalent linking group, and Cy T1 is A t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the cyclic structure group (C), Cy T2 is a divalent cyclic group, and t is an integer of 1 to 6.
  • Ring structure group (C) (In the cyclic structure group (C), each cyclic structure has any of the rings constituting the cyclic structure each independently having t bonds for binding to LT1, and any of the cyclic structures constitutes the cyclic structure.
  • the ring may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (T) is preferably represented by the following general formula (U).
  • General formula (U) (In the general formula (U), Q is a reactive group selected from the group (B ′), R T1 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, and L T1 and L T2 are each independently a divalent linking group selected from the following group (A) or a divalent linking group containing a hetero atom, and Cy T1 is selected from the following cyclic structure group (C ′): A t-valent cyclic group containing a cyclic structure, wherein t is an integer of 1 to 6.
  • Cyclic structure group (C ') (In cyclic structure group (C '), each annular structure, one in which any ring has to configure each independently a cyclic structure t book binding hand for bonding with L T1, constitute a cyclic structure These rings may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • Group (A ') (In the group (A ′), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • Group (B ') The general formula The preferred range of Cy T1, L T1, Cy T2 , L T2, Q and t in (U) is, Cy T1, L T1, Cy T2, L T2, Q and in
  • the reactive liquid crystal compound represented by the general formula (T) is preferably represented by the following general formula (U ′).
  • General formula (U ') (In the general formula (U ′), RT is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, R T1 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, L T1 is a divalent linking group selected from the following group (A ′′): L T2A is a divalent linking group selected from the following group (A ′′) or a divalent linking group containing a hetero atom, and includes at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Cy T1 is a t-valent cyclic group containing a cyclic structure selected from the following cyclic structure group (C ′′), and t is an integer of 1 to 6.
  • each cyclic structure has t bonds for bonding to L T1 and any of the rings constituting the cyclic structure independently has a cyclic structure.
  • Any ring may have a substituent such as a substituted or unsubstituted alkyl group or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • Group (A '') (In the group (A ′′), R represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.)
  • the general formula (U ') Cy T1, L T1 in, Cy T2, L T2A, preferred ranges of Q and t, Cy T1, L T1, Cy T2 in the description of the general formula (T), L T2A, Q , R ′′ and t are the same as the preferred ranges.
  • the preferable range of RT in the general formula (U ′) is the same as the preferable range of R ′′ in the description of the general formula (Z ′).
  • the molecular weight of the reactive liquid crystal compound is preferably less than 3000, more preferably less than 2000, and particularly preferably 1000 to 300.
  • the polymer component (A) containing an alkylene oxide chain and the polymer component (B) containing an alkylene chain having 2 to 20 carbon atoms are bonded by a covalent bond directly or via a linking group
  • the polymer component (B) includes a liquid crystalline block copolymer having a mesogenic side chain having 6 to 50 carbon atoms.
  • the polymer component (A) includes an alkylene oxide chain.
  • alkylene oxide chain include polyalkyleneoxy structures such as poly (ethylene oxide) and poly (propylene oxide), poly (vinyl alcohol), poly (acrylic acid), poly (methacrylic acid), poly (acrylamide), and oligo (ethylene oxide). ), Crown ether, cryptand or poly (methacrylate) or poly (acrylate) having a sugar chain in the side chain, more preferably a polyalkyleneoxy structure, and particularly preferably poly (ethylene oxide). .
  • n is preferably 1 to 500, more preferably 3 to 250, and particularly preferably 5 to 200.
  • the said polymer component (B) may couple
  • the degree of polymerization of the polymer component (A) is from 100 to 100,000, preferably from 1,000 to 50,000, and most preferably from 2,000 to 10,000, from the viewpoint of controlling the size of the microphase separation structure.
  • the polymer component (A) may be formed by polymerizing a hydrophilic monomer component.
  • a hydrophilic monomer component A well-known hydrophilic monomer component can be used.
  • the hydrophilic monomer component include compounds in which methacrylic acid and acrylic acid and a compound obtained by alkylating one end of a polyol compound are linked by an ester bond.
  • a compound obtained by alkyl etherifying one end of a polyol compound is obtained by etherifying a polyol compound described below with an alkyl compound having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, more preferably methyl. Etherified (carbon number 1).
  • polyol compound examples include polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, aliphatic hydrocarbon having two or more hydroxyl groups in the molecule, and fat having two or more hydroxyl groups in the molecule. Cyclic hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons having two or more hydroxyl groups in the molecule, and the like are used. These polyols can be used alone or in combination of two or more.
  • polyether polyol examples include aliphatic polyether polyols, alicyclic polyether polyols, and aromatic polyether polyols.
  • aliphatic polyether polyol for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol, polyheptamethylene glycol, polydecamethylene glycol, pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolpropane, and Ethylene oxide addition triol of trimethylolpropane, propylene oxide addition triol of trimethylolpropane, ethylene oxide and propylene oxide addition triol of trimethylolpropane, ethylene oxide addition tetraol of pentaerythritol, ethylene oxide addition hexaol of dipentaerythritol, etc.
  • Polyhydric alcohol such as alkylene oxide addition polyol , Or two or more types of ionic-polymerizable cyclic compounds by ring-opening polymerization polyether polyols obtained can be mentioned.
  • Examples of the ion-polymerizable cyclic compound include ethylene oxide, propylene oxide, butene-1-oxide, isobutene oxide, 3,3-bis (chloromethyl) oxetane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxane, trioxane, tetraoxane, and cyclohexene.
  • Examples include cyclic ethers.
  • Specific combinations of the two or more types of ion-polymerizable cyclic compounds include tetrahydrofuran and ethylene oxide, tetrahydrofuran and propylene oxide, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and 3-methyltetrahydrofuran, ethylene oxide and propylene oxide, butene-1- Examples thereof include oxide and ethylene oxide, tetrahydrofuran, butene-1-oxide, and ethylene oxide.
  • a polyether polyol obtained by ring-opening copolymerization of the above ion-polymerizable cyclic compound with a cyclic imine such as ethyleneimine, a cyclic lactone acid such as ⁇ -propiolactone or glycolic acid lactide, or dimethylcyclopolysiloxane can also be used.
  • Examples of the alicyclic polyether polyol include hydrogenated bisphenol A alkylene oxide addition diol, hydrogenated bisphenol F alkylene oxide addition diol, 1,4-cyclohexanediol alkylene oxide addition diol, and the like.
  • aromatic polyether polyol examples include alkylene oxide addition diol of bisphenol A, alkylene oxide addition diol of bisphenol F, alkylene oxide addition diol of hydroquinone, alkylene oxide addition diol of naphthohydroquinone, alkylene oxide addition diol of anthrahydroquinone, etc. It is done.
  • polyether polyol for example, as an aliphatic polyether polyol, PTMG650, PTMG1000, PTMG2000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), PPG1000, EXCENOL1020, EXCENOL2020, EXCENOL3020, EXCENOL4020 (above, Asahi Glass Co., Ltd.) )), PEG1000, Unisafe DC1100, Unisafe DC1800, Unisafe DCB1100, Unisafe DCB1800 (above, manufactured by NOF Corporation), PPTG1000, PPTG2000, PPTG4000, PTG400, PTG650, PTG2000, PTG3000, PTGL1000, PTGL2000 (above, Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), PPG400, PBG400, Z-300 -4, Z-3001-5, PBG2000, PBG2000B (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), TMP
  • the polyester polyol is obtained by reacting a polyhydric alcohol and a polybasic acid.
  • a polyhydric alcohol ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,2-bis (hydroxyethyl) cyclohexane, 2,2-diethyl 1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, glycerin, trimethyl
  • polyester polyols examples include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid, sebacic acid and the like.
  • examples of commercially available products of these polyester polyols include Kurapol P1010, Kurapol P2010, PMIPA, PKA-A, PKA-A2, PNA-2000 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and the like.
  • polycarbonate polyol examples include polycarbonate diols represented by the following general formula (i).
  • R 1 represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a (poly) ethylene glycol residue, a (poly) propylene glycol residue or a (poly) tetramethylene glycol residue, and m is 1 An integer in the range of ⁇ 30.
  • R 1 in the general formula (i) include residues obtained by removing both terminal hydroxyl groups from the following compounds, that is, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6 -Hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, di Examples thereof include residues obtained by removing a hydroxyl group from propylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol and the like.
  • polycarbonate polyols Commercial products of these polycarbonate polyols include DN-980, DN-981, DN-982, DN-983 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), PC-8000 (manufactured by PPG), PNOC1000, PNOC2000, PMC100, PMC2000 (above, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), Plaxel CD-205, CD-208, CD-210, CD-220, CD-205PL, CD-208PL, CD-210PL, CD-220PL, CD-205HL, CD-208HL, CD-210HL, CD-220HL, CD-210T, CD-221T (above, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and the like can be used.
  • polycaprolactone polyol examples include ⁇ -caprolactone such as ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,2-polybutylene glycol, 1,6-hexanediol, neo
  • polycaprolactone diols obtained by addition reaction with diols such as pentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,4-butanediol.
  • Plaxel 205, 205AL, 212, 212AL, 220, 220AL manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon having two or more hydroxyl groups in the molecule include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,7-heptanediol.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon having two or more hydroxyl groups in the molecule include 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,2-bis (hydroxyethyl) cyclohexane, dimethylol such as dicyclopentadiene. Compound, tricyclodecane dimethanol and the like.
  • Examples of the unsaturated hydrocarbon having two or more hydroxyl groups in the molecule include hydroxy-terminated polybutadiene and hydroxy-terminated polyisoprene.
  • examples of polyols other than the above include ⁇ -methyl- ⁇ -valerolactone diol, castor oil-modified diol, terminal diol compound of polydimethylsiloxane, polydimethylsiloxane carbitol-modified diol, and the like.
  • These polyol compounds preferably have a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000, particularly preferably 1,000 to 9000.
  • the mass average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) by dissolving a part of the polymer in tetrahydrofuran (THF).
  • GPC gel permeation chromatography
  • THF tetrahydrofuran
  • the mass average molecular weight in the present invention is a value using polystyrene as a standard substance.
  • polyethylene glycol monomethyl ether is polyethylene glycol monomethyl ether, and its number average molecular weight is from 100 to 10,000, preferably from 200 to 5,000, most preferably from 300 to 1,000.
  • the polymer component (B) includes an alkylene chain having 2 to 20 carbon atoms and has a mesogenic side chain having 6 to 50 carbon atoms.
  • the polymer component (B) for example, poly (methacrylate), poly (acrylate), poly (styrene), vinyl polymer having 6 to 50 carbon mesogen side chains, respectively, etc.
  • poly ((meth) acrylate) having a mesogenic side chain having 6 to 50 carbon atoms is preferable, and a polymer component derived from a polymerizable rod-like liquid crystal compound described later is more preferable.
  • the polymer component (B) may further include poly (methacrylate), poly (acrylate), poly (styrene), vinyl polymer, etc. each having a long alkyl side chain or a hydrophobic side chain.
  • the long-chain alkyl side chain means an alkyl side chain having preferably 6 to 22 carbon atoms.
  • Examples of the hydrophobic side chain include an aliphatic side chain.
  • the mesogen side chain having 6 to 50 carbon atoms is more preferably a mesogen side chain having 6 to 40 carbon atoms, and particularly preferably a mesogen side chain having 6 to 30 carbon atoms.
  • “Mesogenic group” includes a group capable of forming the core of a liquid crystal compound, and examples of the compound having a mesogenic group include a liquid crystalline compound and a mesogenic group, but does not form a liquid crystal. Liquid crystalline compounds are also included. The mesogenic group will be further described. In the present invention, the mesogenic group is a group showing a main skeleton of liquid crystal molecules that contribute to liquid crystal formation.
  • the liquid crystal molecules exhibit liquid crystallinity that is an intermediate state (mesophase) between a crystalline state and an isotropic liquid state.
  • the mesogenic group is not particularly limited.
  • “Flushage Kristall in Table II” VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie, Leipzig, published in 1984
  • a residue of a thermotropic liquid crystal is preferable, and a residue of a rod-like liquid crystal and a discotic liquid crystal is more preferable.
  • a liquid crystal residue showing a nematic phase and a smectic A phase is more preferable, and in a discotic liquid crystal, a liquid crystal residue showing a discotic nematic phase is more preferable.
  • Preferred examples of the residue of the discotic liquid crystal include benzene, triphenylene, truxene, trioxatruxene, anthraquinone, phthalocyanine or porphyrin, macrocyclene, bis (1,3-diketone) copper complex, tetraarylbipyranylidene, Tetrathiafulvalene and inositol are included.
  • the main skeleton of the liquid crystal molecules that contribute to the formation of a rigid liquid crystal is —Cy 1 -L 2 — (Cy 2 -L 3) n -Cy 3 -L 4 - is preferably a group represented by.
  • the mesogenic group is preferably a group represented by -Cy 1 -L 2- (Cy 2 -L 3 ) n -Cy 3 -L 4-in the general formula (X),
  • the more preferable range of the group represented by the above -Cy 1 -L 2- (Cy 2 -L 3 ) n -Cy 3 -L 4- is the same as the preferable range of each group in the general formula (X).
  • the polymer component (B) of the liquid crystalline block copolymer preferably has a structure represented by the following general formula (1).
  • General formula (1) (In the general formula (1), m represents an integer of 1 to 500, and L 12 represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a metallocenylene group, —CO—N (R 101 ) —, — CO—O—, —SO 2 —N (R 102 ) —, —SO 2 —O—, —N (R 103 ) —CO—N (R 104 ) —, —SO 2 —, —SO—, —S —, —O—, —CO—, —N (R 105 ) —, and a linking group having 0 to 100 carbon atoms constituted by combining one or more heterylene groups (R 101 , R 102 , R 103 ,
  • R 4 is a hydrogen atom
  • R 5 represents an oxetanyl group, an epoxy group, an acrylate group, a methacrylate group, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted alkoxy group
  • M represents Represents a mesogenic group having 6 to 50 carbon atoms, provided that m repeating units may be the same or different from each other.
  • m is preferably 3 to 200, more preferably 5 to 150, and particularly preferably 10 to 100.
  • L 12 represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a metal direylene group, —CO—N (R 101 ) —, —CO—O—, —SO 2 —N.
  • (R 102 ) —, —SO 2 —O—, —N (R 103 ) —CO—N (R 104 ) —, —SO 2 —, —SO—, —S—, —O—, —CO—, —N (R 105 ) — represents a linking group having 0 to 100 carbon atoms constituted by combining one or more heterylene groups (R 101 , R 102 , R 103 , R 104 , R 105 each represents Independently, it represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, provided that L 12 includes at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, wherein in the general formula (1), L 12 Is preferably an alkylene group ( 2-20 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene), arylene groups (6-26 carbon
  • L 12 contains at least an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the alkylene group contained in L 12 preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 5 to 15 carbon atoms.
  • R 101 , R 102 , R 103 , R 104 , and R 105 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group.
  • One or more linking groups represented by L 11 and L 12 may be present, and a plurality (preferably two) of the linking groups may be bonded to form a ring.
  • each R 4 is preferably independently a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of versatility, and more preferably a hydrogen atom.
  • M is preferably a mesogenic group having 6 to 50 carbon atoms, more preferably a mesogenic group having 6 to 40 carbon atoms, and a mesogenic group having 6 to 30 carbon atoms. Particularly preferred.
  • M in the polymer component (B) of the liquid crystalline block copolymer contains a divalent linking group represented by the following general formula (2) or general formula (3). Is preferred.
  • General formula (2) General formula (3) (In General Formulas (2) and (3), Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted arylene group.)
  • the preferred range of Ar 1 and Ar 2 is the same as the preferred range of Cy 1 , Cy 2 or Cy 3 in the general formula (X).
  • a more preferable range of the mesogenic group represented by M is the same as the preferable range of the above-mentioned —Cy 1 -L 2 — (Cy 2 -L 3 ) n —Cy 3 -L 4 — in the general formula (X).
  • R 5 represents an oxetanyl group, an epoxy group, an acrylate group, a methacrylate group, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted alkoxy group, and an oxetanyl group.
  • An epoxy group, an acrylate group, and a methacrylate group are preferable, an acrylate group and a methacrylate group are more preferable, and an acrylate group is particularly preferable.
  • the polymer component (B) is preferably formed by polymerizing a hydrophobic monomer component.
  • a hydrophobic monomer component A well-known hydrophobic monomer component can be used.
  • the hydrophobic monomer component is preferably a liquid crystalline monomer from the viewpoint of low volatility and easy production of a microphase-separated structure film described later.
  • the reaction rate of living polymerization can be increased by performing polymerization in a liquid crystal field.
  • the phase separation structure is fixed by crosslinking or polymerizing the residual monomer component after living polymerization in the step of fixing the phase separation structure described later. Can be made easier. That is, in the liquid crystalline block copolymer, it is preferable that in the polymer component (B), the mesogen side chain has at least one reactive group in one mesogen side chain.
  • the preferred range of the reactive group is the same as the preferred range of the reactive group represented by Q 1 and Q 2 in the general formula (X).
  • a rod-like liquid crystal compound is more preferable.
  • the remaining monomer component or polymer such as an initiator-derived polymer
  • the liquid crystal monomer remains and the fluidity is increased, so that a beautiful cylindrical microphase separation structure free from defects can be formed.
  • rod-like liquid crystal compounds examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines, Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used.
  • high-molecular liquid crystalline molecules can also be used.
  • a polymerizable rod-like liquid crystal compound that can fix the orientation of the rod-like liquid crystal compound by polymerization is more preferable.
  • the polymerizable rod-like liquid crystal compound is preferably a compound represented by the above general formula (X) and a compound represented by the following general formula (V), and a compound represented by the above general formula (X). Is more preferable.
  • M 1 and M 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a heterocyclic group, a cyano group, a halogen, —SCN, —CF 3 , a nitro group, or Q 1 is represented, but at least one of M 1 and M 2 represents a group other than Q 1 .
  • Q 1 , L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , Cy 1 , Cy 2 , Cy 3 and n are synonymous with the group represented by the general formula (X).
  • P and q are 0 or 1.
  • M 1 and M 2 do not represent Q 1 , it is preferably a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a cyano group, more preferably a carbon number It is preferably an alkyl group of 1 to 4 or a phenyl group, and p and q are preferably 0.
  • the compound represented by the general formula (V) are not limited to these examples.
  • the compound represented with the said general formula (V) also has a compound in common with the example of the reactive liquid crystal compound represented with the said general formula (X).
  • one of the compounds having two or more acrylic groups and methacrylic groups may potentially contain a polymerizable group. That is, since a reactive group can be expressed by the chemical reaction described in EP2130817 from the following compounds, a potential reaction occurs after one of the compounds having two or more acrylic groups and methacrylic groups is used for living polymerization. A portion having a reactive group may be treated by a chemical reaction to generate a reactive group.
  • the reactive liquid crystal compounds 1 and 2 are described without any distinction and are regarded as synonymous in the present invention.
  • the degree of polymerization of the hydrophobic polymer component (B) is from 300 to 300,000, preferably from 3,000 to 150,000, and most preferably from 6,000 to 30,000, from the viewpoint of controlling the size of the microphase-separated structure. is there.
  • the polymer component (A) and the polymer component (B) may be directly bonded or may be bonded via a linking group.
  • the connecting portion of the polymer component (A) and the polymer component (B) may have a divalent linking group.
  • the other divalent linking group represents a divalent linking group formed by removing two hydrogen atoms from the functional group described below, and is not particularly limited, but is preferably an alkylene group (having 1 to 20, for example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene), arylene groups (having 6 to 26 carbon atoms, such as phenylene, naphthylene), alkenylene groups (having 2 to 20 carbon atoms, such as ethenylene, propenylene), alkynylene groups (having 2 carbon atoms) To 20, for example, ethynylene, propynylene), metallocenylene groups (for example, ferrocene), —CO—N (R 101 ) —, —CO—O—, —SO 2 —N (R 102 ) —, —SO 2 —O
  • an oxycarbonyl group, a carbonyloxy group, a carbonyl group, an alkylene group, and the combination of these groups are preferable, and the combination of an oxycarbonyl group, an oxycarbonyl group, and an alkylene group is more preferable.
  • the alkylene group used as the other divalent linking group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and an ethylene group (—CH 2 CH 2 —). Is particularly preferred.
  • the liquid crystalline block copolymer preferably has a copolymerization ratio (number average molecular weight ratio) of the polymer component (A) and the hydrophobic polymer component (B) of 65:35 to 1:99, 55 : 45 to 5:95 is more preferable, and 45:55 to 10:90 is particularly preferable.
  • the number average molecular weight Mn of the liquid crystalline block copolymer is preferably 3000 to 100,000, more preferably 3000 to 50000, and particularly preferably 3000 to 30000.
  • the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn exceeds 1.3, the residual monomer repairs defects in the phase separation structure, and the residual macro RAFT agent is This is preferable from the viewpoint of controlling the size of the phase separation structure.
  • Mw / Mn is preferably 1.5 or less from the viewpoint of stably forming a microphase separation structure, more preferably 1.3 or less, and particularly preferably 1.25 or less. Preferably, it is 1.2 or less and more particularly preferable.
  • the number average molecular weight Mn of the block copolymer, the polymer component (A), the polymer component (B) and the like employs a value measured by the following method.
  • the polymer was dissolved in THF, and a high-speed GPC (HLC-8220GPC) manufactured by Tosoh was used.
  • the number average molecular weight Mn was calculated in terms of polystyrene.
  • the value measured with the following method is employ
  • the polymer was dissolved in THF, and a high-speed GPC (HLC-8220GPC) manufactured by Tosoh was used.
  • the weight average molecular weight Mw was calculated in terms of polystyrene.
  • the liquid crystalline block copolymer may be a living polymer in a solution or a living polymer on a support.
  • a method for living polymerization of the liquid crystalline block copolymer it is more preferable to carry out the following steps (1) and (2).
  • the monomer-containing composition at least one of a monomer-containing composition containing a hydrophilic polymer component and a hydrophobic monomer component and a monomer-containing composition containing a hydrophilic monomer component and a hydrophobic polymer component are prepared.
  • Step (2) Living polymerization of the monomer-containing composition to obtain a block copolymer in which a hydrophilic polymer component and a hydrophobic polymer component are linked by a covalent bond.
  • a method for producing a block copolymer is as follows. It is particularly preferable to carry out the steps (1 ′) and (2).
  • (1 ′) Step of preparing a monomer-containing composition comprising a hydrophilic polymer component and a hydrophobic monomer component as the monomer-containing composition
  • (2) Living polymerization of the monomer-containing composition to form a hydrophilic polymer component and a hydrophobic polymer For obtaining a block copolymer in which a functional polymer component is covalently linked
  • a support body used for the manufacturing method of a liquid crystalline block copolymer A glass substrate, a metal support body, or a resin film may be sufficient.
  • the monomer-containing composition contains a monomer component such as a hydrophobic monomer component or a hydrophilic monomer component used for living polymerization.
  • the said monomer containing composition may also contain another component as needed.
  • a hydrophilic monomer component or a hydrophobic monomer component may be used, but it is preferable to use a hydrophobic monomer component from the viewpoint of easily producing a microphase separation structure film described later.
  • any solvent that can be used in the monomer-containing composition can be used as long as it does not inhibit the reaction.
  • aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene
  • aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane and decane
  • cyclohexane methylcyclohexane and decahydronaphthalene.
  • Alicyclic hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and tetrachloroethylene, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n Alcohol solvents such as butanol, sec-butanol and tert-butanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and esters such as ethyl acetate, butyl acetate and dimethyl phthalate System solvent, dimethyl ether, diethyl ether, and di -n- amyl ether, diphenyl ether, ether solvents such as tetrahydrofuran and anisole, dimethyl sulfoxide, N- dimethylformamide, dioxane or the like.
  • chlorinated hydrocarbon solvents
  • suspension polymerization and emulsion polymerization can be performed using water as a solvent.
  • solvents may be used alone or in admixture of two or more.
  • the reaction liquid becomes a homogeneous phase by using these solvents, but a plurality of non-uniform phases may be used.
  • the initiator used in the method for producing the liquid crystalline block copolymer is not particularly limited, but the method for producing the liquid crystalline block copolymer is abbreviated as ATRP, reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT). More preferred are polymerization and living anionic polymerization.
  • ATRP reversible addition-fragmentation chain transfer
  • RAFT reversible addition-fragmentation chain transfer
  • RAFT agent used by RAFT polymerization
  • a well-known RAFT agent can be used.
  • Macromolecules, 2006, 39, 4953. Can be mentioned.
  • RAFT agent a commercially available RAFT agent may be used.
  • 4-cyano-4-[(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl) sulfanyl] pentanoic acid or 2-cyano-2-propylbenzodithioate is used as a low molecular weight RAFT agent. (Both manufactured by Aldrich).
  • ATRP As a preferable aspect of ATRP, specifically, for example, Matyjazewski et al., Chem. Rev. 101, 2921 (2001), WO96 / 30421, WO97 / 18247, WO98 / 01480, WO98 / 40415, WO00 / 15695, or Sawamoto et al., Chem. Rev. 101, 3689 (2001), JP-A-8-411117, JP-A-9-208616, JP-A 2000-264914, JP-A 2001-316410, JP-A 2002-80523, JP No. 2004-307872 and the like.
  • the initiator used for ATRP is not particularly limited, and examples thereof include organic halides and sulfonyl halide compounds.
  • carbon-carbon double bonds or carbon atoms present at the ⁇ -position of carbon-oxygen double bonds A structure in which a halogen bond or a plurality of halogen atoms are added on one carbon atom is suitable as the initiator structure.
  • a carbon-halogen bond present at the ⁇ -position of the carbon-carbon double bond, or a structure in which a plurality of halogens are added on one carbon atom can be used as the initiator structure.
  • the initiator used for ATRP is preferably a macroinitiator containing a hydrophilic unit, more preferably a macroinitiator containing a polyalkyleneoxy structure, from the viewpoint of facilitating production of a microphase separation structure membrane.
  • the polyalkyleneoxy structure is not particularly limited, but the alkyleneoxy group is preferably an alkyleneoxy group having 1 to 1000 carbon atoms, more preferably an alkyleneoxy group having 10 to 400 carbon atoms, Particularly preferred is a group.
  • the number of repeating units of the alkyleneoxy structure is not particularly limited, but is preferably 1 to 500, more preferably 3 to 250, and particularly preferably 5 to 200.
  • a commercially available initiator for ATRP may be used.
  • examples of the initiator for low molecular weight ATRP include ethyl- ⁇ -bromoisobutyrate (manufactured by Aldrich).
  • the ATRP initiator that is a macroinitiator may be produced by synthesis.
  • the amount of the ATRP initiator added is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 5 to 55% by mass, and more preferably 10 to 45% by mass with respect to the monomer component. % Is particularly preferred.
  • ligand Macromolecules, 2006, 39, 4953.
  • the ligands described in (1) can be preferably used. 2,2′-bipyridine, N, N, N ′, N ′′, N ′′ -pentamethyldiethylenetriamine, 1,1,4,7,10,10-hexamethyltriethylenetetramine, N, N, N ′ , N′-tetrakis (2-pyridylmethyl) ethylenediamine and tris [2- (dimethylamino) ethyl] amine are particularly preferred.
  • the addition amount of the ligand is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass, with respect to the monomer component. 10% by mass is particularly preferable.
  • the method for producing a liquid crystalline living polymer is not particularly limited as a polymerization catalyst for ATRP.
  • transition metal complex used as a polymerization catalyst of ATRP is a metal complex which uses a periodic table group 7, 8, 9, 10, or 11 element as a central metal. More preferable examples include a complex of zero-valent copper, monovalent copper, divalent ruthenium, divalent iron, or divalent nickel. Of these, a copper complex is preferable. Specific examples of monovalent copper compounds include cuprous chloride, cuprous bromide, cuprous iodide, cuprous cyanide, cuprous oxide, cuprous perchlorate, etc. is there.
  • a copper compound 2,2′-bipyridyl or a derivative thereof, 1,10-phenanthroline or a derivative thereof, or tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine or hexamethyltris (2-aminoethyl) amine is used to increase the catalytic activity.
  • Polyamines such as are added as ligands.
  • a tristriphenylphosphine complex of divalent ruthenium chloride (RuCl 2 (PPh 3 ) 3 ) is also suitable as a catalyst.
  • RuCl 2 (PPh 3 ) 3 is also suitable as a catalyst.
  • an aluminum alkoxide is added as an activator.
  • a divalent iron bistriphenylphosphine complex FeCl 2 (PPh 3 ) 2
  • a divalent nickel bistriphenylphosphine complex NiCl 2 (PPh 3 ) 2
  • a divalent nickel bistributylphosphine A complex NiBr 2 (PBu 3 ) 2
  • the simple substance of the transition metal used as the polymerization catalyst for ATRP is not particularly limited, but is preferably a metal belonging to Group 7, 8, 9, 10, or 11 of the periodic table. Further preferred are copper, ruthenium, iron or nickel. Of these, copper is preferable.
  • the polymerization conditions and polymerization method are not particularly limited as long as living polymerization can be performed, and bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, bulk / suspension polymerization, and the like can be applied. .
  • the reaction temperature may be any temperature as long as the polymerization reaction proceeds, and is not uniform depending on the desired degree of polymerization of the polymer and the type and amount of the polymerization initiator and solvent used. ° C.
  • the living polymerization reaction in the step of living polymerizing the monomer-containing composition can be carried out under reduced pressure, normal pressure, or increased pressure depending on circumstances.
  • the polymerization reaction is preferably carried out under a flow of an inert gas such as nitrogen or argon, more preferably under a flow of nitrogen gas, particularly when the initiator is a low molecular weight initiator.
  • an inert gas such as nitrogen or argon
  • the flow conditions of the inert gas may be, for example, 0.001 to 50 L / min.
  • the composition of the present invention preferably contains 30 to 90% by mass of the liquid crystalline block copolymer and 10 to 70% by mass of the reactive liquid crystal compound. More preferably, the composition of the present invention contains 40 to 80% by mass of the liquid crystalline block copolymer and 20 to 60% by mass of the reactive liquid crystal compound. The composition of the present invention preferably contains 50 to 80% by mass of the liquid crystalline block copolymer and more preferably 20 to 50% by mass of the reactive liquid crystal compound.
  • the amount of the reactive liquid crystal compound to be added is equal to or more than the lower limit of the above preferable range, defects can be suppressed and curing is also likely to proceed, which is preferable. Conversely, when the amount of the reactive liquid crystal compound is not more than the upper limit of the above preferred range, it is difficult to inhibit the formation of the cylinder structure when forming the microphase separation, which is preferable.
  • solvent examples include the same solvents as those that can be used for the monomer-containing composition in the method for producing a liquid crystalline block copolymer.
  • composition of the present invention preferably further contains an initiator. It is preferable to use a radical polymerization initiator that is a thermal polymerization initiator.
  • radical polymerization initiator A commercially available radical polymerization initiator can be used as the radical polymerization initiator. V-70, V-60 (AIBN), V-40, V-65, V-601, V-59, V-30, V-501 and the like manufactured by Wako Pure Chemical Industries are preferred, and AIBN is particularly preferred.
  • the amount of radical polymerization initiator added is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the monomer component. The content is particularly preferably 0.2 to 1% by mass.
  • Photopolymerization initiator When forming a microphase-separated structure film using the composition of the present invention, it is preferable to add a photopolymerization initiator using the reactive liquid crystal compound as the monomer component. When the micro phase separation structure film is formed, the phase separation structure can be easily fixed by using the reactive liquid crystal compound and the photopolymerization initiator in combination. There is no restriction
  • the amount of the photopolymerization initiator added is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the monomer component. 0.2 to 1% by mass is particularly preferable.
  • additives may be added to the composition of the present invention.
  • additives include additives that can be used in combination with the reactive liquid crystal compounds (polymerizable rod-shaped liquid crystal compounds) described in, for example, Liquid Crystal Handbook, Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, Maruzen Co., Ltd. Can be mentioned.
  • the composition of this invention is a composition for formation of a micro phase-separation structure film.
  • the liquid crystalline block copolymer reaction mixture is once taken out and purified, then the composition of the present invention is prepared, and this composition is used as a substrate (or support). It is common to form a phase separation structure by coating.
  • the method for producing a microphase-separated structure film according to the first aspect of the present invention includes the step of (3) forming a microphase-separated structure by external stimulation of the composition of the present invention on the support.
  • Examples of a method of external stimulation to the composition of the present invention for forming a microphase separation structure include a method of promoting phase separation by heat, light, solvent vapor, and electric field (voltage). A method of promoting phase separation by heating is preferred.
  • the method for producing a microphase-separated structure membrane according to the second aspect of the present invention comprises (3′-1) a step of preparing the composition of the present invention dissolved in a solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer. (3′-2) a step of applying the composition of the present invention to the surface of the support, and (3′-3) a step of evaporating the solvent to form a microphase-separated structure film of the composition of the present invention. It is characterized by having.
  • the manufacturing method of the microphase-separated structure film of the first aspect and the manufacturing method of the microphase-separated structure film of the second aspect will be described in order.
  • composition of the present invention prior to the step of applying the composition of the present invention on the support, surface modification or guides (rubbing, etc.) or the like (rubbing, etc.) may or may not be performed on the support. It is preferable not to perform from the viewpoint of shortening.
  • the composition of the present invention can form a microphase separation structure described later without surface modification or guide to the support, and a clean cylindrical microphase without defects even without surface modification or guide to the support. A separation structure can be formed.
  • the method for producing a microphase-separated structure membrane according to the first aspect of the present invention comprises the step (3) of heating the composition of the present invention on the support to form a microphase-separated structure. It is preferably ⁇ 1000 seconds, more preferably 10 to 800 seconds, and particularly preferably 30 to 600 seconds.
  • the method for producing a microphase-separated structure membrane according to the first aspect of the present invention comprises the step (3) of heating the composition of the present invention on the support to form a microphase-separated structure.
  • the temperature is preferably 40 to 250 ° C, more preferably 50 ° C to 200 ° C, and still more preferably 60 ° C to 190 ° C.
  • a heating method in the said (3) process A well-known method can be used, For example, the said support body is mounted on a hotplate, the method of heating the said monomer containing composition with the said support body, etc. Can be mentioned.
  • the temperature is finally lowered to the start temperature (irradiation temperature of active radiation) of the step (4) described later.
  • the rate of temperature decrease from the start of heating to the UV irradiation temperature is preferably 1 to 100 ° C./min, more preferably 5 to 80 ° C./min, and particularly preferably 10 to 50 ° C./min. .
  • the method for producing a microphase-separated structure membrane according to the second aspect of the present invention comprises (3′-1) a step of preparing the composition of the present invention dissolved in a solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer. (3′-2) a step of applying the composition of the present invention to the surface of the support, and (3′-3) a step of evaporating the solvent to form a microphase-separated structure film of the composition of the present invention.
  • a solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer a solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer.
  • 3′-2 a step of applying the composition of the present invention to the surface of the support
  • (3′-3) a step of evaporating the solvent to form a microphase-separated structure film of the composition of the present invention.
  • the step of preparing the composition of the present invention dissolved in a solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer is not particularly limited, and is obtained by living polymerization on a support.
  • the block copolymer may be dissolved in a solvent, and mixed with the reactive liquid crystal compound represented by the above general formula (X) using the block copolymer obtained by living polymerization in solution.
  • the composition of the present invention may be prepared.
  • the solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer is not particularly limited. Among the solvents used in the method for producing the liquid crystalline block copolymer, a solvent capable of dissolving the liquid crystalline block copolymer is used. Can be used.
  • aromatic hydrocarbon solvents are preferable, and xylene is more preferable.
  • living polymerization in a solution methods described in JP-A Nos. 2004-1224088, 2010-275349, 2010-116463, 2010-116466, and the like can be used.
  • the reaction temperature is set to 40 to 300 ° C. using an oil bath or the like, and the living polymerization time in the solution is set to 5 to 20 hours. It is preferably carried out under an inert gas flow.
  • the step (3′-2) for applying the composition of the present invention to the surface of the support is not particularly limited, and a method similar to the coating method in the step of living polymerizing the monomer-containing composition on the support,
  • the methods described in JP-A No. 2004-124088, JP-A 2010-275349, JP-A 2010-116463, JP-A 2010-116466, and the like can be used.
  • the block copolymer reaction mixture obtained by living polymerization in the solution is once taken out from the solution and purified, and then mixed with the reactive liquid crystal compound represented by the above general formula (X). You may prepare the composition of invention as a coating liquid.
  • the (3′-3) step of evaporating the solvent to form a microphase-separated structure film of the composition of the present invention is not particularly limited, and JP-A Nos. 2004-124088 and 2010-275349.
  • the methods described in JP 2010-116463 A, JP 2010-116466 A, and the like can be used.
  • the method for producing a microphase separation structure membrane of the present invention further comprises (4) a step of immobilizing the microphase separation structure by crosslinking or polymerizing the composition of the present invention having the microphase separation structure on the support. It is preferable to include. There is no particular limitation on the method of fixing the microphase separation structure by crosslinking or polymerizing the composition of the present invention having the microphase separation structure on the support, but the method having the microphase separation structure is not limited.
  • the composition of the invention is irradiated with actinic radiation, more preferably UV irradiation.
  • the step of immobilizing the microphase separation structure film irradiates the microphase separation structure film with UV while cutting a wavelength of 300 nm or less to immobilize the structure. It is preferable from the standpoint that the microphase separation structure (cylinder structure thereof) can be fixed by decomposing the initiator and polymerizing the reactive liquid crystal compound while not adversely affecting the ester bond of the mesogenic group. .
  • the wavelength to be cut out of the irradiated UV is more preferably 340 nm or less.
  • the method for producing a microphase separation structure membrane of the present invention comprises (4) activity of a step of immobilizing the microphase separation structure by crosslinking or polymerizing the composition of the present invention having the microphase separation structure on the support.
  • the irradiation temperature of radiation is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 50 ° C to 200 ° C, and still more preferably 60 ° C to 200 ° C.
  • the irradiation of the active radiation is preferably from 50 ⁇ 2000mJ / cm 2, is preferably 100 ⁇ 1500mJ / cm 2, 200 ⁇ 1000mJ / cm 2 It is particularly preferred that There is no restriction
  • the method for producing a microphase separation structure membrane of the present invention preferably includes a step of peeling the microphase separation structure membrane from the support.
  • the microphase-separated structure film of the present invention contains the composition of the present invention or a crosslinked polymer thereof, or is produced by the method for producing a microphase-separated structure film of the present invention.
  • AFM atomic force microscope
  • Such a microphase-separated structure membrane of the present invention has good storage stability.
  • the microphase separation structure film obtained by the method for producing a microphase separation structure film of the present invention is formed on a substrate, but may be used after peeling from the substrate.
  • the thickness of the microphase separation structure film is preferably 1 to 2000 nm. Although the more preferable thickness of the microphase-separated structure membrane varies depending on the application, it is more preferably 1 to 500 nm, for example.
  • the microphase separation structure film is preferably a cylinder type microphase separation structure film.
  • the cylinder type micro phase separation structure membrane refers to a membrane in which a large number of cylinders to which the hydrophilic polymer component is fixed are arranged in a plane, and the cylinders are preferably arranged at equal intervals.
  • the height of each cylinder is preferably 1 to 2000 nm, and more preferably 1 to 500 nm.
  • the diameter of each cylinder is preferably 1 to 1000 nm, and more preferably 1 to 200 nm.
  • the microphase-separated structure film obtained by the method for producing a microphase-separated structure film of the present invention is a high-density recording such as an optical / electronic functional material (for example, a brightness enhancement film), an energy-related material, a surface modifying material, and a patterned medium Microphase separation consisting of controlled-oriented block copolymers useful as materials, various nanofilters (permeation membranes, ultrafiltration membranes, nanoreactors), anisotropic ion conductive membranes, anisotropic conductive films, etc. It is a structural film.
  • an optical / electronic functional material for example, a brightness enhancement film
  • an energy-related material for example, a brightness enhancement film
  • a surface modifying material for example, a patterned medium
  • Microphase separation consisting of controlled-oriented block copolymers useful as materials, various nanofilters (permeation membranes, ultrafiltration membranes, nanoreactors), anisotropic ion conductive membranes, anisotropic conductive films
  • microphase separation structure membrane can also be used as a porous structure by removing the cylinder structure portion.
  • Porous structures obtained from microphase separation structure membranes are anisotropic, such as polymer electrolytes for fuel cells, ion exchange resins, thin films for microreactors, protein separation membranes, organic zeolites, and templates for various pillars. It can be used as a conductive ion conductive material.
  • Such a microphase-separated structure film can also introduce another substance by removing the cylinder structure portion.
  • Mw represents a weight average molecular weight
  • Mn represents a number average molecular weight
  • Hydrophilic macroinitiator I-1 30 g of commercially available poly (ethylene glycol) methyl ether (Mn5000, manufactured by Aldrich) and 0.81 g of N, N′-dimethylaminopyridine were dissolved in 180 ml of methylene chloride, and 2-bromoisolacsan bromide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1 .52 g was dissolved in 20 ml of methylene chloride and then added dropwise at room temperature, followed by heating at 40 ° C. and stirring for 48 hours.
  • Mn5000 poly (ethylene glycol) methyl ether
  • 2-bromoisolacsan bromide manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • Liquid crystalline monomers M-1 to M-3 were synthesized according to the synthesis method described below. As a representative example, a synthesis scheme of the liquid crystalline monomer M-1 is shown below. Liquid crystalline monomers M-2 and M-3 can also be synthesized by a similar method.
  • Triphenylphosphine 60 mmol, 16 g was added to a toluene solution (50 ml) of b-3 (50 mmol, 11 g), and the mixture was stirred at 120 ° C. for 2.5 hours. The solid was filtered off with suction and washed with toluene to obtain 22 g of white solid b-4 (yield 90%).
  • t-butoxypotassium 90 mmol, 10 g
  • Methacrylic acid chloride (2 mmol, 0.2 ml) was added dropwise to a DMAc solution (20 ml) of trans-b-5 (1.1 mmol, 0.5 g), and the mixture was stirred at room temperature for 23 hours. Thereafter, water (50 ml) was added at 0 ° C., and the solid was subjected to suction filtration and washed with methanol to obtain 0.6 g (yield 86%) of a white solid M-4.
  • Liquid crystalline monomer M-5 was synthesized by the synthesis method described in JP-A-2008-127336. Liquid crystalline monomer M-5
  • Liquid crystalline monomer M-8 was synthesized according to the synthesis method described below. Liquid crystalline monomer M-8
  • Liquid crystalline monomer M-9 was synthesized by the synthesis method described in Transactions of Materials Research Society of Japan, 28 [3], 553-556 (2003). Liquid crystalline monomer M-9
  • Hydrophilic macroinitiator I-1 (0.1032 g), liquid crystalline monomer M-1 (1.0174 g), N, N, N ′, N ′′, N ′′ -pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) (0. 0208 g) and copper (I) bromide (0.0172 g) were dissolved in 5 ml of anisole. Nitrogen flow was started and the oil bath was heated and stirred at 80 ° C for 7 hours. Thereafter, the mixture was allowed to cool to room temperature, treated with alumina, washed with 200 ml of THF, filtered and concentrated.
  • Reactive liquid crystal compounds B-1 described in JP 2010-84032 A, JP 2009-286976 A, JP 2009-186785 A, JP 2009-184974 A, and JP 2009-86260 A Reactive liquid crystal compound B-1 described in p85 of JP-T-2001-521538 was prepared according to these publications.
  • Reactive liquid crystal compound B-8 was synthesized by the method described in JP-A-7-306317.
  • a low-molecular liquid crystal compound used in the comparative example a low-molecular liquid crystal compound C-1 having the following structure was obtained by purchasing from SIGMA-ALDRICH. Low molecular liquid crystal compound C-1
  • Example 1 ⁇ Preparation of composition (coating solution)> Liquid crystal block copolymer A-1 (37.5 mg), reactive liquid crystal compound B-1 (12.5 mg) and initiator D-1 (1 mg) having the following structure were weighed and dissolved in 950 ⁇ L of toluene. Then, a filter (Myrex FH 0.45 ⁇ m, ⁇ 13 mm, syringe 2 ml) was filtered to prepare a coating solution Y-1. The obtained coating solution Y-1 was used as the composition of Example 1. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 1 except that no reactive liquid crystal compound B-1 was added was used as the composition of Comparative Example 1.
  • Example 1 After holding at temperature for 1 minute, 350 mJ / cm 2 of UV was irradiated while cutting a wavelength of 340 nm or less with a UV irradiation apparatus (EXECURE 3000 manufactured by HOYA) to fix the structure.
  • the obtained coating film was designated as microphase separation structure film A of Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 1 shows an AFM (phase) image of the microphase-separated structure film A of Comparative Example 1 (using the composition of Comparative Example 1 containing only the liquid crystalline block copolymer A-1 (before addition of the reactive liquid crystal compound)). It was.
  • An AFM (phase) image of the microphase-separated structure film A of Example 1 (using the composition of Example 1 after addition of liquid crystal block copolymer A-1 + reactive liquid crystal compound B-1 (25 wt%)) It is shown in FIG.
  • Example 2 Liquid crystal block copolymer A-1 ′ (22.5 mg), reactive liquid crystal compound B-1 (7.5 mg), initiator D-1 (1.2 mg) were weighed and dissolved in 970 ⁇ L of toluene. Then, the coating solution Y-2 was prepared by filtration through a filter (Myrex FH 0.45 ⁇ m, ⁇ 13 mm, syringe 2 ml). The obtained coating solution Y-2 was used as the composition of Example 2. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 2 except that no reactive liquid crystal compound B-1 was added was used as the composition of Comparative Example 2.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 2 and Comparative Example 2 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase-separated structure films A and B of Example 2 and Comparative Example 2 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • FIG. 3 shows an AFM (phase) image of the microphase-separated structure film A of Comparative Example 2 (using the composition of Comparative Example 2 containing only the liquid crystalline block copolymer A-1 ′ (before addition of the reactive liquid crystal compound)). Indicated.
  • Microphase-separated structure film A of Example 2 liquid crystal block copolymer A-1 ′ + reactive liquid crystal compound B-1 (25 wt%) added, composition of Example 2 after UV (340 nm or less cut) irradiation) AFM (phase) image is shown in FIG.
  • the microphase-separated structure film B of Example 2 liquid crystal block copolymer A-1 ′ + reactive liquid crystal compound B-1 (25 wt%) added, composition of Example 2 after UV (340 nm or less cut) irradiation)
  • the results of cross-sectional TEM observation are shown in FIG.
  • Example 3 Liquid crystal block copolymer A-1 ′ (18 mg), reactive liquid crystal compound B-1 (12 mg) and initiator D-1 (1.2 mg) were weighed and dissolved in 970 ⁇ L of toluene, and then the filter (My Lexto FH 0.45 ⁇ m, ⁇ 13 mm, syringe 2 ml) was filtered to prepare coating solution Y-3. The obtained coating solution Y-3 was used as the composition of Example 3. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 3 except that no reactive liquid crystal compound B-1 was added was used as the composition of Comparative Example 3.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 3 and Comparative Example 3 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase-separated structure films A and B of Example 3 and Comparative Example 3 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 4 Liquid crystal block copolymer A-1 ′ (15 mg), reactive liquid crystal compound B-1 (15 mg), initiator D-1 (1.2 mg) were weighed and dissolved in 970 ⁇ L of toluene, and then the filter (My Lexto FH 0.45 ⁇ m, ⁇ 13 mm, syringe 2 ml) was filtered to prepare coating solution Y-4. The obtained coating solution Y-4 was used as the composition of Example 4. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 4 except that no reactive liquid crystal compound B-1 was added was used as the composition of Comparative Example 4.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1, respectively, except that the compositions of Example 4 and Comparative Example 4 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 4 and Comparative Example 4 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 5 A coating solution Y-5 was prepared in the same manner as in Example 2 except that B-1 in Example 2 was replaced with B-2. The obtained coating solution Y-5 was used as the composition of Example 5. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 5 except that no reactive liquid crystal compound B-2 was added was used as the composition of Comparative Example 5.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1, respectively, except that the compositions of Example 5 and Comparative Example 5 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 5 and Comparative Example 5 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 6 Comparative Example 6
  • a coating solution Y-6 was prepared in the same manner as in Example 2 except that B-1 in Example 2 was replaced with B-3.
  • the obtained coating solution Y-6 was used as the composition of Example 6.
  • a coating solution prepared in the same manner as in Example 6 except that the reactive liquid crystal compound B-3 was not added was used as the composition of Comparative Example 6.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 6 and Comparative Example 6 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase-separated structure films A and B of Example 6 and Comparative Example 6 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 7, Comparative Example 7 Coating solution Y-7 was prepared in the same manner as in Example 2 except that B-1 in Example 2 was replaced with B-4. The obtained coating solution Y-7 was used as the composition of Example 7. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 7 except that the reactive liquid crystal compound B-4 was not added was used as the composition of Comparative Example 7.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 7 and Comparative Example 7 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 7 and Comparative Example 7 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 8 Coating solution Y-8 was prepared in the same manner as in Example 2 except that B-1 in Example 2 was replaced with B-5. The obtained coating solution Y-8 was used as the composition of Example 8. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 8 except that no reactive liquid crystal compound B-5 was added was used as the composition of Comparative Example 8.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 8 and Comparative Example 8 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 8 and Comparative Example 8 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 9, Comparative Example 9 A coating solution Y-9 was prepared in the same manner as in Example 2 except that B-1 in Example 2 was replaced with B-6. The obtained coating solution Y-9 was used as the composition of Example 9. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 9 except that the reactive liquid crystal compound B-6 was not added was used as the composition of Comparative Example 9.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1, respectively, except that the compositions of Example 9 and Comparative Example 9 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 9 and Comparative Example 9 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 10, comparative example 10 A coating solution Y-10 was prepared in the same manner as in Example 2, except that B-1 in Example 2 was replaced with B-7. The obtained coating solution Y-10 was used as the composition of Example 10. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 10 except that the reactive liquid crystal compound B-7 was not added was used as the composition of Comparative Example 10.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 10 and Comparative Example 10 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 10 and Comparative Example 10 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 11, comparative example 11 A coating solution Y-11 was prepared in the same manner as in Example 2 except that A-1 ′ in Example 2 was replaced with A-2. The obtained coating solution Y-11 was used as the composition of Example 11. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 11 except that the reactive liquid crystal compound B-1 was not added was used as the composition of Comparative Example 11.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 11 and Comparative Example 11 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the micro phase separation structure films A and B of Example 11 and Comparative Example 11 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 12 A coating solution Y-12 was prepared in the same manner as in Example 2 except that A-1 ′ in Example 2 was replaced with A-5. The obtained coating solution Y-12 was used as the composition of Example 12. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 12 except that the reactive liquid crystal compound B-1 was not added was used as the composition of Comparative Example 12.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 12 and Comparative Example 12 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 12 and Comparative Example 12 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 13 comparative example 13
  • the coating solution Y-2 prepared in Example 2 was used in Example 13 as the coating solution Y-13.
  • Example 2 and Comparative Example 2 the same procedure as in Example 2 and Comparative Example 2 was used except that a cut filter (manufactured by Asahi Spectroscope) with a wavelength of 365 nm or less was used instead of using a cut filter with a cut of 340 nm or less.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 13 and Comparative Example 13 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 14 comparative example 14
  • the coating solution Y-2 prepared in Example 2 was used in Example 14 as the coating solution Y-14.
  • Example 2 and Comparative Example 2 the same procedure as in Example 2 and Comparative Example 2 was used except that a cut filter (manufactured by Asahi Spectroscope) having a wavelength of 405 nm or less was used instead of using a cut filter having a wavelength of 340 nm or less.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 14 and Comparative Example 14 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 15, Comparative Example 15 A coating solution Y-15 was prepared in the same manner as in Example 2 except that B-1 in Example 2 was replaced with B-8. The obtained coating solution Y-15 was used as the composition of Example 15. On the other hand, a coating solution prepared in the same manner as in Example 15 except that the reactive liquid crystal compound B-8 was not added was used as the composition of Comparative Example 15.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Example 15 and Comparative Example 15 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase separation structure films A and B of Example 15 and Comparative Example 15 were formed and evaluated. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Example 16 to 19 Coating solutions Y-16 to 19 were prepared in the same manner as in Example 2, except that the addition amount of B-1 in Example 2 was replaced with the addition amount shown in Table 1 below from 25% by mass.
  • the obtained coating solutions Y-16 to 19 were used as compositions of Examples 16 to 19.
  • coating solutions prepared in the same manner as in Examples 16 to 19 except that the reactive liquid crystal compound B-1 was not added were used as compositions of Comparative Examples 16 to 19.
  • Example 1 and Comparative Example 1 Example 1 and Comparative Example 1 were used except that the compositions of Examples 16 to 19 and Comparative Examples 16 to 19 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase-separated structure films A and B of Examples 16 to 19 and Comparative Examples 16 to 19 were formed and evaluated. However, in Examples 18 and 19, cross-sectional TEM observation was not performed. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • Comparative Example 20 and Comparative Example 22 described later are comparative examples for examining the performance of the low-molecular liquid crystal compound C-1 described in this document. is there.
  • a coating solution prepared in the same manner as in Comparative Example 20 except that the low-molecular liquid crystal compound C-1 was not added was used as the composition of Comparative Example 20 ′.
  • the obtained coating film was designated as microphase separation structure film A of Comparative Example 20 and Comparative Example 20 ′. Further, using the obtained microphase-separated structure film A of Comparative Example 20 and Comparative Example 20 ′, defect suppression evaluation, AFM observation, and immobilization evaluation were performed in the same manner as in Example 1. On the other hand, the microphase-separated structure film B of Comparative Example 20 and Comparative Example 20 ′ was produced on a PET substrate in the same manner as in Example 1 except that the compositions of Comparative Example 20 and Comparative Example 20 ′ were used, TEM observation was performed. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • a coating solution Y-22 was prepared in the same manner as in Comparative Example 20, except that A-9 in Comparative Example 20 was replaced with A-1 ′. The obtained coating solution Y-22 was used as the composition of Comparative Example 22.
  • a coating solution Y-21 prepared in the same manner as in Comparative Example 22 except that no reactive liquid crystal compound B-1 was added was used as the composition of Comparative Example 21.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were the same as Example 1 and Comparative Example 1 except that the compositions of Comparative Example 21 and Comparative Example 22 were used instead of the compositions of Example 1 and Comparative Example 1.
  • the microphase-separated structure films A and B of Comparative Example 21 and Comparative Example 22 were formed and evaluated. The results are shown in Table 1 below.
  • FIG. 7 shows the result of cross-sectional TEM observation.
  • the composition of each example can form and fix a cylinder structure with few defects and a large domain size, and a micro phase separation structure membrane excellent in industrial processability is economically rational. It was found that it can be manufactured automatically.
  • the cylinder structure by TEM observation could not be confirmed due to insufficient film strength.
  • the cylinder structure by TEM observation could not be confirmed as shown in the cross-sectional TEM image of FIG.
  • the cylinder structure by TEM observation could not be confirmed.
  • liquid crystalline block copolymer A-1 liquid crystalline block copolymer A-1
  • the liquid crystalline block copolymer alone of Comparative Example 1 had an unclear structure. It was found that a cylinder structure could be formed by using the composition of Example 1 to which the liquid crystalline compound (B-1) was added.
  • the molecular weight distribution of the liquid crystalline block copolymer forming the cylinder structure is limited to 1.3 or less, but in the composition of the present invention, the liquid crystalline block copolymer alone is not used.
  • the addition of the reactive liquid crystal compound can form the cylinder structure, that is, the molecular weight distribution of the liquid crystalline block copolymer that can form the cylinder structure can be expanded.

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Abstract

アルキレンオキサイド鎖を含むポリマー成分(A)及び炭素数2~20のアルキレン鎖を含むポリマー成分(B)が直接または連結基を介して共有結合によって結合し、前記ポリマー成分(B)が炭素数6~50のメソゲン側鎖を有する液晶性ブロック共重合体と、一般式(X)で表される反応性液晶化合物を含む組成物(Q及びQのうち一方は反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基;L及びLは二価の連結基であり、LおよびLのうち一方は炭素数2~20のアルキレン基を含む;L及びLは単結合又は特定の二価の連結基;Cy、Cy及びCyは二価の環状基;nは0~3の整数)は、欠陥が少なくドメインサイズの大きなシリンダー構造を形成および固定化でき、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜を経済合理的に製造することができる。

Description

組成物ならびにそれを用いたミクロ相分離構造膜およびミクロ相分離構造膜の製造方法
 本発明は組成物ならびにそれを用いたミクロ相分離構造膜およびその製造方法に関する。より詳しくは、液晶性ブロック共重合体および反応性液晶化合物を含む新規な組成物と、光・電子機能材料(例えば輝度向上膜)、エネルギー関連材料、表面修飾材料、パターンドメディアのような高密度記録材料、種々のナノフィルター(透過膜、限外ろ過膜、ナノリアクター)、異方性イオン伝導膜、異方性導電膜、等として有用な配向の制御された上記組成物を用いて製造されたミクロ相分離構造膜およびその製造方法に関する。
 ミクロ相分離構造を作製する方法としてリビング重合により製造したブロック共重合体を用い、得られた相分離構造の固定化をする方法が知られている。
 従来、ミクロ相分離構造を作製するには高温・長時間(200℃、5時間程度)必要としていた。これに対し、ブロック共重合体が相分離で形成するナノスケールのヘキサゴナルシリンダー構造の配向を、「両親媒性」と「液晶」を導入することで制御した例が知られている(非特許文献1、特許文献1、2)。具体的には、特許文献1では、親水性ポリマー成分(A)と疎水性ポリマー成分(B)が共有結合によって連結されたブロック共重合体で、A及びBの分子量分布が≦1.3であるブロック共重合体が記載されている。特許文献2では、親水性ポリマー成分と、架橋可能な構造を有する疎水性ポリマー成分とが共有結合してなるブロック共重合体からなる自立性高分子薄膜であって、上記自立性高分子薄膜がその膜中に一定方向に配向した上記親水性ポリマー成分からなるシリンダーを有しており、上記疎水性ポリマー成分が架橋している自立性高分子薄膜が記載されている。これらの文献に記載の方法はミクロ相分離構造を、数分程度で作製することができるようになった点で画期的であった。必要な化合物の合成は、例えば特許文献1では、親水的なマクロ開始剤を合成した後に、液晶性モノマーとの原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization、以下、ATRPと略する)により親水部-疎水部が連結されたブロック共重合体を得ている。また、特許文献2では、疎水部のみをATRPによりリビング重合部分を得たのちに、末端を修飾し、最後に高分子反応により親水部を作製している。
 しかし、特許文献1に記載された形成されたミクロ相分離構造膜は、構造を固定化できずシリンダーが屈曲してしまうことおよび欠陥が発生しドメインが形成されてしまうことが課題となっていた。
 特許文献2では、疎水性ポリマー成分を架橋させることで、シリンダー構造を固定化したが、依然として、欠陥が発生してしまう課題は解決されていない。
 また、非特許文献2では、低分子液晶を添加することで、欠陥の発生を抑制しているが、シリンダー構造を固定化することは達成できていない。
特開2004-124088号公報 特開2010-275349号公報 特開2010-116463号公報
液晶、2009年、第13巻(第4号)、250頁、山田武、吉田博久、彌田智一 Polymer Preprints, Japan vol.59, No.1(2010), 857
 これらの文献に記載の方法では、ブロック共重合体を用いてミクロ相分離構造膜を作製しているが、構造の固定化および欠陥の抑制の二つの課題を同時に解決したものはなかった。
 例えば、特許文献1に記載のブロック共重合体には、疎水性ポリマー成分に架橋性基が入っていないため、構造の固定化をすることができず、さらに液晶性ブロックコポリマー単独であるため、欠陥が発生しドメインが生じてしまう。また、特許文献2に記載のブロック共重合体には、架橋性基が導入されているため、構造を固定化できるが、液晶性ブロックコポリマー単独であるため、欠陥が発生しドメインが生じてしまう。非特許文献2では、液晶性ブロックコポリマーに低分子液晶を添加することで、欠陥を抑制しドメインサイズの大きなミクロ相分離構造膜を作製しているが、架橋性基がないために構造を固定化できなかった。
 本発明の解決しようとする課題は、欠陥が少なくドメインサイズの大きなシリンダー構造を形成および固定化でき、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜を経済合理的に製造することができる組成物を提供することである。
 上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、疎水性ポリマー成分としてメソゲン側鎖を有する成分と、親水性ポリマー成分を有する液晶性ブロック共重合体と、特定の構造のメソゲン基を有する反応性液晶化合物を併用すると、欠陥が少なくドメインサイズの大きなシリンダー構造を形成および固定化でき、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜を経済合理的に製造することができる組成物を提供できることを見出した。
 上記の課題を解決するための手段である本発明は以下のとおりである。
[1] アルキレンオキサイド鎖を含むポリマー成分(A)および炭素数2~20のアルキレン鎖を含むポリマー成分(B)が直接または連結基を介して共有結合によって結合し、かつ、上記ポリマー成分(B)が炭素数6~50のメソゲン側鎖を有する液晶性ブロック共重合体と、
 下記一般式(T)または(X)で表される反応性液晶化合物を含むことを特徴とする組成物。
一般式(T) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
(一般式(T)中、Qは反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1はt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
一般式(X) Q-L-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-Q
(一般式(X)中、QおよびQのうち少なくとも一方は反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy、CyおよびCyはそれぞれ独立に二価の環状基であり、nは0、1、2、または3である。)
[2] [1]に記載の組成物は、上記反応性液晶化合物が、下記一般式(T’)または(Y)で表されることが好ましい。
一般式(T’) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
(一般式(T’)中、Qは下記群(B)から選択される反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1は下記環状構造群(C)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
環状構造群(C)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(環状構造群(C)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
一般式(Y)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(一般式(Y)中、QおよびQのうち少なくとも一方は下記群(B)から選択される反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A)から選択される二価の連結基であり、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、nは0、1、2、または3である。)
群(A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(上記群(A)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
群(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
[3] [1]または[2]に記載の組成物は、液晶性ブロック共重合体を30~90質量%含有し、反応性液晶化合物を10~70質量%含有することが好ましい。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載の組成物は、上記反応性液晶化合物が、下記一般式(U)または(Z)で表されることが好ましい。
一般式(U)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(一般式(U)中、Qは群(B’)から選択される反応性基であり、RT1は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に下記群(A)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であり、CyT1は下記環状構造群(C’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
環状構造群(C’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(環状構造群(C’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
一般式(Z)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(一般式(Z)中、QおよびQはそれぞれ独立に下記群(B’)から選択される反応性基であり、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A’)から選択される二価の連結基であり、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、nは0、1、2、または3である。)
群(A’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(上記群(A’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
群(B’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
[5] [1]~[4]のいずれかに記載の組成物は、上記反応性液晶化合物が、下記一般式(U’)または(Z’)で表されることが好ましい。
一般式(U’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(一般式(U’)中、Rは水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、
T1は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、
T1は下記群(A’’)から選択される二価の連結基であり、
T2Aは下記群(A’’)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であって、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、
CyT1は下記環状構造群(C’’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
環状構造群(C’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(環状構造群(C’’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
一般式(Z’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(一般式(Z’)中、R’およびR’’はそれぞれ独立に水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、LおよびLはそれぞれ独立に下記群(A’’)から選択される二価の連結基であり、L1AおよびL4Aはそれぞれ独立に二価の連結基であり、L1AおよびL4Aのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、R、RおよびRは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基である。)
群(A’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(上記群(A’’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
[6] [1]~[5]のいずれかに記載の組成物は、上記反応性液晶化合物の分子量が3000未満であることが好ましい。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体の上記ポリマー成分(B)が、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(一般式(1)中、mは1~500の整数を表し、L12は単結合、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニンレン基、メタロセニレン基、-CO-N(R101)-、-CO-O-、-SO-N(R102)-、-SO-O-、-N(R103)-CO-N(R104)-、-SO-、-SO-、-S-、-O-、-CO-、-N(R105)-、ヘテリレン基を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素数0~100以下の連結基を表し(R101、R102、R103、R104、R105は、各々独立に、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。ただし、L12は少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。)、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rはオキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表し、Mは炭素数6~50のメソゲン基を表す。但し、m個の繰り返し単位は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
[8] [7]に記載の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体の上記ポリマー成分(B)中のMが、下記一般式(2)または一般式(3)で表される2価の連結基を含むことが好ましい。
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
一般式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(一般式(2)および(3)中、ArおよびArはそれぞれ独立に置換または無置換のアリーレン基を表す。)
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体の数平均分子量Mnが3000~100000であることが好ましい。
[10] [1]~[9]のいずれかに記載の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体の分子量分布Mw/Mnが1.5以下であることを特徴とすることが好ましい(Mwは液晶性ブロック共重合体の重量平均分子量を表し、Mnは液晶性ブロック共重合体の数平均分子量を表す)。
[11] [1]~[10]のいずれかに記載の組成物は、さらに開始剤を含むことが好ましい。
[12] [1]~[11]のいずれかに記載の組成物を支持体上で熱、光、溶媒蒸気または電場により相分離を促進させ、ミクロ相分離構造を形成する工程を含むことを特徴とするミクロ相分離構造膜の製造方法。
[13] [1]~[11]のいずれかに記載の組成物を溶解可能な溶媒に溶解させ、溶液を調製する工程と、
 上記組成物溶液を支持体表面に塗布する工程と、
 上記溶媒を蒸発させて上記組成物のミクロ相分離構造膜を形成する工程と、
 上記ミクロ相分離構造膜を固定化する工程を有することを特徴とするミクロ相分離構造膜の製造方法。
[14] [13]に記載のミクロ相分離構造膜の製造方法は、上記ミクロ相分離構造膜を固定化する工程が、上記ミクロ相分離構造膜に300nm以下の波長をカットしながらUVを照射し、構造を固定化する工程であることが好ましい。
[15] [1]~[11]のいずれかに記載の組成物またはその架橋重合体を含有すること、あるいは、[12]~[14]のいずれかに記載のミクロ相分離構造膜の製造方法で製造されたことを特徴とするミクロ相分離構造膜。
 本発明によれば、欠陥が少なくドメインサイズの大きなシリンダー構造を形成および固定化でき、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜を経済合理的に製造することができる組成物を提供することができる。
図1は、本発明のミクロ相分離構造膜の一例として製造した、比較例1のミクロ相分離構造膜AのAFM写真(位相像)である。 図2は、実施例1のミクロ相分離構造膜AのAFM写真(位相像)である。 図3は、本発明のミクロ相分離構造膜の他の一例として製造した、比較例2のミクロ相分離構造膜AのAFM写真(位相像)である。 図4は、実施例2のミクロ相分離構造膜AのAFM写真(位相像)である。 図5は、本発明のミクロ相分離構造膜の他の一例として製造した、実施例2のミクロ相分離構造膜Bの断面TEM観察写真である。 図6は、比較例21のミクロ相分離構造膜Bの断面TEM観察写真である。 図7は、比較例22のミクロ相分離構造膜Bの断面TEM観察写真である。
 以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 また、(メタ)アクリレートは、アクリレートとメタクリレートの両方を含む意味で使われる。
[組成物]
 本発明の組成物は、アルキレンオキサイド鎖を含むポリマー成分(A)および炭素数2~20のアルキレン鎖を含むポリマー成分(B)が直接または連結基を介して共有結合によって結合し、かつ、上記ポリマー成分(B)が炭素数6~50のメソゲン側鎖を有する液晶性ブロック共重合体と、下記一般式(T)または(X)で表される反応性液晶化合物を含むことを特徴とする。
一般式(T) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
(一般式(T)中、Qは反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1はt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
一般式(X) Q-L-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-Q
(一般式(X)中、QおよびQのうち少なくとも一方は反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy、CyおよびCyはそれぞれ独立に二価の環状基であり、nは0、1、2、または3である。)
 このような構成とした組成物は、欠陥が少なくドメインサイズの大きなシリンダー構造を形成および固定化でき、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜を経済合理的に製造することができる。いかなる理論に拘泥するものでもないが、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物を添加することによって、得られるシリンダー構造を崩さずに硬くすることができるという作用が得られることに起因して、シリンダー構造を固定化し、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜が得られたと考えられる。なお、このようなシリンダー構造の硬度は、断面TEM観察にて、シリンダー構造が観察できるかどうかによってミクロ相分離構造膜のシリンダー硬度の強度を相対的に評価することができる。
 また、ミクロ相分離構造膜のドメインサイズは、表面AFM画像にて最大のドメインサイズを比較することによって相対的に評価することができる。
 上記液晶性ブロック共重合体は、両親媒性・液晶ブロックコポリマーと呼ばれることもある。
 なお、ポリマー成分(A)は親水性ポリマーであり、ポリマー成分(B)は疎水性ポリマーである。
 以下、本発明の組成物の好ましい態様について、順に説明する。
<反応性液晶化合物>
 本発明の組成物は、上記一般式(T)または(X)で表される反応性液晶化合物を含む。本発明の組成物は、上記一般式(T)で表される反応性液晶化合物および上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物のうち、少なくとも一方を含み、両方を含んでもよく、一方のみを含んでもよい。
 以下において、(i)上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物の好ましい態様と、(ii)上記一般式(T)で表される反応性液晶化合物の好ましい態様について、この順に説明する。
(i) 一般式(X)で表される反応性液晶化合物
 本発明の組成物が、下記一般式(X)で表される反応性液晶化合物を含む態様について説明する。
一般式(X) Q-L-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-Q
(一般式(X)中、QおよびQのうち少なくとも一方は反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy、CyおよびCyはそれぞれ独立に二価の環状基であり、nは0、1、2、または3である。)
 上記一般式(X)中、QおよびQのうち少なくとも一方は反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表す。反応性基は重合性基であることが好ましく、上記重合性基の重合反応は、付加重合(開環重合を含む)または縮合重合であることが好ましい。言い換えると、反応性基は、付加重合反応または縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。
 上記反応性基は下記群(B)から選択される反応性基であることが好ましい。
群(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 上記反応性基は、上記群(B)から選択される反応性基の中でも、下記群(B’)から選択される反応性基であることがより好ましい。
群(B’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 これらの反応性基の中でも、オキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基がより好ましい。
 さらに、QおよびQのうち少なくとも一方が
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
のいずれかであることが特に好ましい。
 QおよびQの一方が反応性基を表すときの他の一方は、反応性基または反応性基ではない置換基を表してもよい。
 QおよびQの一方が反応性基を表すときの他の一方が反応性基ではない置換基を表す場合、この置換基としては特に制限はないが、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基、シアノ基であることが好ましく、より好ましくはアルキル基、もしくは、置換基を有していてもよいアルコキシ基であり、特に好ましくは炭素数1~20のアルキル基または炭素数1~10のアルコキシ基であり、より特に好ましくは炭素数1~4のアルキル基または炭素数1~4のアルコキシ基であり、さらにより特に好ましくは炭素数1~4のアルキル基である。
 これらの中でもQおよびQの一方が反応性基を表すときの他の一方は、反応性基を表すことが好ましく、オキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基がより好ましく、QおよびQの両方が
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
であることがより特に好ましく、両方がアクリレート基であることがさらにより特に好ましい。
 上記一般式(X)中、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。LおよびLはそれぞれ独立に、-O-、-S-、-CO-、-NR-、-C=N-、二価の鎖状基、二価の環状基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。LおよびLに含まれる上記Rは炭素原子数が1から7のアルキル基または水素原子である。
 組み合わせからなる二価の連結基の例を以下に示す。ここで、左側がQ(QまたはQ)に、右側がCy(CyまたはCy)に結合する。
L-1:-CO-O-二価の鎖状基-O-
L-2:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-
L-3:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-
L-4:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の環状基-
L-5:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の環状基-CO-O-
L-6:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の環状基-O-CO-
L-7:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の環状基-二価の鎖状基-
L-8:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の環状基-二価の鎖状基-CO-O-
L-9:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の環状基-二価の鎖状基-O-CO-
L-10:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-二価の環状基-
L-11:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-二価の環状基-CO-O-
L-12:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-二価の環状基-O-CO-
L-13:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-二価の環状基-二価の鎖状基-
L-14:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-二価の環状基-二価の鎖状基-CO-O-
L-15:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-二価の環状基-二価の鎖状基-O-CO-
L-16:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-二価の環状基-
L-17:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-二価の環状基-CO-O-
L-18:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-二価の環状基-O-CO-
L-19:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-二価の環状基-二価の鎖状基-
L-20:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-二価の環状基-二価の鎖状基-CO-O-
L-21:-CO-O-二価の鎖状基-O-CO-O-二価の環状基-二価の鎖状基-O-CO-
L-22:-二価の鎖状基-O-二価の鎖状基-O-
L-23:-CO-O-二価の鎖状基-O-二価の鎖状基-O-
 二価の鎖状基は、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、置換アルキニレン基を意味する。アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基が好ましく、アルキレン基およびアルケニレン基がさらに好ましい。
 アルキレン基は、分岐を有していてもよいが、直鎖であることが好ましい。アルキレン基の炭素数は2~20であることが好ましく、3乃至18であることが好ましく、4乃至16であることがさらに好ましく、5乃至15であることが最も好ましい。LおよびLが表す二価の連結基中に含まれるすべてのアルキレン基の炭素数の合計が上記範囲であることが好ましく、例えばL-1~L-22中に二価の鎖状基が複数含まれる場合はアルキレン基である二価の鎖状基の合計の炭素数が上記範囲であることが好ましい。例えば、LおよびLがいずれもアルキレン基を1つずつ、合計2つ有する場合は、各アルキレン基の炭素数の合計が、2~20であることが好ましく、3乃至18であることが好ましく、4乃至16であることがさらに好ましく、5乃至15であることが最も好ましい。
 置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
 アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は2乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
 置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
 アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は2乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
 置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
 二価の鎖状基の具体例としては、エチレン、トリメチレン、プロピレン、テトラメチレン、2-メチル-テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、2-ブテニレン、2-ブチニレンなどが上げられる。
 二価の環状基の定義および例は、後述するCy、CyおよびCyの定義および例と同様である。
 LおよびLはそれぞれ独立にL-1、L-2またはL-23であることが好ましく、L-1またはL-2であることがより好ましく、L-1であることが特に好ましい。
 また、左側がQ(QまたはQ)に、右側がCy(CyまたはCy)に結合する場合において、LおよびLはそれぞれ-CO-O-L1A-および-CO-O-L4A-で表されることが好ましく、L1AおよびL4Aはそれぞれ独立に二価の連結基を表す。ただし、L1AおよびL4Aのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。
 上記L1AおよびL4Aの好ましい範囲は、LおよびLの好ましい範囲からそれぞれ-CO-O-、-CO-O-を除外した範囲である。
 上記一般式(X)中、LまたはLはそれぞれ独立に単結合または二価の連結基である。LまたはLが表す二価の連結基としては、下記群(A)から選択される二価の連結基が好ましい。
群(A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(上記群(A)中、Rは水素原子または置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
 上記群(A)に含まれる上記Rは炭素原子数が1から7のアルキル基または水素原子であることが好ましく、炭素原子数1から4のアルキル基または水素原子であることがより好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることが最も好ましい。
 LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A’)で表される二価の連結基であることが好ましい。
群(A’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(上記群(A’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
 上記群(A’)に含まれる上記Rの好ましい範囲は、上記群(A)に含まれる上記Rの好ましい範囲と同様である。
 LおよびLはそれぞれ独立に下記群(A’’)で表される二価の連結基であることがより好ましい。
群(A’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(上記群(A’’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
上記群(A’’)に含まれる上記Rの好ましい範囲は、上記群(A)に含まれる上記Rの好ましい範囲と同様である。
 LおよびLはそれぞれ独立に-COO-または-OCO-であることが特に好ましい。Lは-COO-であることがより特に好ましく、Lは-OCO-であることがより特に好ましい。
 上記一般式(X)において、nは0、1、2、または3である。nが2または3の場合、二つのLは同じであっても異なっていてもよく、二つのCyも同じであっても異なっていてもよい。nは1または2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。
 上記一般式(X)において、Cy、CyおよびCyは、それぞれ独立に、二価の環状基である。
 環状基に含まれる環は、5員環、6員環、または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、6員環であることが最も好ましい。
 環状基に含まれる環は、縮合環であっても良い。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。
 環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環およびピリミジン環が含まれる。
 ベンゼン環を有する環状基としては、1,4-フェニレンが好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン-1,5-ジイルおよびナフタレン-2,6-ジイルが好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1,4-シクロへキシレンであることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン-2,5-ジイルが好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン-2,5-ジイルが好ましい。
 環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が1乃至5のアルキル基、炭素原子数が1乃至5のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1乃至5のアルコキシ基、炭素原子数が1乃至5のアルキルチオ基、炭素原子数が2乃至6のアシルオキシ基、炭素原子数が2乃至6のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数が2乃至6のアルキル置換カルバモイル基および炭素原子数が2乃至6のアシルアミノ基が含まれる。
 本発明の組成物は、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物が、下記一般式(Y)で表されることが好ましい。
一般式(Y)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(一般式(Y)中、QおよびQのうち少なくとも一方は下記群(B)から選択される反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A)から選択される二価の連結基であり、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、nは0、1、2、または3である。)
群(A)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(上記群(A)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
群(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 上記一般式(Y)におけるR、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、R、RおよびRは各R、RおよびRが置換しているベンゼン環に4個ずつ含まれる。R、RおよびRの好ましい範囲は、上記一般式(X)においてCy、CyおよびCyが表す二価の環状基の有してもよい置換基の好ましい範囲と同様である。上記一般式(Y)におけるR、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子であることがより好ましい。
 上記一般式(Y)におけるその他の基の好ましい範囲は、上記一般式(X)の説明における同名の基の好ましい範囲と同様である。
 本発明の組成物は、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物が、下記一般式(Z)で表されることが好ましい。
一般式(Z)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(一般式(Z)中、QおよびQはそれぞれ独立に下記群(B’)から選択される反応性基であり、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A’)から選択される二価の連結基であり、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、nは0、1、2、または3である。)
群(A’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
(上記群(A’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
群(B’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 上記一般式(Z)における各基の好ましい範囲は、上記一般式(Y)の説明における同名の基の好ましい範囲と同様である。
 本発明の組成物は、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物が、下記一般式(Z’)で表されることが好ましい。
一般式(Z’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(一般式(Z’)中、R’およびR’’はそれぞれ独立に水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、LおよびLはそれぞれ独立に下記群(A’’)で表される二価の連結基であり、L1AおよびL4Aはそれぞれ独立に二価の連結基であり、L1AおよびL4Aのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、R、RおよびRは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基である。)
群(A’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(上記群(A’’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
 上記一般式(Z’)中、R’およびR’’はそれぞれ独立に水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、水素原子または無置換のアルキル基であることが好ましく、水素原子またはメチル基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
 上記一般式(Z’)におけるその他の基の好ましい範囲は、上記一般式(X)の説明または上記一般式(Y)の説明における同名の基の好ましい範囲と同様である。
(ii) 一般式(T)で表される反応性液晶化合物
 本発明の組成物が、下記一般式(T)で表される反応性液晶化合物を含む態様について説明する。
一般式(T) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
(一般式(T)中、Qは反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1はt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6のとき、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
 上記一般式(T)中、Qは反応性基であり、Qの好ましい範囲は、上記一般式(X)におけるQまたはQが表す反応性基の好ましい範囲と同様である。
 上記一般式(T)中、LT1は単結合または二価の連結基であり、LT1の好ましい範囲は、上記一般式(X)におけるLの好ましい範囲と同様である。
 上記一般式(T)中、LT2は単結合または二価の連結基であり、LT2の好ましい範囲は、上記一般式(X)におけるLの好ましい範囲と同様である。
 LT2は左側がCyT2に、右側がQに結合する場合において、-LT2A-O-CO-で表されることが好ましく、LT2Aは上記一般式(X)における群(A’’)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であって、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。LT2Aの好ましい範囲は、LT2Aの有する炭素数2~20のアルキレン基の好ましい範囲を除いて、上記一般式(X)における上記L4Aの好ましい範囲と同様である。LT2Aの有する炭素数2~20のアルキレン基は、炭素数2~10のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2~6のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数3~5のアルキレン基であることが特に好ましい。LT2Aの有する炭素数2~20のアルキレン基は、分岐を有していてもよいが、直鎖であることが好ましい。
 上記一般式(T)中、CyT1はt価の環状基であり、環状基に含まれる環は、5員環、6員環、または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、6員環であることが最も好ましい。
 環状基に含まれる環は、単環であっても縮合環であってもよい。ただし、単環よりも縮合環であることがより好ましい。
 環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、後述の環状構造群(C)から選択される環状構造が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環およびピリミジン環が含まれる。
 CyT1は芳香族環であることが好ましく、下記環状構造群(C)から選択される環状構造を含むt価の環状基であることがより好ましい。
環状構造群(C)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(環状構造群(C)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
 上記環状構造群(C)中、環状構造を構成するいずれかの環が有していてもよい置換基は、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であることが好ましく、炭素原子数が1から7のアルキル基であることがより好ましく、炭素原子数1から4のアルキル基であることが特に好ましく、メチル基、エチル基であることがより特に好ましい。
 上記環状構造群(C)中、環状構造を構成するいずれかの環は、LT1と結合するためのt本の結合手以外、置換基を有さないことが最も好ましい。
 CyT1は下記環状構造群(C’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であることがより好ましい。
環状構造群(C’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
(環状構造群(C’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
 上記環状構造群(C’)における、環状構造を構成するいずれかの環が有していてもよい置換基の好ましい範囲は、上記環状構造群(C)における環状構造を構成するいずれかの環が有していてもよい置換基の好ましい範囲と同様である。
 CyT1は下記環状構造群(C’’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であることがより好ましい。
環状構造群(C’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
(環状構造群(C’’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
 上記環状構造群(C’’)における、環状構造を構成するいずれかの環が有していてもよい置換基の好ましい範囲は、上記環状構造群(C)における環状構造を構成するいずれかの環が有していてもよい置換基の好ましい範囲と同様である。
 CyT1はベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナレン環、トリフェニレン環を含むt価の環状基であることが特に好ましく、トリフェニレン環を含むt価の環状基であることがより特に好ましい。
 上記一般式(T)において、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。tは2~6であることが好ましく、3~6であることがより好ましく、4~6であることが特に好ましく、6であることがより特に好ましい。
 本発明の組成物は、上記一般式(T)で表される反応性液晶化合物が、下記一般式(T’)で表されることが好ましい。
一般式(T’) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
(一般式(T’)中、Qは下記群(B)から選択される反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1は下記環状構造群(C)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
環状構造群(C)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
(環状構造群(C)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
群(B)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 上記一般式(T’)におけるCyT1、LT1、CyT2、LT2、Qおよびtの好ましい範囲は、上記一般式(T)の説明におけるCyT1、LT1、CyT2、LT2、Qおよびtの好ましい範囲と同様である。
 本発明の組成物は、上記一般式(T)で表される反応性液晶化合物が、下記一般式(U)で表されることが好ましい。
一般式(U)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
(一般式(U)中、Qは群(B’)から選択される反応性基であり、RT1は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に下記群(A)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であり、CyT1は下記環状構造群(C’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
環状構造群(C’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
(環状構造群(C’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
群(A’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
(上記群(A’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
群(B’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 上記一般式(U)におけるCyT1、LT1、CyT2、LT2、Qおよびtの好ましい範囲は、上記一般式(T)の説明におけるCyT1、LT1、CyT2、LT2、Qおよびtの好ましい範囲と同様である。
 本発明の組成物は、上記一般式(T)で表される反応性液晶化合物が、下記一般式(U’)で表されることが好ましい。
一般式(U’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
(一般式(U’)中、Rは水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、
T1は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、
T1は下記群(A’’)から選択される二価の連結基であり、
T2Aは下記群(A’’)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であって、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、
CyT1は下記環状構造群(C’’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい。)
環状構造群(C’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
(環状構造群(C’’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基などの置換基を有していてもよい。)
群(A’’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
(上記群(A’’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。)
 上記一般式(U’)におけるCyT1、LT1、CyT2、LT2A、Qおよびtの好ましい範囲は、上記一般式(T)の説明におけるCyT1、LT1、CyT2、LT2A、Q、R’’およびtの好ましい範囲と同様である。
 上記一般式(U’)におけるRの好ましい範囲は、上記一般式(Z’)の説明におけるR’’の好ましい範囲と同様である。
 以下に、上記一般式(T)または(X)で表される反応性液晶化合物の例を示す。本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
(分子量)
 上記反応性液晶化合物の分子量は3000未満であることが好ましく、2000未満であることがより好ましく、1000~300であることが特に好ましい。
<液晶性ブロック共重合体>
 本発明の組成物は、アルキレンオキサイド鎖を含むポリマー成分(A)および炭素数2~20のアルキレン鎖を含むポリマー成分(B)が直接または連結基を介して共有結合によって結合し、かつ、上記ポリマー成分(B)が炭素数6~50のメソゲン側鎖を有する液晶性ブロック共重合体を含む。
(アルキレンオキサイド鎖を含むポリマー成分(A))
 上記液晶性ブロック共重合体は、上記ポリマー成分(A)が、アルキレンオキサイド鎖を含む。アルキレンオキサイド鎖としては、例えばポリ(エチレンオキシド)、ポリ(プロピレンオキシド)などのポリアルキレンオキシ構造、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アクリル酸)、ポリ(メタクリル酸)、ポリ(アクリルアミド)、オリゴ(エチレンオキシド)やクラウンエーテルやクリプタンド又は糖鎖を側鎖に有するポリ(メタクリレート)又はポリ(アクリレート)を含むことが好ましく、ポリアルキレンオキシ構造を含むことがより好ましく、ポリ(エチレンオキシド)を含むことが特に好ましい。ポリ(エチレンオキシド)構造の繰り返し単位数をnとすると、nは1~500であることが好ましく、3~250であることがより好ましく、5~200であることが特に好ましい。
 また、上記ポリマー成分(B)が、連結基を介して上記ポリマー成分(A)と結合してもよい。
 ポリマー成分(A)の重合度は、ミクロ相分離構造のサイズ制御の観点から、数平均分子量が100~100000であり、1000~50000であることが好ましく、最も好ましくは2000~10000である。
 上記ポリマー成分(A)は、親水性モノマー成分を重合して形成されてなるものであってもよい。上記親水性モノマー成分としては特に制限はなく、公知の親水性モノマー成分を用いることができる。
 上記親水性モノマー成分としては、メタクリル酸及びアクリル酸と、ポリオール化合物の片末端をアルキルエーテル化した化合物が、エステル結合で連結された化合物を挙げることができる。
 「ポリオール化合物の片末端をアルキルエーテル化した化合物」とは下記に記載するポリオール化合物を炭素数1~10のアルキル化合物でエーテル化したものであり、好ましくは炭素数1~5、より好ましくはメチルエーテル化(炭素数1)したものである。
(i)ポリオール化合物
 ポリオール化合物としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、分子中に2個以上の水酸基を有する脂肪族炭化水素、分子中に2個以上の水酸基を有する脂環式炭化水素、分子中に2個以上の水酸基を有する不飽和炭化水素等が用いられる。これらのポリオールは単独で用いることも、2種類以上併用することもできる。
 上記ポリエーテルポリオールとしては、脂肪族ポリエーテルポリオール、脂環式ポリエーテルポリオール、芳香族ポリエーテルポリオールを挙げることができる。
 ここで、脂肪族ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、およびトリメチロールプロパンのエチレンオキサイド付加トリオール、トリメチロールプロパンのプロピレンオキサイド付加トリオール、トリメチロールプロパンのエチレンオキサイドとプロピレンオキサイド付加トリオール、ペンタエリスリトールのエチレンオキサイド付加テトラオール、ジペンタエリスリトールのエチレンオキサイド付加ヘキサオール等のアルキレンオキサイド付加ポリオール等の多価アルコール、あるいは2種類以上のイオン重合性環状化合物を開環重合させて得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。
 なお、イオン重合性環状化合物としては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテン-1-オキシド、イソブテンオキシド、3,3-ビス(クロロメチル)オキセタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン、テトラオキサン、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、グリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルカーボネート、ブタジエンモノオキシド、イソプレンモノオキシド、ビニルオキセタン、ビニルテトラヒドロフラン、ビニルシクロヘキセンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、安息香酸グリシジルエステル等の環状エーテル類が挙げられる。上記二種類以上のイオン重合性環状化合物の具体的な組み合わせとしては、テトラヒドロフランとエチレンオキシド、テトラヒドロフランとプロピレンオキシド、テトラヒドロフランと2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランと3-メチルテトラヒドロフラン、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、ブテン-1-オキシドとエチレンオキシド、テトラヒドロフランとブテン-1-オキシドとエチレンオキシド等を挙げることができる。
 また、上記イオン重合性環状化合物と、エチレンイミン等の環状イミン類、β-プロピオラクトン、グリコール酸ラクチド等の環状ラクトン酸、あるいはジメチルシクロポリシロキサン類とを開環共重合させたポリエーテルポリオールを使用することもできる。
 脂環式ポリエーテルポリオールとしては、例えば水添ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加ジオール、水添ビスフェノールFのアルキレンオキシド付加ジオール、1,4-シクロヘキサンジオールのアルキレンオキシド付加ジオール等が挙げられる。
 芳香族ポリエーテルポリオールとしては、例えばビスフェノールAのアルキレンオキシド付加ジオール、ビスフェノールFのアルキレンオキシド付加ジオール、ハイドロキノンのアルキレンオキシド付加ジオール、ナフトハイドロキノンのアルキレンオキシド付加ジオール、アントラハイドロキノンのアルキレンオキシド付加ジオール等が挙げられる。
 上記ポリエーテルポリオールの市販品としては、例えば脂肪族ポリエーテルポリオールとしては、PTMG650、PTMG1000、PTMG2000(以上、三菱化学(株)製)、PPG1000、EXCENOL1020、EXCENOL2020、EXCENOL3020、EXCENOL4020(以上、旭硝子(株)製)、PEG1000、ユニセーフDC1100、ユニセーフDC1800、ユニセーフDCB1100、ユニセーフDCB1800(以上、日本油脂(株)製)、PPTG1000、PPTG2000、PPTG4000、PTG400、PTG650、PTG2000、PTG3000、PTGL1000、PTGL2000(以上、保土谷化学工業(株)製)、PPG400、PBG400、Z-3001-4、Z-3001-5、PBG2000、PBG2000B(以上、第一工業製薬(株)製)、TMP30、PNT4グリコール、EDA P4、EDA P8(以上、日本乳化剤(株)製)、クオドロール(旭電化(株)製)が挙げられる。芳香族ポリエーテルポリオールとしてはユニオールDA400、DA700、DA1000、DB400(以上、日本油脂(株)製)等を挙げることができる。
 また、上記ポリエステルポリオールは、多価アルコールと多塩基酸とを反応させて得られる。ここで、多価アルコールとしては、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,2-ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールプロパンのエチレンオキシド付加体、トリメチロールプロパンのプロピレンオキシド付加体、トリメチロールプロパンのエチレンオキシドとプロピレンオキシドの付加体、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、アルキレンオキシド付加ポリオール等が挙げられる。また、多塩基酸としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸等を挙げることができる。これらのポリエステルポリオールの市販品としては、クラポールP1010、クラポールP2010、PMIPA、PKA-A、PKA-A2、PNA-2000(以上、(株)クラレ製)等を使用することができる。
 また、上記ポリカーボネートポリオールとしては、例えば下記一般式(i)で示されるポリカーボネートジオールが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 一般式(i)中、R1は、炭素数2~20のアルキレン基、(ポリ)エチレングリコール残基、(ポリ)プロピレングリコール残基または(ポリ)テトラメチレングリコール残基を示し、mは1~30の範囲の整数である。
 一般式(i)中のR1の具体例としては、次の化合物から両末端水酸基を除いた残基、すなわち1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1、7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール等から水酸基を除いた残基が挙げられる。これらのポリカーボネートポリオールの市販品としては、DN-980、DN-981、DN-982、DN-983(以上、日本ポリウレタン工業(株)製)、PC-8000(PPG社製)、PNOC1000、PNOC2000、PMC100、PMC2000(以上、(株)クラレ製)、プラクセル CD-205、CD-208、CD-210、CD-220、CD-205PL、CD-208PL、CD-210PL、CD-220PL、CD-205HL、CD-208HL、CD-210HL、CD-220HL、CD-210T、CD-221T(以上、ダイセル化学工業(株)製)等を使用することができる。
 上記ポリカプロラクトンポリオールとしては、εーカプロラクトンを例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,2-ポリブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-ブタンジオール等のジオールに付加反応させて得られるポリカプロラクトンジオールが挙げられる。これらの市販品としては、プラクセル 205、205AL、212、212AL、220、220AL(以上、ダイセル化学工業(株)製)等を使用することができる。
 分子中に2個以上の水酸基を有する脂肪族炭化水素としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1、7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、ヒドロキシ末端水添ポリブタジエン、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。
 分子中に2個以上の水酸基を有する脂環式炭化水素としては、例えば1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,2-ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、ジシクロペンタジエンのジメチロール化合物、トリシクロデカンジメタノール等が挙げられる。
 分子中に2個以上の水酸基を有する不飽和炭化水素としては、例えばヒドロキシ末端ポリブタジエン、ヒドロキシ末端ポリイソプレン等が挙げられる。
 さらにまた、上記以外のポリオールとしては、例えばβ-メチル-δ-バレロラクトンジオール、ひまし油変性ジオール、ポリジメチルシロキサンの末端ジオール化合物、ポリジメチルシロキサンカルビトール変性ジオール等が挙げられる。
 これらのポリオール化合物の好ましい質量平均分子量は1000~10000、特に好ましくは1000~9000である。質量平均分子量は、ポリマーの一部をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される値とする。本発明における質量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質とした値である。
 最も好ましくは、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルであり、その数平均分子量は100~10000であり、好ましくは200~5000であり、最も好ましくは300~1000である。
(炭素数2~20のアルキレン鎖を含むポリマー成分(B))
 上記液晶性ブロック共重合体は、上記ポリマー成分(B)が炭素数2~20のアルキレン鎖を含み、炭素数6~50のメソゲン側鎖を有する。
 上記液晶性ブロック共重合体は、上記ポリマー成分(B)としては、例えば、炭素数6~50のメソゲン側鎖をそれぞれ有するポリ(メタクリレート)、ポリ(アクリレート)、ポリ(スチレン)、ビニルポリマー等が挙げられるが、炭素数6~50のメソゲン側鎖を有するポリ((メタ)アクリレート)であることが好ましく、後述する重合性棒状液晶化合物由来のポリマー成分を含むことがより好ましい。
 なお、上記ポリマー成分(B)として、長鎖アルキル側鎖又は疎水性側鎖をそれぞれ有するポリ(メタクリレート)、ポリ(アクリレート)、ポリ(スチレン)、ビニルポリマー等をさらに含んでいてもよい。長鎖アルキル側鎖とは、炭素数が好ましくは6~22個のアルキル側鎖を意味する。疎水性側鎖としては、例えば脂肪族側鎖等が挙げられる。
 炭素数6~50のメソゲン側鎖は、炭素数6~40のメソゲン側鎖であることがより好ましく、炭素数6~30のメソゲン側鎖であることが特に好ましい。「メソゲン基」は、液晶化合物のコア部を形成し得る基を含み、メソゲン基を有する化合物の例には、液晶性化合物が含まれるとともに、メソゲン基を有するが、液晶形成をしない、即ち非液晶性化合物、も含まれる。メソゲン基についてさらに説明する。本発明において、メソゲン基とは、液晶形成に寄与する液晶分子の主要骨格を示す基である。液晶分子は、結晶状態と等方性液体状態の中間の状態(メソフェーズ)である液晶性を示す。上記メソゲン基については特に制限はなく、例えば、「Flussige Kristalle in Tabellen II」(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie,Leipzig、1984年刊)、特に第7頁~第16頁の記載、及び、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧(丸善、2000年刊)、特に第3章の記載、を参照することができる。好ましくは、サーモトロピック液晶の残基であり、さらに好ましくは、棒状液晶及びディスコティック液晶の残基である。棒状液晶ではネマティック相及びスメクティックA相を示す液晶の残基がより好ましく、ディスコティック液晶ではディスコティックネマティック相を示す液晶の残基がより好ましい。
 ディスコティック液晶の残基の好ましい例には、ベンゼン、トリフェニレン、トルキセン、トリオキサトルキセン、アントラキノン、フタロシアニン又はポリフィリン、マクロサイクレン、ビス(1,3-ジケトン)銅錯体、テトラアリールビピラニリデン、テトラチアフルバレン、及びイノシトールが含まれる。
 棒状液晶の残基、即ち、棒状液晶のメソゲン基あるいはコア部と呼ばれる剛直な液晶形成に寄与する液晶分子の主要骨格としては、上記一般式(X)中の-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-で表される基であることが好ましい。
 これらの中でも上記メソゲン基としては、上記一般式(X)中の-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-で表される基であることが好ましく、上記-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-で表される基のより好ましい範囲は上記一般式(X)における各基の好ましい範囲と同様である。
 本発明の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体の上記ポリマー成分(B)が、下記一般式(1)で表される構造を有することが好ましい。
一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
(一般式(1)中、mは1~500の整数を表し、L12は単結合、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニンレン基、メタロセニレン基、-CO-N(R101)-、-CO-O-、-SO-N(R102)-、-SO-O-、-N(R103)-CO-N(R104)-、-SO-、-SO-、-S-、-O-、-CO-、-N(R105)-、ヘテリレン基を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素数0~100以下の連結基を表し(R101、R102、R103、R104、R105は、各々独立に、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。ただし、L12は少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。)、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rはオキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表し、Mは炭素数6~50のメソゲン基を表す。但し、m個の繰り返し単位は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(1)中、mは3~200であることが好ましく、5~150であることがより好ましく、10~100であることが特に好ましい。
 一般式(1)中、L12は、単結合、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニンレン基、メタロセニレン基、-CO-N(R101)-、-CO-O-、-SO-N(R102)-、-SO-O-、-N(R103)-CO-N(R104)-、-SO-、-SO-、-S-、-O-、-CO-、-N(R105)-、ヘテリレン基を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素数0~100以下の連結基を表し(R101、R102、R103、R104、R105は、各々独立に、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。ただし、L12は少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。一般式(1)中、L12は好ましくはアルキレン基(炭素数2~20、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン)、アリーレン基(炭素数6~26、例えばフェニレン、ナフチレン)、アルケニレン基(炭素数2~20、例えばエテニレン、プロペニレン)、アルキニンレン基(炭素数2~20、例えばエチニレン、プロピニレン)、メタロセニレン基(例えばフェロセン)、-CO-N(R101)-、-CO-O-、-SO-N(R102)-、-SO-O-、-N(R103)-CO-N(R104)-、-SO-、-SO-、-S-、-O-、-CO-、-N(R105)-、ヘテリレン基(炭素数1~26、例えば6-クロロ-1,3,5-トリアジル-2,4-ジイル基、ピリミジン-2,4-ジイル基)を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素数0~100以下、好ましくは1以上20以下の連結基を表す。
 ただし、L12は少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む。L12が含むアルキレン基の炭素数は3~18であることが好ましく、4~16であることがより好ましく、5~15であることが特に好ましい。
 上記、R101、R102、R103、R104、R105は、各々独立に、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。また、L11、L12で表される連結基は、1つ以上複数個存在していてもよく、複数個(好ましくは2つ)が結合して環を形成してもよい。
 一般式(1)中、Rはそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であることが汎用性の観点から好ましく、水素原子であることがより好ましい。
 一般式(1)中、Mは炭素数6~50のメソゲン基であることが好ましく、炭素数6~40のメソゲン基であることがより好ましく、炭素数6~30のメソゲン基であることが特に好ましい。
 本発明の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体の上記ポリマー成分(B)中のMが、下記一般式(2)または一般式(3)で表される2価の連結基を含むことが好ましい。
一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
一般式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
(一般式(2)および(3)中、ArおよびArはそれぞれ独立に置換または無置換のアリーレン基を表す。)
 ArおよびArの好ましい範囲は、上記一般式(X)中の上記Cy、CyまたはCyの好ましい範囲と同様である。
 Mが表すメソゲン基のより好ましい範囲は、上記一般式(X)中の上記-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-の好ましい範囲と同様である。
 一般式(1)中、Rはオキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表し、オキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基であることが好ましく、アクリレート基、メタクリレート基であることがより好ましく、アクリレート基であることが特に好ましい。
 上記ポリマー成分(B)は、疎水性モノマー成分を重合して形成されてなることが好ましい。上記疎水性モノマー成分としては特に制限はなく、公知の疎水性モノマー成分を用いることができる。上記疎水性モノマー成分は液晶性モノマーであることが、揮散性が低い観点や、後述するミクロ相分離構造膜を製造しやすい観点から好ましい。いかなる理論に拘泥するものでもないが、液晶性モノマーを用いる場合、リビング重合後の残存モノマー成分が相分離配向を促進できることができる。
 また、液晶場での重合とすることで、リビング重合の反応速度を速くすることもできる。
 上記液晶性モノマーの中でも反応性液晶化合物を用いることが好ましい。いかなる理論に拘泥するものでもないが、反応性液晶化合物を用いる場合、リビング重合後の残存モノマー成分を、後述する相分離構造を固定化する工程で架橋または重合させることによって、相分離構造を固定化しやすくすることができる。すなわち、上記液晶性ブロック共重合体は、上記ポリマー成分(B)中、上記メソゲン側鎖が、上記メソゲン側鎖1本の中に少なくとも1個の反応性基を有することが好ましい。上記反応性基の好ましい範囲は、上記一般式(X)中の上記QおよびQが表す反応性基の好ましい範囲と同様である。
 上記液晶性モノマーの中でも棒状液晶化合物であることがより好ましい。支持体上でリビング重合する際に、残存するモノマー成分もしくはポリマー(開始剤由来のポリマーなど)がミクロ相分離構造の形成に不利に作用することが予想された。しかし特定の棒状液晶化合物を液晶性モノマーとして使用した場合には、液晶モノマーが残存し、流動性が高まるため欠陥のない綺麗なシリンダー型ミクロ相分離構造を形成することができる。
-棒状液晶化合物-
 棒状液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。
 上記棒状液晶化合物の中でも、棒状液晶化合物を重合によって配向を固定することができる重合性棒状液晶化合物であることがより好ましい。
 重合性棒状液晶化合物としては、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許4683327号、同5622648号、同5770107号、WO95/22586号、同95/24455号、同97/00600号、同98/23580号、同98/52905号、特開平1-272551号、同6-16616号、同7-110469号、同11-80081号、および特願2001-64627号(特開2001-328973号公報)、特開2004-1235979号公報、Transactions of Materials Reseach Society of Japan, 28[3], 553-556(2003)、特開2008-127336号公報、特開2010-116463号公報などに記載の化合物、ならびに、後述の一般式(X)にて表される化合物および後述の一般式(V)で表される化合物などを用いることができる。
 また、重合性棒状液晶化合物として好ましくは、上記一般式(X)にて表される化合物および後述の一般式(V)で表される化合物であり、上記一般式(X)で表される化合物がより好ましい。
 また、棒状液晶化合物としては、下記一般式(V)で表される化合物も好ましい。
一般式(V)
 M-(L)p-Cy-L-(Cy-L-Cy-(L)q-M
 一般式(V)中、M、および、Mはそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ハロゲン、-SCN、-CF、ニトロ基、または、Qを表すが、M、および、Mの少なくとも一つは、Q以外の基を表す。
 ただし、Q、L、L、L、L、Cy、Cy、Cyおよびnは上記一般式(X)で表される基と同義である。また、pおよびqは0、または1である。
 M、および、Mが、Qを表さない場合、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、シアノ基であることが好ましく、より好ましくは、炭素数1~4のアルキル基、もしくは、フェニル基であり、pおよびqは0であることが好ましい。
 なお、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物と上記一般式(V)で表される化合物を混合して用いてもよい。また、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物と、一般式(V)で表される化合物の混合物中における、上記一般式(V)で表される化合物の好ましい混合比率としては、0.1%~40%であり、より好ましくは、1%~30%であり、更に好ましくは、5%~20%である。
 上記一般式(V)で表される化合物の好ましい例は、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、上記一般式(V)で表される化合物は、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物の例と共通する化合物もある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 また本発明に用いることができる反応性液晶化合物のうち二つ以上のアクリル基及びメタクリル基を有する化合物は、そのうち一つが潜在的に重合性基を内在していても構わない。すなわち以下のような化合物からEP2130817記載の化学反応により反応性基を発現させることができるため、二つ以上のアクリル基及びメタクリル基を有する化合物の一方をリビング重合に用いた後に、潜在的に反応性基を内在している部分を化学反応により処理して反応性基を発生させてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 本発明中の各一般式では上記反応性液晶化合物1及び2をなんら区別なく記載しており、本発明中では同義とみなしている。
 上記疎水性ポリマー成分(B)の重合度は、ミクロ相分離構造のサイズ制御の観点から、数平均分子量が300~300000であり、3000~150000であることが好ましく、最も好ましくは6000~30000である。
(連結基および全体構造)
 上記液晶性ブロック共重合体は、上記ポリマー成分(A)および上記ポリマー成分(B)が直接結合していても、連結基を介して結合していてもよい。
 上記ポリマー成分(A)および上記ポリマー成分(B)の連結部は、2価の連結基を有していてもよい。上記その他の2価の連結基としては、下記に記載する官能基から水素原子を2つ除去してなる2価の連結基を表し、特に限定は無いが、好ましくはアルキレン基(炭素数1~20、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン)、アリーレン基(炭素数6~26、例えばフェニレン、ナフチレン)、アルケニレン基(炭素数2~20、例えばエテニレン、プロペニレン)、アルキニンレン基(炭素数2~20、例えばエチニレン、プロピニレン)、メタロセニレン基(例えばフェロセン)、-CO-N(R101)-、-CO-O-、-SO-N(R102)-、-SO-O-、-N(R103)-CO-N(R104)-、-SO-、-SO-、-S-、-O-、-CO-、-N(R105)-、ヘテリレン基(炭素数1~26、例えば6-クロロ-1,3,5-トリアジル-2,4-ジイル基、ピリミジン-2,4-ジイル基)を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素数0~100以下、好ましくは1以上20以下の連結基を表す。上記その他の2価の連結基としては、オキシカルボニル基、カルボニルオキシ基、カルボニル基、アルキレン基およびこれらの基の組み合わせが好ましく、オキシカルボニル基、オキシカルボニル基とアルキレン基の組み合わせがより好ましい。上記その他の2価の連結基として用いられるアルキレン基は炭素数1~30であることが好ましく、炭素数1~15であることがより好ましく、エチレン基(-CHCH-)であることが特に好ましい。
(共重合割合)
 上記液晶性ブロック共重合体は、上記ポリマー成分(A)および上記疎水性ポリマー成分(B)の共重合割合(数平均分子量比)は、65:35~1:99であることが好ましく、55:45~5:95であることがより好ましく、45:55~10:90であることが特に好ましい。
(分子量)
 上記液晶性ブロック共重合体の数平均分子量Mnが3000~100000であることが好ましく、3000~50000であることがより好ましく、3000~30000であることが特に好ましい。
 上記液晶性ブロック共重合体は、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが1.3を超えることが、残存モノマーが相分離構造の欠陥を補修する点、残存マクロRAFT剤が相分離構造のサイズを制御する点からは好ましい。
 一方、Mw/Mnが1.5以下であることが、ミクロ相分離構造を安定的に形成させる観点からは好ましく、1.3以下であることがより好ましく、1.25以下であることが特に好ましく、1.2以下であることがより特に好ましい。
 本明細書中、ブロック共重合体、ポリマー成分(A)、ポリマー成分(B)などの数平均分子量Mnは、以下の方法で測定した値を採用する。
 ポリマーをTHFに溶解させ、東ソー製高速GPC(HLC-8220GPC)を用いて行った。数平均分子量Mnはポリスチレン換算で計算した。
 また、本明細書中、ブロック共重合体、ポリマー成分(A)、ポリマー成分(B)などの重量平均分子量Mwは、以下の方法で測定した値を採用する。
 ポリマーをTHFに溶解させ、東ソー製高速GPC(HLC-8220GPC)を用いて行った。重量平均分子量Mwはポリスチレン換算で計算した。
(液晶性ブロック共重合体の製造方法)
 上記液晶性ブロック共重合体は、溶液中でリビング重合されてなるものでも、支持体上でリビング重合されてなるものでもよい。
 上記液晶性ブロック共重合体をリビング重合する方法としては、下記(1)および(2)の工程を、実施することがより好ましい。
(1)上記モノマー含有組成物として、親水性ポリマー成分および疎水性モノマー成分を含むモノマー含有組成物、ならびに、親水性モノマー成分および疎水性ポリマー成分を含むモノマー含有組成物のうち少なくとも一方を調製する工程
(2)上記モノマー含有組成物をリビング重合させて、親水性ポリマー成分と疎水性ポリマー成分とが共有結合にて連結されたブロック共重合体を得る工程
 ブロック共重合体の製造方法は、下記(1’)および(2)の工程を、実施することが特に好ましい。
(1’)上記モノマー含有組成物として、親水性ポリマー成分および疎水性モノマー成分を含むモノマー含有組成物を調製する工程
(2)上記モノマー含有組成物をリビング重合させて、親水性ポリマー成分と疎水性ポリマー成分とが共有結合にて連結されたブロック共重合体を得る工程
 液晶性ブロック共重合体の製造方法に用いられる支持体としては特に制限はなく、ガラス基板であっても、金属性の支持体であっても、樹脂フィルムであってもよい。
 液晶性ブロック共重合体の製造方法では、上記モノマー含有組成物中にリビング重合に供する疎水性モノマー成分または親水性モノマー成分などのモノマー成分を含む。なお、上記モノマー含有組成物は必要に応じて他の成分を含んでもよい。
 上記モノマー成分としては、親水性モノマー成分を用いても、疎水性モノマー成分を用いてもよいが、後述するミクロ相分離構造膜を製造しやすい観点から疎水性モノマー成分を用いることが好ましい。
 液晶性ブロック共重合体の製造方法において、上記モノマー含有組成物に使用できる溶媒としては、反応を阻害しないものであればいずれでも使用することができる。
 具体的には、ベンゼン、トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナンおよびデカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンおよびデカヒドロナフタレンのような脂環族炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素およびテトラクロルエチレン等の塩素化炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノールおよびtert-ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルおよびジメチルフタレート等のエステル系溶媒、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ-n-アミルエーテル、ジフェニルエーテル、テトラヒドロフランおよびアニソールのようなエーテル系溶媒、ジメチルスルホキシド、N-ジメチルホルムアミド、ジオキサン等を挙げることができる。
 また、水を溶媒として、懸濁重合、乳化重合することもできる。これらの溶媒は、単独でもまたは2種以上を混合して使用してもよい。また、これらの溶媒の使用によって、反応液が均一相となることが好ましいが、不均一な複数の相となっても構わない。
 液晶性ブロック共重合体の製造方法に用いられる開始剤は特に制限はないが、液晶性ブロック共重合体の製造方法は、上記リビング重合が、ATRP、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFTと略すことがある)重合、リビングアニオン重合であることがより好ましい。
-RAFT剤-
 RAFT重合で用いられるRAFT剤としては、特に制限はなく、公知のRAFT剤を用いることができる。例えば、Macromolecules、2006、39、4953.に記載のものなどを挙げることができる。
 本発明では市販のRAFT剤を用いてもよく、例えば、低分子RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニル]ペンタノイック酸や、2-シアノ-2-プロピルベンゾジチオエート(いずれもアルドリッチ社製)などを挙げることができる。また、マクロRAFT剤として、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(4-シアノ-4-ペンタノエート ドデシル トリチオカーボネートや、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(4-シアノ-4-(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル)ペンタノエート(いずれもアルドリッチ社製)などを挙げることができる。
 ATRPの好ましい態様としては、具体的には、例えば、Matyjaszewskiら、Chem. Rev., 101, 2921 (2001)、WO96/30421号公報、WO97/18247号公報、WO98/01480号公報、WO98/40415号公報、WO00/156795号公報、あるいは澤本ら、Chem. Rev., 101, 3689 (2001)、特開平8-41117号公報、特開平9-208616号公報、特開2000-264914号公報、特開2001-316410号公報、特開2002-80523号公報、特開2004-307872号公報などが挙げられる。
-ATRPに用いられる開始剤-
 ATRPに用いられる開始剤としては、特に制限はなく、例えば有機ハロゲン化物やハロゲン化スルホニル化合物が挙げられるが、特に炭素-炭素二重結合または炭素-酸素二重結合のα位に存在する炭素-ハロゲン結合、あるいは一つの炭素原子上に複数のハロゲンが付加した構造が開始剤構造として好適である。炭素-炭素二重結合のα位に存在する炭素-ハロゲン結合、あるいは一つの炭素原子上に複数のハロゲンが付加した構造を開始剤構造として利用することができる。
 ATRPに用いられる開始剤は、ミクロ相分離構造膜を製造しやすくする観点からは、親水性ユニットを含むマクロ開始剤であることが好ましく、ポリアルキレンオキシ構造を含むマクロ開始剤であることがより好ましい。
 上記ポリアルキレンオキシ構造としては特に制限はないが、アルキレンオキシ基が炭素数1~1000のアルキレンオキシ基であることが好ましく、炭素数10~400のアルキレンオキシ基であることがより好ましく、エチレンオキシ基であることが特に好ましい。
 上記ポリアルキレンオキシ構造中、アルキレンオキシ構造の繰り返し単位数は特に制限はないが、1~500であることが好ましく、3~250であることがより好ましく、5~200であることが特に好ましい。
 本発明では市販のATRP用開始剤を用いてもよく、例えば、低分子ATRP用開始剤としてエチル-α-ブロモイソブチレート(アルドリッチ社製)などを挙げることができる。
 一方、マクロ開始剤であるATRP用開始剤は、合成により製造してもよい。マクロ開始剤であるATRP用開始剤としては、例えば、以下のものを用いることができるが、本発明は以下の具体例によって制限されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
(n=171)
 上記モノマー組成物中、上記ATRP用開始剤の添加量は、上記モノマー成分に対して、1~60質量%であることが好ましく、5~55質量%であることがより好ましく、10~45質量%であることが特に好ましい。
 配位子としては、Macromolecules、2006、39、4953.に記載の配位子を好適に使用することができる。
 2,2’-ビピリジン、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン、1,1,4,7,10,10-ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ピリジルメチル)エチレンジアミン、トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミンを用いることが特に好ましい。
 上記モノマー組成物中、配位子の添加量は、上記モノマー成分に対して、0.1~40質量%であることが好ましく、0.5~20質量%であることがより好ましく、1~10質量%であることが特に好ましい。
-重合触媒-
 液晶性リビング重合体の製造方法は、ATRPの重合触媒としては特に制限はない。
 ATRPの重合触媒として用いられる遷移金属錯体としては特に限定されないが、好ましくは周期律表第7族、8族、9族、10族、または11族元素を中心金属とする金属錯体である。更に好ましいものとして、0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄又は2価のニッケルの錯体が挙げられる。なかでも、銅の錯体が好ましい。1価の銅化合物を具体的に例示するならば、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、過塩素酸第一銅等である。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために2,2′-ビピリジル若しくはその誘導体、1,10-フェナントロリン若しくはその誘導体、又はテトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン若しくはヘキサメチルトリス(2-アミノエチル)アミン等のポリアミン等が配位子として添加される。また、2価の塩化ルテニウムのトリストリフェニルホスフィン錯体(RuCl(PPh)も触媒として好適である。ルテニウム化合物を触媒として用いる場合は、活性化剤としてアルミニウムアルコキシド類が添加される。更に、2価の鉄のビストリフェニルホスフィン錯体(FeCl(PPh)、2価のニッケルのビストリフェニルホスフィン錯体(NiCl(PPh)、及び、2価のニッケルのビストリブチルホスフィン錯体(NiBr(PBu)も、触媒として好適である。
 ATRPの重合触媒として用いられる遷移金属の単体としては特に限定されないが、好ましくは周期律表第7族、8族、9族、10族、または11族元素の金属である。更に好ましいものとして、銅、ルテニウム、鉄又はニッケルが挙げられる。なかでも、銅が好ましい。
 液晶性ブロック共重合体の製造方法において、リビング重合ができる限りは重合条件や重合方法は特に限定されず、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、塊状・懸濁重合などを適用することができる。
 反応温度は重合反応が進行する温度であればいずれでも構わず、所望する重合体の重合度、使用する重合開始剤および溶媒の種類や量によって一様ではないが、通常、-100℃~250℃である。
 上記モノマー含有組成物をリビング重合させる工程でのリビング重合反応は場合によって減圧、常圧または加圧のいずれでも実施できる。
 また、上記重合反応は、特に開始剤が低分子開始剤であるときは窒素やアルゴン等の不活性ガスのフロー下で行うことが好ましく、窒素ガスのフロー下で行うことがより好ましい。不活性ガスのフロー条件としては特に制限はないが、例えば、0.001~50L/minとすることができる。
<液晶性ブロック共重合体と反応性液晶化合物の混合割合>
 本発明の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体を30~90質量%含有し、上記反応性液晶化合物を10~70質量%含有することが好ましい。
 本発明の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体を40~80質量%含有し、上記反応性液晶化合物を20~60質量%含有することがより好ましい。
 本発明の組成物は、上記液晶性ブロック共重合体を50~80質量%含有し、上記反応性液晶化合物を20~50質量%含有することがより好ましい。
 添加する反応性液晶化合物の量が上記の好ましい範囲の下限値以上である場合、欠陥を抑制でき、さらに硬化も進行しやすく、好ましい。
 逆に、反応性液晶化合物の量が上記の好ましい範囲の上限値以下である場合、ミクロ相分離の形成の際、シリンダー構造の形成を阻害しにくくなり、好ましい。
<溶媒>
 本発明の組成物が含んでいてもよい溶媒としては、上記液晶性ブロック共重合体の製造方法において、上記モノマー含有組成物に使用できる溶媒と同様のものを挙げることができる。
<開始剤>
 本発明の組成物は、さらに開始剤を含むことが好ましい。
 ラジカル重合開始剤は、熱重合開始剤であるものを用いることが好ましい。
(ラジカル重合開始剤)
 ラジカル重合開始剤としては市販のラジカル重合開始剤を用いることが可能である。和光純薬製V-70、V-60(AIBN)、V-40、V-65、V-601、V-59、V-30、V-501などが好ましく、AIBNを用いることが特に好ましい。
 本発明の組成物中、ラジカル重合開始剤の添加量は、上記モノマー成分に対して、0.01~10質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましく、0.2~1質量%であることが特に好ましい。
(光重合開始剤)
 本発明の組成物を用いてミクロ相分離構造膜を形成する場合は、上記モノマー成分として上記反応性液晶化合物を用いて、さらに光重合開始剤を添加することが好ましい。ミクロ相分離構造膜を形成するときに、上記反応性液晶化合物と光重合開始剤を併用することで、相分離構造を容易に固定することができる。上記光重合開始剤としては、特に制限はなく、市販の光重合開始剤を用いることができる。
 上記光重合開始剤としては、例えば、以下のものを用いることができるが、本発明は以下の具体例によって制限されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 本発明の組成物中、上記光重合開始剤の添加量は、上記モノマー成分に対して、0.01~10質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましく、0.2~1質量%であることが特に好ましい。
<その他の添加剤>
 本発明の組成物には、その他の添加剤を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば、液晶便覧、液晶便覧編集委員会編、丸善株式会社に記載されているような上記反応性液晶化合物(重合性棒状液晶化合物)に併用することができる添加剤などを挙げることができる。
<用途>
 本発明の組成物の用途としては特に制限はないが、本発明の組成物はミクロ相分離構造膜の形成用の組成物であることが好ましい。
 本発明の組成物を機能材料として用いるためには、液晶性ブロック共重合体反応混合物を一旦取り出し精製した後に、本発明の組成物を調製し、この組成物を基材(または支持体)に塗布して相分離構造を形成させるのが一般的である。
[ミクロ相分離構造膜の製造方法]
<ミクロ相分離構造を形成する工程>
 本発明の第一の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法は、(3)本発明の組成物を上記支持体上で外部刺激により、ミクロ相分離構造を形成する工程を含むことを特徴とする。ミクロ相分離構造を形成するための、本発明の組成物への外部刺激の方法としては、熱・光・溶媒蒸気・電場(電圧)により相分離を促進するなどの方法を挙げることができ、加熱により相分離を促進する方法が好ましい。
 本発明の第二の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法は、(3’-1)上記液晶性ブロック共重合体を溶解可能な溶媒に溶解された本発明の組成物を調製する工程と、(3’-2)本発明の組成物を支持体表面に塗布する工程と、(3’-3)上記溶媒を蒸発させて上記本発明の組成物のミクロ相分離構造膜を形成する工程を有することを特徴とする。
 以下、第一の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法および第二の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法について、順に説明する。
 なお、本発明の組成物を上記支持体上に適用する工程の前に、上記支持体への表面修飾やガイドなど(ラビングなど)を行っても、行わなくてもよいが、製造コストおよび工程の短縮化の観点から、行わないことが好ましい。本発明の組成物は、支持体への表面修飾やガイドなしで、後述のミクロ相分離構造を形成することができ、支持体への表面修飾やガイドなしでも欠陥のない綺麗なシリンダー型ミクロ相分離構造を形成することができる。
-第一の態様-
(反応時間)
 本発明の第一の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法は、上記(3)本発明の組成物を上記支持体上で加熱して、ミクロ相分離構造を形成する工程の時間は、5~1000秒であることが好ましく、10~800秒であることがより好ましく、30~600秒であることが特に好ましい。
(反応温度)
 本発明の第一の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法は、上記(3)本発明の組成物を上記支持体上で加熱して、ミクロ相分離構造を形成する工程の加熱開始温度が40~250℃であることが好ましく、より好ましくは50℃~200℃であり、更に好ましくは60℃~190℃である。
 上記(3)工程における加熱方法としては特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば上記支持体をホットプレート上に載せて、上記モノマー含有組成物を上記支持体ごと加熱する方法などを挙げることができる。
 なお、加熱開始後は、最終的に後述する(4)工程の開始温度(活性放射線の照射温度)まで降温することが好ましい。加熱開始後からUV照射温度までの降温速度は、1~100℃/分であることが好ましく、5~80℃/分であることがより好ましく、10~50℃/分であることが特に好ましい。
-第二の態様-
 本発明の第二の態様のミクロ相分離構造膜の製造方法は、(3’-1)上記液晶性ブロック共重合体を溶解可能な溶媒に溶解された本発明の組成物を調製する工程と、(3’-2)本発明の組成物を支持体表面に塗布する工程と、(3’-3)上記溶媒を蒸発させて本発明の組成物のミクロ相分離構造膜を形成する工程を有する。
 上記(3’-1)上記液晶性ブロック共重合体を溶解可能な溶媒に溶解された本発明の組成物を調製する工程としては特に制限はなく、支持体上でリビング重合して得られたブロック共重合体を用いて溶媒に溶解させてもよく、溶液中でリビング重合して得られたブロック共重合体を用いて、上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物と混合して、本発明の組成物を調製してもよい。上記液晶性ブロック共重合体を溶解可能な溶媒としては特に制限はないが、上記液晶性ブロック共重合体の製造方法において用いられる溶媒の内、上記液晶性ブロック共重合体を溶解可能な溶媒を用いることができる。その中でも、芳香族炭化水素系溶媒が好ましく、キシレンがより好ましい。
 溶液中でのリビング重合については、特開2004-124088号公報、特開2010-275349号公報、特開2010-116463号公報、特開2010-116466号公報などに記載の方法を用いることができる。上記液晶性ブロック共重合体を溶液中でのリビング重合により製造する場合は、オイルバスなどを用いて反応温度を例えば40~300℃とし、溶液中でリビング重合させる時間を例えば5~20時間とし、不活性ガスのフロー下で行うことが好ましい。
 上記(3’-2)本発明の組成物を支持体表面に塗布する工程としては特に制限はなく、上記支持体上で上記モノマー含有組成物をリビング重合させる工程における塗布方法と同様の方法や、特開2004-124088号公報、特開2010-275349号公報、特開2010-116463号公報、特開2010-116466号公報などに記載の方法を用いることができる。
 また、溶液中でリビング重合して得られたブロック共重合体反応混合物を溶液中から一旦取り出し精製してから、あらためて上記一般式(X)で表される反応性液晶化合物と混合して、本発明の組成物を塗布液として調製してもよい。
 上記(3’-3)上記溶媒を蒸発させて本発明の組成物のミクロ相分離構造膜を形成する工程としては特に制限はなく、特開2004-124088号公報、特開2010-275349号公報、特開2010-116463号公報、特開2010-116466号公報などに記載の方法を用いることができる。
<ミクロ相分離構造を固定化させる工程>
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法は、さらに(4)上記ミクロ相分離構造を有する本発明の組成物を上記支持体上で架橋または重合させてミクロ相分離構造を固定化させる工程を含むことが好ましい。
 上記ミクロ相分離構造を有する本発明の組成物を上記支持体上で架橋または重合させてミクロ相分離構造を固定化させる工程の方法としては特に制限はないが、上記ミクロ相分離構造を有する本発明の組成物への活性放射線の照射であることが好ましく、UV照射であることがより好ましい。
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法は、上記ミクロ相分離構造膜を固定化する工程が、上記ミクロ相分離構造膜に300nm以下の波長をカットしながらUVを照射し、構造を固定化する工程であることが、メソゲン基のエステル結合に悪影響を与えないようにしつつ、開始剤を分解させ反応性液晶化合物を重合させて、ミクロ相分離構造(のシリンダー構造)を固定できる観点から好ましい。上記ミクロ相分離構造膜を固定化する工程において、照射するUVのうちカットする波長は340nm以下とすることがより好ましい。
(活性放射線の照射)
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法は、(4)上記ミクロ相分離構造を有する本発明の組成物を上記支持体上で架橋または重合させてミクロ相分離構造を固定化させる工程の活性放射線の照射温度は、40~200℃であることが好ましく、より好ましくは50℃~200℃であり、更に好ましくは60℃~200℃である。
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法は、上記活性放射線の照射が、50~2000mJ/cmであることが好ましく、100~1500mJ/cmであることが好ましく、200~1000mJ/cmであることが特に好ましい。
 上記(4)工程における活性放射線の照射装置としては特に制限はなく、公知の装置を用いることができ、例えばHOYA社製 EXECURE3000などを挙げることができる。
 なお、活性放射線の照射後は、最終的に室温まで放冷してミクロ相分離構造膜を得ることが好ましい。
<ミクロ相分離構造膜を剥ぎ取る工程>
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法は、上記ミクロ相分離構造膜を、上記支持体から剥ぎ取る工程を含むことが好ましい。
 上記ミクロ相分離構造膜を、上記支持体から剥ぎ取る方法としては特に制限はない。
[ミクロ相分離構造膜]
 本発明のミクロ相分離構造膜は、本発明の組成物またはその架橋重合体を含有すること、あるいは、本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法で製造されたことを特徴とする。ここで、本明細書中、原子間力顕微鏡(AFMとも言う)で観察した場合に、ラメラ構造やシリンダー構造が確認できたときは「ミクロ相分離構造」を有していることとみなす。このような本発明のミクロ相分離構造膜は、保存安定性が良好である。
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法で得られるミクロ相分離構造膜は、基板上に形成されるが、基板から剥離して用いてもよい。
 上記ミクロ相分離構造膜の厚みが、1~2000nmであることが好ましい。用途によって上記ミクロ相分離構造膜のより好ましい厚みは異なるが、例えば1~500nmであることがより好ましい。
 上記ミクロ相分離構造膜は、シリンダー型ミクロ相分離構造膜であることが好ましい。シリンダー型ミクロ相分離構造膜とは、上記親水性ポリマー成分が固定されたシリンダーが、面内に多数並んでいる膜のことを言い、各シリンダーは等間隔で整列していることが好ましい。各シリンダーの高さは、1~2000nmであることが好ましく、1~500nmであることがより好ましい。各シリンダーの直径は、1~1000nmであることが好ましく、1~200nmであることがより好ましい。
(用途)
 本発明のミクロ相分離構造膜の製造方法で得られるミクロ相分離構造膜は、光・電子機能材料(例えば輝度向上膜)、エネルギー関連材料、表面修飾材料、パターンドメディアのような高密度記録材料、種々のナノフィルター(透過膜、限外ろ過膜、ナノリアクター)、異方性イオン伝導膜、異方性導電膜、等として有用な配向の制御されたブロック共重合体からなるミクロ相分離構造膜である。
 このようなミクロ相分離構造膜は、シリンダー構造部分を除去することにより、多孔質構造体として用いることもできる。ミクロ相分離構造膜から得られる多孔質構造体は、燃料電池用高分子電解質、イオン交換樹脂、マイクロリアクター用薄膜、蛋白質の分離膜、有機ゼオライトや種々のピラー用高配向用テンプレートなどの異方性イオン伝導材料として利用できる。
 このようなミクロ相分離構造膜は、シリンダー構造部分を除去して、別の物質を導入することもできる。
 以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
 まず、各実施例および比較例で使用した材料およびその調製方法を以下に示す。
 ここで本明細書中、Mwとは重量平均分子量を、Mnとは数平均分子量を表す。
<親水性マクロ開始剤I-1の合成方法>
(親水性マクロ開始剤I-1)
 市販のポリ(エチレングリコール)メチルエーテル(Mn5000、アルドリッチ社製)30g、N,N’-ジメチルアミノピリジン0.81gを塩化メチレン180mlに溶解させ、2-ブロモイソラクサンブロミド(東京化成社製)1.52gを塩化メチレン20mlに溶解させた後に室温で滴下し、40℃で加熱環流して48時間攪拌した。
 1規定の塩酸水溶液、0.5規定の炭酸水素ナトリウム水溶液、1規定の塩酸水溶液の順番に分液操作を施し、硫酸マグネシウムで乾燥後、ジエチルエーテルで再結晶した。
 目的とするATRP親水性マクロ開始剤I-1を22g(分子量Mw8000、Mn7700、Mw/Mn=1.04:GPCポリスチレン換算)を得た。
親水性マクロ開始剤I-1(ATRP用)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
(GPCからn=171と計算できる)
<液晶性モノマーM-1~M-3の合成方法>
(モノマー合成例)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 以下に記載の合成法に従い、液晶性モノマーM-1~M-3を合成した。
 代表例として、液晶性モノマーM-1の合成スキームを以下に示した。液晶性モノマーM-2およびM-3も類似の方法で、合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 11-ブロモウンデカノール(58mmol, 15g)のジメチルアセトアミド(以下、DMAc)溶液(20ml)に、4-ヒドロキシ安息香酸エチル(58mmol, 10g)と炭酸カリウム(126mmol, 17.4g)を加え、100℃で2.5時間撹拌した。その後、室温まで冷却し、水(100ml)を加え、固体を吸引濾過した。水でかけ洗いし、粗体c-1を得た。
 粗体c-1に、水酸化カリウム(200mmol, 11g)の水溶液(100ml)を加え、110℃で3.5時間撹拌した。その後、室温まで冷却後、pH=1になるまで塩酸を加え、固体を吸引濾過し、水で洗浄した。アセトニトリル(以下、AR (150ml))を加え、100℃で加熱しながら15分間撹拌した後、室温まで冷却した。固体を吸引濾過し、白色固体c-2を15g(2ステップ収率82%)得た。
 c-2(48mmol, 15g)のDMAc溶液(100ml)に、メタクリル酸クロリド(71.6mmol, 7.5g)を滴下し、室温で、5時間撹拌した。その後、0℃下、水(200ml)を加え、固体を吸引濾過し、AR(100ml)を加え、撹拌・洗浄した後、吸引濾過し、白色の固体c-3を11g(収率64%)得た。
 0℃下、c-3(30mmol, 11g)のアセトン溶液(100ml)に、ニトロベンゼンを数滴加えた後、メタンスルホン酸クロリド(33mmol, 3.8g)とジイソプロピルエチルアミン(以下、DIPEA(35mmol, 4.5g))を滴下し、1時間撹拌した。その後、4-ブチルフェノール(33mmol, 5g)を滴下し、ジブチルヒドロキシトルエン(以下、BHT(1さじ))とN,N-ジメチル-4-アミノピリジン(以下、DMAP(1さじ))を加え、DIPEA(35mmol, 4.5g))を滴下し、室温で4時間撹拌した。水(50ml)を加え、0℃で冷却しながら30分撹拌し、固体を吸引濾過した。ヘキサン/酢酸エチル=20/1でカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧濃縮後、メタノールを加え、固体を吸引濾過することで、M-1を9g(収率59%)得た。
<液晶性モノマーM-4の合成方法>
 Macromolecules, 44 (2011) 7645に記載の合成方法により液晶性モノマーM-4を合成した。液晶性モノマーM-4の合成手順の詳細を以下に示した。
液晶性モノマーM-4
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
 11-ブロモウンデカノール(80mmol, 20g)のDMAc溶液(50ml)に、4-ヒドロキシベンズアルデヒド(80mmol, 10g)と炭酸カリウム(172mmol, 23.8g)を加え、90℃で3.5時間撹拌した。その後、室温まで冷却し、水(250ml)を加え、固体を吸引濾過した。THF(500ml)に溶解させた後、硫酸マグネシウムで乾燥・濾過し、濾液を減圧濃縮した。ヘキサン(300ml)を加え、析出した固体を減圧濾過で回収し、白色固体b-1を21g(収率88%)得た。
 4-ブチルベンズアルデヒド(62mmol, 10g)のTHF溶液(100ml)に、水素化ホウ素ナトリウム(74mmol, 2.8g)を6回に分けて加え、室温で3時間撹拌した後、塩化アンモニウム水溶液を加えた。酢酸エチル(100ml)で希釈し、水(100ml)で分液した後、硫酸マグネシウムで乾燥・濾過し、濾液を減圧濃縮することで、無色の液体b-2を12g(収率>99%)得た。
 -40℃下、b-2(62mmol, 12g)の塩化メチレン溶液(50ml)に、三臭化リン(1M塩化メチレン溶液, 62mmol, 62ml)を滴下した。0℃にて、30分撹拌後、炭酸水素ナトリウム(0.5N)・ブラインで分液した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥・濾過し、濾液を減圧濃縮した。ヘキサンカラムで精製し、無色の液体b-3を11g(収率83%)得た。
 b-3(50mmol, 11g)のトルエン溶液(50ml)に、トリフェニルホスフィン(60mmol, 16g)を加え、120℃で2.5時間撹拌した。固体を吸引濾過し、トルエンで洗浄し、白色固体b-4を22g(収率90%)得た。
 0℃下、b-1(44mmol, 13g)とb-4(44mmol, 22g)のTHF溶液(200ml)に、t-ブトキシカリウム(90mmol, 10g)を加え、室温で、3.5時間撹拌した。その後、0℃下で、メタノール(50ml)を添加し、酢酸エチルで希釈した。ブラインで分液した後、硫酸マグネシウムで乾燥・濾過し、濾液を減圧濃縮した。粗生成物をヘキサン/酢酸エチル=3/1でカラムクロマトグラフィーにより精製することで、cis/trans混合物のb-5を得た。室温で、ヘキサンを加え、固体を吸引濾過することで、白色の固体trans-b-5を0.5g(収率3%)得た。
 trans-b-5(1.1mmol, 0.5g)のDMAc溶液(20ml)に、メタクリル酸クロリド(2mmol, 0.2ml)を滴下し、室温で、23時間撹拌した。その後、0℃下、水(50ml)を加え、固体を吸引濾過し、メタノールで洗浄することで、白色の固体M-4を0.6g(収率86%)得た。
<液晶性モノマーM-5の合成方法>
 特開2008-127336号公報に記載の合成法により液晶性モノマーM-5を合成した。
液晶性モノマーM-5
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
<液晶性モノマーM-6の合成方法>
 特開2008-127336号公報の実施例4に記載の合成法において、用いるカルボン酸化合物10の置換基の鎖長を変更した以外は同様の合成法により液晶性モノマーM-6を合成した。
液晶性モノマーM-6
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
<液晶性モノマーM-7の合成方法>
 特開2010-116463号公報に記載の合成法に基づいて、液晶性モノマーM-7を合成した。
液晶性モノマーM-7
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
<液晶性モノマーM-8の合成方法>
 以下に記載の合成法に従い、液晶性モノマーM-8を合成した。
液晶性モノマーM-8
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
 メタンスルホニルクロリド(33.0mmol,2.6mL)のTHF溶液(17mL)にヒドロキノンモノメチルエーテル(37mg)を加え、内温を-5℃まで冷却した。そこに、a-1(31.5mmol,8.33g)とDIPEA(33.0mmol,5.75mL)のTHF溶液(16mL)を内温が0℃以上に上昇しないように滴下した。-5℃で30分撹拌した後、DIPEA(33.0mmol,5.75mL)、b-1のTHF溶液(20mL)、DMAP(スパチュラ一杯)を加えた。その後、室温で4時間撹拌した。メタノール(5mL)を加えて反応を停止した後に、水と酢酸エチルを加えた。酢酸エチルで抽出した有機層を、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去しc-1の粗生成物を得た。
 アルデヒドc-1のアセトニトリル溶液(67mL)に対し、亜塩素酸ナトリウム(42.0mmol,3.80g)の水溶液(32mL)、リン酸二水素ナトリウム二水和物(6.0mmol,0.94g)の水溶液(8.2mL)、過酸化水素水(4.0mL)を加え、室温で12時間撹拌した。1N 塩酸水溶液を100mL加えた後に、ろ過した。残渣をメタノールで少量のARで洗浄することにより、カルボン酸d-1を定量的に得た。
 メタンスルホニルクロリド(6.0mmol,0.46mL)のTHF溶液(3mL)にヒドロキノンモノメチルエーテル(7mg)を加え、内温を-5℃まで冷却した。そこに、カルボン酸d-1(5.5 mmol,2.1g)とDIPEA(6.0mmol,1.1mL)のTHF溶液(6mL)を内温が0℃以上に上昇しないように滴下した。-5℃で30分撹拌した後、DIPEA(6.0mmol,1.1mL)、4-エチルフェノールであるe-1(5.0mmol,0.82g)のTHF溶液(4mL)、DMAP(スパチュラ一杯)を加えた。その後、室温で2時間撹拌した。メタノール(5mL)を加えて反応を停止した後に、水と酢酸エチルを加えた。酢酸エチルで抽出した有機層を、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去しモノマーM-8の粗生成物を得た。酢酸エチルとメタノールで再結晶を行い、モノマーM-8を78%の収率で得た。
H-NMR(溶媒:CDCl)δ(ppm):1.2(t,3H)、1.8-2.0(m,4H), 2.6(d,2H), 4.1-4.3(m,4H), 5.8(d,1H), 6.1(dd,1H), 6.4(d,1H), 6.9-7.0(m,2H), 7.1-7.2(m,2H), 7.2-7.3(m,2H), 7.3-7.4(m,2H), 8.1-8.2(m,2H), 8.2-8.3(m,2H)
<液晶性モノマーM-9の合成方法>
 Transactions of Materials Reseach Society of Japan, 28[3], 553-556(2003)に記載の合成方法により液晶性モノマーM-9を合成した。
液晶性モノマーM-9
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
<液晶性ブロック共重合体A-1の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、液晶性モノマーM-1(1.0174g)、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・7時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-1を0.3g得た。GPCの分析結果からMw46500、Mn34200、Mw/Mn=1.36であった。
<液晶性ブロック共重合体A-1’の合成方法>
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-1(0.7630g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・3時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-1’を0.2g得た。GPCの分析結果からMw32500、Mn26000、Mw/Mn=1.25であった。
<液晶性ブロック共重合体A-2の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-2(0.5648g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・7時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-2を0.05g得た。GPCの分析結果からMw24600、Mn19500、Mw/Mn=1.26であった。
<液晶性ブロック共重合体A-3の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-3(0.6209g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・7時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-3を0.06g得た。GPCの分析結果からMw23400、Mn19000、Mw/Mn=1.23であった。
<液晶性ブロック共重合体A-4の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-4(0.4907g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・3時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-4を0.1g得た。GPCの分析結果からMw、Mn、Mw/Mn=1.22であった。
<液晶性ブロック共重合体A-5の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-5(0.6767g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をキシレン5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・12時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-5を0.3g得た。GPCの分析結果からMw17900、Mn14400、Mw/Mn=1.24であった。
<液晶性ブロック共重合体A-6の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
 親水性マクロ開始剤A-3(0.103g)、液晶性モノマーB-3(0.658g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.017g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・12時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、ヘキサン200mlに反応溶液を添加して、濾過した。さらに得られたポリマーをヘキサン/酢酸エチル=20ml/30mlに懸濁して、1時間後に濾過した。ブロック共重合体A-6を0.45g得た。GPCの分析結果からMw26800、Mn20500、Mw/Mn=1.31であった。
<液晶性ブロック共重合体A-7の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-7(0.7729g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・3時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-7を0.04g得た。GPCの分析結果からMw24700、Mn22300、Mw/Mn=1.11であった。
<液晶性ブロック共重合体A-8の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-8(0.4885g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をキシレン5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・3時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-8を0.05g得た。GPCの分析結果からMw18700、Mn15500、Mw/Mn=1.21であった。
<液晶性ブロック共重合体A-9の合成方法>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
 親水性マクロ開始剤I-1(0.1032g)、モノマーM-9(0.492g)、PMDETA(0.0208g)、臭化銅(I)(0.0172g)をアニソール5mlに溶解させた。窒素フローを開始し、オイルバス80℃・7時間加熱攪拌した。その後、室温まで放冷し、アルミナ処理した後にTHF200mlにて洗浄し、濾過・濃縮した。さらに得られたポリマーをヘキサン250mlに懸濁・濾過して、液晶性ブロック共重合体A-9を0.07g得た。GPCの分析結果からMw22500、Mn19900、Mw/Mn=1.13であった。
<反応性液晶化合物の調製>
 特開2010-84032号公報、特開2009-286976号公報、特開2009-186785号公報、特開2009-184974号公報および特開2009-86260号公報に記載の反応性液晶化合物B-1と、特表2001-521538のp85に記載の反応性液晶化合物B-1をこれらの公報にしたがって調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
 また、以下の反応性液晶化合物B-3~B-7として、上記にて合成した液晶性モノマーM-9、M-8、M-5~M-7をそれぞれ用いた。
 反応性液晶化合物B-8は、特開平7-306317号公報に記載の方法で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
 また、比較例で用いる低分子液晶化合物として、下記構造の低分子液晶化合物C-1をSIGMA-ALDRICHから購入することによって入手した。
低分子液晶化合物C-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
[実施例1、比較例1]
<組成物(塗布溶液)の調製>
 液晶性ブロック共重合体A-1(37.5mg)、反応性液晶化合物B-1(12.5mg)、下記構造の開始剤D-1(1mg)を秤量し、トルエン950μLに溶解させた後に、フィルター(マイレクストFH 0.45μm、φ13mm、シリンジ2ml)濾過して塗布溶液Y-1を調液した。得られた塗布溶液Y-1を、実施例1の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例1と同様にして調製した塗布溶液を、比較例1の組成物とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
<ガラス基板上でのミクロ相分離構造膜の製造・欠陥抑制評価・AFM観察>
(スピンコート)
 ガラス基板上(2X2.5cm角)に上記にてそれぞれ調製した実施例1および比較例1の組成物(塗布溶液)をエッペンドルフを用いて35μl塗布して、スピンコーター(MIKASA社製 SPINCOATER1H-D7)を用いて1500回転/分、30秒間回転させてスピンコートした。
 上記ガラス基板を、下記条件にてホットプレート(PMC社製 DATAPLATE)上で、140℃で1分間保持した後、140℃からUV照射温度80℃まで-10℃/分で降温させて、UV照射温度で1分間保持した後、UV照射装置(HOYA社製 EXECURE3000)にて350mJ/cmのUVを340nm以下の波長をカットしながら照射し、構造を固定化した。得られた塗布膜を、実施例1および比較例1のミクロ相分離構造膜Aとした。
(欠陥抑制評価)
 以下の方法および評価基準にしたがって、実施例1および比較例1のミクロ相分離構造膜AのAFM観察での欠陥抑制の評価を行った。そのうち、実施例1のミクロ相分離構造膜Aの評価結果のみを、下記表1にまとめた。
 上記アニール処理後のガラス基板表面を、AFMにて位相像を観察した。
 欠陥抑制では、AFMにて500nm×500nmの位相像を観察した。反応性液晶化合物の添加前後で、最大のグレインサイズが視野面積の30%以上変化した場合はA、10%以上変化した場合はB、5%以上変化した場合はC、5%未満はDとした。
(AFM観察)
 上記アニール処理後のガラス基板表面を、AFMにて相分離構造の位相像を観察した。
 比較例1のミクロ相分離構造膜A(液晶性ブロック共重合体A-1のみ(反応性液晶化合物添加前)の比較例1の組成物を使用)のAFM(位相)像を図1に示した。
 実施例1のミクロ相分離構造膜A(液晶性ブロック共重合体A-1+反応性液晶化合物B-1添加後(25wt%)の実施例1の組成物を使用)のAFM(位相)像を図2に示した。
<ガラス基板上でのミクロ相分離構造膜の製造・固定化評価>
(Rth測定・膜厚測定)
 欠陥抑制評価に用いた実施例1および比較例1のミクロ相分離構造膜Aについて、シリンダー構造固定化の確認方法として、ミューラーマトリックスでのRth測定を実施した。硬化させたサンプルを、ミューラーマトリックスポラリメーター(アクソメトリックス社製)にて波長550nmでUV照射前後でのRthを測定した。さらに、干渉膜厚計(BW-A501-LV150/GS、株式会社ニコン社製)にて、サンプルの膜厚を算出した。その後、膜厚100nmあたりのRthの値を算出した。
 固定化では、UV照射前後でRthの変化が5%以内の場合はA、10%以内の場合はB、15%以内の場合はC、15%以上の場合はDとした。
 そのうち、実施例1のミクロ相分離構造膜Aの評価結果のみを、下記表1にまとめた。
<PET基板上でのミクロ相分離構造膜の製造・断面TEM観察>
 実施例1および比較例1の組成物をそれぞれガラス基板上にスピンコートする代わりに、PET基板(コスモシャインA4100、東洋紡社製)にスピンコートした以外はガラス基板上でのブロック共重合体の製造と同様にして、PET基板上にミクロ相分離構造膜を形成した。PET基板上に作製したサンプルを、実施例1および比較例1のミクロ相分離構造膜Bとした。ミクロトーム切削した断面をオスミウムで染色した後、TEM観察にて断面構造を観察した。
 断面TEM観察にてシリンダー構造が確認できたものはA、確認できないものはDとした。
 そのうち、実施例1のミクロ相分離構造膜Bの評価結果のみを、下記表1にまとめた。
[実施例2、比較例2]
 液晶性ブロック共重合体A-1’(22.5mg)、反応性液晶化合物B-1(7.5mg)、開始剤D-1(1.2mg)を秤量し、トルエン970μLに溶解させた後に、フィルター(マイレクストFH 0.45μm、φ13mm、シリンジ2ml)濾過して塗布溶液Y-2を調液した。得られた塗布溶液Y-2を、実施例2の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例2と同様にして調製した塗布溶液を、比較例2の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例2および比較例2の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例2および比較例2のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
 比較例2のミクロ相分離構造膜A(液晶性ブロック共重合体A-1’のみ(反応性液晶化合物添加前)の比較例2の組成物を使用)のAFM(位相)像を図3に示した。
 実施例2のミクロ相分離構造膜A(液晶性ブロック共重合体A-1’+反応性液晶化合物B-1(25wt%)添加、UV(340nm以下カット)照射後の実施例2の組成物を使用)のAFM(位相)像を図4に示した。
 さらに実施例2のミクロ相分離構造膜B(液晶性ブロック共重合体A-1’+反応性液晶化合物B-1(25wt%)添加、UV(340nm以下カット)照射後の実施例2の組成物を使用)断面TEM観察を行った結果を図5に示した。
[実施例3、比較例3]
 液晶性ブロック共重合体A-1’(18mg)、反応性液晶化合物B-1(12mg)、開始剤D-1(1.2mg)を秤量し、トルエン970μLに溶解させた後に、フィルター(マイレクストFH 0.45μm、φ13mm、シリンジ2ml)濾過して塗布溶液Y-3を調液した。得られた塗布溶液Y-3を、実施例3の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例3と同様にして調製した塗布溶液を、比較例3の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例3および比較例3の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例3および比較例3のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例4、比較例4]
液晶性ブロック共重合体A-1’(15mg)、反応性液晶化合物B-1(15mg)、開始剤D-1(1.2mg)を秤量し、トルエン970μLに溶解させた後に、フィルター(マイレクストFH 0.45μm、φ13mm、シリンジ2ml)濾過して塗布溶液Y-4を調液した。得られた塗布溶液Y-4を、実施例4の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例4と同様にして調製した塗布溶液を、比較例4の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例4および比較例4の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例4および比較例4のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例5、比較例5]
 実施例2のB-1をB-2に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-5を調液した。得られた塗布溶液Y-5を、実施例5の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-2を添加しない以外は実施例5と同様にして調製した塗布溶液を、比較例5の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例5および比較例5の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例5および比較例5のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例6、比較例6]
 実施例2のB-1をB-3に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-6を調液した。得られた塗布溶液Y-6を、実施例6の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-3を添加しない以外は実施例6と同様にして調製した塗布溶液を、比較例6の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例6および比較例6の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例6および比較例6のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例7、比較例7]
 実施例2のB-1をB-4に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-7を調液した。得られた塗布溶液Y-7を、実施例7の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-4を添加しない以外は実施例7と同様にして調製した塗布溶液を、比較例7の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例7および比較例7の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例7および比較例7のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例8、比較例8]
 実施例2のB-1をB-5に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-8を調液した。得られた塗布溶液Y-8を、実施例8の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-5を添加しない以外は実施例8と同様にして調製した塗布溶液を、比較例8の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例8および比較例8の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例8および比較例8のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例9、比較例9]
 実施例2のB-1をB-6に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-9を調液した。得られた塗布溶液Y-9を、実施例9の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-6を添加しない以外は実施例9と同様にして調製した塗布溶液を、比較例9の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例9および比較例9の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例9および比較例9のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例10、比較例10]
 実施例2のB-1をB-7に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-10を調液した。得られた塗布溶液Y-10を、実施例10の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-7を添加しない以外は実施例10と同様にして調製した塗布溶液を、比較例10の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例10および比較例10の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例10および比較例10のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例11、比較例11]
 実施例2のA-1’をA-2に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-11を調液した。得られた塗布溶液Y-11を、実施例11の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例11と同様にして調製した塗布溶液を、比較例11の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例11および比較例11の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例11および比較例11のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例12、比較例12]
 実施例2のA-1’をA-5に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-12を調液した。得られた塗布溶液Y-12を、実施例12の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例12と同様にして調製した塗布溶液を、比較例12の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例12および比較例12の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例12および比較例12のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例13、比較例13]
 実施例2で調製した塗布溶液Y-2を、塗布溶液Y-13として実施例13で用いた。
 実施例2および比較例2において、340nm以下をカットしたカットフィルターを用いる代わりに波長365nm以下をカットしたカットフィルター(朝日分光社製)を用いた以外は実施例2および比較例2と同様にして、実施例13および比較例13のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例14、比較例14]
 実施例2で調製した塗布溶液Y-2を、塗布溶液Y-14として実施例14で用いた。
 実施例2および比較例2において、340nm以下をカットしたカットフィルターを用いる代わりに波長405nm以下をカットしたカットフィルター(朝日分光社製)を用いた以外は実施例2および比較例2と同様にして、実施例14および比較例14のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例15、比較例15]
 実施例2のB-1をB-8に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-15を調液した。得られた塗布溶液Y-15を、実施例15の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-8を添加しない以外は実施例15と同様にして調製した塗布溶液を、比較例15の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例15および比較例15の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例15および比較例15のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
[実施例16~19、比較例16~19]
 実施例2のB-1の添加量を25質量%から下記表1に記載の添加量に置き換えた以外は実施例2と同様にして、塗布溶液Y-16~19を調液した。得られた塗布溶液Y-16~19を、実施例16~19の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は実施例16~19と同様にして調製した塗布溶液を、比較例16~19の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、実施例16~19および比較例16~19の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、実施例16~19および比較例16~19のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。但し、実施例18および19では、断面TEM観察を行わなかった。得られた結果を下記表1に記載した。
[比較例20]
 表1に示すように、上記にて調製した液晶性ブロック共重合体A-9(22.5mg)、上記にて調製した下記構造の低分子液晶化合物C-1(7.5mg)を秤量し、トルエン970μLに溶解させた後に、フィルター(マイレクストFH 0.45μm、φ13mm、シリンジ2ml)濾過して塗布溶液Y-20を調液した。得られた塗布溶液Y-20を、比較例20の組成物とした。
 なお、低分子液晶化合物C-1は、Polymer Preprints, Japan vol.59, No.1(2010), 857に記載の非反応性の液晶化合物であり、比較例20および後述の比較例22はこの文献に記載の低分子液晶化合物C-1の性能を検討するための比較例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
 一方、低分子液晶化合物C-1を添加しない以外は比較例20と同様にして調製した塗布溶液を、比較例20’の組成物とした。
<ガラス基板上でのミクロ相分離構造膜の製造・欠陥抑制評価・AFM観察・固定化評価>
(スピンコート)
 上記比較例20および比較例20’の組成物(塗布溶液)をガラス基板にスピンコートした後、140℃で1分間保持した。さらに、140℃からUV照射温度105℃まで-10℃/分で降温させて、105℃で1分間保持した後、UV照射装置(HOYA社製 EXECURE3000)にて350mJ/cmでUVカットせずにUV硬化させた後、室温まで放冷した。得られた塗布膜を、比較例20および比較例20’のミクロ相分離構造膜Aとした。
 また、得られた比較例20および比較例20’のミクロ相分離構造膜Aを用い、実施例1と同様に欠陥抑制評価・AFM観察・固定化評価を行った。
 一方、比較例20および比較例20’の組成物を用いた以外は実施例1と同様にして、PET基板上で比較例20および比較例20’のミクロ相分離構造膜Bを製造し、断面TEM観察を行った。
 得られた結果を下記表1に記載した。
[比較例21、22]
 比較例20のA-9をA-1’に置き換えた以外は比較例20と同様にして、塗布溶液Y-22を調液した。得られた塗布溶液Y-22を、比較例22の組成物とした。
 一方、反応性液晶化合物B-1を添加しない以外は比較例22と同様にして調製した塗布溶液Y-21を、比較例21の組成物とした。
 実施例1および比較例1において、実施例1および比較例1の組成物の代わりに、比較例21および比較例22の組成物を用いた以外は実施例1および比較例1とそれぞれ同様にして、比較例21および比較例22のミクロ相分離構造膜AおよびBを製膜し、評価した。その結果を下記表1に記載した。
 比較例21のミクロ相分離構造膜B(液晶性ブロック共重合体A-1’のみ(反応性液晶化合物添加前)の比較例21の組成物を使用)の断面TEM観察を行った結果を図6に示した。
 比較例22のミクロ相分離構造膜B(液晶性ブロック共重合体A-1’+低分子液晶化合物C-1(25wt%)添加、UV(UVカットなし)照射後の比較例22の組成物を使用)の断面TEM観察を行った結果を図7に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000103
 上記表1および図1~図7より、各実施例の組成物は、欠陥が少なくドメインサイズの大きなシリンダー構造を形成および固定化でき、工業的加工性に優れたミクロ相分離構造膜を経済合理的に製造することができることがわかった。
 反応性液晶化合物を添加しない比較例21の場合、膜の強度不足のためTEM観察によるシリンダー構造を確認できなかった。また、本発明の範囲外である低分子液晶化合物C-1を添加した比較例22の場合、図7の断面TEM像に示したとおり、TEM観察によるシリンダー構造を確認できなかった。本発明の範囲外である低分子液晶化合物C-1を添加した比較例20の場合も同様にTEM観察によるシリンダー構造を確認できなかった。
 さらに、分子量分布が1.36の液晶性ブロック共重合体(液晶性ブロック共重合体A-1)の場合、比較例1の液晶性ブロック共重合体単独では不明瞭な構造だったが、反応性液晶化合物(B-1)を添加した実施例1の組成物とすることで、シリンダー構造を形成できたことがわかった。特開2004-124088号公報では、シリンダー構造を形成する液晶性ブロック共重合体の分子量分布を1.3以下に限定していたが、本発明の組成物では、液晶性ブロック共重合体単独ではシリンダー構造を形成できないような分子量分布の場合でも、反応性液晶化合物を添加することでシリンダー構造を形成でき、すなわちシリンダー構造を形成できる液晶性ブロック共重合体の分子量分布を拡大できることもわかった。

Claims (15)

  1.  アルキレンオキサイド鎖を含むポリマー成分(A)および炭素数2~20のアルキレン鎖を含むポリマー成分(B)が直接または連結基を介して共有結合によって結合し、かつ、前記ポリマー成分(B)が炭素数6~50のメソゲン側鎖を有する液晶性ブロック共重合体と、
     下記一般式(T)または(X)で表される反応性液晶化合物を含むことを特徴とする組成物;
    一般式(T) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
    一般式(T)中、Qは反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1はt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい;
    一般式(X) Q-L-Cy-L-(Cy-L-Cy-L-Q
    一般式(X)中、QおよびQのうち少なくとも一方は反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy、CyおよびCyはそれぞれ独立に二価の環状基であり、nは0、1、2、または3である。nが2または3の時、複数あるCy-Lは同じであっても異なっていてもよい。
  2.  前記反応性液晶化合物が、下記一般式(T’)または(Y)で表されることを特徴とする請求項1に記載の組成物;
    一般式(T’) CyT1-(LT1-CyT2-LT2-Q)
    一般式(T’)中、Qは下記群(B)から選択される反応性基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、CyT1は下記環状構造群(C)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、CyT2は二価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい;
    環状構造群(C)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    環状構造群(C)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換基を有していてもよい;
    一般式(Y)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    一般式(Y)中、QおよびQのうち少なくとも一方は下記群(B)から選択される反応性基であり、反応性基ではないQおよびQは置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A)から選択される二価の連結基であり、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、nは0、1、2、または3である;
    群(A)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    上記群(A)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す;
    群(B)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  3.  前記液晶性ブロック共重合体を30~90質量%含有し、
     前記反応性液晶化合物を10~70質量%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の組成物。
  4.  前記反応性液晶化合物が、下記一般式(U)または(Z)で表されることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物;
    一般式(U)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    一般式(U)中、Qは群(B’)から選択される反応性基であり、RT1は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、LT1およびLT2はそれぞれ独立に下記群(A)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であり、CyT1は下記環状構造群(C’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい;
    環状構造群(C’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    環状構造群(C’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換基を有していてもよい;
    一般式(Z)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    一般式(Z)中、QおよびQはそれぞれ独立に下記群(B’)から選択される反応性基であり、LおよびLはそれぞれ独立に二価の連結基であり、LおよびLのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、LおよびLはそれぞれ独立に単結合または下記群(A’)から選択される二価の連結基であり、R、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、nは0、1、2、または3である;
    群(A’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    上記群(A’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す;
    群(B’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
  5.  前記反応性液晶化合物が、下記一般式(U’)または(Z’)で表されることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物;
    一般式(U’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    一般式(U’)中、Rは水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、
    T1は水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基であり、
    T1は下記群(A’’)から選択される二価の連結基であり、
    T2Aは下記群(A’’)から選択される二価の連結基またはヘテロ原子を含む二価の連結基であって、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、
    CyT1は下記環状構造群(C’’)から選択される環状構造を含むt価の環状基であり、tは1~6の整数である。tが2~6の時、複数あるLT1-CyT2-LT2-Qは同じであっても異なっていてもよい;
    環状構造群(C’’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    環状構造群(C’’)中、各環状構造は、LT1と結合するためのt本の結合手をそれぞれ独立に環状構造を構成するいずれかの環が有し、環状構造を構成するいずれかの環が置換基を有していてもよい;
    一般式(Z’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    一般式(Z’)中、R’およびR’’はそれぞれ独立に水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基であり、LおよびLはそれぞれ独立に下記群(A’’)から選択される二価の連結基であり、L1AおよびL4Aはそれぞれ独立に二価の連結基であり、L1AおよびL4Aのうち少なくとも一方は、少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含み、R、RおよびRは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基である;
    群(A’’)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    上記群(A’’)中、Rは水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。
  6.  前記反応性液晶化合物の分子量が3000未満であることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
  7.  前記液晶性ブロック共重合体の前記ポリマー成分(B)が、下記一般式(1)で表される構造を有することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物;
    一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    一般式(1)中、mは1~500の整数を表し、L12は単結合、アルキレン基、アリーレン基、アルケニレン基、アルキニンレン基、メタロセニレン基、-CO-N(R101)-、-CO-O-、-SO-N(R102)-、-SO-O-、-N(R103)-CO-N(R104)-、-SO-、-SO-、-S-、-O-、-CO-、-N(R105)-、ヘテリレン基を1つまたはそれ以上組み合わせて構成される炭素数0~100以下の連結基を表し;R101、R102、R103、R104、R105は、各々独立に、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。ただし、L12は少なくとも炭素数2~20のアルキレン基を含む;Rは水素原子またはメチル基を表し、Rはオキセタニル基、エポキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいアルコキシ基を表し、Mは炭素数6~50のメソゲン基を表す。但し、m個の繰り返し単位は互いに同一であっても異なっていてもよい;
  8.  前記液晶性ブロック共重合体の前記ポリマー成分(B)中のMが、下記一般式(2)または一般式(3)で表される2価の連結基を含むことを特徴とする請求項7に記載の組成物;
    一般式(2)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    一般式(3)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
    一般式(2)および(3)中、ArおよびArはそれぞれ独立に置換または無置換のアリーレン基を表す。
  9.  前記液晶性ブロック共重合体の数平均分子量Mnが3000~100000であることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
  10.  前記液晶性ブロック共重合体の分子量分布Mw/Mnが1.5以下であることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物;
    Mwは液晶性ブロック共重合体の重量平均分子量を表し、Mnは液晶性ブロック共重合体の数平均分子量を表す。
  11.  さらに開始剤を含むことを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物。
  12.  請求項1~11のいずれか一項に記載の組成物を支持体上で熱、光、溶媒蒸気または電場により相分離を促進させ、ミクロ相分離構造を形成する工程を含むことを特徴とするミクロ相分離構造膜の製造方法。
  13.  請求項1~11のいずれか一項に記載の組成物を溶解可能な溶媒に溶解させ、溶液を調製する工程と、
     前記組成物溶液を支持体表面に塗布する工程と、
     前記溶媒を蒸発させて前記組成物のミクロ相分離構造膜を形成する工程と、
     前記ミクロ相分離構造膜を固定化する工程を有することを特徴とするミクロ相分離構造膜の製造方法。
  14.  前記ミクロ相分離構造膜を固定化する工程が、前記ミクロ相分離構造膜に300nm以下の波長をカットしながらUVを照射し、構造を固定化する工程であることを特徴とする請求項13に記載のミクロ相分離構造膜の製造方法。
  15.  請求項1~11のいずれか一項に記載の組成物またはその架橋重合体を含有すること、あるいは、請求項12~14のいずれか一項に記載のミクロ相分離構造膜の製造方法で製造されたことを特徴とするミクロ相分離構造膜。
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