JP5865345B2 - 樹脂、光学材料、及び光学デバイス - Google Patents
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Description
[3]アシルヒドラジン末端の少なくとも一部が封止されている、[1]または[2]に記載の樹脂。
X1はC、H、N、O、S、Si、F、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる原子を含み、分子量が80〜8000である2価の連結基であり、かつ2つのアシルヒドラゾン結合のカルボニル炭素を繋ぐ最短の分子鎖の原子数が2〜60である基を示し;
R3及びR4は、それぞれ独立に水素基、メチル基、またはフェニル基を示し;
Zは、下記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
A1は−CH=又は−N=を示し、芳香族環上における結合手の位置は、A1を基準として2位及び6位、または2位及び5位であり、芳香族環上のその他の位置にはメチル基、エチル基、又はハロゲン原子が結合していてもよく;
前記一般式(3)中、A2は−CH2−、−O−、−S−、又は−N(R)−(Rは水素原子、メチル基、又はエチル基を示す)を示し;
前記一般式(4)中、R5は水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子、メチルチオ基、又はエチルチオ基を示し;
前記一般式(5)中、A3は−CH2−、−C(CF3)2−、−S−、−C(CH3)2−、−O−、−SO2−、−S(=O)−、−C(=O)−、−C(=O)NH−、又は−O−CpH2p−O−(pは2〜12のいずれかの整数を示す)を示し;
前記一般式(6)中、lは1〜8のいずれかの整数を示す)
[6]前記一般式(1)中のX1が以下の一般式(A−1)〜(A−3)のいずれかで表される、[4]に記載の樹脂。
環r1は置換基を有してもよい芳香環を示し;
L1は、単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成され、分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのL1はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
環r2は置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r2はそれぞれ同じであっても異なっていてもよく;
X2は単結合、−CH2−、−C(CF3)2−、−S−、−C(CH3)2−、−O−、−SO2−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、下記一般式(1−2)で表される基、または2つの環r2とともにスピロ結合を形成する基のいずれかを示し;
L2は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのL2はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
環r3および環r4はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r4はそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよく;
X3は、3価または4価の炭素を示し;
X3が4価の炭素である場合に、X3に結合する置換基は、メチル基、フェニル基のいずれかであり;
L3は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのL3はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
[8]前記一般式(A−2)のX2が単結合であり、r2がナフタレン環である、[6]に記載の樹脂。
Xは−CH2−、−C(CF3)2−、−S−、−C(CH3)2−、−O−、−SO2−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、または下記一般式(1−2)で表される基のいずれかの構造を示し;
Yは、それぞれ独立に−O−、−CH2−、又は−S−を示し;
mは0〜10のいずれかの整数を示し;
m1及びnは、それぞれ独立に0〜4のいずれかの整数を示し;
R1及びR2は、それぞれ独立にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、アリール基、アリルオキシ基、またはハロゲン基を示し;
Zは、前記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
[11]前記一般式(1’)中のZが、前記一般式(2)又は(3)で表される基である[9]または[10]に記載の樹脂。
[12]前記一般式(1’)中のX及びYが、いずれも−S−である[9]〜[11]のいずれかに記載の樹脂。
[13]樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、[3]〜[12]のいずれかに記載の樹脂。
[14]アシルヒドラジン末端の少なくとも一部が封止されている、[3]〜[13]のいずれかに記載の樹脂。
[16]上記[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂を含む光学デバイス。
[17]発光素子と、前記発光素子から発せられる光束を制御可能な形状に形成された[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂を含む光束制御部材と含む、光学デバイス。
[18]有機EL素子と、透明電極層と、[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂を含む樹脂層と、をこの順に含む、有機ELデバイス。
[19]上記[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂からなるレンズ。
本発明の樹脂には、アシルヒドラゾン結合(−C(=O)−NH−N=CH−)が含まれる。繰り返し単位中に水素結合能を有するアシルヒドラゾン結合が存在すると、水素結合によってアシルヒドラゾン結合同士が相互作用しやすくなると考えられる。また、アシルヒドラゾン結合同士が水素結合により接近することで、樹脂の密度が高くなり、屈折率が高まると考えられる。
カラム温度: 40℃
展開溶媒: DMF(ジメチルホルムアミド) (LiBrを10mMの濃度で添加)
測定流量:0.6ml/分
アシルヒドラジン末端を封止する末端封止剤の添加量(モル量)は、樹脂中に含まれるアシルヒドラジン末端のモル量に対して0%超〜120%であることが好ましく、より好ましくは70〜100%であり、さらに好ましくは90〜100%である。末端封止剤の添加量が少ないと、アシルヒドラジン末端を十分に封止できないことがある。一方、末端封止剤の添加量が120%、場合によっては100%を超えると、樹脂を構成する分子鎖が切れて、アルデヒド末端が現れやすくなり、かえって光の透過率が低下してしまう恐れがある。
一般式(2−2)におけるB1は、−O−または−S−を表す。B1は好ましくは−S−である。
一般式(2−3)におけるB2は、−O−または−S−を示す。B2は好ましくは−S−である。
式「−O−CpH2p−O−」中の「p」は、2〜18のいずれかの整数であることが好ましく、2〜6のいずれかの整数であることが更に好ましい。
前述のように、本発明の樹脂は、その繰り返し単位中にアシルヒドラゾン結合を有することが重要な特徴の一つである。このようなアシルヒドラゾン結合を有する本発明の樹脂を製造する方法としては、例えば、(i)ジアルデヒド化合物とジヒドラジド化合物とを重縮合させて、アシルヒドラゾン結合を形成しながら重合する方法、(ii)アシルヒドラゾン結合を予め含むモノマーを重合する方法等を挙げることができる。以下、(i)ジアルデヒド化合物とジヒドラジド化合物とを重縮合させて、アシルヒドラゾン結合を形成しながら重合する方法を例に挙げて、本発明の樹脂の製造方法を説明する。なお、本発明の樹脂の製造方法は、以下に示す方法に限定されるものではない。
前述の通り、本発明の樹脂は、高屈折率であるとともに透明性が高いため、光学デバイスを構成する部材の材料(光学材料)に好適である。光学材料は、例えば、樹脂のみで構成されてもよく、樹脂を含む樹脂組成物で構成されてもよい。つまり、光学材料には、前述の樹脂以外の成分として、必要に応じて慣用の添加剤が含有される。添加剤の例には、充填剤、イオン性化合物、可塑剤、軟化剤、着色剤、分散剤、離型剤、安定化剤、帯電防止剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、結晶核成長剤等が含まれる。これらの添加剤は、一種単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
被検物質を重水素化されたジメチルスルホキシド(DMSO)又は重クロロホルムに溶解し、分解能270MHzの測定装置を使用して被検物質の1H−NMR及び13C−NMRを測定した。測定は、日本電子社製EX−270で行った。また、測定時、被検物質にテトラメチルシラン(0.03%程度)を添加し、これを標準物質とした。
パーキンエルマー社製の有機微量元素分析装置(商品名「2400II 全自動元素分析装置」)を使用し、被検物質のCHN元素分析を行った。
日本電子社製のガスクロマトグラフ飛行時間質量分析計(商品名「JMS−T100GC“AccuTOF GC”」)を使用し、被検物質(低分子化合物)の質量分析(FD−MS)を行った。
ゲル パーミエーション クロマトグラフィー(GPC)法により、被検物質(樹脂)の数平均分子量(Mn)を測定した。なお、カラムには昭和電工社製の商品名「Shodex」シリーズを使用し、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を算出した。分析条件は以下の通りとした。
カラム温度: 40℃
展開溶媒: DMF(ジメチルホルムアミド) (LiBrを10mMの濃度で添加)
測定流量:0.6ml/分
JIS K7121に従い、パーキンエルマー社製の示差走査熱量測定装置(商品名「DSC−1」)を使用し、昇温速度10℃/分の条件で測定を行って樹脂の融解曲線を作成した。作成した融解曲線から、樹脂のガラス転移温度(Tg)を求めた。
島津製作所社製のTG/DTA同時測定装置(商品名「DTG−60」)を使用し、樹脂の1%重量減少温度(Tdec1wt(℃))と5%重量減少温度(Tdec5wt(℃))を測定した。
JIS K7105に準拠し、ヘーズメーターTCHIIIDPK(東京DENSHOKU社製)を使用して、可視光線(波長380〜780nm)に対する樹脂の全光線透過率(%)を測定した。測定サンプルの厚みは、100μmとした。
ティー・エイ・インスツルメント社製の動的粘弾性測定装置(商品名「RSA−III」)を使用し、昇温速度3℃/分の条件で樹脂の弾性率(%)を測定した。
作成されたフィルムを30×10[mm]辺に切り取り、引張強度試験機(Instron社製 Instron 1123)を利用し、引張強度および引張伸び25℃にて測定を行った。
JIS K−7142 A法(アッベ屈折計を用いる方法)に準拠し、アタゴ社製のアッベ屈折計(商品名「DR−M4/1550」)を使用して、25℃、波長589nmにおける樹脂の屈折率(nD 25)を測定した。
4,4’−チオビスベンゼンチオール100.0g、メチルブロモアセテート123.4g、及びジメチルホルムアミド(DMF)500mlを混合した。20℃以下に保持しながら炭酸カリウム220.8gを加えて得られた懸濁液を、室温で3時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(7)で表される化合物(黄色透明液体)155.0gを得た。得られた化合物155.0gを、メタノール500mlと塩化メチレン500mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物199.9gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(8)で表される化合物140gを得た。NMR、質量分析、及びCHN元素分析の結果を以下に示す。
13C−NMR(270MHz,d6−DMSO):δ ppm = 167.03, 135.93, 131.91, 131.20, 128.70, 34.41
FD−MS:m/z: 388.3 [M]+
HR−MS(FD):m/z calcd for C22H36N4O2[M]+, 394.0592, found 394.0616
elemental analysis:calcd (%) for C16H18N4O2S3, C, 48.71, H, 4.60, N, 14.20, found C, 48.93, H, 4.53, N, 14.21.
4,4’−チオジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート21.0g、炭酸カリウム38.0g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(9)で表される化合物(白色固体)10.0gを得た。得られた化合物4gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.3gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(10)で表される化合物3.2gを得た。1H−NMRの結果を以下に示す。
4,4’−メチレンジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート22.9g、炭酸カリウム41.5g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(11)で表される化合物(白色固体)9.2gを得た。得られた化合物5gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物7.3gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(12)で表される化合物4.7gを得た。NMRの結果を以下に示す。
4,4’−スルフォニルジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート18.3g、炭酸カリウム33.1g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(13)で表される化合物(茶色固体)8.4gを得た。得られた化合物5gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物6.3gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(14)で表される化合物3.7gを得た。1H−NMRの結果を以下に示す。
4,4’−オキシジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート22.7g、炭酸カリウム41.0g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(15)で表される化合物(茶色固体)7.4gを得た。得られた化合物5gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物7.2gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(16)で表される化合物4.5gを得た。NMRの結果を以下に示す。
4,4’−イソプロピリデンジフェノール10.0g、メチルブロモアセテート20.1g、炭酸カリウム36.3g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液し、酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(17)で表される化合物(透明液体)12.3gを得た。得られた化合物6gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物8.1gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(18)で表される化合物7.9gを得た。NMRの結果を以下に示す。
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン10.0g、メチルブロモアセテート8.8g、及びジメチルホルムアミド(DMF)50mlを混合した。20℃以下に保持しながら炭酸カリウム16.0gを加えて得られた懸濁液を、室温で3時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(29)で表される化合物(白色固体)13.8gを得た。得られた化合物10.0gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.06gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(30)で表される化合物9.2gを得た。
2,3−ジヒドロキシナフタレン10.0g、メチルブロモアセテート19.3g、炭酸カリウム34.9g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(31)で表される化合物(白色固体)18.7gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物8.2gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(32)で表される化合物8.9gを得た。
1,1’−ビ−2−ナフトール10.0g、メチルブロモアセテート10.8g、炭酸カリウム19.5g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(33)で表される化合物(白色固体)14.8gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.8gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(34)で表される化合物9.0gを得た。
6,6'-ジヒドロキシ-3,3,3',3'-テトラメチル-1,1'-スピロビインダン10.0g、メチルブロモアセテート10.0g、炭酸カリウム18.1g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(35)で表される化合物(白色固体)14.4gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.5gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(36)で表される化合物9.2gを得た。
4,4’−(α−メチルベンジリデン)ビスフェノール10.0g、メチルブロモアセテート10.6g、炭酸カリウム19.3g、及びDMF50mlを混合して懸濁液を得た。得られた懸濁液を80℃で24時間反応させた。反応終了後、析出した塩を濾過し、DMFを減圧留去して得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(37)で表される化合物(白色固体)14.7gを得た。得られた化合物10gを、メタノール50mlと塩化メチレン50mlとの混合液に溶解し、20℃以下に保持しながらヒドラジン一水和物5.8gを滴下した。12時間撹拌した後、生成した白色結晶を濾過して、下記化学式(38)で表される化合物8.8gを得た。
t−ブチルヒドロキノン(Aldrich社)5.0g、メチルブロモアセテート(Aldrich社)13.8g、炭酸カリウム20.9g、及びアセトン100mlを混合し、この懸濁液を12時間還流させた。冷却後、塩を濾過し、減圧下でアセトンを減圧留去した。得られた残渣を酢酸エチルと水で分液して酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、下記化学式(44)で表される化合物(白色固体)9.0gを得た。
3−ヒドロキシベンズアルデヒド(Aldrich社)5.0g、ビス[2−(2−クロロエトキシ)エチル]エーテル(Fulka社)5.0g、炭酸カリウム15.0、及びヨウ化カリウム0.1gを、ジメチルホルムアミド50ml中に懸濁させ、90℃で30時間反応させた。冷却後、塩を濾過し、減圧下でジメチルホルムアミドを減圧留去した。得られた残渣を酢酸エチルと水で分液し、さらに5質量%炭酸水素カリウム水溶液で洗浄し、酢酸エチル層を得た。得られた酢酸エチル層を濃縮して、褐色透明オイルを得た。この液をカラムクロマトグラフィー(固定相にシリカ、移動相にジクロロメタンと酢酸エチルの体積比で3:1の混合液)により精製し、下記化学式(46)で示される無色透明なオイル状の化合物5.1gを得た。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド510.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。テフロン(登録商標)製のシャーレに溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は246.32であった。
化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例2で得た化学式(10)で表される化合物を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(20)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は230.25であった。
化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例3で得た化学式(12)で表される化合物を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(21)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は221.24であった。
化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(22)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は235.26であった。
比較例として、代表的な熱可塑性樹脂であるPCポリカーボネート(アルドリッチ社製 品番:25037−45−0)(比較例1)、及びポリエーテルナフタレン(帝人デュポン社製、テオネックス)(比較例2)を使用した。
熱プレスにより、厚さ50μm、幅10mmのシートを作成し、得られたシートの屈折率及び光線透過率を測定した。
イソフタルアルデヒドに代えて、2,6−ピリジンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(23)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの屈折率(nD 25)の測定結果を表2に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は246.81であった。
イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−ジフォルミルフランを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(24)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの屈折率(nD 25)の測定結果を表2に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は241.3であった。
イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−チオフェンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(25)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムの屈折率(nD 25)の測定結果を表2に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は249.33であった。
(i)化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと、及び(ii)イソフタルアルデヒドに代えて、2,6−ピリジンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(26)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表3に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は235.76であった。
(i)化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと、及び(ii)イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−ジフォルミルフランを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(27)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表3に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は230.24であった。
(i)化学式(8)で表される化合物に代えて、合成例6で得た化学式(18)で表される化合物を用いたこと、及び(ii)イソフタルアルデヒドに代えて、2,5−チオフェンジカルボキシアルデヒドを用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(28)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表3に示す。また、NMRの結果を以下に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は238.28であった。
合成例7で得た化学式(30)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド4006.8mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(39)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は296.32であった。
合成例8で得た化学式(32)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド661.2mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(40)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は201.2であった。
合成例9で得た化学式(34)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド467.4mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(41)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は264.28であった。
合成例10で得た化学式(36)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド444.6mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(42)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表1に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は275.33であった。
合成例11で得た化学式(38)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド444.6mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。これを110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行った。その結果、下記化学式(43)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られたフィルムについての各種物性値の測定結果を表4に示す。得られた化合物のアシルヒドラゾン結合当量は266.3であった。
代表的な熱可塑性樹脂であるポリフェニルスルホン(アルドリッチ社製、品番:428310)を使用した。熱プレスにより、厚さ50μm、幅10mmのシートを作成し、得られたシートの屈折率及び光線透過率を測定した。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド507.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。反応後の溶液をアプリケーターでガラス板状に塗工し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを1.81mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):40%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。生成する樹脂の末端のモル量は、樹脂の数平均分子量から算出した。なお、本実施例では、原料であるジアルデヒド化合物のモル数より、ジヒドラジド化合物のモル数が多いため、樹脂の末端は、ほぼアシルヒドラジン末端となっている。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを3.63mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):80%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを4.54mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを5.44mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):120%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.1万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、ベンズアルデヒドを6.35mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):140%)用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、5.8万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、4−クロロベンズアルデヒドを6.01mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)を用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、無水酢酸を4.36mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物とイソフタルアルデヒドに加えて、無水コハク酸を4.28mg(樹脂に含まれる末端基のモル量に対する、末端封止剤の添加量(モル量):100%)用いたこと以外は、前述の実施例16と同様にして、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.4万であった。得られた樹脂の結合当量は、246.32であった。得られたフィルムについての透過率の測定結果を表5に示す。
化学式(8)で表される化合物を合成例12で得た化学式(45)で表される化合物とし、イソフタルアルデヒドを合成例13で得た化学式(46)で表される化合物としたこと以外は、前述の実施例1と同様にして、下記化学式(47)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。
実施例1で作製したフィルム(膜厚20〜100μm)を、ナノインプリンター(明昌機工社製、NM−0501)を用いて、インプリント成型した。具体的には、上記フィルムを、185℃に加熱し、モールド(格子パターン;凹凸部の高低差:10μm、凸部形状:四角錐状、凸部の幅(四角錐の底辺の長さ):10μm、凹部の幅(四角錐同士の間隔):10μm)を、プレス圧力5MPaで60秒間押しつけた。
実施例26で使用したモールドを、モールド(ハニカム状パターン;凹凸部の高低差:10μm、凸部形状:六角柱状、六角形の一辺の長さ:50μm、凹部の幅(六角柱同士の間隔):10μm)とした以外は、実施例26と同様にフィルムに微細構造を形成した。
実施例1で作製したフィルムに、酸化インジウムスズ(ITO)からなるスパッタ薄膜を積層した。ITO薄膜の積層は、スパッタ薄膜形成装置(ULVAC社製;JSP−8000)を用いて行った。成膜後のITO膜の膜厚は、50〜100nmであった。
ITO膜積層前のフィルム(実施例1で作製したフィルム)、及びITO積層後のフィルムについて、前述の方法により全光線透過率の測定を行った。全光線透過率の測定結果を図3のグラフに示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド510.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。反応溶液をガラス板、SUS板、及びポリイミドフィルム(カプトンHタイプ;東レ・デュポン社製)上に塗布し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、180℃で12時間乾燥した。その結果、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。
実施例29で作製した各積層体を、それぞれ水に24時間浸漬し、フィルムと各種基板との密着性を確認した。評価結果を以下に示す。密着性評価は、フィルムが剥離した場合を×、24時間浸漬後にもフィルムが剥離しなかった場合を○とした。結果を以下の表6に示す。
合成例1で得た化学式(8)で表される化合物1.5g及びイソフタルアルデヒド510.0mgをDMF10mlに溶解させた。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=Nに対する割合)加え、60℃で3時間反応を行った。反応溶液に、離型剤(Zelec UN(登録商標);デュポン社製)を0.0002g添加し、溶液をガラス板、SUS板、及びポリイミドフィルム(カプトンHタイプ;東レ・デュポン社製)上に塗布し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、180℃で3時間乾燥した。その結果、上記化学式(19)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)及び離型剤を含むフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.01重量部である。
離型剤量を、0.0006gとした以外は、実施例30と同様にフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.03重量部である。
離型剤量を、0.0019gとした以外は、実施例30と同様にフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.1重量部である。
離型剤量を、0.019gとした以外は、実施例30と同様にフィルムを得た。離型剤の添加量は、上記樹脂100質量部に対して0.5重量部である。
アジピン酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド1154.9mgをDMF(ジメチルホルムアミド)10ml中に装入した。この溶液に、トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃、5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(48)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.2万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、136.16であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
アゼライン酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド930.2mgをDMF10ml中に装入した。この溶液にトリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃で5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(49)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.6万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、157.2であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
セバシン酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド873.6mgをDMF10ml中に装入した。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに、懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃で5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(50)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、5.9万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、164.21であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
ドデカン二酸ジヒドラジド1.5g及びイソフタルアルデヒド778.7mgをDMF10ml中に装入した。トリフルオロ酢酸を0.05mol%(C=N結合に対する割合)加えた。60℃で3時間反応を行い、白色の懸濁物を析出させた。内径100mmのテフロン(登録商標)製のシャーレに懸濁物を含む溶液を移し、110℃、窒素気流下で溶媒の大半が蒸発するまで保持した。その後、減圧下、180℃で12時間乾燥を行い、白色固体を得た。固体を2MPa、230℃で5分間、熱プレス機でプレスし、下記化学式(51)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物(樹脂)からなる無色透明のフィルムを得た。得られた樹脂の数平均分子量は、6.3万であった。樹脂のアシルヒドラゾン結合当量は、178.24であった。フィルムの各種物性値の測定結果を表8に示す。
Claims (17)
- アシルヒドラゾン結合を含み、数平均分子量が500〜50万である樹脂であって、
アシルヒドラゾン結合当量が100〜4000であり、
アシルヒドラジン末端の少なくとも一部が封止されている、樹脂。 - 樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、請求項1に記載の樹脂。
- 下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む、請求項1に記載の樹脂。
(前記一般式(1)中、
X1はC、H、N、O、S、Si、F、Cl、Br、及びIからなる群から選ばれる原子を含み、分子量が80〜8000である2価の連結基であり、かつ2つのアシルヒドラゾン結合のカルボニル炭素を繋ぐ最短の分子鎖の原子数が2〜60である基を示し;
R3及びR4は、それぞれ独立に水素基、メチル基、またはフェニル基を示し;
Zは、下記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
(前記一般式(2)中、
A1は−CH=又は−N=を示し、芳香族環上における結合手の位置は、A1を基準として2位及び6位、または2位及び5位であり、芳香族環上のその他の位置にはメチル基、エチル基、又はハロゲン原子が結合していてもよく;
前記一般式(3)中、A2は−CH2−、−O−、−S−、又は−N(R)−(Rは水素原子、メチル基、又はエチル基を示す)を示し;
前記一般式(4)中、R5は水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子、メチルチオ基、又はエチルチオ基を示し;
前記一般式(5)中、A3は−CH2−、−C(CF3)2−、−S−、−C(CH3)2−、−O−、−SO2−、−S(=O)−、−C(=O)−、−C(=O)NH−、又は−O−CpH2p−O−(pは2〜18のいずれかの整数を示す)を示し;
前記一般式(6)中、lは1〜8のいずれかの整数を示す) - 前記一般式(1)中、X1が炭素数2〜30である、置換基を有してもよいアルキレン基である、請求項3に記載の樹脂。
- 前記一般式(1)中のX1が以下の一般式(A−1)〜(A−3)のいずれかで表される、請求項3に記載の樹脂。
(前記一般式(A−1)中、
環r1は置換基を有してもよい芳香環を示し;
L1は、単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成され、分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのL1はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
(前記一般式(A−2)中、
環r2は置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r2はそれぞれ同じであっても異なっていてもよく;
X2は単結合、−CH2−、−C(CF3)2−、−S−、−C(CH3)2−、−O−、−SO2−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、下記一般式(1−2)で表される基、または2つの環r2とともにスピロ結合を形成する基のいずれかを示し;
L2は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのL2はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい)
(前記一般式(A−3)中、
環r3および環r4はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい芳香環を示し、2つの環r4はそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよく;
X3は、3価または4価の炭素を示し;
X3が4価の炭素である場合に、X3に結合する置換基は、メチル基、フェニル基のいずれかであり;
L3は単結合、もしくはH、O、C、N、及びSからなる群から選ばれる原子から構成される分子量が500以下の2価の連結基を示し、2つのL3はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい) - 前記一般式(A−1)のr1がナフタレン環である、請求項5に記載の樹脂。
- 前記一般式(A−2)のX2が単結合であり、r2がナフタレン環である、請求項5に記載の樹脂。
- 前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1’)で表される、請求項3に記載の樹脂。
(前記一般式(1’)中、
Xは−CH2−、−C(CF3)2−、−S−、−C(CH3)2−、−O−、−SO2−、−S(=O)−、−C(=O)NH−、−C(=O)−、下記一般式(1−1)で表される基、または下記一般式(1−2)で表される基のいずれかの構造を示し;
Yは、それぞれ独立に−O−、−CH2−、又は−S−を示し;
mは0〜10のいずれかの整数を示し;
m1及びnは、それぞれ独立に0〜4のいずれかの整数を示し;
R1及びR2は、それぞれ独立にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、アリール基、アリルオキシ基、またはハロゲン基を示し;
Zは、前記一般式(2)〜(6)のいずれかで表される基、または炭素数1〜12の飽和炭化水素基を示す)
- 前記一般式(1’)中のXが、−CH2−、−S−、または−C(CH3)2−である請求項8に記載の樹脂。
- 前記一般式(1’)中のZが、前記一般式(2)又は(3)で表される基である請求項8に記載の樹脂。
- 前記一般式(1’)中のX及びYが、いずれも−S−である請求項8に記載の樹脂。
- 樹脂に含まれる末端基の数に対する、樹脂に含まれるアルデヒド基の数及びアシルヒドラジン基の数の合計の比率が1未満である、請求項3〜11のいずれか一項に記載の樹脂。
- 請求項1に記載の樹脂と、
無機粒子、金属粒子、及びイオン性化合物からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤と、を含む光学材料。 - 請求項1に記載の樹脂を含む光学デバイス。
- 発光素子と、前記発光素子から発せられる光束を制御可能な形状に形成された請求項1に記載の樹脂を含む光束制御部材と含む、光学デバイス。
- 有機EL素子と、透明電極層と、請求項1に記載の樹脂を含む樹脂層と、をこの順に含む、有機ELデバイス。
- 請求項1に記載の樹脂からなるレンズ。
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