(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物と、液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物とにより形成される架橋構造中に、モル比５０〜９９．９８％のコレステリック液晶を挟みこんでなることを特徴とする色材。
【請求項２】
請求項１に記載の色材において、コレステリック液晶がコレステロール誘導体またはネマティック液晶にキラルドーパントを添加した誘起コレステリックであることを特徴とする色材。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかに記載の色材において、光架橋させて得られることを特徴とする色材。
以上
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコレステリック液晶を用いた色材、特にその色調の固定化に関する。
【従来の技術】
【０００２】
コレステリック液晶とは、ステロール分子末端の水酸基をハロゲン化又はエステル化して得られる誘導体またはネマチック液晶とキラルドーパントからなる組成物からなる異方性液体であって、これを構成する分子は一方向に揃って配列した多数の層を形成し、これら各層の配列方向が少しずつずれて全体として図１のようならせん構造をなしている。このらせん構造に起因する光学的性質のひとつとして選択反射がある。これは、らせんの掌性と同じ向きの円偏光を選択的に反射する現象であり、１０ｍｍ程度の厚みでほぼ１００％の円偏光を反射することができる。その反射波長ｌはらせんピッチ長（Ｐ）と平均屈折率（ｎ）との関数で表すことができ、ｌ＝Ｐｎである。
【０００３】
したがって、適当なピッチ長を有するコレステリック液晶では可視光を選択的に反射することができる。この可視光の選択反射を利用すると、染料や顔料などの色素を付与しなくても発色する材料となる。
【０００４】
このコレステリック液晶は、温度や圧力等の外部環境によって上記らせんのピッチが変化し、この変化が散乱光の波長変化として、即ちその波長が可視領域であれば色彩の変化として見える物質である。そのため、上記コレステリック液晶は、例えば表示材料、体温等の測定材料、印刷材料、装飾品等として、エレクトロニクス分野、医薬分野、各種材料分野、日用品分野において種々その用途開発が行われてきている。
【０００５】
そして、これらコレステリック液晶は、粘度が高くどろどろしておりまた固化しやすいので、そのままの状態では使用できない。そこで通常マイクロカプセル化することによって使用されることが多かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶状態はある特定環境（例えば特定温度）においてのみ発現するものであり、またらせんピッチは温度その他の外部環境の影響を大きく受ける。したがって、従来の液晶を用いた色材においては、特定の色調を得るためには特定の環境（例えば特定の温度）におかれねばならず、色調の安定性・再現性という観点からは欠点となっていた。
【０００７】
また、コレステリック液晶はマイクロカプセル化すると、本来呈していたような鮮やかな色を示さなくなってしまうという欠点があった。
本発明は上記問題点に鑑み為されたものであり、その目的は、液晶を用いて温度等の外部環境の変化に関わらず安定な色調を示す色材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、適当な選択反射を示すコレステリック液晶と、液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物と、液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物とを含む組成物を架橋させて得られる色調を固定化した色材が、色調の安定性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明にかかる色材は、液晶と、液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物と、液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物とを含む組成物を架橋させて得られることを特徴とする。
また、本発明にかかる色材においては、液晶がコレステロール誘導体またはネマティック液晶にキラルドーパントを添加した誘起コレステリックであることが好適である。
【００１０】
また、本発明にかかる色材においては、液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物が下記式
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（Ｐｈ−Ｘ）ｍ−Ｐｈ−Ｙ−Ｐｈ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｒ
［Ｒはアクリル基、ビニル基またはメタクリル基を表し、ＸおよびＹは同一または異なってエステル基またはアミド基を表すかまたは無くてもよい。ｎは０〜６の整数を示し、ｍは０〜２の整数を示す。］
で表され、かつ液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物が下記式
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（Ｐｈ−Ｘ）ｍ−（Ｐｈ−Ｙ）ｐ−Ｒ’
［Ｒはアクリル基、ビニル基またはメタクリル基を表し、Ｒ’はフッ素で置換されてもよい炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＸおよびＹは同一または異なってエステル基またはアミド基を表すかまたは無くてもよい。ｎは０〜６の整数を示し、ｍは０〜２の整数を示し、ｐは１または２を示す。］
で表されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる色材においては、液晶と液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物と液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物のモル比が５０〜９９．９８：０．０１〜４９．９９：０．０１〜４９．９９であることが好適である。
また、本発明にかかる色材は、光架橋させて得ることが好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について詳述する。
本発明の色材は、図２に示されるように、液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物および重合性１官能性化合物が架橋反応により３次元網目構造を形成し、その構造中に液晶の性質（液晶分子の配向性等）を壊すことなく液晶分子を挟み込む形で固定することにより色調を固定化したものである。したがって、液晶分子自体は架橋されることはないので、比較的液晶を選ばず通常の液晶を用いることができる。以下、本発明の色材を調製するのに用いられる各成分について述べる。
【００１３】
液  晶
本発明に用いられる液晶は、特開平２−１３８３８６、特開平２−１１７９８７号公報に記載されるような通常のコレステリック液晶として用いられるコレステロール誘導体を指すが、ネマチック液晶にキラルドーパントを少量添加した誘起コレステリックを用いてもよい。
【００１４】
コレステロール誘導体としては、例えば次の化学式
【化１】
0004527815.tif 000002
【００１５】
（ただし、ＲはＣ１〜Ｃ１８の炭化水素基またはフェニル基）
で示されるものが挙げられる。
上記化合物も含めて、具体的にコレステロール誘導体の化合物名を示すならば、コレステリルオレイルカーボネイト、コレステリルアセテート、コレステリルフェニルカーボネート、コレステリルノナノエート、コレステリルオレエート、コレステリルクロトネート、コレステリルプロピオネート、コレステリルブチレート、コレステリル−３−フェニルプロピオネート、コレステリルシンナメート等が挙げられ、これらを１種または２種以上混合したものを液晶として用いる。
【００１６】
液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物
本発明にかかる液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物とは、液晶に混合し架橋されても液晶の性質（液晶分子の配向性等）を壊さない液晶と親和性のある２官能性の架橋可能な化合物を意味し、該化合物自体は液晶の性質を示しても示さなくてもよい。例えば下記式で表される化合物が挙げられる。
【００１７】
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（Ｐｈ−Ｘ）ｍ−Ｐｈ−Ｙ−Ｐｈ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−Ｒ
［Ｒはアクリル基、ビニル基またはメタクリル基を表し、ＸおよびＹは同一または異なってエステル基またはアミド基を表すかまたは無くてもよい。ｎは０〜６の整数を示し、ｍは０〜２の整数を示す。］
上記式の重合性２官能性化合物の１例を示すならば次のようなものが挙げられる。
【００１８】
【化２】
0004527815.tif 000003
【００１９】
〔Ｃ３８Ｈ４２Ｏ１０（ＭＷ６５８．７５）  以下、Ａ６Ｐ６Ａと略す。〕
また、上記化合物の他に例えばステロイド環を有する重合性２官能性化合物も用いることができる。
また、上記液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物の重合時の配合量は、概ね３０〜５０重量％である。この配合量を外れると本発明の色調を固定化した色材が得られないことがある。
【００２０】
液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物
また、本発明の色材には、上記重合性２官能性化合物の他に重合性１官能性化合物を配合することが好ましい。重合性１官能性化合物としては、前記重合性２官能性化合物と同様に液晶類似構造を有していなければならないが、例えば前記重合性２官能性化合物の官能基の１つを取り除いた形のものが用いられる。例えば次のような化合物が挙げられる。
【００２１】
Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（Ｐｈ−Ｘ）ｍ−（Ｐｈ−Ｙ）ｐ−Ｒ’
［Ｒはアクリル基、ビニル基またはメタクリル基を表し、Ｒ’はフッ素で置換されてもよい炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＸおよびＹは同一または異なってエステル基またはアミド基を表すかまたは無くてもよい。ｎは０〜６の整数を示し、ｍは０〜２の整数を示し、ｐは１または２を示す。］
【００２２】
上記のような重合性１官能性化合物を重合時に適量配合することにより、固定化時の色調の変化を防ぐことができる。多量に配合すると、温度など外部の環境の影響を受け、色材の色調が変化するようになることがある。少量であると、重合時に色調が変化し所望の色調の色材が得られなかったり、場合によっては、液晶の性質を壊し本発明の色材が得られないことがある。
【００２３】
また、液晶：重合性２官能性化合物：重合性１官能性化合物の配合モル比は約５０〜９９．９８：０．０１〜４９．９９：０．０１〜４９．９９である。この比の範囲を外れて得た色材は本発明の固定化した色調の色材とはならないことがある。
【００２４】
なお、本発明の色材には、上記成分の他に、目的に応じて本発明の効果を損なわない量的、質的範囲内で、ネマチック液晶、溶媒、色調補正用の他の色材粉末（カーボンブラック等）を併せて用いることができる。
また、本発明の色材の重合方法としては、懸濁重合や乳化重合、パール重合などを利用でき、粒子の大きさや合成時の形態（固体や乳化状態）などにより種々の方法を用いることができる。また、重合反応には、光架橋や熱架橋を用いることができるが、反応時の温度変化による色調の変化を考慮するならば、光架橋のほうが好ましい。
【００２５】
また、色材の形状は、粒子状またはシート状にして用いられるが、他の材料に混合して使用したり、またエマルジョン状態でコーティング材料などとして利用するには粒子状が好ましい。利用形態としては、塗料や化粧料等における顔料として用いることができる。
一方、シート状にして合成する場合、光の選択反射の性質を利用して光学フィルム等の特殊なフィルターの光反射材料として用いることができる。
【００２６】
斯くして得られた本発明にかかる色材は、光の特定波長を反射し残りを透過させる選択反射性を有しており、通常の色素のように光を吸収することにより着色しているのではないため、退色などの耐劣化性に優れている。また、温度や濃度を変化することによりピッチ長やピッチ長の分布を任意にコントロールすることで、選択反射の波長ばかりではなく、その波長分布なども精密に制御でき、複雑な色調の色材も得ることができる。
【００２７】
また、本発明の色材は、マイクロカプセル化しなくても使用できるので従来の液晶を用いた色材よりも鮮明な色調を得ることも可能である。
【００２８】
【実施例】
発明者らは、色調を固定化したコレステリック液晶を用いた色材を検討するに当たり、つぎのような色材を調製した。なお、配合量は重量％及びモル％で示してある。また、用いた液晶類似構造の重合性１官能性化合物としては、つぎの化合物を用いた。
【００２９】
【化３】
0004527815.tif 000004
【００３０】
〔Ｃ３６Ｈ４０Ｏ９（ＭＷ６１６．７１）〕
従来技術との比較
＜比較例１  色材＞
（液  晶）
コレステリルオレイルカーボネート（MW681.13）  45重量％
コレステリルノナノエート（MW526.88）          45重量％
コレステリルベンゾエート（MW490.76）          10重量％
上記コレステリック液晶を通常の水溶溶系からの複合コアセルベーション法によりマイクロカプセル化して２６．５〜３０．５℃の範囲の温度で色調の変化する色材を得た。
【００３１】
＜実施例１〜３  色材＞
比較例１のコレステリック液晶（平均MW592.68）    60重量％（62モル％）
Ａ６Ｐ６Ａ（MW658.75）                          30重量％（28モル％）
液晶類似構造の重合性１官能性化合物（MW616.71）  10重量％（10モル％）
【００３２】
上記組成物に、光開始剤（ＡＩＢＮ：アゾビスイソブチロニトリル）を０．０１重量％添加し、高圧水銀灯光を照射しながら光架橋を行い色調を固定化した色材を得た。なお、上記色材の液晶：液晶類似構造の重合性２官能性化合物：液晶類似構造の重合性１官能性化合物のモル比は６２：２８：１０である。
次表に得られた色材の色調を示す。
【００３３】
【表１】
0004527815.tif 000005
【００３４】
上記表より、比較例１の色材は温度により色調が変化し、所望の色調が特定の温度でしか得られず、しかも、色調が弱いことがわかる。これに対して、本発明の実施例１〜３の色材は温度により色調が左右されず、一定のより鮮明な色調を保ち得ることがわかる。そして、架橋反応の温度を制御することにより同一の液晶から所望の多種多様な色調の色材を得ることができることがわかる。
【００３５】
＜比較例２  色材＞
（液  晶）
コレステリルオレイルカーボネート（MW681.13）    80重量％
コレステリルアセテート（MW428.69）              20重量％
上記コレステリック液晶を前記通常の方法によりマイクロカプセル化して温度により色調の変化する色材を得た。
【００３６】
＜実施例４〜５  色材＞
比較例２の液晶（平均MW630.64）                  60重量％（80モル％）
Ａ６Ｐ６Ａ（MW658.75）                          30重量％（15モル％）
液晶類似構造の重合性１官能性化合物（MW616.71）  10重量％（ 5モル％）
【００３７】
上記組成物に、光開始剤（ＡＩＢＮ）を０．０１重量％添加し、高圧水銀灯光を照射しながら光架橋を行い色調を固定化した色材を得た。なお、上記色材の液晶：液晶類似構造の重合性２官能性化合物：液晶類似構造の重合性１官能性化合物のモル比は８０：１５：５である。
次の表に得られた色材の色調を示す。
【００３８】
【表２】
0004527815.tif 000006
【００３９】
上記表の結果より、比較例２の色材は、低温においてしか色調が得られないことがわかる。これに対して、実施例４〜５の色材は、色調が固定化されているので、通常の室温においてもその液晶の取りうる所望の色調を得ることができる。
【００４０】
＜比較例３  色材＞
（液  晶）
コレステリルシンナメート（MW516.80）          80重量％
コレステリルノナノエート（MW526.88）          20重量％
上記コレステリック液晶を前記通常の方法によりマイクロカプセル化して温度により色調の変化する色材を得た。
【００４１】
＜実施例６〜７  色材＞
比較例３の液晶（平均MW518.82）                  60重量％（65モル％）
Ａ６Ｐ６Ａ（MW658.75）                          30重量％（26モル％）
液晶類似構造の重合性１官能性化合物（MW616.71）  10重量％（ 9モル％）
【００４２】
上記組成物に、光開始剤（ＡＩＢＮ）を０．０１重量％添加し、高圧水銀灯光を照射しながら光架橋を行い色調を固定化した色材を得た。なお、上記色材の液晶：液晶類似構造の重合性２官能性化合物：液晶類似構造の重合性１官能性化合物のモル比は６５：２６：９である。
次表に得られた色材の色調を示す。
【００４３】
【表３】
0004527815.tif 000007
【００４４】
上記表の結果より、比較例３の色材は、室温ではあり得ない高温においてしか色調が得られないことがわかる。これに対して、実施例６〜７の色材は、色調が固定化されているので、通常の室温においてもその液晶の取り得る所望の色調を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる色材は、液晶と、液晶類似構造を有する重合性２官能性化合物と、液晶類似構造を有する重合性１官能性化合物とを含む組成物を架橋させて得られた色材は、温度その他の外部環境に関係なく、所望の色調を得ることができる。また、本発明にかかる色材は、マイクロカプセル化をしなくても使用できるのでより鮮明な色調を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なコレステリック液晶の説明図である。
【図２】本発明にかかるコレステリック液晶を用いた色材の構造を示す図である。
【図１】
0004527815.tif 000008
【図２】
0004527815.tif 000009