多偶氮化合物及含有所述化合物的偏振膜的製作方法
2023-06-04 15:55:01
專利名稱：多偶氮化合物及含有所述化合物的偏振膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多偶氮化合物，及含有所述化合物的偏振膜。
背景技術：
近來，存在進一步提高偏振膜的偏振度的需求。此外，裝配在汽車上如汽車導航和相似裝置的顯示器，在太陽光的輻射的環境中使用，並且液晶顯示器如液晶投影儀、投影電視及相似裝置在大量的光的輻射環境中使用，因此，對於這些應用來說，需要一種即使長期在高溫環境中，在大量光的輻射下，顯示出極少偏振膜吸光度降低，也就是說，具有極好的耐光性的偏振膜。
作為偏振膜，已知的有在偏振膜基質中含有覆蓋所需波長的染料作為偏振元件的膜，如通過拉伸定向的基於聚乙烯醇的膜，或者通過聚氯乙烯膜脫氫氯酸或者聚乙烯醇膜脫水等方法定向得到聚烯的基於聚烯的膜。
作為偏振膜的特定的偏振元件，已知的是含有下式(B)化合物作為有效成分的染料，然而，含有上述染料的偏振膜的偏振度是98％，並且耐光性不足(JP-A No.5-295281，實施例63)。
發明內容本發明的一個目的是提供一種用作具有極好偏振度的偏振膜的染料的多偶氮化合物，並且該化合物進一步賦予偏振膜極好的耐光性。
也就是說，本發明提供以下[1]-[8]。
多偶氮化合物，選自式(I)化合物和式(II)化合物，
(其中，Me代表銅、鎳、鋅或者鐵，A代表含有1-3個磺酸基的萘基，進一步任選含有烷基或者烷氧基，R1和R2各自獨立地代表氫原子、烷基或者烷氧基，和R3代表氨基或者羥基)。
根據[1]所述的多偶氮化合物，其中R1代表氫原子、甲基或者甲氧基。
根據[1]所述的多偶氮化合物，其中R2代表氫原子、甲基或者甲氧基。
偏振膜，其包含用於偏振膜的含有根據[1]-[3]任一項的多偶氮化合物的染料，和偏振膜基質。
根據[4]所述的偏振膜，其中用於偏振膜的染料還進一步含有不同於多偶氮化合物的有機染料。
根據[5]的偏振膜，其中所述有機染料是選自由以下顏色索引屬名代表的有機染料的至少一種C.I.直接黃12，C.I.直接黃28，C.I.直接黃44，C.I.直接橙26，C.I.直接橙39，C.I.直接橙107，C.I.直接紅2，C.I.直接紅31，C.I.直接紅79，
C.I.直接紅81，C.I.直接紅117，C.I.直接紅247。
根據[4]-[6]任一項的偏振膜，其中偏振膜基質是由聚乙烯醇樹脂形成的基質。
含有根據[7]的偏振膜的液晶顯示器。
具體實施例方式
本發明的多偶氮化合物選自式(I)化合物和式(II)化合物的至少一種。
此處，本發明的多偶氮化合物包括多偶氮化合物本身及其鹽。
在上式中，Me代表選自銅、鎳、鋅和鐵的過渡金屬，A代表含有1-3個磺酸基，並進一步任選含有烷基或者烷氧基的萘基，R1和R2各自獨立地代表氫原子、烷基或者烷氧基，和R3代表氨基或者羥基。
作為本發明的多偶氮化合物(此後，在某些情況下通稱為本發明化合物)，優選式(I)的化合物，因為其能賦予偏振膜極好的耐光性。
在(I)和式(II)中，Me代表選自銅、鎳、鋅和鐵的過波金屬，其中優選的是銅。
A代表含有1-3個磺酸基，並進一步任選含有烷基或者烷氧基的萘基。
此處，作為烷基，可列出例如，甲基、乙基、丙基等，其中優選的是甲基。作為烷氧基，可列出例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基等，其中優選的是甲氧基。
可列作A的是，例如，含有一個磺酸基的萘基如5-磺基-2-萘基、6-磺基-2-萘基、7-磺基-2-萘基、8-磺基-2-萘基、4-磺基-1-萘基、5-磺基-1-萘基、6-磺基-1-萘基、7-磺基-1-萘基等；具有兩個磺酸基的萘基如1，5-磺基-2-萘基、6，8-磺基-2-萘基、4，8-磺基-2-萘基、5，7-磺基-2-萘基、3，6-磺基-2-萘基、3，6-磺基-1-萘基、4，6-磺基-1-萘基等；1，5，7-磺基-2-萘基、3，6，8-磺基-2-萘基、4，6，8-磺基-2-萘基等。
從染色的角度，優選A是含有2-3個磺酸基的萘基，特別優選的是1，5-磺基-2-萘基、6，8-磺基-2-萘基、4，8-磺基-2-萘基、5，7-磺基-2-萘基和3，6-磺基-2-萘基。
R1和R2各自獨立地代表氫原子、烷基或者烷氧基。作為烷基和烷氧基，列出與上文描述的相同的基團。
R1優選代表氫原子、甲基或甲氧基，R2優選代表氫原子、甲基或甲氧基。
R3代表氨基或者羥基。R3的鍵合位置是苯甲醯氨基的鄰位或者對位，優選在苯甲醯氨基的對位。
作為製備本化合物的方法，在此例舉下述及相似的方法。
首先，式(III)的雙偶氮化合物 (其中，A、R1和R2具有與上文描述的相同的基團)在酸性含水介質中，在0-40℃下與亞硝酸鈉反應，進行重氮化作用。
所得到的重氮化合物可與式(IV)的化合物在0-40℃、pH值6-11的條件下在含水介質中反應，以得到本發明的式(II)化合物。
(其中，R3具有與上文中描述的相同的基團。)作為本發明的式(II)化合物的鈉鹽，例舉下述的(II-1)-(II-7)。
其次，作為製備本發明式(I)化合物的方法，例如例舉這樣的方法，其中式(I)中的Me是銅、銅鹽如硫酸銅、氯化銅、醋酸銅等時，優選硫酸銅加入含有上述式(II)化合物的水溶液中，並將混合物加熱到70-100℃，或者例舉其它的方法。向銅鹽可以根據需要進一步加入，鋰鹽如碳酸鋰、碳酸氫鋰等，鈉鹽如碳酸鈉、碳酸氫鈉等，鉀鹽如碳酸鉀、碳酸氫鉀等，胺如氨、單乙醇胺、二乙醇胺、單丙醇胺、嘧啶等。
當式(I)化合物的Me是銅，並且是鈉鹽時，可例舉(I-1)-(I-7)
作為本化合物，可列舉鹼金屬鹽如鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽等；有機胺鹽如乙醇胺鹽、烷基胺鹽等；銨鹽基等。其中，優選的是鈉鹽，因為其易於包含在偏振膜基質中。
本化合物通常產生具有在約550-680nm波長下為約90％或更高的極好偏振度的偏振膜。
本發明的偏振膜是包含用於含有本發明化合物的偏振膜的染料和偏振膜基質的偏振膜。所述用於偏振膜的染料可以由本發明化合物單獨組成，但是，其含有本發明化合物和其它有機染料以便即使不在550-680nm波長範圍內也能提高偏振性能。此處，所述的有機染料通常是不同於本發明化合物的高二向色性的染料，優選具有極好耐光性的染料。
作為具體的有機染料，例舉由下述顏色索引屬名代表的染料。所述有機染料可單獨或者作為兩種或更多種的混合物使用。
C.I.直接黃12，C.I.直接黃28，C.I.直接黃44，C.I.直接橙26，C.I.直接橙39，C.I.直接橙107，C.I.直接紅2，C.I.直接紅31，C.I.直接紅79，C.I.直接紅81，C.I.直接紅117，C.I.直接紅247。
作為偏振膜基質，可提及例如，由基於聚乙烯醇的樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂等形成的基質。此處，基於聚乙烯醇的樹脂包括作為聚乙酸乙烯酯部分或完全皂化的物質的聚乙烯醇；乙酸乙烯酯和其它可共聚單體(例如，烯烴如乙烯和丙稀、不飽和羧酸如丁烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸等，不飽和磺酸、乙烯醚等)的共聚物的皂化物，例如皂化EVA樹脂等；通過用醛改性聚乙烯醇獲得的聚乙烯縮甲醛和聚乙烯縮乙醛，等等。作為偏振膜基質，從染料的吸收性能和定向性能來說，適合使用由基於聚乙烯醇的樹脂製成的膜，特別是聚乙烯醇膜本身。
作為製備偏振膜的方法，例舉以下方法。首先，將用於偏振膜的染料以約0.0001-10重量％的濃度溶解在水中以製備染料浴。如果需要，可以使用染料助劑，例如在染料浴中使用0.1-10重量％的芒硝的方法是適合的。
將偏振膜基質浸入製備的染料浴中，並進行染色。優選的染色溫度是40-80℃。染料的定向通過在染色之前拉伸偏振膜基質或者染色的偏振膜基質來進行。作為拉伸方法，例如可以採用溼法、幹法等。
可進行後處理如硼酸處理等以提高偏振膜的光束透射率、偏振度和光耐性。雖然可根據所採用的偏振膜基質和染料的種類而變化，但所述的硼酸處理在30-80℃範圍內，優選50-80℃，利用1-15重量％、優選5-10％重量的硼酸水溶液來進行。此外，如果需要，可聯合採用固定處理和含有陽離子聚合物的水溶液處理。
本發明的偏振膜含有用於含有多偶氮化合物或其鹽的偏振膜的染料，和偏振膜基質，本發明的偏振膜具有極好的耐光性，即使長期在高溫環境中，在大量光的輻射下，偏振膜的吸光度也並不降低。本發明的偏振膜至少在550-680nm範圍內顯示出極好的偏振吸光度。
由於其極好的性能，本發明的偏振膜能適用於大量光的液晶顯示器，例如汽車導航、液晶投影儀、投影電視等。
實施例本發明將基於實施例進一步的詳細說明，但無需說明的是，本發明的範圍不受實施例的任何限制。除非另外說明，實施例和對比實施例中的％和份數指的是重量百分數和重量份數。
實施例1(本發明化合物的製備實施例)向1500份水中加入170份式(III-1)的雙偶氮化合物和30份亞硝酸鈉， 此後，在20-30℃下向其中加入120份35％的鹽酸，並攪拌混合物2小時，導致重氮化。過量的亞硝酸鈉通過加入氨基磺酸除去，以得到雙偶氮液體。
此後，將上述雙偶氮液體在1個小時的時間內加入到含有式(IV-1)化合物的液體中，
並通過加入碳酸鈉水溶液保持pH值為7。添加完畢後，再攪拌混合物1小時，以得到通式(II-1)的多偶氮化合物。在含水介質中，該雙偶氮化合物的λmax為565nm。
將25份式(II-1)的化合物加入到500份水中，並向其中加入6份無水硫酸銅和8份單乙醇胺，加熱混合物到95℃反應12小時。此後，將混合物冷卻到30℃，然後加入35％的鹽酸以控制pH值到7，此後，利用氯化鈉鹽析，並過濾沉澱的晶體，得到式(I-1)的多偶氮化合物。在含水介質中，該雙偶氮化合物的λmax為598nm。
(偏振膜的製備實施例)將厚度為75微米的聚乙烯醇膜[Kuraray Vinylon #7500，由Kuraray Co.，Ltd.生產]沿徑向軸拉伸五倍，得到偏振膜基質。在保持其拉緊狀態下，將該聚乙烯醇膜浸入70℃水溶液中，該溶液含有0.025％由上述(本發明化合物的製備實施例)得到的多偶氮化合物(1)和0.2％的芒硝(染料助劑)。此後，將其浸入78℃的7.5％的硼酸水溶液中5分鐘，此後，取出並用20℃的水洗滌20秒，在50℃下乾燥以得到偏振膜。所得到的偏振膜的λmax(沿拉伸方向透射的波長是最小的，也適用於下文的描述)是610nm。測量該偏振膜在610nm處的偏振度，發現43％單體透射率(single body transmittance)下的偏振度是99.8％。
當所得到的偏振膜在100℃下，在照度為405mW/cm2(紅光)的高壓水銀燈下輻射120小時時，ΔA(％)的值為94(％)，顯示出高溫下長時間暴露具有極好的耐光性。ΔA(％)定義如下ΔA(％)＝(A(120)/A(0))×100當用A(0)表示在0小時時的吸光度值，和A(120)表示120小時後的吸光度值的時候，越大的ΔA意味著越好的耐光性。
對比實施例1利用上述的式(B)(在專利文獻1的實施例63中描述的化合物)代替用於含有(I-1)多偶氮化合物的偏振膜的染料，以與實施例1中相同的方法得到偏振膜。測量所得到的偏振膜的偏振度，發現43％單體透射率下的偏振度是98％，顯示出比本發明的偏振膜差的性能。此外，當製備了偏振膜並以與實施例1中相同的方式，在100℃下，在照度為405mW/cm2(紅光)的高壓水銀燈下輻射120小時時，ΔA(％)的值為81(％)，顯示出比本發明的偏振膜差的耐光性。
權利要求
1.多偶氮化合物，其選自式(I)化合物和式(II)化合物， (其中，Me代表銅、鎳、鋅或者鐵，A代表含有1-3個磺酸基，並進一步任選含有烷基或者烷氧基的萘基，R1和R2各自獨立地代表氫原子、烷基或者烷氧基，和R3代表氨基或者羥基)。
2.根據權利要求1的多偶氮化合物，其中R1代表氫原子、甲基或者甲氧基。
3.根據權利要求1的多偶氮化合物，其中R2代表氫原子、甲基或者甲氧基。
4.一種偏振膜，其包含用於含有根據權利要求1的多偶氮化合物的偏振膜的染料，和偏振膜基質。
5.根據權利要求4的偏振膜，其中用於偏振膜的染料還進一步含有不同於多偶氫化合物的有機染料。
6.根據權利要求5的偏振膜，其中所述有機染料是選自由以下顏色索引屬名代表的有機染料的至少一種C.I.直接黃12，C.I.直接黃28，C.I.直接黃44，C.I.直接橙26，C.I.直接橙39，C.I.直接橙107，C.I.直接紅2，C.I.直接紅31，C.I.直接紅79，C.I.直接紅81，C.I.直接紅117，C.I.直接紅247。
7.根據權利要求4的偏振膜，其中偏振膜基質是由聚乙烯醇樹脂形成的基質。
8.一種含有根據權利要求7的偏振膜的液晶顯示器。
全文摘要
多偶氮化合物，其選自式(I)化合物和式(II)化合物，(其中，Me代表銅、鎳、鋅或者鐵，A代表含有1－3個磺酸基，並進一步任選含有烷基或者烷氧基的萘基，R
文檔編號C09B67/00GK1644626SQ20041009255
公開日2005年7月27日 申請日期2004年11月15日 優先權日2003年11月17日
發明者蘆田徹, 林成年 申請人:住友化學株式會社