DE60318589T2

DE60318589T2 - Photohärtbare harzzusammensetzung, die ein poröses material bildet, und gegenstand aus porösem gehärtetem harz

Info

Publication number: DE60318589T2
Application number: DE60318589T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hegi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: EP1533321A4; US20060151742A1; WO2004009650A1; JP4426157B2; EP1533321A1; KR20050029133A; EP1533321B1; KR100650823B1; JP2004051783A; DE60318589D1

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung; insbesondere betrifft sie eine photohärtende Harzzusammensetzung, welche ein gehärtetes Produkt aus porösem Harz mit einer sehr geringen Oberflächenspannung bildet, und das gehärtete Produkt aus porösem Harz, welches durch Photohärten einer derartigen Harzzusammensetzung erhalten wird.
Hintergrund der Erfindung
Konventionell werden poröse Produkte und poröse Filme/Folien, die aus thermoplastischen Harzen und warm aushärtenden ("thermosetting") Harzen gefertigt sind, unter Ausnutzung ihrer bestimmten Funktionen in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Bei den Herstellungsverfahren für die porösen Produkte und porösen Filme/Folien zählen zu solchen, die thermoplastische Harze verwenden, Herstellungsverfahren, wie beispielsweise ein Schaumbildnerzersetzungsverfahren, ein Lösungsmittelverdampfungsverfahren, ein Gas-Misch-Verfahren, ein Eluierungsverfahren und ein Phasentrennungsverfahren; und zu Verfahren, in denen warm aushärtendes Harz verwendet wird, zählen Herstellungsverfahren, wie beispielsweise ein Lösungsmittelverdampfungsverfahren und ein chemisches Reaktionsverfahren. Unter den porösen Produkten und porösen Filmen/Folien werden feinporige Filme/Folien mit einem mittleren Porendurchmesser von nicht mehr als 0,01 μm für Filme/Folien, wie beispielsweise Ionenaustauschmembranen, Präzisionsfilterfolien, Umkehrosmosemembranen, Trennungsfolien, Adsorptionsfolien, Dialysemembranen, Bleibatterie-Separatoren, Brennstoffbatterie-Elektroden und Bakterienfilter, unter Ausnutzung ihrer bestimmten Funktionen eingesetzt.
Es wurden Forschungen durchgeführt, um die Funktionen der existierenden porösen Filme/Folien zu verbessern, indem den feinporigen porö sen Filmen/Folien dieses Typs neue Funktionen, wie beispielsweise wasserabstoßende Eigenschaft, Hydrophobizität, Hydrophilizität und lipophile Eigenschaften, hinzugefügt wurden; und es wurden Herstellungsverfahren im Hinblick auf das Hinzufügen neuer Funktionen vorgeschlagen. Unter diesen Herstellungsverfahren zum Hinzufügen neuer Funktionen wurden in Bezug auf Herstellungsverfahren für feinporige poröse Filme/Folien mit wasserabstoßender Eigenschaft und Hydrophobizität Verfahren vorgeschlagen, bei denen ein Polymerisationsfilm oder ein Beschichtungsfilm mit wasserabstoßender Eigenschaft und Hydrophobizität auf einen porösen Film/eine poröse Folie aufgebildet wird. Beispielsweise wird in der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 6-73229 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein wasserabstoßender poröser Film durch Polymerisieren eines fluorierten Monomeren in seinem anhaftenden Zustand auf die beiden äußeren Wandoberflächen und inneren Oberflächen der Poren einer Hohlfaserfolie oder eines Planfilms mit einer Filmdicke von ungefähr 20 bis 200 μm, einer Porosität von ungefähr 20 bis 90% und einem Porendurchmesser von ungefähr 0,01 bis 10 μm hergestellt wird. Des Weiteren wird in der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2000-288367 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein poröser Film, welcher durch ein Nass- und Trockenspinnverfahren oder Ähnliches erhalten wird, in eine wässrige Lösung (wässrige Emulsion) eines wasserabstoßenden Agens auf Fluorbasis getaucht wird, während ein Entgasungsverfahren durchgeführt wird, und nach Trocknen erhitzt wird, um einen hydrophoben porösen Film zu erzeugen. Diese konventionellen Techniken beziehen sich auf ein Verfahren, bei dem ein Polymerisationsfilm oder ein Beschichtungsfilm, welcher ein wasserabstoßendes Agens oder hydrophobierendes Agens auf Fluorbasis enthält, auf den inneren und äußeren Oberflächen eines vorliegenden porösen Films/einer porösen Folie aufgebildet wird, so dass wasserabstoßende und hydrophobe poröse Filme/Folien mit Feinporen hergestellt werden, wobei es sich bei diesen Herstellungsverfahren um Nachbehandlungsverfahren ("Post-Processing") handelt.
Offenbarung der Erfindung
(Aufgabe der Erfindung)
Bei den Herstellungsverfahren, in denen ein Polymerisationsfilm oder ein Beschichtungsfilm, welcher ein wasserabstoßendes Agens oder ein hydrophobierendes Agens auf Fluorbasis enthält, auf den inneren und äußeren Oberflächen eines vorliegenden porösen Films/einer porösen Folie aufgebildet werden, so dass diesen wasserabstoßende Eigenschaft und hydrophobe Eigenschaft verliehen werden, wie bei den konventionellen Techniken beschrieben, treten folgende Probleme auf:

• Da das fluorierte Monomere und das wasserabstoßende Agens auf Fluorbasis nicht in sehr feine Poren eindringen können, ist es unmöglich, allen Oberflächen der Feinporen gleichmäßig wasserabstoßende Eigenschaft und hydrophobe Eigenschaft zu verleihen.
• Es ist unmöglich, einen homogenen Polymerisationsfilm oder Beschichtungsfilm mit gleichmäßiger Dicke auf den Oberflächen der Feinporen, welche verschiedene Dimensionen aufweisen, auszubilden.
• Der Porendurchmesser wird kleiner aufgrund der Nachbehandlungen zur Ausbildung eines Polymerisationsfilms oder Beschichtungsfilms auf der Oberfläche der Feinporen.
• Da einige Feinporen mit dem fluorierten Monomeren und dem wasserabstoßenden Agens auf Fluorbasis gefüllt sind, wird die Porosität verringert.
• Da ein Wärmepolymerisationsverfahren oder ein Wärmetrocknungsverfahren eingesetzt werden, ist ein poröser Film mit Wärmebeständigkeit erforderlich; aus diesem Grund sind die Materialien für den porösen Film begrenzt.
• Die Adhäsion zwischen der feinporigen Oberfläche und dem Polymerisationsfilm oder Beschichtungsfilm auf Fluorbasis ist gering.

Um die oben erwähnten Probleme, die bei den konventionellen Techniken auftreten, zu lösen, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gehärtetes Produkt aus porösem Harz bereitzustellen, welches aus einer ein poröses Material bildenden photohärtenden Harzzusammensetzung gefertigt ist, und bei dem wasserabstoßende Eigenschaft und Hydrophobizität gleichmäßig ausgebildet sind, indem ein neues Verfahren eingesetzt wird, welches sich vollkommen von dem Nachbearbeitungsverfahren, welches bei den konventionellen Techniken eingesetzt wird, unterscheidet.
Erfindungsgemäß können die bei den konventionellen Techniken auftretenden Probleme durch folgende Ansätze gelöst werden:

• Da ein gehärteter Film aus porösem Harz mit einer Struktur, in der Feinpartikel aus dem gehärteten Harzprodukt mit einer sehr geringen Oberflächenspannung miteinander dreidimensional verbunden sind, durch Photohärtung gebildet wird, wird den gesamten inneren und äußeren Oberflächen des porösen Films, unabhängig von der Porendimension, die Funktion der homogenen wasserabstoßenden Eigenschaft (Hydrophobizität) verliehen.
• Da ein Härtungsverfahren unter Einsatz eines Photohärtungsverfahrens durchgeführt wird, wird der gehärtete Film aus porösem Harz schnell und einfach ausgebildet.
• Die Feinpartikel aus dem gehärteten Harzprodukt besitzen selbst eine sehr geringe Oberflächenspannung; somit tritt, im Unterschied zu dem konventionellen Nachbehandlungsverfahren, in dem ein Polymerisationsfilm oder ein Beschichtungsfilm auf der Oberfläche aufgebildet wird, kein Problem der geringen Anhaftung auf.
• Da die das poröse Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung in einem flüssigen Zustand vorliegt, wird der poröse Film in einer gewünschten Form ausgebildet.
• Der gehärtete Film aus porösem Harz kann entweder auf einem Substrat oder zwischen zwei Substraten ausgebildet werden.

(Verfahren zur Lösung der Probleme)
Die vorliegende Erfindung stellt eine ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung, welche im Wesentlichen ein pho topolymerisierbares Monomeres (A) mit einer Oberflächenspannung von nicht mehr als 25 × 10^–5 N/cm, eine organische Verbindung (B), welche mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) nicht kompatibel ist, ein gängiges Lösungsmittel (C), welches mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) und der organischen Verbindung (B) kompatibel ist, und einen Photopolymerisationsinitiator (D) umfasst, und ebenso ein gehärtetes Produkt aus porösem Harz, welches aus der Harzzusammensetzung gefertigt ist, zur Verfügung.
Erfindungsgemäß ermöglicht die ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung die Bildung eines gehärteten Produkts aus porösem Harz mit einer Struktur, in der die Feinpartikel aus dem gehärteten Harzprodukt miteinander dreidimensional durch schnelles und einfaches Photohärten verbunden sind, wobei das gehärtete Produkt aus dem porösen Harz außer zu einer Membranform, wie einem Film und einer Folie, zu beliebigen gewünschten Formen geformt werden kann. Die so gebildeten Feinpartikel aus dem gehärteten Harzprodukt besitzen eine sehr geringe Oberflächenspannung, wobei die Oberflächenspannung in einer gewünschten Weise eingestellt wird. Die mittlere Größe der Feinpartikel aus dem gehärteten Produkt aus porösem Harz wird in einem Bereich von nicht mehr als 1 μm eingestellt; somit kann die Einstellung der Porosität auf die gleiche Weise erfolgen.
Wie durch die oben beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung deutlich wird, stellt das erfindungsgemäße gehärtete Produkt aus porösem Harz, welches keine Relation zu konventionellen Techniken aufweist, eine unabhängige neue Erfindung dar.
Die "Oberflächenspannung" ist hierbei ein inhärenter charakteristischer Wert einer Substanz, d. h., ein Wert einer physikalischen Eigenschaft, welcher mit dem Kontaktwinkel korreliert. Insbesondere besteht, wenn eine Flüssigkeit auf eine feste Oberfläche aufgebracht wird, um daran anzuhaften, die folgende Beziehung zwischen der Oberflächenspannung (γ_S) des Feststoffs, der Grenzflächenspannung (γ_LS) zwischen dem Fest stoff und der Flüssigkeit, der Oberflächenspannung (γ_L) der Flüssigkeit und dem Kontaktwinkel (Winkel auf der inneren Seite der Flüssigkeit an dem Kontaktpunkt zwischen der freien Oberfläche der Flüssigkeit und der Feststoffoberfläche; θ): γS = γLS + γLcosθ
Im Hinblick auf den gleichen Feststoff ist somit, je größer der Kontaktwinkel ist, die Oberflächenspannung der Flüssigkeit desto höher. Andererseits ist im Hinblick auf den gleichen Feststoff, je kleiner der Kontaktwinkel ist, die Oberflächenspannung der Flüssigkeit desto geringer. Wenn die Haftfestigkeit einer Flüssigkeit an die Feststoffoberfläche (Affinität, Benetzbarkeit) größer wird, wird der Kontaktwinkel kleiner und beträgt weniger als 90°. Wenn im Gegensatz dazu die Haftfestigkeit geringer wird, wird der Kontaktwinkel größer und übersteigt 90°.
Ausführungsformen der Erfindung
Die erfindungsgemäße ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung ist eine im flüssigen Zustand vorliegende, photohärtende Harzzusammensetzung, welche im Wesentlichen ein photopolymerisierbares Monomeres (A) mit einer Oberflächenspannung von nicht mehr als 25 × 10^–5 N/cm, eine organische Verbindung (B), welche mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) nicht kompatibel ist, ein gängiges Lösungsmittel (C), welches mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) und der organischen Verbindung (B) kompatibel ist, und einen Photopolymerisationsinitiator (D) umfasst.
Das photopolymerisierbare Monomere (A) mit einer Oberflächenspannung von nicht mehr als 25 × 10^–5 N/cm, welches in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, stellt ein Monomeres dar, welches ein oder mehrere ungesättigte Bindungen an einem Molekülende aufweist und durch Licht radikalisch polymerisierbar ist. Anders ausgedrückt, weisen die Mo nomeren eine photopolymerisierbare ungesättigte Gruppe, wie beispielsweise eine Acryloylgruppe, eine Methacryloylgruppe, eine Vinylgruppe, eine Allylgruppe oder eine Methallylgruppe, als terminale Gruppe auf.
Es ist wesentlich, dass das photopolymerisierbare Monomere (A) eine Oberflächenspannung von nicht mehr als 25 × 10^–5 N/cm, bevorzugter nicht mehr als 23 × 10^–5 N/cm, aufweist. Wenn die Oberflächenspannung des photopolymerisierbaren Monomeren (A) 25 × 10^–5 N/cm übersteigt, ist es nicht möglich, dem gehärteten Produkt aus porösem Harz eine sehr geringe Oberflächenspannung zu verleihen. Folglich ist es nicht möglich, eine ausgezeichnete wasserabstoßende Eigenschaft und Hydrophobizität bereitzustellen.
In Bezug auf das photopolymerisierbare Monomere (A) kann ein Monomeres, welches ein Fluoratom oder ein Siliziumatom enthält, ausgewählt werden. Zu Beispielen für ein Monomeres, welches ein Fluoratom enthält, zählen aliphatische und alicyclische Monomere, welche ein Fluoratom enthalten, wobei beliebige Monomere in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. Zu Beispielen für ein Monomeres, welches Silizium enthält, zählen Monomere auf Silanbasis und Monomere auf Siloxanbasis. In Bezug auf die terminale ungesättigte Gruppe des Monomeren, welches ein Fluoratom oder ein Siliziumatom enthält, werden bevorzugt eine (Meth)acryloylgruppe (welche sowohl eine Acryloylgruppe als auch eine Methacryloylgruppe darstellt; das Gleiche gilt für den Rest der Beschreibung) und eine Vinylgruppe aufgrund ihrer ausgezeichneten photohärten Eigenschaften eingesetzt.
Bevorzugte aliphatische und alicyclische Monomere, welche ein Fluoratom enthalten, sind die Verbindungen gemäß den folgenden allgemeinen Formeln (I) bis (IV):
In Formel (I) ist R_f ¹ eine polyfluorierte Alkylgruppe oder polyfluorierte Cycloalkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei eine höhere Anzahl an Fluoratom-Substitutionen von Vorteil ist und eine Perfluoralkylgruppe bevorzugter eingesetzt wird. Insbesondere zählen zu bevorzugten Beispielen für die polyfluorierte Alkylgruppe und polyfluorierte Cycloalkylgruppe: F(CF₂)_n-Gruppen (n = 1 bis 12), (CF₃)₂CF(CF₂)_n-Gruppen (n = 1 bis 10), H(₂)_n-Gruppen (n = 2 bis 10), CF₃CHFCF₂-Gruppen, (CF₃)₂CH-Gruppen und die Hexafluorcyclohexylgruppe.
R² stellt eine Alkylengruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, welche eine Hydroxylgruppe und eine Doppelbindung enthalten kann, dar. Anders ausgedrückt, zählen zu Beispielen dafür eine Methylengruppe, eine Ethylengruppe, eine Propylengruppe, eine 2-Hydroxypropylengruppe und eine Propenylengruppe.
R³ stellt ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe dar.
In der allgemeinen Formel (II) ist R_f ⁴ eine polyfluorierte Alkylengruppe mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, wobei eine größere Anzahl an Fluoratom-Substitutionen vorteilhaft ist und eine Perfluoralkylengruppe bevorzugter eingesetzt wird. Insbesondere zählen zu bevorzugten Beispielen für die polyfluorierte Alkylengruppe (CF₂)_n-Gruppen (n = 4 bis 10).
R⁵ und R⁷ stellen jeweils eine Alkylengruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen dar, welche eine Hydroxylgruppe und eine Doppelbindung enthalten kann. Anders ausgedrückt, zählen zu Beispielen hierfür eine Methylengruppe, eine Ethylengruppe, eine Propylengruppe, eine 2-Hydroxypropylengruppe und eine Propenylengruppe.
R⁶ und R⁸ stellen jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe dar.
In der allgemeinen Formel (III) ist R_f ⁹ eine polyfluorierte Alkylgruppe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei eine höhere Anzahl an Fluoratom-Substitutionen vorteilhaft ist, und eine Perfluoralkylgruppe bevorzugter eingesetzt wird. Insbesondere sind bevorzugte Beispiele für die polyfluorierte Alkylgruppe F(CF₂)_n-Gruppen (n = 4 bis 12).
In Formel (IV) ist R_f ¹⁰ eine polyfluorierte Alkylengruppe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei eine höhere Anzahl an Fluoratom-Substitutionen vorteilhaft ist, und eine Perfluoralkylengruppe bevorzugter eingesetzt wird. Insbesondere zählen zu bevorzugten Beispielen für die polyfluorierte Alkylengruppe: (CF₂)_n-Gruppen (n = 4 bis 10).
Zu bevorzugten Bespielen für die Monomeren auf Silanbasis zählen: (Meth)acrylatverbindungen auf Silanbasis, wie beispielsweise (Meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilan und (Meth)acryloyloxypropylmethyldimethoxysilan, und Vinylverbindungen auf Silanbasis, wie beispielsweise Vinyltrimethoxysilan und Vinyltriethoxysilan.
Zu bevorzugten Beispielen für die Monomeren auf Siloxanbasis zählen: (Meth)acrylatverbindungen auf Siloxanbasis, wie beispielsweise (Meth)acryloyloxypropylpentamethyldisiloxan, Bis((meth)acryloyloxypropyl)tetramethyldisiloxan und Bis((meth)acryloyloxypropyl)dodecamethylhexasiloxan, und Vinylverbindungen auf Siloxanbasis, wie beispielweise Vinylpentymethyldisiloxan, Divinyltetramethyldisiloxan und Divinyldodecamethylhexasiloxan.
In der vorliegenden Erfindung kann zusammen mit dem oben erwähnten photopolymerisierbaren Monomeren (A) ein anderes photopoly merisierbares Monomeres verwendet werden. In diesem Fall sind das photopolymerisierbare Monomere (A) der vorliegenden Erfindung und das andere photopolymerisierbare Monomere nicht notwendigerweise miteinander kompatibel, bevorzugt werden sie jedoch miteinander kompatibel gemacht. Das andere photopolymerisierbare Monomere wird eingesetzt, um die physikalischen Eigenschaften des gehärteten Produkts aus porösem Harz, wie beispielsweise die Härte, Festigkeit und Hitzbeständigkeit, einzustellen. Wenn das erfindungsgemäße photopolymerisierbare Monomere (A) mit einer Oberflächenspannung von nicht mehr als 25 × 10^–5 N/cm und das andere photopolymerisierbare Monomere in Kombination verwendet werden, wird die Beimischungsmenge des photopolymerisierbaren Monomeren (A) in einem Bereich von 10 bis 100 Gew.-%, bevorzugter in einem Bereich von 20 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des photopolymerisierbaren Monomeren, eingestellt. Bei einer Beimischungsmenge von weniger als 10 Gew.-% wird die Beimischungsmenge des photopolymerisierbaren Monomeren (A) im Verhältnis zu der organischen Verbindung (B), einer wesentlichen Komponente der vorliegenden Erfindung, zu gering, was zu einer Verschlechterung der Formbarkeit des gehärteten Produkts aus porösem Harz führt. Des Weiteren ist es nicht möglich, dem gehärteten Produkt aus porösem Harz eine sehr geringe Oberflächenspannung zu verleihen. Folglich ist es nicht möglich, ausgezeichnete wasserabstoßende Eigenschaft und Hydrophobizität bereitzustellen.
Als anderes photopolymerisierbares Monomeres, welches nicht besonders beschränkt ist, kann ein beliebiges Monomeres eingesetzt werden, solange es mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) photocopolymerisierbar ist, wobei Verbindungen mit einer (Meth)acryloylgruppe aufgrund ihrer ausgezeichneten photohärtenden Eigenschaft bevorzugt eingesetzt werden. Um die physikalischen Eigenschaften des gehärteten Produkts aus porösem Harz wie oben beschrieben einzustellen, werden Verbindungen mit zwei oder mehr (Meth)acryloylgruppen bevorzugter verwendet.
Zu spezifischen Beispielen für Verbindungen mit zwei oder mehr (Meth)acryloylgruppen zählen: aliphatische, alicyclische und aromatische mehrwertige (Meth)acrylatverbindungen, wie beispielsweise 1,3-Butandiol(meth)acrylat, 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth) acrylat, 1,9-Nonandioldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolesterdi(meth)acrylat, Diemethyloltricyclodecandi(meth)acrylat, Bisphenol-A-Ethylenoxid-2-Mol-Addukt-di(meth)acrylat, Bisphenol-F-Ethylenoxid-4-Mol-Addukt-di(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerytritoltri(meth)acrylat, Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat, Ethandioldiglycidylether-(meth)acrylat-2-Mol-Addukt (Produkt aus der Additionsreaktion von Acrylsäure oder Methacrylsäure; das Gleiche gilt für den Rest der Beschreibung), 1,2-Propandioldiglycidylether-(meth)acrylat-2-Mol-Addukt, 1,4-Butandioldiglycidylether-(meth)acrylat-2-Mol-Addukt, Tri-1,2-propandioldiglycidylether-(meth)acrylat-2-Mol-Addukt, 1,6-Hexandioldiglycidylether-(meth)acrylat-2-Mol-Addukt, hydriertes Bisphenol-A-Diglycidylether-(meth)acrylat-2-Mol-Addukt, Bisphenol-A-Diglycidylether(meth)acrylat-2-Mol-Addukt und Trimethylolpropantriglycidylether(meth)acrylat-3-Mol-Addukt.
In der vorliegenden Erfindung kann eine mehrwertige (Meth)acrylatverbindung auf Präpolymer-Basis als mehrwertige (Meth)acrylatverbindung eingesetzt werden. In diesem Fall bezieht sich das Präpolymere auf ein Polymeres mit niedrigem Molekulargewicht und einem Polymerisationsgrad von 2 bis 20, bevorzugt 2 bis 10 (ebenso als Oligomeres bezeichnet); zu Beispielen hierfür zählen Präpolymere von Polyester, Polyurethan und Polyether. Die mehrwertige (Meth)acrylatverbindung auf Präpolymer-Basis bezieht sich auf eine Verbindung, in der wenigstens zwei oder mehr (Meth)acryloylgruppen an ein Ende eines derartigen Präpolymeren angefügt sind.
Zu spezifischen Beispielen für die mehrwertige (Meth)acrylatverbindung auf Präpolymer-Basis zählen: mehrwertige (Meth)acrylatverbin dungen auf Polyester-Präpolymer-Basis, Polyurethan-Präpolymer-Basis und Polyether-Präpolymer-Basis, wie beispielsweise (Adipinsäure/1,6-Hexandiol)_ndi(meth)acrylat (worin n einen Polymerisationsgrad eines Polyesters mit niedrigem Molekulargewicht, erhalten aus Adipinsärue und 1,6-Hexandiol, darstellt, und dieses Polymere ein Präpolymeres bildet, und welches eine Verbindung darstellt, in der die Hydroxylgruppen an den zwei Enden dieses Präpolymeren (meth)acryliert sind, wobei n in einem Bereich von 2 bis 20 eingestellt wird; das Gleiche gilt für den Rest der Beschreibung), (Orthophthalsäure/1,2-Propandiol)–ndi(meth)acrylat, (2,4-Toluoldiisocyanat/1,6-Hexandiol)_ndi(meth)-acrylat, (Isophorondiisocyanat/Diethylenglykol)_ndi(meth)acrylat, Poly(ethylenglykol)_ndi(meth)acrylat, Poly(propylenglykol)_ndi(meth)acrylat, Poly(tetramethylenglykol)_ndi(meth)acrylat, Poly(diglycidyl-Bisphenol-A)_ndi(meth)acrylat und (Trimellithsäure/Diethylenglykol)_ntri(meth)acrylat. In der vorliegenden Erfindung kann von den oben erwähnten mehrwertigen (Meth)acrylatverbindungen und mehrwertigen (Meth)acrylatverbindungen auf Präpolymer-Basis eine Art unabhängig ausgewählt und eingesetzt werden, oder es können zwei oder mehr Arten ausgewählt und in Kombination verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung wird das Mischungsverhältnis der mehrwertigen (Meth)acrylatverbindung und der mehrwertigen (Meth)acrylatverbindung auf Präpolymer-Basis in einem Bereich von 100:0 bis 40:60 (Gew.-%) eingestellt. Zusätzlich zu den oben erwähnten Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften verbessert das Beimischen der mehrwertigen (Meth)acrylatverbindung auf Präpolymer-Basis beispielsweise effektiv die Adhäsion an das Substrat.
Des Weiteren können in der vorliegenden Erfindung eine einwertige (Meth)acrylatverbindung und eine einwertige (Meth)acrylatverbindung auf Präpolymer-Basis außerdem als anderes photopolymerisierbares Monomeres eingesetzt werden, solange die Menge auf ein geringes Niveau begrenzt ist.
Zu spezifischen Beispielen für die einwertige (Meth)acrylatverbindung zählen: aliphatische, alicyclische, aromatische einwertige (Meth)acrylatverbindungen und einwertige (Meth)acrylatverbindungen auf Präpolymer-Basis, wie beispielsweise n-Butyl(meth)acrylat, i-Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Phenoxyethyl(meth)acrylat, Poly(ethylenglykol)_n(meth)acrylat (n wird in einem Bereich von 2 bis 20 eingestellt; das Gleiche gilt für den Rest der Beschreibung), Methoxypoly(ethylenglykol)_n(meth)acrylat und Phenoxypoly(ethylenglykol)_n(meth)acrylat.
Die organische Verbindung (B) der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, welche mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) nicht kompatibel ist; sie ist mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) auch dann nicht kompatibel, wenn sie nahe Raumtemperatur gemischt werden und, wenn sie gemischt und gerührt werden, sich in Ruhe eine Phasentrennung einstellt. Die organische Verbindung (B) dieses Typs ist eine organische Verbindung, die leicht Molekülassoziation unterliegt und eine oder mehrere Gruppen und/oder Bindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Hydroxidgruppe, einer Aminogruppe, einer Ketonbindung, einer Sulfidbindung, einer Sulfoxidbindung und einer cyclischen Amidbindung, aufweist.
Zu spezifischen Beispielen für die organische Verbindung (B) zählen: Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Benzylalkohol, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Benzylamin, Quinolin, Methylphenylketon, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 2,2'-Thiodiethanol, Dimethylsulfoxid und N-Methylpyrrolidon; jede dieser organischen Verbindungen kann eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 40 × 10^–5 N/cm aufweisen. Unter diesen organischen Verbindungen (B) sind diejenigen organischen Verbindungen mit einer Oberflächenspannung von nicht weniger als 50 × 10^–5 N/cm, welche mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) in hohem Maße nicht kompatibel sind, bevorzugt. Zu spezifischen Beispielen für eine bevorzugte organische Verbindung (B) zählen: niedere aliphatische Aminoalkohole, wie beispielsweise Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin, und 2,2'-Thiodiethanol. In der vorliegenden Erfindung kann eine dieser organischen Verbindungen unabhängig verwendet werden, oder es können zwei oder mehr dieser Verbindungen ausgewählt und in Kombination eingesetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung kann, obwohl es sich nicht um eine organische Verbindung handelt, Wasser, welches eine besonders hohe Oberflächenspannung aufweist (ungefähr 73 × 10^–5 N/cm, 20°C), ebenso als Komponente (B) anstelle der organischen Verbindung (B) der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Wasser kann in Kombination mit der oben beschriebenen bevorzugten organischen Verbindung (B) verwendet werden, wobei das Verhältnis der Kombination beliebig eingestellt werden kann.
In der vorliegenden Erfindung werden, um die Formbarkeit des gehärteten Produkts aus porösem Harz zu optimieren, das photopolymerisierbare Monomere (A), welches ein Fluoratom oder ein Siliziumatom enthält, und Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin oder 2,2-Thioethanol, welches die organische Verbindung (B) mit einer Oberflächenspannung von nicht weniger als 50 × 10^–5 N/cm darstellt, oder Wasser am bevorzugtesten in Kombination verwendet.
In der vorliegenden Erfindung ist das gängige Lösungsmittel (C), welches sowohl mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) als auch der mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) kompatiblen organischen Verbindung (B) oder Wasser nicht kompatibel ist, ein organisches Lösungsmittel, welches, wenn das photopolymerisierbare Monomere (A) und die organische Verbindung (B) oder Wasser nahe Raumtemperatur gemischt werden, mit beiden Komponenten vollständig kompatibel ist. Zu Beispielen für diese organischen Lösungsmittel (C) zählen aromatische oder alicyclische Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis, sauerstoffhal tige Lösungsmittel, wie beispielsweise Alkohol, Ether, Ester, Keton und Etheralkohol, und stickstoffhaltige Lösungsmittel, wie beispielsweise Amin und Amid.
Zu spezifischen Beispielen für das organische Lösungsmittel (C) zählen: sauerstoffhaltige Lösungsmittel, einschließlich aromatische oder aucyclische Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis, wie beispielsweise Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Tetralin und Decalin; Lösungsmittel auf Alkoholbasis, wie beispielsweise Ethanol, n- und i-Propanol, n- und t-Butanol, n-Pentanol, n-Hexanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, n-Decanol und Cyclohexanol; Lösungsmittel auf Etherbasis, wie beispielsweise Tetrahydrofuran, Ethylphenylether, Anisol, Dioxan und Diethylenglykoldimethylether; Lösungsmittel auf Esterbasis, wie beispielsweise Cyclohexylacetat und Methylbenzoat; Lösungsmittel auf Ketonbasis, wie beispielsweise Aceton, Methylethylketon und Cyclohexan; Etherlösungsmittel auf Alkoholbasis, wie beispielsweise 1,2-Ethandiolmonomethylether, 1,2-Ethandiolmonoethylether, Diethylenglykolmonomethylether und Diethylenglykolmonoethylether; und stickstoffhaltige Lösungsmittel, einschließlich Piperidin, Cyclohexylamin, Pyridin, Dimethylacetamid und Dimethylformamid.
Von den oben genannten organischen Lösungsmitteln (C) sind solche organischen Lösungsmittel mit einer Oberflächenspannung in einem Bereich von 25 × 10^–5 N/cm bis 35 × 10^–5 N/cm, insbesondere in einem Bereich von 30 × 10^–5 N/cm bis 35 × 10^–5 N/cm, besonders effektiv; sie werden als gängiges Lösungsmittel in der vorliegenden Erfindung eingesetzt. Zu Beispielen für diese organischen Lösungsmittel zählen: Toluol, Ethylbenzol, Xylol, Decalin, Tetralin, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, Cyclohexanol, Ethylphenylether, Cyclohexylacetat, Cyclohexanon, 1,2-Ethandiol, Monomethylether, 1,2-Ethandiolmonoethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Piperidin, Cyclohexylamin, Dimethylformamid und Dimethylacetamid.
In Bezug auf die oben erwähnten verschiedenen Arten organischer Lösungsmittel in der vorliegenden Erfindung kann jedes von ihnen allein eingesetzt werden, oder es können zwei oder mehr Arten an Lösungsmitteln des gleichen Typs in Kombination verwendet werden; es können auch zwei oder mehr Arten an Lösungsmitteln verschiedener Typen in Kombination verwendet werden. In dem organischen Lösungsmittel (C), welches allein oder in Kombination in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wird der Siedepunkt unter normalem Druck bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 250°C, bevorzugter in einem Bereich von 70 bis 200°C, eingestellt. Ein Siedepunkt von weniger als 50°C führt leicht zu Verdampfung bei Raumtemperatur, wodurch die Handhabung schwierig und die Regulation der Beimischungsmenge in der erfindungsgemäßen photohärtenden Zusammensetzung im flüssigen Zustand schwierig wird. Im Gegensatz dazu ist ein Siedepunkt über 250°C nicht bevorzugt, da ein Problem bei der Bildung des erfindungsgemäßen gehärteten Produkts aus porösem Harz auftritt.
Um die Formbarkeit des gehärteten Produkts aus porösem Harz zu optimieren, ist es in der vorliegenden Erfindung am bevorzugtesten, ein photopolymerisierbares Monomeres (A), welches ein Fluoratom oder ein Siliziumatom enthält, eine organische Verbindung (B), wie beispielsweise Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin, mit einer Oberflächenspannung von nicht mehr als 50 × 10^–5 N/cm oder Wasser und ein gängiges Lösungsmittel (C), welches ein organisches Lösungsmittel mit einer Oberflächenspannung in einem Bereich von 30 bis 35 × 10^–5 N/cm ist, in Kombination zu verwenden.
In Bezug auf das Mischungsverhältnis des photopolymerisierbaren Monomeren (A) (wenn es in Kombination mit einem anderen photopolymerisierbaren Monomeren verwendet wird, bezeichnet als photopolymerisierbares Monomer (A); das gesamte polymerisierbare Monomere mit einem anderen polymerisierbaren Monomeren wird einfach als "A'" bezeichnet), der organischen Verbindung (B), welche mit dem photopolyme risierbaren Monomeren (A) nicht kompatibel ist (wenn es in Kombination mit Wasser verwendet wird, wird eine Mischung mit Wasser als organische Verbindung (B) bezeichnet; wenn Wasser anstelle der organischen Verbindung (B) verwendet wird, wird das Wasser einfach als "B'" bezeichnet), und des gängigen Lösungsmittels (C), das allgemein mit (A) und (B) kompatibel ist, wird, obwohl das Verhältnis beispielsweise in Abhängigkeit des Molekulargewichts und/oder des Siedepunkts der jeweiligen eingesetzten Komponenten variiert, normalerweise in einem Bereich von (A oder A'):[(B oder B') + (C)] = 80:20 bis 10:90 (Gew.-%) eingestellt. Wenn das Mischungsverhältnis von (A oder A') 80 Gew.-% übersteigt, wird der Anteil zu groß in Bezug auf die Komponentenmenge [(B oder B') + (C)]; ein Mischungsanteil von weniger als 10 Gew.-% führt zu einer zu großen Menge an Komponente [(B oder B') + (C)] in der Harzzusammensetzung im flüssigen Zustand, wodurch es schwierig wird, ein gewünschtes gehärtetes Produkt aus porösem Harz zu bilden. Hierbei wird das Mischungsverhältnis zwischen (B oder B') und (C) normalerweise in einem Bereich von (B oder B'):(C) = 80:20 bis 20:80 (Gew.-%) eingestellt; dadurch ist es möglich, diese in einem optimalen Verhältnis in Übereinstimmung mit der Beimischungsmenge von (A oder A') zu mischen. Wenn die Beimischungsmenge von (B oder B') 80 Gew.-% übersteigt oder wenn sie weniger als 20 Gew.-% beträgt, wird es schwierig, ein gehärtetes Produkt aus porösem Harz mit ausgezeichneten Eigenschaften zu bilden.
Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Photopolymerisationsinitiator (D) ist eine wesentliche Komponente, welche zur Härtung der erfindungsgemäßen photohärtenden, im flüssigen Zustand vorliegenden Harzzusammensetzung durch Bestrahlung mit Licht zur Bildung des erfindungsgemäßen gehärteten Produkts aus porösem Harz eingesetzt wird. Der Initiator ist selbstverständlich nicht erforderlich, wenn das Härtungsverfahren durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen erfolgt; dieses Verfahren ist jedoch als Härtungsverfahren sehr kostenintensiv und stellt kein üblicherweise angewendetes Verfahren dar.
Als Photopolymerisationsinitiator (D) können irgendwelche üblicherweise verwendeten Photopolymerisationsinitiatoren eingesetzt werden, die nicht auf die hierin offenbarten Verbindungen beschränkt sind; zu Beispielen hierfür zählen: Photopolymerisationsinitiatoren auf Basis von Carbonylverbindungen, wie beispielsweise Acetophenone, Benzophenone, Diacetyle, Benzyle, Benzoine, Benzoinether, Benzyldimethylketale, Benzoylbenzoate, Hydroxyphenylketone und Aminophenylketone; Photopolymerisationsinitiatoren auf Basis organischer Schwefelverbindungen, wie beispielsweise Thiuramsulfide und Thioxanthone, und Photopolymerisationsinitiatoren auf Basis organischer Phosphorverbindungen, wie beispielsweise Acylphosphinoxide und Acylphosphinate. In der vorliegenden Erfindung kann von diesen verschiedenen Arten an Photopolymerisationsinitiatoren eine Art ausgewählt und allein eingesetzt werden, oder es können zwei oder mehr Arten ausgewählt und in Kombination verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung kann nur eine geringe Menge an Photopolymerisationsinitiator (D) zugegeben werden; die zugegebene Menge wird im Allgemeinen in einem Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das photopolymerisierbare Monomere (A oder A'), das heißt, die Gesamtmenge an photopolymerisierbarem Monomeren, eingestellt; jedoch kann auch eine zugegebene Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% eine gute Härtungseigenschaft liefern.
In dem Verfahren zur Herstellung der ein poröses Material bildenden photohärtenden Harzzusammensetzung werden im Allgemeinen, nachdem der Photopolymerisationsinitiator (D) in dem photopolymerisierbaren Monomeren (A oder A') gelöst wurde, weitere essentielle Komponenten zugemischt und darin gelöst, um eine transparente Lösung zu bilden.
Als Basismaterial zur Bildung des gehärteten Produkts aus porösem Harz können Basismaterialien, wie beispielsweise Glas, Keramik, Kunststoffe und Papier, verwendet werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung des gehärteten Produkts aus porösem Harz wird, nachdem die erfindungsgemäße photo härtende, im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung zur Bildung eines Beschichtungsfilms mit einer vorbestimmten Dicke direkt auf das Basismaterial aufgetragen wurde, das resultierende Teil photogehärtet. Als Verfahren zum Auftragen der erfindungsgemäßen photohärtenden, im flüssigen Zustand vorliegenden Harzzusammensetzung auf das Basismaterial mit einer festgelegten Dicke können Verfahren, wie beispielsweise ein Träufelverfahren ("dripping"), ein Rakelstreichverfahren ("bar coating"), ein Messerbeschichtungsverfahren ("knife coating") oder ein Rotationsbeschichtungsverfahren ("spin coating"), angewendet werden. Wenn flexible Basismaterialien, wie beispielsweise eine Folie oder ein Papier, eingesetzt werden, können verschiedene Walzenbeschichtungsverfahren, wie beispielsweise ein Direktwalzenbeschichtungsverfahren, ein Umkehrwalzenbeschichtungsverfahren und ein Gravurwalzenbeschichtungsverfahren, eingesetzt werden. Obwohl sie nicht besonders begrenzt ist, wird die Dicke des Beschichtungsfilms im Allgemeinen im Bereich von 5 bis 100 μm eingestellt; die Dicke kann jedoch auch oberhalb oder unterhalb dieses Bereichs liegen.
Als Lichtquelle zum Photohärten der erfindungsgemäßen photohärtenden, im flüssigen Zustand vorliegenden Harzzusammensetzung ist eine Lichtquelle, welche ultraviolette Strahlen erzeugt, am geeignetsten. Um den Photohärtungsprozess durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen durchzuführen, wird im Allgemeinen eine Höchstdruck-Quecksilberlampe, eine Hochdruck-Quecksilberlampe, eine Niedrigdruck-Quecksilberlampe, eine Metallhalogenlampe, eine Kohlenbogenlampe oder eine Xenonlampe beim Härten des Harzes durch Ultraviolettstrahlen zum Aufbringen der Ultraviolettstrahlen verwendet. Bevorzugter werden eine Quecksilber-Hochdrucklampe oder eine Metallhalogenlampe, bei denen vergleichsweise viele ultraviolette Strahlen auf der Wellenlänge 365 nm zentriert sind, eingesetzt. Die Bestrahlungsdosis mit ultravioletten Strahlen wird im Allgemeinen auf nicht weniger als 500 mJ/cm², bevorzugt im Bereich von 1000 bis 2000 mJ/cm², eingestellt.
Nach Auftragen auf das Basismaterial wird die erfindungsgemäße photohärtende, im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung mit ultravioletten Strahlen aus der Ultraviolettstrahlen-Lichtquelle bestrahlt, so dass das photopolymerisierbare Monomere (A oder A'), welches in der Zusammensetzung enthalten ist, photogehärtet wird; auf diese Weise wird ein gehärtetes Produkt aus porösem Harz mit einer Struktur, in der Feinpartikel aus dem gehärteten Harzprodukt dreidimensional miteinander verbunden sind, gebildet. Diese Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen kann auf dem aufgetragenen Film, so wie er ist, durchgeführt werden; um die Härtungseigenschaft des Beschichtungsfilms zu stabilisieren, die Oberflächenweichheit des gehärteten Produkts aus porösem Harz zu erhalten und außerdem das resultierende gehärtete Produkt aus porösem Harz zu tragen, wird jedoch bevorzugt mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt, nachdem die Oberfläche des Beschichtungsfilms mit einer Glasplatte oder einer transparenten Kunststofffolie bedeckt wurde.
Das durch das Photohärtungsverfahren gebildete gehärtete Produkt aus porösem Harz enthält die organische Verbindung (B) oder, gegebenenfalls, Wasser und das gängige Lösungsmittel (C); um ein gehärtetes Harzprodukt mit Feinporen zu bilden, ist es notwendig, diese Komponenten zu entfernen. Als Verfahren zum Entfernen dieser Komponenten können ein Wärmeverdampfungsverfahren und ein Heißluftverdampfungsverfahren unter normalem Druck oder reduziertem Druck und ein Lösungsmitteleluierungsverfahren, in dem ein Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt, wie beispielsweise Methanol, Ethanol oder Aceton, verwendet wird, angewendet werden; das optimale Verfahren kann in Abhängigkeit des Siedepunkts und der Löslichkeit der enthaltenen organischen Verbindung (B) oder des Wassers und des gängigen Lösungsmittels (C) ausgewählt werden. Das Wärmeverdampfungsverfahren und das Heißluftverdampfungsverfahren sollten bei einer Temperatur durchgeführt werden, die unter Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit des eingesetzten Basismaterials bestimmt wird.
Das gehärtete Produkt aus porösem Harz mit einer Struktur, in der Feinpartikel aus dem gehärteten Harzprodukt der vorliegenden Erfindung dreidimensional miteinander verbunden sind, besitzt nicht nur auf der Oberfläche, sondern ebenso auf den gesamten inneren Oberflächen der Poren, unabhängig von der Größe der Poren, gleichmäßig eine sehr geringe Oberflächenspannung. Beispielsweise wird die erreichte Oberflächenspannung durch einen Bereich des Kontaktwinkels zu Wasser von 90 bis 160°, insbesondere von 120 bis 150°, angezeigt. Da die Feinpartikel des gehärteten Harzprodukts aus einem gehärteten Produkt bestehen, welches ein Fluoratom oder ein Siliziumatom enthält, weisen die Feinpartikel ebenso Funktionen auf, wie beispielsweise einen geringen Brechungsindex, gute Lichtbeständigkeit oder ausgezeichnete elektrische Eigenschaften. Somit besitzt das gehärtete Produkt aus porösem Harz insgesamt gleichmäßig einen geringen Brechungsindex, gute Lichtbeständigkeit und/oder ausgezeichnete elektrische Eigenschaften.
Die durchschnittliche Dimension der in dem erfindungsgemäßen gehärteten Produkt aus porösem Harz enthaltenen Poren, welche innerhalb eines Bereichs von nicht mehr als 1 μm eingestellt werden kann, wird im Allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 0,5 μm eingestellt. Die Porosität der Poren, welche ebenso einstellbar ist, wird ebenso im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 80% eingestellt.
Das erfindungsgemäße gehärtete Produkt aus porösem Harz, welches durch Feinporen gebildet wird, besitzt nicht nur eine sehr geringe Oberflächenspannung auf der äußeren Oberfläche sowie auf der inneren Oberfläche, sondern weist ebenso Merkmale auf, wie beispielsweise einen geringen Brechungsindex und ausgezeichnete Lichtbeständigkeit und elektrische Eigenschaften. Diese Funktionen können in Abhängigkeit des Gehalts eines Fluoratoms oder Siliziumatoms, welches in dem erfindungsgemäßen gehärteten Produkt aus porösem Harz enthalten ist, eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße gehärtete Produkt aus porösem Harz wird effektiv in Anwendungen eingesetzt, welche Eigenschaften des gehärteten Produkts aus porösem Harz und Funktionen erfordern, wie beispielsweise sehr geringe Oberflächenspannung, einen geringen Brechungsindex und ausgezeichnete Lichtbeständigkeit und elektrische Eigenschaften. Zu derartigen Anwendungen zählen eine Anwendung, bei der das gehärtete Produkt aus porösem Harz als Trägermaterial eingesetzt wird, wobei ein anorganisches oder organisches Material in die Poren injiziert wird, und eine Anwendung, bei der das gehärtete Produkt aus porösem Harz verwendet wird, ohne dass irgendetwas in die Poren injiziert wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Zu Beispielen für die Anwendung, in der das gehärtete Produkt aus porösem Harz als Trägermaterial verwendet wird, wobei ein anorganisches oder organisches Material in die Poren injiziert wird, zählen Display-Elemente, Aufzeichnungsmaterialien, Drucktinten aufnehmende Basisteile und optische funktionelle Teile. Bei den Anwendungen dieses Typs wird durch das gehärtete Produkt aus porösem Harz (poröser Film/poröse Folie) der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung nicht nur der Funktionen als Trägermaterial, sondern ebenso der Funktionen des dort hinein injizierten funktionellen Materials ermöglicht.
Wenn beispielsweise das erfindungsgemäße gehärtete Produkt aus porösem Harz, welches durch Feinporen gebildet wird, unter Ausnutzung der Eigenschaften einer sehr geringen Oberflächenspannung und eines geringen Brechungsindex auf ein Trägermaterial für Flüssigkristall-Display-Elemente, ein Flüssigkristall-Aufzeichnungsmaterial und Ähnliches aufgetragen wird, wird es möglich, die Beweglichkeit der Flüssigkristall-Zusammensetzung, welche als funktionelles Material im Inneren der Poren dient, zu verbessern, das heißt, deren Niedrigspannungs-Bewegungsantrieb zu verbessern und ebenso den Brechungsindex bei Verwendung als Trägermaterial einzustellen.
(Beispiele)
In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung detailliert anhand von Beispielen diskutiert; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
Die charakteristischen Werte der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden unter Anwendung folgender Messverfahren erhalten. Messung des mittleren Porendurchmessers und der Porosität Ein gehärtete Film aus porösem Harz mit Feinporen, welcher auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde, wurde abgetrennt und unter Verwendung einer Auto-Pore-IV-Vorrichtung (Typ 9520, hergestellt von Simadzu-Micromeritics Ltd.) durch ein Quecksilber-Einpressungsverfahren vermessen. Bei den Messungen des mittleren Porendurchmessers wird, unter der Annahme, dass die Feinporen eine zylindrische Form aufweisen, der Porenradius durch Berechnungen auf der Grundlage der umgekehrt proportionalen Beziehung des Quecksilbers zu dem angelegten Druck gemessen. Bei den Messungen der Porosität wurde die Porendurchmesser (r: A)-Verteilung von ungefähr 0,005 μm bis ungefähr 70 μm und die Volumenporosität (dVp/d log r: ml/g) gemessen und die Summe der Volumenporosität in die relative Dichte überführt, um die Porosität zu erhalten (%: cm³/cm³ × 100%).
Messung des Kontaktwinkels
Die Oberflächenspannung wird durch Messen des Kontaktwinkels (θ), welcher mit der Oberflächenspannung korreliert und auf deren hohen und niedrigen Niveaus beruht, gemessen. Anders ausgedrückt, wird reines Wasser auf die Oberfläche eines gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen, welcher auf einem Glassubstrat ausgebildet ist, aufgetragen, um daran als Tropfen anzuhaften, und der Kontaktwinkel des Tropfens nach Ablauf von 0,5 Sekunden unter Verwendung eines automatischen Kontaktwinkel-Meters (Typ CA-V, hergestellt von Kyowa Interface Science Co., Ltd.) durch ein θ/2-Verfahren gemessen.
Beispiel 1
Es wurden Perfluoroctylethylacrylat, welches das photopolymerisierbare Monomere (A) darstellt (Oberflächenspannung = 21,3 × 10^–5 N/cm) (20 Gewichtsteile), Trimethylolpropantriacrylat (Oberflächenspannung = 37,8 × 10^–5 N/cm) (20 Gewichtsteile) und Polytetramethylenglykol (Polymerisationsgrad = etwa 3)-diacrylat (Oberflächenspannung = 34,8 × 10^–5 N/cm) (Light Acrylate PTMGA-250, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) (20 Gewichtsteile), welche andere photopolymerisierbare Monomere darstellen, gemischt; dazu wurde als Photopolymerisationsinitiator (D) 0,5 Gewichtsteile 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (Handelbezeichnung: Darocure 1173, hergestellt von Ciba Speciality Chemicals) gegeben und durch ausreichendes Rühren darin gelöst.
Als nächstes wurden Triethanolamin (Oberflächenspannung = 53,1 × 10^–5 N/cm) (80 Gewichtsteile) als organische Verbindung (B), welche mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) nicht kompatibel ist, und Isopropylalkohol (Oberflächenspannung = 25,2 × 10^–5 N/cm) (160 Gewichtsteile) als gängiges Lösungsmittel (C), welches sowohl mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) als auch der organischen Verbindung (B) kompatibel ist, zugemischt und gerührt, bis die entstandene Mischung transparent wurde; auf diese Weise wurde eine homogene, ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung (I) der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Diese im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung (I) wurde unter Verwendung eines Schemer-Maßes ("schemer gauge") und einer Rakelstreichbeschichtungsvorrichtung gleichmäßig auf ein Glassubstrat aufgetragen und unmittelbar nach dem Bedecken mit einer Glasplatte mit Ultraviolettstrahlen von einer Hochdruck-Quecksilberlampe mit bis zu 1200 mJ/cm² bestrahlt, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (I-F) (Dicke = ungefähr 10 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt und der resultierende gehärtete Film aus porösem Harz ausreichend mit Aceton ge waschen, um Triethanolamin und Isopropylalkohol zu entfernen; dann wurde das Ganze luftgetrocknet, wodurch ein erfindungsgemäßer gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden: mittlerer Porendurchmesser = 0,21 μm, Porosität = 77%, Kontaktwinkel = 137,5°.
1 zeigt eine elektronenmikroskopische Photografie der Oberfläche des gehärteten Films aus porösem Harz (I-F) der vorliegenden Ausführungsform.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurden Trimethylolpropantriacrylat (40 Gewichtsteile) und Polytetramethylenglykol(Polymerisationsgrad = etwa 3)-diacrylat (das Gleiche wie oben beschrieben) (20 Gewichtsteile) als photopolymerisierbare Monomere gemischt; dazu wurden als Photopolymerisationsinitiator 0,5 Gewichtsteile 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (das Gleiche wie oben beschrieben) gegeben und durch ausreichendes Rühren darin gelöst.
Als Nächstes wurden Triethanolamin (80 Gewichtsteile) und Isopropylalkohol (160 Gewichtsteile) zugemischt und gerührt, bis die resultierende Mischung transparent wurde; auf diese Weise wurde eine homogene, ein poröses Material bildende, photohärtende Harzzusammensetzung (1) hergestellt.
Diese im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung (1) wurde verwendet, wobei die gleiche Abfolge von Verfahren wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 10 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt, und der resultierende gehärtete Film aus porösem Harz wurde ausreichend mit Aceton gewaschen, um Triethanolamin und Isopropyl zu entfernen; dann wurde das Ganze an der Luft getrocknet, wodurch ein erfindungsgemäßer gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden: mittlerer Porendurchmesser = 0,18 μm, Porosität = 76%, Kontaktwinkel = 14,5°.
Beispiel 2
Es wurde die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei die gleichen Komponenten und die gleichen Mischungsmengen eingesetzt wurden, mit dem Unterschied, dass die Menge an Perfluoroctylethylacrylat, welches als photopolymerisierbares Monomeres (A) eingesetzt wurde, auf 10 Gewichtsteile geändert wurde, und die Menge an Trimethylolpropantriacrylat auf 30 Gewichtsteile geändert wurde; auf diese Weise wurde eine ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung (II) hergestellt.
Diese im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung (II) wurde verwendet, wobei die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 20 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt, und der resultierende gehärtete Film aus porösem Harz wurde ausreichend mit Aceton gewaschen, um Triethanolamin und Isopropylalkohol zu entfernen; das Ganze wurde dann an der Luft getrocknet, wodurch ein erfindungsgemäßer gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden: mittlerer Porendurchmesser = 0,23 μm, Porosität = 76%, Kontaktwinkel = 136,1°.
Beispiel 3
Es wurde die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 1 unter Verwendung der gleichen Komponenten und der gleichen Mischungsmengen durchgeführt, mit dem Unterschied, dass die Menge an Perfluoroctylethylacrylat, welches als photopolymerisierbares Monomeres (A) eingesetzt wurde, auf 5 Gewichtsteile geändert wurde, wobei die Menge an Trimethylolpropantriacrylat auf 35 Gewichtsteile geändert wurde; auf diese Weise wurde eine ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung (III) hergestellt.
Diese im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung (III) wurde verwendet, wobei die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 20 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt, und der resultierende gehärtete Film aus porösem Harz wurde ausreichend mit Aceton gewaschen, um Triethanolamin und Isopropylalkohol zu entfernen; das Ganze wurde dann an der Luft getrocknet, wodurch ein erfindungsgemäßer gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden: mittlerer Porendurchmesser = 0,19 μm, Porosität = 77%, Kontaktwinkel = 130,1°.
Beispiel 4
Zu 2,2,3,3,4,4,5,5-Octafluorhexandioldimethacrylat als polymerisierbares Monomeres (A) (Oberflächenspannung = 18,6 × 10^–5 N/cm) (30 Gewichtsteile) wurden Neopentylglykoldimethacrylat (Oberflächenspannung = 34,8 × 10^–5 N/cm) (20 Gewichtsteile) und 1,4-Butandioldimethacrylat (Oberflächenspannung = 34,8 × 10^–5 N/cm) (10 Gewichtsteile) als andere photopolymerisierbare Monomere gegeben und gemischt; dazu wurden als Photopolymerisationsinitiator (D) 0,5 Gewichtsteile 1-Hydroxycyclohexylphenylketon (Handelsbezeichnung: Irgacure 184, hergestellt von Ciba Speciality Chemicals) gegeben und durch ausreichendes Rühren darin gelöst.
Als Nächstes wurden Monoethanolamin (Oberflächenspannung = 51,6 × 10^–5 N/cm) (60 Gewichtsteile) als organische Verbindung (B) und Cyclohexan (Oberflächenspannung = 33,7 × 10^–5 N/cm) (90 Gewichtsteile) als gängiges Lösungsmittel (C) zugemischt und gerührt, bis die resultierende Mischung transparent wurde; auf diese Weise wurde eine homogene, ein poröses Material bildende, photohärtende Harzzusammensetzung (IV) gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Diese im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung (IV) wurde verwendet, wobei die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 30 um), welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt, und der resultierende gehärtete Film aus porösem Harz wurde unter reduziertem Druck stehengelassen, wobei Wärme angewendet wurde, um Monoethanolamin und Cyclohexan zu entfernen; auf diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden: mittlerer Porendurchmesser = 0,15 μm, Porosität = 65%, Kontaktwinkel = 136,0°.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 4 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, mit dem Unterschied, dass 2,2,3,3,4,4,5,5-Octafluorhexandioldimethacrylat nicht verwendet wurde, und 40 Gewichtsteile Neopentylglykoldimethacrylat und 20 Gewichtsteile 1,4-Butandioldimethacrylat eingesetzt wurden, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 30 μm) welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde.
Anschließend wurden Monoethanolamin und Cyclohexan durch Anwendung der gleichen Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 4 unter den gleichen Bedingungen entfernt, wodurch ein gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden: mittlerer Porendurchmesser = 0,17 μm, Porosität = 66%, Kontaktwinkel = 28,3°.
Beispiel 5
Zu γ-MethacryloyloxypropylpentamethyldisilOxafl als photopolymerisierbares Monomeres (A) (Oberflächenspannung = 15,6 × 10^–5 N/cm) (30 Gewichtsteile) wurden Trimethylolpropantriacrylat (20 Gewichtsteile) und Polyethylenglykol (Polymerisationsgrad = etwa 4)-dimethacrylat (Handelsbezeichnung: Light Ester 4EG, hergestellt von Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) (10 Gewichtsteile) als andere photopolymerisierbare Monomere gegeben und gemischt; dazu wurden als Photopolymerisationsinitiator (D) 0,5 Gewichtsteile Darocure 1173 (das Gleiche wie oben beschrieben) gegeben und durch ausreichendes Rühren darin gelöst.
Als Nächstes wurden Diethanolamin (Oberflächenspannung = 52,3 × 10^–5 N/cm) (30 Gewichtsteile) als organische Verbindung (B) und Diethylenglykolmonomethylether (Oberflächenspannung = 31,2 × 10^–5 N/cm) (60 Gewichtsteile) als gängiges Lösungsmittel (C) zugemischt und gerührt, bis die resultierende Mischung transparent wurde; auf diese Weise wurde eine erfindungsgemäße, ein poröses Material bildende, photohärtende Harzzusammensetzung (V) hergestellt.
Diese im flüssigen Zustand vorliegende Harzzusammensetzung (V) wurde verwendet, wobei die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurde, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 20 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt, und der resultierende gehärtete Film aus porösem Harz wurde ausreichend mit Ethanol gewaschen, um Diethanolamin und Diethylenglykolmonomethylether zu entfernen; das Ganze wurde dann an der Luft getrocknet, wodurch ein erfindungsgemäßer gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen; dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten: mittlerer Porendurchmesser = 0,06 μm, Porosität = 57%, Kontaktwinkel = 127,5°.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurde die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 5 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, mit dem Unterschied, dass γ-Methacryloyloxypropylpentamethyldisiloxan nicht verwendet wurde, und 40 Gewichtsteile Trimethylolpropantriacrylat und 20 Gewichtsteile Polyethylenglykol (Polymerisationsgrad = etwa 4)-dimethacrylat (das Gleiche wie oben beschrieben) eingesetzt wurden; auf diese Weise wurde ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 20 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, auf einem Glassubstrat ausgebildet.
Anschließend wurde die bedeckende Glasplatte entfernt, und Diethanolamin und Diethylenglykolmonomethylether wurden unter Anwendung der gleichen Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 3 unter den gleichen Bedingungen entfernt, wodurch ein gehärteter Film aus porösem Harz mit Feinporen erhalten wurde.
Es wurden der mittlere Durchmesser der Feinporen, die Porosität und der Kontaktwinkel des gehärteten Films aus porösem Harz mit Feinporen gemessen; dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten: mittlerer Porendurchmesser = 0,07 μm, Porosität = 55%, Kontaktwinkel = 35,7°.
Beispiel 6
Die in Beispiel 1 hergestellte, ein poröses Material bildende, photohärtende Harzzusammensetzung (I) wurde gleichmäßig auf den zentralen Bereich (30 × 30 mm) einer Natron-Kalkglasplatte mit einem ITO mit einer Dicke von 1,1 mm unter Verwendung eines Schemer-Maßes ("schemer gauge") und einer Rakelstreichbeschichtungsvorrichtung aufgetragen; nach Bedecken mit einer Natron-Kalkglasplatte wurde das Ganze einer Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen durch eine Hochdruck-Quecksilberlampe mit bis zu 1200 mJ/cm² unterzogen, so dass ein gehärteter Film aus porösem Harz (Dicke = ungefähr 10 μm), welcher lichtundurchlässig wurde, ausgebildet wurde.
Anschließend wurde die bedeckende Natron-Kalkglasplatte vorsichtig entfernt; nach Entfernen des Schemer-Maßes wurde das Ganze in Ethanol getaucht, um Triethanolamin und Isopropylalkohol zu eluieren und zu entfernen; das Ethanol wurde dann unter reduziertem Druck verdampft und entfernt.
Als Nächstes wurde unter Verwendung eines Epoxydharz-Abdichtungsmittels mit ungefähr 3% zugemischten 10-μm-Silica-Beads der gehärtete Film aus porösem Harz derart abgedichtet, dass der Film zwischen den Natron-Kalkglasplatten mit ITO angeordnet war; dann wurde eine TN-Flüssigkristallverbindung (Δn = 0,243, 25°C) durch ein Vakuuminjektionsverfahren injiziert, so dass der Prototyp eines selbsttragenden Flüssigkristallfilms/einer selbsttragenden Flüssigkristallfolie ausgebildet wurde.
Bei dem Prototypen des selbsttragenden Flüssigkristallfilms wurde die Änderung der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanz in Abhängigkeit der Spannung durch ein Testverfahren in Übereinstimmung mit DISK 7361-1 unter Verwendung eines Trübungsmessgeräts (Typ: NDH2000, hergestellt von Nihon Denshoku Industry Co., Ltd.) gemessen; die Ergebnisse sind in 2 dargestellt. In einem Bereich von 0 bis 100 V betrug die Änderungsrate der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanz 59,7%. Das Verhältnis der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanzen (Kontrast) zwischen 0 V und 100 V betrug 3,9.
Vergleichsbeispiel 4
Die in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte photohärtende Harzzusammensetzung (1) wurde verwendet, und es wurde die gleiche Abfolge an Verfahren wie in Beispiel 6 unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, um den Prototypen eines selbsttragenden Flüssigkristallfilms herzustellen.
Bei dem Prototyp des selbsttragenden Flüssigkristallfilms wurde die Änderung der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanz in Abhängigkeit der Spannung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 gemessen; die Ergebnisse sind in 3 dargestellt. In einem Bereich von 0 bis 100 V betrug die Änderungsrate der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanz 26,4% Das Verhältnis der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanzen (Kontrast) zwischen 0 V und 100 V betrug 1,5.
Bei Vergleich der Ergebnisse von Beispiel 6 mit denen von Vergleichsbeispiel 4 wird deutlich, dass der selbsttragende Flüssigkristallfilm, in dem der erfindungsgemäße gehärtete Film aus porösem Harz mit einer sehr niedrigen Oberflächenspannung als Trägermaterial verwendet wird, eine größere Änderung des Lichtdurchlassgrads in Abhängigkeit der Spannung und einen erhöhten Kontrast aufweist.
(Erzielte Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik)
Ein gehärtetes Produkt aus porösem Harz, welches aus der erfindungsgemäßen, ein poröses Material bildenden, photohärtenden Harzzusammensetzung hergestellt ist, besitzt eine Struktur, in der Feinpartikel aus gehärtetem Harz, welche durch ein Photohärtungsverfahren gebildet wurden, welches sich vollständig von den Herstellungsverfahren konventioneller Techniken unterscheidet, kontinuierlich miteinander dreidimensional verbunden sind, wobei nicht nur deren Oberfläche, sondern ebenso die inneren Oberflächen der Poren eine homogene Struktur mit einer sehr geringen Oberflächenspannung aufweisen. Des Weiteren besitzt das gehärtete Produkt aus porösem Harz andere wünschenswerte Funktionen, so dass es in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine elektronenmikroskopische Fotografie (× 20.000) eines gehärteten Films aus porösem Harz (Beispiel 1).
2 ist eine Graphik, welche die Beziehung zwischen der Spannung und der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanz in einem Prototyp eines selbsttragenden Flüssigkristallfilms zeigt (Beispiel 6).
3 ist eine Graphik, welche die Beziehung zwischen der Spannung und der Parallel-Lichtstrahlen-Transmittanz in einem Prototyp eines selbsttragenden Flüssigkristallfilms zeigt (Vergleichsbeispiel 4).

Claims

Ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung, umfassend: ein photopolymerisierbares Monomeres (A), welches ein oder mehr als ein Fluoratom oder ein oder mehr als ein Siliziumatom und eine oder mehr als eine (Meth)acryloylgruppe oder eine oder mehr als eine Vinylgruppe als photopolymerisierbare Gruppe enthält und eine Oberflächenspannung von nicht mehr als 25 × 10^–5 N/cm aufweist, eine organische Verbindung (B), welche mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) nicht-kompatibel ist, wobei die organische Verbindung (B) eine oder mehr als eine Art von Gruppen und/oder Bindungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Hydroxidgruppe, Aminogruppe, Ketonbindung, Sulfidbindung, Sulfoxidbindung und zyklischen Amidbindung, enthält und eine Oberflächenspannung von nicht weniger als 40 × 10^–5 N/cm aufweist, ein gängiges Lösungsmittel (C), das mit dem photopolymerisierbaren Monomeren (A) und der organischen Verbindung (B) kompatibel ist, wobei das gängige Lösungsmittel (C) ein aromatisches oder alizyklisches Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, ein sauerstoffhaltiges Lösungsmittel oder ein stickstoffhaltiges Lösungsmittel ist und eine Oberflächenspannung im Bereich von 25 × 10^–5 bis 35 × 10^–5 N/cm aufweist; und einen Photopolymerisationsinitiator. (D).
Ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das photopolymerisierbare Monomere (A) und andere photopolymerisierbare Monomere in Kombination verwendet werden, und die Beimischungsmenge der anderen photopolymerisierbaren Monomeren nicht mehr als 90 Gew.-% der Gesamtmenge der photopolymerisierbaren Monomeren beträgt.
Ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei Wasser anstelle der organischen Verbindung (B) oder zusammen mit der organischen Verbindung (B) verwendet wird.
Ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das sauerstoffhaltige Lösungsmittel aus Alkohol, Ether, Ester, Keton oder Etheralkohol ausgewählt ist, und das stickstoffhaltige Lösungsmittel aus Piperidin, Cyclohexylamin, Pyridin, Dimethylacetamid oder Dimethylformamid ausgewählt ist.
Ein poröses Material bildende photohärtende Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die organische Verbindung (B) aus niederem aliphatischem Aminoalkohol oder 2,2'-Thiodiethanol ausgewählt ist.
Gehärtetes Produkt aus porösem Harz, welches durch Photohärtung der ein poröses Material bildenden photohärtenden Harzzusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 erhalten wird.
Gehärtetes Produkt aus porösem Harz nach Anspruch 6, welches durch Entfernen der darin enthaltenen organischen Verbindung (B) oder des Wassers und des gängigen Lösungsmittels (C) erhalten wird.
Gehärtetes Produkt aus porösem Harz nach Anspruch 6 oder 7, welches eine Film- oder Folienform aufweist.
Gehärtetes Produkt aus porösem Harz nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, welches ein Substrat auf wenigstens einer Oberfläche aufweist.
Flüssigkristall-Display-Element, welches das gehärtete Produkt aus porösem Harz nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9 als Trägermaterial umfasst.
Flüssigkristall-Aufzeichnungsmaterial, welches das gehärtete Produkt aus porösem Harz nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9 als Trägermaterial umfasst.