JPH032281B2 - - Google Patents

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JPH032281B2
JPH032281B2 JP59074890A JP7489084A JPH032281B2 JP H032281 B2 JPH032281 B2 JP H032281B2 JP 59074890 A JP59074890 A JP 59074890A JP 7489084 A JP7489084 A JP 7489084A JP H032281 B2 JPH032281 B2 JP H032281B2
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JP
Japan
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film
stretching
polarizing
stretched
unstretched
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JP59074890A
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JPS60218603A (ja
Inventor
Junichi Fujio
Makoto Hosonuma
Katsuji Nakamura
Masakatsu Nakatsuka
Isao Nishizawa
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Priority to DE3490605A priority patent/DE3490605C2/de
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Priority to SG704/87A priority patent/SG70487G/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は疎水性樹脂と光二色性有機色素とから
なる偏光フイルムの製造方法に関する。 偏光フイルムは液晶表示素子の重要な要素とし
て使用されており、その表示利用分野が拡大する
につれて偏光フイルムにも耐湿性、耐熱性等の耐
久性が強く要求されるようになつてきた。最近、
従来のポリビニルアルコール樹脂をベースとした
偏光フイルムに代り、疎水性樹脂をベースにした
偏光フイルムが検討されているが、光学的特性、
殊に偏光性能において実用可能なものが未だ得ら
れていないのが現状である。 従来、偏光フイルムの製造方法として未延伸フ
イルムを一方向にできるだけ高倍率に延伸するこ
とが知られているが、ポリオレフイン、ポリエス
テル、ポリアミド等の結晶性ポリマーフイルムの
延伸を従来公知の延伸方法で行なうと、厚みが延
伸倍率に相当する分だけ減少するが、延伸と垂直
な方向の長さはほとんど減少しない状態で延伸さ
れ、結果として充分な偏光性能が現われない。 更には、偏光フイルムの耐熱寸法安定性を保つ
ために延伸後、いわゆる熱固定(アニール)操作
を行うのが普通であるが、この際にも偏光性能が
低下するという問題がある。 本発明者らは、偏光性能、耐熱安定性、光学的
均一性にすぐれた偏光フイルムを得るべく鋭意検
討した結果、同一の延伸倍率においても偏光性能
に差があり、特に延伸前後の厚みと延伸方向に垂
直な方向の実長さとの間に特定の関係で延伸され
たものがすぐれた偏光フイルムとなりうることを
見い出し、更に検討を行い、遂に本発明に至つ
た。 すなわち、本発明は、疎水性樹脂と光二色性有
機色素よりなる偏光フイルムの製造において、未
延伸フイルムを少なくとも一方向に2.5倍以上延
伸するに際し、次式によつて求められるRを少
なくとも0.5とすることを特徴とする偏光フイル
ムの製造方法である。 R=(d×L)/(D×l) () (D:未延伸フイルムの実厚 L:未延伸フイルムにおける延伸方向に垂直な
方向の実長 d:延伸後のフイルムの実厚 l:延伸後のフイルムにおける延伸方向に垂直
な方向の実長) 本発明で用いる疎水性樹脂とは、透明なフイル
ムに加工することが可能でかつ延伸可能な熱可塑
性樹脂であり、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
オレフイン、ポリビニル、ポリエーテル、ポリス
ルホン、エチレンビニルアルコール共重合体等を
例示することができ、中でもポリエステル、ポリ
アミド、ポリオレフインが特に好ましい。 本発明に用いる光二色性有機色素としては、光
二色性を有することが知られている有機染料およ
び顔料から選ぶことができ、染料としては直接染
料、分散染料、スレン染料、イオン性染料、反応
性染料等である(例えば特開昭53−106743号、特
公昭49−3944号)。これらの中で、疎水性樹脂に
分散溶解あるいは染色できるものが好適であり、
その添加量は得ようとする偏光フイルムの着色度
により異るが、通常0.001〜10重量%、好ましく
は0.01〜3重量%が適当である。 本発明で用いる未延伸フイルムとは上記疎水性
樹脂に光二色性有機色素をブレンドした樹脂組成
物あるいはブレンドしないでそのまま樹脂を通常
の押出溶融成形法あるいは溶媒キヤスト法等の方
法で製膜されたものである。色素を予め樹脂にブ
レンドしない場合は延伸前後のフイルムにおい
て、染色等の手法により色素を含有させることが
できる。 本発明においては上記未延伸フイルムを倍率
2.5以上で少なくとも一方向に延伸する。延伸方
式は公知の引張延伸、ロール圧延延伸等を採用す
ることができるのが、延伸倍率が2.5未満では偏
光フイルムとしての充分な偏光性能が付与されな
いので不適である。延伸倍率が高くなればなるほ
ど偏光性能に対しては好ましいものであるが、通
常は10を越えると延伸切れ等により作業性が悪化
するので、好ましい延伸倍率としては3〜10であ
る。 本発明においては延伸に際し次式により求め
られるRを0.5以上、好ましくは0.7以上とする必
要がある。 R=(d×L)/(D×l) () 上式においてDおよびdは各々延伸前および後
のフイルム実厚であり、実質的な樹脂層の厚みを
意味する。また、Lおよびlは各々延伸前後にお
ける延伸方向に垂直な方向のフイルム実長であ
り、実質的に延伸される部所のフイルム実寸を意
味する。これを測定するには平担な未延伸フイル
ムのほぼ中央部で延伸と垂直な方向に直線を刻印
し、延伸前後でその長さを測定することにより可
能である。 式(1)において、L,D,d,l、の関係は、延
伸方法により変化する。例えば、従来公知の方法
で均一に延伸されている領域では、横一軸延伸の
場合は長さ方向の、また縦一軸延伸の場合は幅方
向の長さが、実質的に殆ど変化しない。即ち、
l/L≒1である。このため、厚みの変化d/D
は、延伸倍率をnとすると、d/D≒1/nとな
る。従つて、延伸倍率nが2.5倍以上では式(1)よ
りR値を概算すると次のようになる。 延伸倍率n=2.5の場合R=0.40 〃 n=3.0の場合R=0.33 〃 n=4.0の場合R=0.25 〃 n=6.0の場合R=0.17 〃 n=8.0の場合R=0.13 即ち、従来公知の方法で均一に延伸されている
領域ではR値は何れも0.50以下となり、本願の特
徴とするR値が0.50以上を満足しない。 Rが0.5未満ではいくら延伸倍率が高くとも良
好な偏光性能が得られない。上限は特にないが、
フイルムとしての平板性を損わないためには1.0
以下とするのが好ましい。 本発明の方法について具体的に例示するなら
ば、上記疎水性樹脂に光二色性色素を均一に混合
し、Tダイ等のダイスリツトを備えた押出機によ
り溶融押出し後、急冷してできるだけ結晶化を抑
制した未延伸フイルムを製造する。これをロール
引張法による縦(長手)方向の延伸を行うとすれ
ば多段式延伸あるいは加熱ロール、加熱板上でフ
イルムをすべらしながら行う長区間延伸または温
度勾配を設けたオーブン内での引張延伸等、要は
延伸可能な温度下においてできるだけ局部延伸を
避けて横(巾)方向の自由な収縮が起きるよう工
夫して延伸すれば良好な偏光フイルムが得られ
る。クリツプテンター法による横延伸を行う場合
には、延伸部においてクリツプ間隔を連続的に狭
くして行く方法等により縦方向の自由な収縮をも
たらすよう延伸するのが良い。 もう一つの好ましい延伸方法としては、あらか
じめ延伸方向に垂直な方法において褶曲化処理を
施した未延伸フイルムを引張延伸するものであ
る。例えば、縦ロール延伸を行う場合は、少なく
とも延伸ロール直前の予熱ロールを凸型に湾曲し
ておき平担な延伸ロールにより引張延伸する方
法、あるいは横方向に延伸を行う場合ではクリツ
プのフイルム把持面を凸凹波型等にしておきフイ
ルムを曲把持するか、又はあらかじめギヤー式噛
合いロールにフイルムを通して縦方向に褶曲処理
した未延伸フイルムとして延伸する方法などであ
る。 延伸後のフイルムは、熱寸法安定性を向上させ
るために加熱処理により熱固定されるのが望まし
い。通常、加熱ロール、熱風あるいは赤外線ヒー
ター等により結晶化温度以上融点以下で短時間で
行なわれる。 本発明の方法によつて製造された偏光フイルム
は偏光性能は従来のポリビニルアルコール系のも
のに匹敵するほど良好であり、また光学的一性、
熱寸法安定性、耐湿性等にもすぐれており、液晶
表示素子に組み込まれ、特に耐久性を要求される
分野で好適に用いられる。具体的分野として、車
載用、OA機器用、産業用計器等での表示パネル
があげられる。 以下、実施例により本発明を更に説明する。 尚、実施例において行なつた物性評価は以下の
方法に依つた。 光学的特性(光線透過率、偏光度) 自記記録分光光度計(日立製ダブルビーム式
UV−200)を用いて、偏光フイルム1枚の光線
透過率(To)および吸収軸が互いに平行位ある
いは垂直位になるよう二枚を重ねた時の光線透過
率(T〓あるいはT⊥)を最大吸光波長(λmax)
で測定し、次式より偏光度()を求めた。 寸法安定性(熱収縮率) 延伸方向に10cm長(1cm巾)に切り出したサン
プルを常圧で沸騰している水中に投入し、30分後
の寸法を測定し、その収縮寸法を百分率で求め
た。 実施例 1〜6 ポリエチレンテレフタレート樹脂ペレツト
(IV0.71)にアントラキノン系分散染料Miketon
Polyester“Blue M−34”(三井東圧化学(株)製)
を最終偏光フイルムとして単体透過率(To)が
ほぼ40%となるよう添加量を調節して均一に混合
し、Tダイ(80mm巾)を備えた単軸押出機(65mm
φ)で溶融製膜(290℃)し、フイルム中央部の
平均厚みが75μm,150μm,300μmとなるよう引
取速度を調節し、スリツトして500mm巾の未延伸
フイルムを作成した。 このフイルムのほぼ中央部において横(巾)方
向に100mm長のマークを刻印した後、一対のゴム
ロールと金属ロールよりなる線出しニツプロール
に導入し、順に65℃,69℃、74℃にそれぞれ加熱
された三本の予熱ロールを経た後、一組の引張延
伸ニツプロールで表−1に示す倍率で縦方向に延
伸した。この時、三本の予熱ロール表面(クロム
メツキ)においてフイルムが滑りながら延伸され
ており、横(巾)方向に収縮していることを確認
した。更に、延伸ロールを経たフイルムを180℃
に加熱されたアニールロールに接触(数秒)させ
熱固定を行い偏光フイルムとした。 各々の延伸フイルムの厚みおよびマーク長さな
らびに光学的特性(λmax;640mm)および熱寸
法安定性について測定した。結果を表−1に示
す。 比較例 1〜2 実施例1において得られた平均厚み150μmの未
延伸フイルムを用いて、線出しニツプロールと同
速度で回転する第3番目の予熱ロールにゴム製ピ
ンチロールを取付け、同ロールに未延伸フイルム
を密着させた状態で延伸した以外同様にして偏光
フイルムを得た。この延伸フイルムの厚みおよび
マーク長さならびに物性について測定した。 その結果を表−1に示す。
【表】 実施例 7 ポリエチレンテレフタレート樹脂(IV0.67)に
アゾ系分散染料Miketon Polyester“Orange
3GSF”(三井東圧化学(株)製)を0.07%ブレンド
し、平均厚150μmに押出溶融製膜した。このフイ
ルムのほぼ中央部において、縦方向に100mm長の
マークを刻印し、ギヤー噛合いロールにより縦方
向を波型(ピツチ10mm、深さ8mm)に賦形した未
延伸フイルムを作成した。次いで、このままの状
態でクリツプ式テンター延伸機に導入し、延伸部
75℃で4.5倍横延伸を行い、190℃のアニール部を
通して熱固定した。 この時、得られた延伸フイルムの厚みは平均
76μmで、縦方向のマーク長が60mmに収縮してい
た。(R≒0.84)このフイルムの最大吸光波長
(460mm)における透過率は36%で偏光度が82%と
秀れていた。 比較例 3 実施例7で染料添加量を0.12%として同様に製
膜した平板状フイルムをそのままテンターに導入
し延伸した以外同様に延伸フイルムを作成したと
ころ、平均厚み45μm、縦方向マーク長91mmであ
り(R≒0.33)、ほぼ同透過率であるにかかわら
ず、偏光度が58%と劣つていた。 実施例 8 実施例3で、ポリエチレンテレフタレート樹脂
の代わりにナイロン−6樹脂を使用した以外同様
にして未延伸フイルムを製膜(280℃)し、3本
予熱ロールを95℃,105℃,110℃とした以外同様
に縦ロール延伸を行つた。得られたフイルムのR
は0.91で、λm640nmにおける透過率は34%で偏
光度は89%とすぐれていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフイン
    系のいずれかである疎水性樹脂と光二色性物質か
    らなる偏光フイルムの製造において、未延伸フイ
    ルムを一方向に2.5倍以上延伸し、且つ延伸後の
    フイルムを式1により求めたRが0.5以上となる
    ような延伸条件で延伸することを特徴とする偏光
    フイルムの製造方法。 R=(d×L)/(D×l) (1) D:未延伸フイルムの実厚 L:未延伸フイルムにおける延伸方向に垂直な
    方向の実長 d:延伸後のフイルムの実厚 l:延伸後のフイルムにおける延伸方向に垂直
    な方向の実長 2 延伸と同時に延伸方向に垂直な方向に自由収
    縮させながら延伸する特許請求の範囲第1項記載
    の偏光フイルムの製造方法。 3 未延伸フイルムがあらかじめ延伸方向に垂直
    な方向に褶曲化処理されたものである特許請求の
    範囲第1項および第2項記載の偏光フイルムの製
    造方法。
JP59074890A 1983-12-23 1984-04-16 偏光フイルムの製造方法 Granted JPS60218603A (ja)

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