JPH0812296B2 - 偏光子用材料の製造方法 - Google Patents

偏光子用材料の製造方法

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JPH0812296B2
JPH0812296B2 JP20553789A JP20553789A JPH0812296B2 JP H0812296 B2 JPH0812296 B2 JP H0812296B2 JP 20553789 A JP20553789 A JP 20553789A JP 20553789 A JP20553789 A JP 20553789A JP H0812296 B2 JPH0812296 B2 JP H0812296B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は偏光子用材料およびその製造方法に関する。
より詳しくは、本発明は望ましい偏光特性と良好な機械
的強度を示す偏光子を製造するための簡単で有効な方法
に関する。
技術的背景 直線偏光子の製造は周知である。一般に、直線偏光子
は伝達媒体の異方性に負うところの、一定電磁放射ベク
トルに沿つて振動する放射線を選択的に通過させる（及
び第二の一定電磁放射ベクトルに沿つて振動する電磁放
射線を吸収する）性質を有している。二色性偏光子は吸
収多様性の直線偏光子であり、そしてその偏光能力は入
射光波の吸収ベクトル異方性に負う。二色性媒体に入射
する光は２つの異なる吸収係数（一方は低い、そしても
う一方は高い）に遭遇する。出現光は低吸収の方向に主
に振動する。
最も広く使用されているタイプの合成偏光子（および
本発明が関与するタイプの偏光子）はポリビニルアルコ
ール−ヨウ素複合体（complex）偏光子である。それは
ポリビニルアルコールマトリツクス内に含有された線状
ポリヨージドからなる。ポリビニルアルコールマトリツ
クスを一方向に配向することによつて、吸収体の遷移モ
ーメントも配向され、そして材料は可視二色性になる。
ヨウ素で染色（stain）された二色性偏光要素の製造は
米国特許第2,237,567号（E.H.ランドに対して1941年４
月８日に発行された）を含む多数の特許に記載されてい
る。偏光子の製造方法における及びその偏光特性におけ
る様々な改善も記載されている。例えば、米国特許2,37
5,963号（アレキサンダー・トーマスに対して1945年５
月15日に発行された）に；米国再発行特許第23,297号
（M.ハイマン・ジユニア他に対して1950年11月28日に再
発行された）に；および米国特許第4,166,871号（N.W.
シユラーに対して1979年９月４日に発行された）に記載
されている。
上記タイプの偏光子の製造においては、ポリビニルア
ルコール（PVA）のシートまたはフイルムをまず材料の
水溶液からキヤストし、そして乾燥したキヤストシート
を、一軸延伸によつて伸長されることができる温度に加
熱することが普通であり、そうすることによつて、PVA
を、後で導入されるべき光吸収性種の配向を可能にする
ように、配向させる。代表的には、PVAシートはその長
さを3.5〜４倍分一軸延伸される。配向（延伸）された
シートはいくつかの繊維状の性質と、延伸方向を横切る
方向において減少した引張強度を帯びているので、延伸
されたPVAシートは支持材料のシートに接合されるのが
普通である。一般に支持シートはPVAシートに寸法安定
性を付与し完成偏光子のカバーまたは保護要素として作
用する適切な異方性材料の透明シートである。酢酪酸繊
維素や、酢酸繊維素や、三酢酸繊維素のような繊維素材
料はこれ等目的のために適する。配向PVAの支持された
シートは次いでヨウ素溶液で染色されることができる
か、又はそうでなくても既知方法を使用することによつ
て可視二色性にされることができる。
配向（延伸）されたPVAシート材料を支持するために
支持体材料を使用することは、まずPVAと支持体の各シ
ートを別々に作製し、そして得られたシート要素を独立
の積層作業で適切な接着結合材料によつて接合またはラ
ミネートすることを必要とする。また、米国特許第4,65
9,523号（J.H.ロジヤー他に対して1987年４月21日に発
行された）には、定着用塗膜と、PVAの分散水性組成物
から塗布されたPVA塗膜とを担持する溶融押出ポリエス
テルウエブの一軸延伸を伴う方法によつて、ヨウ素で染
色可能なポリエステル偏光フイルムを提供できることが
開示されている。かかる方法は後で支持体シート材料に
積層されなければならないPVAのシートの独立作製を必
要としない。
PVAと支持体シートの同時一軸配向（延伸）に先だつ
て、（PVAの水溶液から）PVAの染色可能な塗膜を支持体
シート上に適用することを包含する方法によつて製造さ
れた偏光子は劣つた物理的性質によつて特徴付けられる
偏光子をもたらすことが判明した。かかる偏光子は安定
な光学（偏光）特性を示すが、プラスチツク偏光子は偏
光子材料を曲げたり、折つたり、またはしわにしたりす
ると容易に破損する。延伸の方向に沿つて破損が認めら
れ、荒つぽい取扱や製品酷使を伴うような偏光子の使用
を事実上無効にする。
発明の概要 簡便な方法によつて、望ましい物理的性質、特に、折
曲げによつて誘発される亀裂や破損に対する抵抗性を示
す光学的に効率のよい偏光子を得ることができることが
判明した。さらに、ポリビニルアルコール（PVA）をキ
ヤストやその他手法でシートまたはフイルムに予め形成
することに頼らない製造方法によつて、機械的強度と良
好な偏光特性という利点が得られる。本発明の方法によ
れば、偏光子の製造に有効な染色可能なシート物品を製
造するための方法が提供される。この方法は非晶性高分
子材料の支持体シートを用意し、；非晶性高分子支持体
シートをその高分子支持体シート材料のガラス転移温度
またはそれ以上の温度で第一方向に一軸延伸して高分子
支持体シート材料の分子を前記第一方向に沿つて部分配
向させ；一軸延伸された高分子支持体シートの表面に水
性ポリビニルアルコール含有組成物の塗膜を適用し；そ
してPVAで被覆された一軸延伸高分子支持体シートを高
分子支持体シート材料のガラス転移温度またはそれ以上
の温度で第二方向に延伸する工程からなる。延伸の第二
方向は延伸の第一方向に対する垂線から±約60度以内の
角度にあり；第一方向に沿つた延伸の量は高分子支持体
シートに、第一方向に沿つた応力誘発破損に対する抵抗
性を付与するのに十分なものであり、そして第二方向に
沿つた延伸の量はポリビニルアルコールの分子を同時に
配向させ、それによつて該層を可視二色性の導入に適合
させ、かつ支持体層に、第二方向に沿つた応力誘発破損
に対する抵抗性を付与するのに十分なものである。
また、本発明は可視二色性の導入による偏光子の製造
に適合された染色可能な高分子シート物品を提供する。
この高分子シート物品はPVA塗膜層を担持する二軸配向
高分子支持体を含む。この二軸配向高分子シートは、一
部は、塗布PVA層の適用前に非晶性高分子支持体シート
を第一方向に一軸延伸することから、そして一部は、こ
の一軸延伸された高分子支持体シートの上に担持された
塗布PVA層の、第二方向に沿つた、後続延伸および配向
に付帯するものとして、得られる二軸配向を有してお
り；第二方向に沿つた塗布PVA層の延伸は第一方向に沿
つた延伸に対する垂線から±約60度以内の角度における
ものであり；第一方向に沿つた延伸の量は高分子支持体
シートに、かかる方向に沿つた応力誘発破損に対する抵
抗性を付与するのに十分なものであり、そして第二方向
に沿つた延伸の量はPVA層の分子を同時に配向させ、そ
れによつて該層を可視二色性の導入に適合させ、かつ支
持体層に、第二方向に沿つた応力誘発破損に対する抵抗
性を付与するのに十分なものである。かかる物品は、配
向ポリビニルアルコール層に可視二色性を導入するため
の既知方法によつて、良好な物理的性質を有する効率の
よい偏光子へと容易に変換されることができる。
本発明の特徴および目的を十分に理解できるように、
図面を参考にしながら以下に詳述する。
発明の詳細 上記の通り、本発明はプレキヤステイングおよび偏光
子支持体材料へのポリビニルアルコールフイルムのラミ
ネートを必要とせずに、有益な偏光特性と物理的特性を
有する偏光子に変換されることができる染色可能なプラ
スチツクシート材料を提供する。これは特定の予め定め
られた相互関係に従つた特異な工程の組合せを使用する
ことによつて達成される。その詳細を以下に規定する。
本発明の必須要件は本発明の偏光子のための支持体と
して非晶性高分子材料のシートの使用を伴う。ここに使
用されている非晶性高分子材料は実質的にアモルフアス
である高分子材料、すなわち、実質的に非結晶性の形態
である高分子材料を意味する。かかる材料は既知であ
り、そして市販材料として入手できる。非晶性高分子材
料シートの使用はそのシートから加工されるべき偏光子
の具体的な予め定められた要求に従つて、シート材料の
結晶性形態への変換を見込んでいるということが理解さ
れるであろう。
一般に、非晶性高分子シート材料はバルクプラスチツ
ク材料から既知方法によつて得られる可撓性で透明な高
分子材料である。バルクプラスチツク材料（代表的には
熱可塑性のもの）は溶融押出または他の方法で造形され
ることによつて可撓性シート材料の形態になる。例え
ば、これは溶融された熱可塑性材料を冷却ロール上に押
出し、そして得られたフイルムを放冷して非晶性のキヤ
スト高分子シート材料にすることによつて遂行できる。
非晶性高分子シート材料の製造は既知であり、本発明の
部分を構成しない。かかる材料は商業的に入手できる。
良好な結果は例えば、ポリエチレンテレフタレートの非
晶性シートのようなポリエステルの高分子シートを使用
して得ることができる。しかしながら、その他の材料も
使用できる。
本発明の方法は非晶性支持体シート材料を第一方向に
一軸延伸した後、支持体シートにポリビニルアルコール
含有被覆性組成物を塗布し、そしてこうして塗布された
ポリビニルアルコール層を第二方向に延伸することを包
含する。主な延伸度が第二方向に沿つたものである限り
は、本発明の方法は非晶性高分子支持体シート材料の具
体的性質にかなりの寛容度を見込んでいる。従つて、非
晶性シート材料は実質的に非晶性のシート材料になるよ
うに加工できるポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ
アクリル材料、および非晶性ポリアミドのような熱可塑
性バルク材料からも形成できる。
実質的に非晶性高分子シート材料の製造に使用するた
めの好ましい材料の中には、可撓性で透明な非晶性のフ
イルム材料に容易に転化できるポリエステルがある。ポ
リエステルは代表的にはジカルボン酸（またはその低級
アルキルジエステル）とグリコールとの縮合生成物であ
る。テレフタル酸、イソフタル酸、2,5−ナフタレンジ
カルボン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ビフエニツク
酸などの酸の中から選択された１種以上のジカルボン酸
（またはアルキルエステル）はエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどのよ
うな１種以上のグリコールと縮合できる。適するポリエ
ステルはホモポリエステルおよびコポリエステルを包含
する。テレフタル酸エチレングリコールの縮合によつて
既知方法で得られる好ましいポリエステル、ポリエチレ
ンテレフタレートは特に有効である。かかるポリエステ
ルは既知方法によつて、低結晶化度と良好な透明度を示
す実質的に非晶性シート形態になるように、加工するこ
とができ、そして光学効率、良好な強度、耐久性、およ
びその他の有益な物理的および光学的性質を示す偏光子
の製造を可能にする。
非晶性高分子支持体シート材料は厚さがかなり多様で
あることができる。一般に、出発時の非晶性シート材料
の厚さは製造されるべき偏光子の意図する用途によつて
大きく左右されるであろう。例えば、約0.076mm〜約1.7
8mmの範囲の厚さを有する非晶性シート材料は本発明の
実施に使用できる。しかし、その他の厚さのかかる材料
も特殊な要求を満たすために使用できる。シート材料は
第一方向に沿つた一軸延伸操作を受ける。これは非晶性
高分子シート材料のガラス転移温度以上である温度でシ
ート材料を延伸することによつて遂行される。高分子シ
ート材料のガラス転移温度はシート材料の具体的な化学
的構成によつて変動し、そして高分子シート材料の製造
に使用される様々な単量体化合物の性質に特に依存す
る。支持体シート材料を構成する高分子材料の単量体量
は具体的に要求を満たすために予め定められたように変
動可能である。好ましいポリエチレンテレフタレートタ
イプのシート材料の場合には、一軸延伸操作は約80℃〜
約125℃の範囲の温度で行うことができる。
一軸延伸操作は既知の方法に従つて延伸用フレーム、
バイスまたはグリツプで非晶性シート材料を固定し、そ
してシート材料を（材料のガラス転移温度と同じ又はそ
れより上の温度で）第一方向に沿つて延伸することによ
つて行うことができる。一般に、非晶性シート材料は、
延伸済み材料に物理的強度（特に延伸方向に沿つた応力
誘発破損、亀裂、または割裂に対する抵抗性）を授ける
ように作用する量で、延伸されることが望ましい。一般
に、非晶性シート材料はその元の寸法の約175％〜約350
％に延伸される。好ましくは、シートは第一方向におい
てはその元の寸法の約200％に、すなわちその元の寸法
の約２倍に延伸される。延伸操作は非晶性シート材料に
結晶化度と強度を付与するが、過度の延伸量はプラスチ
ツク材料の成形性に悪影響を与える。例えば、完成偏光
子材料は偏光子材料のレンズランクをサングラスやその
他の形状のレンズになるように加熱成形することによる
などして曲面形状に望ましく成形されてもよい。従つ
て、使用される延伸量は一部は、偏光子材料に必要な具
体的性質によつて左右され、そして具体的用途のために
要求される性質を付与するために予め定められた程度に
よるように指令される。
一軸延伸プラスチツクシート材料は拘束状態のままで
ガラス転移温度未満まで放冷される。代表的には、延伸
材料はポリビニルアルコール含有組成物の塗膜の適用に
先だつて周囲の温度および湿度の状態に放冷される。一
軸延伸シートの冷却は延伸シート材料の分子を結晶化さ
せて安定な状態にする。そうなつたときシートは後処理
が可能になる。
延伸された冷却されたプラスチツクシート材料はポリ
ビニルアルコール（PVA）の塗膜を適用される。先に述
べたように、（完成偏光子材料の一部を構成する支持体
シート材料の上に）PVA層を塗布工程によつて適用する
ことは別個の自己支持性PVAシートまたはフイルムを別
個に形成した後にそのPVAシートをプラスチツク支持体
シートにラミネートする必要性を解消する。PVA塗布操
作はPVAを分散状態で含有する水性被覆性組成物を使用
することによつて行うことができる。商業的に入手でき
るPVA材料は適切な被覆性組成物の製造に使用できる。
適切な被覆性組成物は一般に、PVAを約５％〜約％15％
の固形分レベルで含有する水性組成物である。好ましく
は、PVAの固形分レベルは約8.5％〜約12.0％の範囲であ
る。
知られているように、ポリビニルアルコールはポリ酢
酸ビニルの加水分解によつて製造され；従つてPVA材料
は加水分解度が様々である。一般に、酢酸根の約98％〜
100％がヒドロキシル基に変換され、そしてこのタイプ
のPVA材料は一般に本発明の方法に有効である。好まし
くは、加水分解度98.5％〜99.5％の範囲である。良好な
結果は、例えば、信越化学から信越Ｃ−20として商業的
に入手できる99％〜99.5％加水分解ポリビニルアルコー
ルを約8.5〜12.0重量％含有した水性被覆性組成物を使
用して得ることができる。しかしながら、その他のPVA
材料も使用できる。
PVA被覆性組成物は吹き付け、グラビア塗布、ロール
塗布、スクイーズ塗布、スロツト塗布、引落し（drawdo
wn）塗布などを包含する様々な塗布方法によつて一軸延
伸支持体シート材料に適用できる。乾燥塗膜におけるPV
Aの被覆量は臨界的でない。しかしながら、一般的に
は、PVA塗膜は約0.0064〜約0.0762mmの乾燥厚さに、好
ましくは約0.0127〜約0.0387mmの厚さになるように適用
される。
PVA被覆性組成物は望むならば、PVA層およびそれらか
ら製造される偏光子に特定の予め定められた性質を付与
する様々な薬剤を含有することができる。従つて、紫外
線安定剤、交叉結合剤、可塑剤、またはその他の薬剤を
含有して改善された安定性を付与すること又は望むよう
なもしくは特定の要求によつて指令されるような物理的
性質を改質することができる。
大抵の場合、支持体シートにPVA被覆性組成物を適用
する前に支持体シート接着剤またはプライマー材料を適
用することが好ましい。これは得られるPVA塗布フイル
ムを支持体シートへより確かに結合されることを促進
し、そして離層などの接着不良を防止することによつて
完成偏光子の安定性を向上させる。この目的のために
は、ポリウレタン接着剤、ニトリルゴム接着剤および同
様のスチレン−ブタジエン共重合体接着剤、ポリエステ
ルなどを包含する多様な既知接着剤のどれでも使用でき
る。良好な結果は好ましいニトリルゴム接着剤を使用し
て得ることができる。適するプライマー材料はポリ塩化
ビニリデンなどである。例えば、様々なコポリエステル
が使用でき、そしてこのタイプの適切な材料の例は先に
挙げた米国特許第4,659,523号に記載されている。
支持体に塗布PVA層を確実に固定するために使用され
る接着剤またはプライマー材料は上記一軸延伸操作の前
または後に適用できる。従つて、望むならば、ニトリル
ゴムのような接着剤を（様様な既知塗布方法のいずれか
によつて）支持体シートに適用してから、その支持体シ
ートを一軸延伸することができる。それから、PVA被覆
性組成物を接着剤の上に適用できる。しかしながら、最
良の結果は一軸延伸操作の後のシート材料に接着剤また
はプライマー材料を適用することによつて得られる。第
一の延伸がなされてから接着剤またはプライマー層を塗
布された支持体シートにPVA被覆性組成物を適用するこ
とは改善された接着性と安定性をもたらし、そして好ま
しい実施を構成する。
PVAを塗布されたシートはPVA層の配向および可視二色
性の導入への層の適合化のための延伸操作を受ける。こ
の延伸操作は、先に指摘したように、支持体の一軸延伸
（第一方向における）との関係で第二延伸方向において
行なわれる。延伸（第二方向における）の量はPVA層のP
VA分子偏光子に変換するのに適した状態に配向させるの
に十分な量である。これはPVA担持シート材料を約２〜
６倍分、すなわち、その元の寸法の約300％〜700％に延
伸することよつて遂行される。好ましくは、材料は３〜
５倍分、すなわち、その元の寸法の約400％〜600％に、
特に４倍分、すなわち、その元の寸法の約500％に延伸
される。PVA層の延伸と同時に、PVA層を担持する支持体
材料も延伸される。PVA延伸（配向）の結果は支持体材
料に二軸配向および強度を与え、第二方向に沿つた亀裂
や割裂や破損に対する抵抗性をもたらす。延伸操作は第
一延伸の場合と同じように支持体材料のガラス転移温度
以上の温度で行われる。冷却すると、この延伸された染
色可能なシート材料は後で記述する既知方法によつて可
視二色性にされることができる。
PVAで被覆されたシート材料は第一延伸の量より大き
い量で延伸される。加えて、第一と第二の延伸操作にお
ける延伸の相対方向は互いに重要な関係を持つ。第１図
には、延伸の第一および第二方向によつて規定された様
々な角度が概略的に表示されている。第１図には、様々
な線の交点がＸで示されている。線ABによつて示された
線はプラスチツク非晶性シート材料に適用された一軸延
伸の方向（第一方向）を任意に表わしている。PVAの塗
布層が適用されると、得られた塗布されたシート材料は
第二方向に沿つて、例えば、線EFによつて表わされる方
向に沿つて延伸される。線EFは（第一延伸方向のAB線に
対する垂線を表わす想像上の線NN′に対して）45度の角
NXFを規定するということがわかる。この角度（α）は
線NN′に対して＋45゜の角度を想定できる。望むなら
ば、延伸の第二方向は線IJの方向に沿つて行うことがで
き、その場合、角NXIは線NN′に対して−45゜の角度を
表わす。
第二延伸は延伸の第一方向に対する垂線に対して様々
な角度で行うことができる。例えば、第１図に示されて
いるように、第二延伸操作の延伸方向は線GH（垂線NN′
に対して＋60゜の角NXHを成す）に沿つてまたは線MN
（−60゜の各NXMを成す）に沿つて行うことができる。
望むならば、延伸の第二方向は線CD（線NN′に対して＋
10゜の角NXDを成す）に沿つてまたは線KL（垂線NN′に
対して−10゜の角NXKを成す）に沿つて行うことができ
る。一般に、延伸の第二方向は延伸の第一方向に対する
垂線に対して±60度の範囲内の角度にあり、好ましく
は、約±10度の範囲内にある。角度が０度である場合
に、すなわち、延伸の方向が互いに直交する場合に、良
好な結果が得られる。
第１図に示されているように、延伸方向の第一および
第二の線と第一方向に対する垂線との交叉によつて構成
される角度は点Ｘのまわりの360度の範囲にわたつて放
射状に延びることができる。実際には、基体材料の具体
的寸法に対して一定の関係を有する方向に沿つて第一方
向の延伸を行い、そして第一方向に対する垂線の±60度
以内で第二延伸を行うと便利である。従つて、第2a図に
は、非晶性シート材料が押出方向（第2a図に矢印によつ
て示されている）に対して水平（直交）方向の線ABに沿
つた第一方向に一軸延伸されている無端ウエブ材料のセ
グメントが示されている。PVA塗膜が適用されたら、こ
の塗布されたウエブは縦方向すなわち押出方向の線NN′
に沿つた第二方向に延伸される。第二延伸方向と第一方
向に対する垂直との間の角度はゼロである。
第2b図には、延伸方向についての別の好ましい相対関
係が示されている。図示されているように、延伸の第一
方向はやはり押出（縦）方向に対して水平（直交）方向
である。線EFに沿つた第二延伸方向は垂線NN′に対して
＋45度の角度αである。第2c図においては、第一延伸は
線ABに沿つて行われ、（線IJに沿つた）延伸の第二方向
は第一方向に対する垂直に対して−45度の角度にある。
第二延伸方向を＋45度に選択するか又は−45度に選択す
るかは製造すべき偏光子の具体的用途に依存することが
わかる。例えば、第2b図に示されている相対角度関係を
用いて、それぞれのPVA偏光層が互いに対面する関係
で、そして支持体を一番外側にして、重ね合わされた一
対の偏光子要素は光吸収を与える。これは第2c図に示さ
れている相対関係を有する一対の偏光子要素を用いた場
合にも与えられる。第2b図に示された偏光要素を、第2c
図に示された偏光子に、（それぞれの支持体を一番外側
にして）重ね合わせると、最大の光透過を与える。
第2a図〜第2c図に示された態様は（ウエブのクロス配
向における）第一方向ABに沿つた非晶性シート材料の延
伸を示すが、ウエブのクロス延伸のために必要な装置の
立場からは、第一延伸操作は押出方向から例えば45度の
角度で行うことが望ましい。PVA塗膜層が適用されてか
ら、第二延伸は例えば押出方向（縦方向）に沿つて遂行
できる。これは第2b図に示された延伸方向を変更するこ
とによつて、線EFに沿つた第一延伸と線NN′に沿つた第
二延伸を使用して、遂行できる。かかる方法は強くて非
脆弱性の染色可能なシート材料を提供しながら、ウエブ
のクロス延伸に関連する困難性を克服する。
その他の延伸方向の組合せも良好な結果をもつて使用
できる。例えば、第2b図では、第一延伸操作を線NN′に
沿つて行うことができる。PVAの塗膜を適用してから、
シートを線EF（角FXBすなわち第一方向に対する垂線AB
に対する角度は−45゜である）に沿つて延伸できる。同
様に、第2c図では、第一延伸を線NN′に沿つて行うこと
ができ、そしてPVAの塗膜を適用してから、シートを線I
J（角BXJすなわち第一方向に対する垂線ABに対する角度
は＋45゜である）に沿つて延伸することができる。
本発明を実施するための特に好ましいやり方は違いに
ほぼ直交する（すなわち直角の）第一方向と第二方向に
非晶性支持体材料を延伸することを伴う。これは第一方
向に対する垂線から±約10度以内の角度の、好ましくは
０度の角度の第二方向に延伸することによつて遂行でき
る。直交方向に沿つて又は直交から約10度以内で２つの
延伸操作を行うことによつて、その延伸シート材料から
製造される偏光子の用途にはかなりの寛容度と万能性が
もたらされる。例えば、好ましいポリエチレンテレフタ
レート材料を第一方向に１部分そして（PVAで被覆した
後に）第一方向に直交する（また直交から約10度以内
の）第二方向に４倍分延伸するだけで、観察方向に関係
なく所与用途に有効な偏光子に変換できる染色可能な材
料が製造される。従つて、偏光子はPVA側から観察され
ようと又は支持体側から観察されようと見た目には同一
に機能する。直交状態からのかなりの逸脱は有効な偏光
子を生成するが、得られる偏光子の光学的性質を観察方
向の関数として変動させる二軸配向度を支持体材料中に
生じさせる。従つて、具体的用途に要求されるような配
向を観察するためには配慮が必要となる。従つて、偏光
子の万能性に観点からは、相互に直交方向に沿つて延伸
されることが好ましい。
PVAを塗布されたシート材料は第二方向への延伸後
に、拘束状態のまま、支持体シート材料のガラス転移温
度未満に放冷される。通常、シートは周囲条件の室温お
よび湿度に放冷される。こうして、耐久性の支持体上に
担持された配向された染色可能なPVA材料が提供され
る。ここで使用されている「染色可能な」は偏光用材料
を製造するための多数の既知方法のいずれかによつて可
視二色性材料への変換が可能であるPVA塗膜層の特性を
意味する。
染色可能でかつ配向されたPVA担持シート材料は二色
性染料またはその他の二色性色付け剤のような二色性物
質を使用する既知方法に従つて染色されることができ
る。高度に適する二色性物質の例はヨウ素とヨウ化物塩
例えばヨウ化カリウムとからなる二色性色付け剤であ
る。染色可能なシート材料のウエブは、配向PVA層の染
色を行つて可視二色性シート材料を提供させるためのヨ
ウ素／ヨウ化物の染色性組成物を収容した槽中に、通す
ことができる。好ましくは、この偏光用材料は安定性を
改善するために、先に挙げた米国再発行特許23,297号
（M.ハイマン・ジユニア他に対して1950年11月28に再発
行された）に記載されて知られているようにホウ酸とボ
ラツクスを含有する水性ボレート化浴を使用してボレー
ト化される。
望むならば、染色可能なシート材料はポリビニルアル
コール分子をポリビニレン偏光性種に変換させることで
二色性にすることができる。これは先に挙げた米国特許
第2,445,555号（F.J.ビンダに対して1948年７月20日に
発行された）に記載されているような既知のやり方で塩
酸蒸気法を使用して遂行できる。好ましくは、かかる偏
光用材料も安定性の改善のためにボレート化される。
染色可能なシート材料は染着ヨウ素とポリビニレン偏
光子との組合せにおいて記載されているもの以外の材料
および方法によつて二色性にされることも可能である。
その他の二色性物質、特に、米国特許第2,237,567号
（E.H.ランドに対して1941年４月８日に発行された）お
よび米国特許第2,328,219号（E.H.ランドに対して1943
年８月31日に発行された）に記載されている二色性染料
およびおその他の色付け剤が使用できる。
本発明の偏光子の製造に利用される非晶性ポリエステ
ル材料はPVA塗布層を適用する前の第一の一軸延伸と、P
VA層を配向させるために使用される第二の延伸操作との
組合せ効果の結果として二軸配向されるということが理
解されよう。しかしながら、第一と第二の操作に用いら
れる相対延伸度は、二軸延伸によつても熱成形性を実質
的に損失する点まで延伸されておらず、それでいて亀裂
に対する良好な抵抗性を有している偏光子用材料を提供
するように制御可能である。従つて、ポリエチレンテレ
フタレートを使用して元の寸法の１部分の第一延伸と、
（PVA適用後の）元の寸法の４倍分の第二直交延伸とに
よつて都合よく、サングラス用に適する曲面レンズを製
造するために100℃未満の温度で加熱造形することがで
きる偏光用材料が提供される。
次に実施例によつて本発明を例証する。しかしなが
ら、かかる実施例は本発明を限定することを意図したも
のではない。
実施例１ この実施例は染色可能な配向されたPVA担持シート材
料の製造、およびそれからヨウ素／ヨウ化物による染色
法による偏光子の製造を例示する。
（厚さ1.27mmの）非晶性ポリエチレンテレフタレート
の長いシートにニトリルゴム接着剤（マサチユセツツ州
ミツデルトン在エムハート社のボスチツク部門からボス
チツクＳ−188−515ブレオンゴムとして入手できるアク
リロニトリル／ブタジエン共重合体）の層を約0.0064mm
〜0.0254mmの厚さになるように塗布した。接着剤塗膜を
低い空気速度のオーブンで２〜３分間74℃に乾燥した。
得られたシート材料を120℃の高い空気速度のオーブン
でウエブの縦方向または横方向にその元の寸法の１倍分
延伸し、そしてその延伸されたシートを拘束状態のまま
周囲室温に放冷した。それから延伸シートに、ポリビニ
ルアルコール（信越化学製の信越Ｃ−20ポリビニルアル
コーリ）10重量％と塩酸約0.75％を含有する水性組成物
の層を（乾燥厚さ約0.0254〜0.0381mm）になるように塗
布した。（ニトリルゴム接着剤層の上の）塗布PVA層を7
4℃の低い空気速度のオーブンで約５分間乾燥した。得
られたPVA担持シート材料を第一延伸方向に対して直交
方向に、すなわち、第一延伸方向に対する垂線から０度
の角度で、その長さ寸法の約３倍分（すなわちその元の
長さ寸法の400％に）延伸した。この延伸操作を高い空
気速度のオーブンで120℃で行い、そして延伸シートを
拘束状態のまま周囲室温に放冷した。得られた二軸延伸
シート材料を、ヨウ化カリウム6.0重量％とヨウ素0.9％
を含有する35℃に加熱された水性染色浴中で約15秒間吸
収させた。染色されたシート材料を水洗し、それからホ
ウ酸約9.0％のヨウ化カリウム0.1％を含有する約74℃に
加熱された水性浴中で吸収された。シート材料から過剰
のボレート化用浴材料を水で洗い流し、そして得られた
フイルムを74℃で乾燥した。得られた材料は可視二色性
偏光子であつた。このシート材料から切り出させたレン
ズブランクを各延伸方向に沿つて折り曲げることによつ
て評価した。割裂、亀裂、または破損はどの延伸方向に
沿つても認められなかった。
比較例１ 実施例１に記載されているように製造されたシート材
料との比較のために、（実施例１に記載されている）非
晶性シート材料を、ウエブのクロス延伸の工程を省略し
た以外は実施例１に記載されている通りに処理した。す
なわち、非晶性シート材料に接着結合されたPVA塗布層
は一回だけ、その長さ方向に沿つてその長さ寸法を３倍
分（すなわちその元の長さの400％に）延伸された。偏
光子用シート材料およびそれから作製されたレンズブラ
ンクは延伸方向に沿つて曲げた（折つた）ときに延伸方
向に沿つて破損した。
実施例２ この実施例はポリビニレン偏光性種を製造するために
塩酸脱水法を使用することによる、染色可能な配向PVA
含有シート材料の製造およびそれから偏光子の製造を例
示するものである。
非晶性ポリエチレンテレフタレート（厚さ1.27mm）の
長いシートにニトリルゴム接着剤（アクリロニトリル／
ブタジエン共重合体、ボスチツクＳ−188−515ブレオン
ゴム）の層を約0.0064〜0.0254mmの厚さになるように塗
布した。この接着剤塗膜を低い空気速度のオーブンで２
〜３分間74℃で乾燥した。得られたシート材料を高い空
気速度のオーブンで120℃で、38.1mm/秒の速度で、ウエ
ブの縦方向または横方向にその元の寸法を１倍分延伸
し、そしてその延伸シートを拘束状態のまま周囲室温に
放冷した。それから、延伸シートに、ポリビニルアルコ
ール（信越化学製信越Ｃ−20ポリビニルアルコール）10
重量％と塩酸約10％を含有する水性組成物の層を（乾燥
厚さ約0.0254〜0.0381mmに）塗布した。（ニトリルゴム
接着剤層の上の）この塗布されたPVA層を低い空気速度
のオーブンで74℃で約５分間乾燥した。得られたPVA担
持シート材料を第一延伸方向に対して直交方向に、すな
わち、第一延伸方向に対する垂線する０度の角度で、3
8.1mm/秒の速度で、その長さ寸法を約３倍分（すなわ
ち、その元の長さ寸法の400％に）延伸した。この延伸
操作を高い空気速度のオーブンで120℃で行い、そして
延伸されたシートを拘束状態のまま周囲室温に放冷し
た。得られた二軸延伸シート材料を、ボラツクス3.0重
量％、とホウ酸9.0％を含有する74℃に加熱された水溶
液の中で約45秒間吸収させた。シート材料から過剰のポ
レート化用浴材料を水で洗い流し、そして得られたフイ
ルムを74℃で乾燥した。得られた材料は可視二色性偏光
子であつた。このシート材料から切り出したレンズブラ
ンクを各延伸方向に沿つて折り曲げることによつて評価
した。割裂、亀裂、または破損はどちらの延伸方向にも
認められなかつた。
比較例２ 実施例２に記載されているようにして製造されたシー
ト材料との比較のために、（実施例２に記載されてい
る）非晶性シート材料を、ウエブのクロス延伸の工程を
省略した以外は実施例２に記載されている通りに処理し
た。すなわち、非晶性シート材料に接着結合されたPVA
被膜層は一度だけその長さ方向に沿つてその長さ寸法を
３倍分（すなわち、その元の長さの400％に）延伸され
た。偏光子用シート材料およびそれから製造されたレン
ズブランクは延伸方向に沿つて曲げた（折つた）ときに
延伸方向に沿つて破損した。
実施例３ 第二方向の延伸を第一方向に対する垂線に対して45゜
の角度で行つたこと以外は実施例１に記載されているよ
うにして偏光子を製造した。得られた偏光子は良好な偏
光特性と、どの延伸方向に曲げた（折つた）ときにも割
裂、亀裂、または破損に対する抵抗性を示した。
実施例４ 第二方向の延伸を第一方向に対する垂線に対して45゜
の角度で行つた以外は、実施例２記載されているように
偏光子を製造した。得られた偏光子は良好な偏光特性
と、どの延伸方向に沿つても割裂、亀裂、または破損に
対する抵抗性を示した。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法に従つて用いられる延伸の第一方
向と第二方向の相関関係を図示したものである。 第2a図、第2b図、および第2c図は本発明の３種類の具体
的態様について無端ウエブ材料のセグメントと関連づけ
て示された第一延伸方向と第二延伸方向に相関関係を図
示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオナード ポリゾット アメリカ合衆国マサチューセッツ州 スト ウ，キャリッジ リーン 22 (56)参考文献 特開 昭61−70504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−69644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−276506（ＪＰ，Ａ)

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】偏光子の製造に適合された染色可能な高分
    子シート物品を製造するための方法であって、 非晶性高分子材料の支持体シートを用意し； 非晶性高分子支持体シートをその高分子支持体シート材
    料のガラス転移温度またはそれ以上の温度で第一方向に
    一軸延伸して高分子支持体シート材料の分子を前記第一
    方向に沿って部分配向させ； 一軸延伸された高分子支持体シートの表面に水性ポリビ
    ニルアルコール含有組成物の塗膜を適用し；そして ポリビニルアルコールで被覆された一軸延伸高分子支持
    体シートを高分子支持体シート材料のガラス転移温度ま
    たはそれ以上の温度で第二方向に延伸する 工程からなり、しかして、 前記第二延伸方向は前記第一延伸方向に対する垂線から
    ±約60度以内の角度にあり； 前記第一方向に沿った延伸の量は高分子支持体シート
    に、前記第一方向に沿った応力誘発破損に対する抵抗性
    を付与するのに十分なものであり、そして前記第二方向
    に沿った延伸の量は前記ポリビニルアルコール層の分子
    を同時に配向させ、それによって該層を可視二色性の導
    入に適合させ、かつ支持体層に、前記第二方向に沿った
    応力誘発破損に対する抵抗性を付与するのに十分なもの
    である、 ことを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項２】前記非晶性高分子支持体シートが前記第一
    方向に沿ってその元の寸法の約175％〜約350％に延伸さ
    れる、請求項（１）の方法。
  3. 【請求項３】前記ポリビニルアルコールで被覆された一
    軸延伸高分子支持体シートが前記第二方向にその元の寸
    法の約300％〜約700％に延伸される、請求項（２）の方
    法。
  4. 【請求項４】前記ポリビニルアルコールで被覆された一
    軸延伸高分子支持体シートが前記第二方向にその元の寸
    法の約400％〜約600％に延伸される、請求項（２）の方
    法。
  5. 【請求項５】延伸の第二方向が第一方向に対する垂線に
    対して±約45度以内の角度にある、請求項（１）の方
    法。
  6. 【請求項６】前記角度が前記第一方向に対する垂線に対
    して±約10度以内である、請求項（５）の方法。
  7. 【請求項７】前記角度が０度である、請求項（６）の方
    法。
  8. 【請求項８】前記非晶性高分子材料の支持体シートがポ
    リエステルを含む、請求項（１）の方法。
  9. 【請求項９】前記ポリエステルがポリエチレンテレフタ
    レートであり、そして前記第一および第二の延伸工程の
    各々が80℃〜125℃の範囲の温度で行われる、請求項
    （８）の方法。
  10. 【請求項１０】前記ポリビニルアルコール含有組成物が
    乾燥厚さ約0.0064mm〜約0.0762mmになるように前記一軸
    延伸高分子支持体シートに適用される、請求項（１）の
    方法。
  11. 【請求項１１】前記水性ポリビニルアルコール含有組成
    物中のポリビニルアルコールの固形分レベルが約５％〜
    約15％の範囲にある、請求項（10）の方法。
  12. 【請求項１２】前記固形分が約8.5％〜約12％の範囲に
    ある、請求項（11）の方法。
  13. 【請求項１３】前記水性ポリビニルアルコール含有組成
    物中の前記ポリビニルアルコールの加水分解度は98.5％
    〜99.5％の範囲にある、請求項（12）の方法。
  14. 【請求項１４】非晶性高分子支持体シートを一軸延伸す
    るための前記工程の後で、かつポリビニルアルコールの
    前記塗膜を適用するための前記工程の前に、前記高分子
    支持体シートに接着剤またはプライマー層が適用され
    る、請求項（１）の方法。
  15. 【請求項１５】さらに、前記ポリビニルアルコール層に
    可視二色性を導入して偏光子を提供する工程を包含す
    る、請求項（１）の方法。
  16. 【請求項１６】非晶性高分子支持体シートとその支持体
    上に形成されたポリビニルアルコール塗布層とを含む、
    偏光子の製造に適合された染色可能な高分子シート物品
    であって、 前記非晶性高分子支持体シートはその高分子支持体シー
    ト材料のガラス転移温度またはそれ以上の温度で第一方
    向に一軸延伸して高分子支持体シート材料の分子を前記
    第一方向に沿って部分配向し、 一軸延伸された高分子支持体シートの表面に水性ポリビ
    ニルアルコール含有組成物の塗膜を適用し、次いでポリ
    ビニルアルコールで被覆された一軸延伸高分子支持体シ
    ートを高分子支持体シート材料のガラス転移温度または
    それ以上の温度で第二方向に延伸することにより二軸配
    向されて居り、 前記塗布ポリビニルアルコール層の前記第二方向に沿っ
    た前記延伸は前記第一方向に沿った前記延伸に対する垂
    線から±約60度以内の角度におけるものであり、 前記第一方向に沿った延伸の量は高分子支持体シート
    に、前記第一方向に沿った応力誘発破損に対する抵抗性
    を付与するのに十分なものであり、そして前記第二方向
    に沿った延伸の量は前記ポリビニルアルコール層の分子
    を同時に配向させ、それによって該層を可視二色性の導
    入に適合させ、かつ支持体層に、前記第二方向に沿った
    応力誘発破損に対する抵抗性を付与するのに十分なもの
    である、 ことを特徴とする前記染色可能な高分子シート物品。
  17. 【請求項１７】前記支持体の前記二軸配向が第一方向に
    沿って元の第一寸法の約175％〜約350％に延伸し、そし
    て第二方向に沿って第二寸法の約300％〜約700％に延伸
    した結果である、請求項（16）の染色可能な高分子シー
    ト物品。
  18. 【請求項１８】前記第一延伸は前記第一寸法の約200％
    に、そして前記第二延伸は前記第二寸法の約500％にな
    される、請求項（17）の染色可能な高分子シート物品。
  19. 【請求項１９】前記二軸配向支持体材料がポリエチレン
    テレフタレートを含む、請求項（18）の染色可能な高分
    子シート物品。
  20. 【請求項２０】前記第二延伸方向は前記第一延伸方向に
    対する垂線に対して約45度以内の角度にある、請求項
    （17）の染色可能な高分子シート物品。
  21. 【請求項２１】延伸の前記第二方向が延伸の前記第一方
    向に対する垂線に対して０度の角度にある、請求項（1
    7）の染色可能な高分子シート物品。
  22. 【請求項２２】前記ポリビニルアルコール層が可視二色
    性である、請求項（16）の染色可能な高分子シート物
    品。
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