JP6427351B2 - 耐水性偏光フィルム - Google Patents
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Description
この特許文献1の耐水性偏光フィルムは、60℃、90%RH下のような高温高湿時に曝された場合でも、偏光層に亀裂が発生せず、光学特性(透過率及び偏光度)の変化が小さいという利点がある。
このように特許文献1の耐水性偏光フィルムは、高湿環境下において耐久性に優れているが、このフィルムを水中に浸漬すると耐久性が低下するという問題がある。
一般に、レンズなどの光学部材は、超音波洗浄器を用いて洗浄されることがあるが、前記耐水性偏光フィルムを超音波洗浄すると、偏光層が溶解する、或いは、光学特性が大きく低下するという問題がある。
本発明の好ましい耐水性偏光フィルムは、前記エポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物が、前記アミノ基を有するシロキサン化合物に結合している。
本発明の好ましい耐水性偏光フィルムは、前記アミノ基を有するシロキサン化合物が、下記一般式(3−1)又は(3−2)で表される。
本発明の好ましい耐水性偏光フィルムは、前記イソシアネート基を有するシロキサン化合物が、下記一般式(7−1)又は(7−2)で表されるイソシアネートシランカップリング剤の加水分解縮合物を含む。
本発明の好ましい耐水性偏光フィルムは、前記有機色素が、下記一般式(1−3)で表されるアゾ化合物を含む。
なお、本明細書において、「A〜B」という表記は、「A以上B以下」を意味する。
本発明の耐水性偏光フィルムは、アニオン性基を有する有機色素と、窒素原子を有する非環式化合物と、アミノ基を有するシロキサン化合物と、エポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物と、を含む偏光層を有する。
通常、図1に示すように、前記耐水性偏光フィルム1は、前記偏光層2と、前記偏光層2が積層される基材3と、を有する。もっとも、本発明の耐水性偏光フィルムは、偏光層のみから構成されていてもよい(図示せず)。また、本発明の耐水性偏光フィルムは、基材及び偏光層以外に、その他の層を有していてもよい。
偏光層に含まれるアニオン性基を有する有機色素は、二色吸収性を示す有機化合物であれば特に限定されないが、リオトロピック液晶性を有するものが好ましい。
前記アニオン性基は、有機色素の骨格に結合した固定アニオン基を有し、通常、この固定アニオン基に対イオンが結合している。
前記対イオンの一部又は全部は、窒素原子を有する非環式化合物のカチオン種で置換されたものである。
アニオン性基を2個以上有する有機色素は、水系溶媒に対する親和性が高い。そのため、前記有機色素を水系溶媒に溶解させることができ、良好なコーティング液を容易に調製できる。このコーティング液を用いることにより、偏光層を形成できる。
前記アニオン性基は、前記偏光層に対して耐水化処理を行ったときに、非環状化合物及びアミノ基を有するシロキサン化合物と結合点を構成する。
なお、偏光層は、自然光又は偏光から特定の直線偏光を透過する機能を有する光学フィルムである。
前記有機色素としては、例えば、特開2007−126628号公報、特開2006−323377号公報などに記載されている化合物を用いることができる。
なお、一般式(1−1)及び(1−2)のRの炭素数1〜3のアルキル基、ベンゾイル基又はフェニル基が置換基を有する場合、その置換基としては、前記アリール基又はアリーレン基で例示した置換基と同様のものが挙げられる。
前記アリーレン基としては、フェニレン基の他、ナフチレン基などのようなベンゼン環が縮合した縮合環基が挙げられる。
前記一般式(1−1)及び(1−2)のQ1は、好ましくは置換基を有していてもよいフェニル基であり、さらに好ましくはパラ位に置換基を有するフェニル基である。
前記一般式(1−2)のQ2は、好ましくは置換基を有していてもよいナフチレン基であり、さらに好ましくは置換基を有していてもよい1,4−ナフチレン基である。
一般式(1−3)のR及びMは、前記一般式(1−1)のR及びMと同様である。
なお、一般式(1−3)のXの炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基が置換基を有する場合、その置換基としては、前記アリール基又はアリーレン基で例示した置換基と同様のものが挙げられる。
特に、前記一般式(1−3)で表されるアゾ化合物は、2個以上の−SO3M基がそれぞれ隣接していない。よって、前記アゾ化合物は、−SO3M基同士の立体障害が小さい。このため、耐水化処理前後において、前記アゾ化合物が直線的に配向するので、前記アゾ化合物の使用は、偏光度の高い偏光層を形成できる。
前記偏光層に含まれる非環式化合物は、窒素原子を有する。
前記非環式化合物の窒素原子数は、特に限定されない。もっとも、会合体を形成している複数の有機色素の間に介在し、適度な結合点にて隣接する有機色素をバインドし易いことから、非環式化合物の窒素原子は、2個以上が好ましく、2個〜5個がさらに好ましく、2個〜4個がより好ましく、2個又は3個が最も好ましい。
前記非環式化合物の炭素数は、特に限定されないが、例えば、1〜30であり、好ましくは2〜20であり、さらに好ましくは2〜16である。
前記塩としては、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの無機酸塩;酢酸、蟻酸、シュウ酸などの有機酸塩などが挙げられる。
これらの中では、カチオン性基としては、アミノ基又はその塩が好ましい。
前記非環式化合物は、前記窒素原子を含むカチオン性基を2個〜5個有する化合物が好ましく、前記カチオン性基を2個〜4個有する化合物がさらに好ましく、前記カチオン性基を2個又は3個有する化合物がより好ましい。
前記非環式化合物は、その主鎖の少なくとも両末端部にカチオン性基がそれぞれ結合している化合物が好ましい。
脂肪族テトラアミンとしては、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンテトラミンなどが挙げられる。
脂肪族ペンタアミンとしては、テトラエチレンペンタミンなどが挙げられる。
アミノ基を有するシロキサン化合物は、シロキサン結合を含み且つアミノ基を有するシロキサン単位を主骨格とする。以下、アミノ基を有するシロキサン化合物を「アミノシロキサン化合物」と記す場合がある。
前記アミノシロキサン化合物は、一般に、下記式(2−1)で表される。
前記一般式(2−1)で表されるアミノシロキサン化合物としては、例えば、下記一般式(2−2)で表されるものが挙げられる。
アミノシランカップリング剤は、その分子中に少なくとも1個のアミノ基を有するシラン化合物である。前記アミノシランカップリング剤が有するアミノ基は、好ましくは1個又は2個であり、さらに好ましくは1個である。
本発明においては、下記一般式(3−1)又は(3−2)で表されるアミノシランカップリング剤を用いることが好ましい。
前記直鎖状又は分岐状のアルキル基の炭素数は、例えば、1〜30であり、好ましくは1〜12であり、さらに好ましくは1〜6であり、より好ましくは1〜4である。前記直鎖状又は分岐状の炭素数1〜30のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基などが挙げられる。
前記直鎖状又は分岐状のアルケニル基又は直鎖状又は分岐状のアルキニル基の炭素数は、それぞれ独立して、例えば、2〜30であり、好ましくは、2〜12であり、さらに好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4である。前記直鎖状又は分岐状の炭素数2〜30のアルケニル基の具体例としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、オクタデセニル基などが挙げられる。前記直鎖状又は分岐状の炭素数2〜30のアルキニル基の具体例としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基などが挙げられる。
前記直鎖状又は分岐状のアルキレン基の炭素数は、例えば、1〜30であり、好ましくは、1〜12であり、さらに好ましくは1〜6であり、より好ましくは1〜4である。前記直鎖状又は分岐状の炭素数1〜30のアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基などが挙げられる。
前記直鎖状又は分岐状のアルケニレン基又は直鎖状又は分岐状のアルキニレン基の炭素数は、それぞれ独立して、例えば、2〜30であり、好ましくは、2〜12であり、さらに好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4である。前記直鎖状又は分岐状の炭素数2〜30のアルケニレン基の具体例としては、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基などが挙げられる。前記直鎖状又は分岐状の炭素数2〜30のアルキニレン基の具体例としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基などが挙げられる。
前記二価の含酸素炭化水素基としては、例えば、二価のエーテル基などが挙げられる。前記二価のエーテル基は、−RA−O−RB−で表され、前記RA及びRBは、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐状の二価の炭化水素基である。
前記窒素で中断された二価の炭化水素基(二価の含窒素炭化水素基)の炭素数は、2〜30であり、好ましくは2〜12であり、さらに好ましくは2〜6である。
前記二価の含窒素炭化水素基としては、例えば、−RA−NH−RB−で表され、前記RA及びRBは、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐状の二価の炭化水素基である。
前記RA及びRBで表される二価の炭化水素基としては、それぞれ、上記で例示したような直鎖状又は分岐状のアルキレン基、アルケニレン基、又はアルキニレン基が挙げられるが、好ましくは、直鎖状又は分岐状のアルキレン基である。
エポキシ基を有するシロキサン化合物は、シロキサン結合を含み且つエポキシ基を有するシロキサン単位を主骨格とする。
イソシアネート基を有するシロキサン化合物は、シロキサン結合を含み且つイソシアネート基を有するシロキサン単位を主骨格とする。
以下、エポキシ基を有するシロキサン化合物を「エポキシシロキサン化合物」と記し、イソシアネート基を有するシロキサン化合物を「イソシアネートシロキサン化合物」と記す場合がある。
偏光層内には、エポキシシロキサン化合物及びイソシアネートシロキサン化合物の少なくとも何れか一方が含まれていればよく、例えば、エポキシシロキサン化合物若しくはイソシアネートシロキサン化合物が含まれ、又は、エポキシシロキサン化合物及びイソシアネートシロキサン化合物の双方が含まれている。
前記エポキシシロキサン化合物は、一般に、下記式(4−1)で、イソシアネートシロキサン化合物は、一般に、下記式(5−1)で表される。
前記一般式(4−1)で表されるエポキシシロキサン化合物としては、例えば、下記一般式(4−2)で表されるものが挙げられ、前記一般式(5−1)で表されるイソシアネートシロキサン化合物としては、例えば、下記一般式(5−2)で表されるものが挙げられる。
前記イソシアネートシロキサン化合物は、イソシアネートシランカップリング剤の加水分解縮合物を含み、好ましくはイソシアネートシランカップリング剤の加水分解縮合物から構成される。
前記エポキシシランカップリング剤は、その分子中に少なくとも1個のエポキシ基を有するシラン化合物である。前記エポキシシランカップリング剤が有するエポキシ基は、好ましくは1個又は2個であり、さらに好ましくは1個である。
前記イソシアネートシランカップリング剤は、その分子中に少なくとも1個のイソシアネート基を有するシラン化合物である。前記イソシアネートシランカップリング剤が有するイソシアネート基は、好ましくは1個又は2個であり、さらに好ましくは1個である。
本発明においては、下記一般式(6−1)又は(6−2)で表されるエポキシシランカップリング剤、或いは、下記一般式(7−1)又は(7−2)で表されるイソシアネートシランカップリング剤を用いることが好ましい。
前記一般式(6−1)、(6−2)、(7−1)及び(7−2)において、R6、R7及びR8は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の一価の炭化水素基、又は、チオール基を表し、R9は、置換若しくは無置換の二価の炭化水素基、又は、酸素若しくは窒素で中断された炭化水素基であって置換若しくは無置換の二価の炭化水素基を表す。前記一価の炭化水素基、二価の炭化水素基又は二価の含酸素炭化水素若しくは含窒素炭化水素基が置換基を有する場合、その置換基としては、ハロゲノ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルアミノ基、炭素数1〜6のアシルアミノ基などが挙げられる。
一般式(6−3)乃至(6−6)について、R6、R7、R8及びR9は、一般式(6−1)及び(6−2)と同様である。
前記チオール基としては、例えば、炭素数0〜20のチオール基が好ましく、炭素数0〜10のチオール基がさらに好ましく、炭素数0〜5のチオール基がより好ましい。前記チオール基の具体例としては、前記一般式(3−1)で例示したようなものが挙げられる。
前記酸素で中断された二価の炭化水素基(二価の含酸素炭化水素基)の炭素数は、2〜30であり、好ましくは2〜12であり、さらに好ましくは2〜6である。前記二価の含酸素炭化水素基としては、例えば、二価のエーテル基などが挙げられる。前記二価のエーテル基は、−RA−O−RB−で表され、前記RA及びRBは、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐状の二価の炭化水素基である。前記窒素で中断された二価の炭化水素基(二価の含窒素炭化水素基)の炭素数は、2〜30であり、好ましくは2〜12であり、さらに好ましくは2〜6である。前記二価の含窒素炭化水素基としては、例えば、−RA−NH−RB−で表され、前記RA及びRBは、それぞれ独立して、直鎖状又は分岐状の二価の炭化水素基である。前記RA及びRBで表される二価の炭化水素基としては、それぞれ、上記で例示したような直鎖状又は分岐状のアルキレン基、同アルケニレン基、又は同アルキニレン基が挙げられるが、好ましくは、直鎖状又は分岐状のアルキレン基である。
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランなどが挙げられる。エポキシシランカップリング剤は、1種単独で又は2種以上を併用できる。
また、前記偏光層中におけるアミノシロキサン化合物(又はアミノシランカップリング剤)の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、前記偏光層中に含まれる非環式化合物の100質量部に対して、0を超え200質量部以下であり、さらに好ましくは5質量部〜150質量部であり、より好ましくは7質量部〜120質量部である。アミノシロキサン化合物が少なすぎると、会合体のバインドが十分でなく、それが多すぎると、有機色素に対するシロキサン化合物の量が相対的多くなりすぎる。
また、前記偏光層中におけるエポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物(又はエポキシシランカップリング剤若しくはイソシアネートシランカップリング剤)の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、前記偏光層中に含まれるアミノシロキサン化合物の100質量部に対して、0を超え200質量部以下であり、さらに好ましくは5質量部〜150質量部であり、より好ましくは7質量部〜120質量部である。エポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物が少なすぎると、アミノシロキサン化合物のアミノ基のキャップが十分でなく、それが多すぎると、有機色素に対するエポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物の量が相対的多くなりすぎる。
前記偏光層を有する耐水性偏光フィルムは、可視光領域(波長380nm〜780nm)の少なくとも一部の波長において吸収二色性を示す。
前記偏光層を有する耐水性偏光フィルムの透過率は、38%以上であり、好ましくは39%以上であり、さらに好ましくは40%以上である。
前記偏光層を有する耐水性偏光フィルムの偏光度(視感度補正したY値より求めた偏光度)は、98%以上であり、好ましくは99%以上である。
また、前記偏光層の厚みは、特に限定されないが、好ましくは0.1μm〜10μmである。この偏光層の厚みが1μm未満である場合には、図1に示すように、基材上に積層された状態で使用することが好ましい。
有機色素、非環式化合物、アミノシロキサン化合物及びエポキシシロキサン化合物(又はイソシアネートシロキサン化合物)は、偏光層内において、図2のような状態で存在していると推定される。
図2は、偏光層内での各成分の状態を模式的に表した参考図である。ただし、図2では、エポキシシロキサン化合物を表しているが、このエポキシシロキサン化合物に代えてイソシアネートシロキサン化合物でも同じである。
なお、非環式化合物についても、一部のカチオン性基が有機色素に結合していない場合も考えられるが、かかる会合体結合のカチオン性基にエポキシシロキサン化合物のエポキシ基(イソシアネートシロキサン化合物のイソシアネート基)が結合し、エポキシシロキサン化合物(又はイソシアネートシロキサン化合物)が非環式化合物を安定化していることも考えられる。
非環式化合物、アミノシロキサン化合物及びエポキシシロキサン化合物(又はイソシアネートシロキサン化合物)が、複数の会合体をさらに大きな会合体の如き構造にし、それらによって会合体の配向状態が固定されるので、本発明の偏光層は、水に対する耐久性に優れていると考えられる。
本発明の耐水性偏光フィルムは、例えば、下記工程A〜工程Cを経て製造でき、さらに、工程Cの後、下記工程Dを行ってもよい。
工程A:アニオン性を有する有機色素を含むコーティング液を基材上に塗布することによって、有機色素を含む塗膜を形成する工程。
工程B:工程Aで形成された塗膜を乾燥することによって、偏光層を得る工程。
工程C:工程Bで得られた偏光層の一面又は両面に、非環式化合物、アミノシランカップリング剤、及び、エポキシシランカップリング剤又はイソシアネートシランカップリング剤を含む処理液を接触させる工程(耐水化処理)。
工程D:前記偏光層などに付着した余分な処理液を取り除くため、前記偏光層を洗浄などする工程。
工程Aにおいては、有機色素を含むコーティング液を、基材上に塗布し、塗膜を形成する。前記有機色素としては、前記例示の色素などが用いられ、好ましくは一般式(1−3)で表されるアゾ化合物が用いられる。前記有機色素を、適当な溶媒に溶解させることによって、コーティング液を調製することができる。
前記コーティング液は、有機色素が液中で会合体を形成し、その結果、液晶相を示す。液晶相は、特に限定されず、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、コレステリック液晶相、ヘキサゴナル液晶相などが挙げられる。前記液晶相は、偏光顕微鏡で観察される光学模様によって、確認、識別できる。
水系溶媒は、水、親水性溶媒、水と親水性溶媒の混合溶媒などが挙げられる。親水性溶媒は、水と均一に溶解させることができる溶媒である。
親水性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、メチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類などが挙げられる。好ましくは、前記溶媒は、水、又は、水と親水性溶媒の混合溶媒である。
また、コーティング液のpHは、好ましくはpH4〜10程度、さらに好ましくはpH6〜8程度に調整される。
コーティング液の調製方法は、特に限定されず、例えば、溶媒を入れた容器に有機色素を加えてもよいし、或いは、有機色素を入れた容器に溶媒を加えてもよい。
基材は、コーティング液を均一に展開するために用いられる。基材の種類は、この目的に適していれば特に限定されず、例えば、合成樹脂フィルム(フィルムとは、一般にシートと言われるものを含む意味である)、ガラス板などを用いることができる。
好ましい実施形態においては、基材は、単独のポリマーフィルムである。好ましい他の実施形態においては、基材は、ポリマーフィルムを含む積層体である。この積層体は、好ましくはポリマーフィルムに配向層をさらに含む。
前記ポリマーフィルムとしては、特に限定されないが、透明性に優れているフィルム(例えば、ヘイズ値5%以下)が好ましい。
前記基材の厚みは、強度などに応じて適宜に設計し得る。薄型軽量化の観点から、基材の厚みは、好ましくは300μm以下、さらに好ましくは5μm〜200μm、より好ましくは10μm〜100μmである。
前記基材が配向層を含む場合、その配向層は、基材に配向処理を施すことで形成できる。前記配向処理としては、ラビング処理などの機械的配向処理、光配向処理などの化学的配向処理などが挙げられる。
また、前記基材の塗布面(コーティング液が塗布される基材の表面)の親水性が低い場合には、この塗布面に親水化処理を施すことが好ましい。
親水化処理は、乾式処理でもよく、湿式処理でもよい。乾式処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理又はグロー放電処理などの放電処理;火炎処理;オゾン処理;UVオゾン処理;紫外線処理又は電子線処理などの電離活性線処理などが挙げられる。湿式処理としては、例えば、水やアセトンなどの溶媒を用いた超音波処理、アルカリ処理、アンカーコート処理などを例示できる。これらの処理は、単独で行ってもよいし、2つ以上を組み合せて行ってもよい。
なお、前記有機色素は、コーティング液の流延時に加わる剪断応力によって配向するが、これに代えて又はこれに併用して、他の手段によって有機色素を配向させることもできる。
前記他の手段としては、例えば、配向処理が施された基材上にコーティング液を塗布する手段、及び、基材上にコーティング液を塗布して塗膜を形成した後、磁場又は電場を印加する手段などが挙げられる。これらの他の手段を単独で行っても、有機色素が所定方向に配向した塗膜を形成できる。
工程Bにおいては、前記工程Aで形成された塗膜を乾燥する。
前記塗膜を乾燥する方法は、自然乾燥、強制的な乾燥の何れでもよい。強制的な乾燥には、例えば、熱風又は冷風が循環する空気循環式恒温オーブン、マイクロ波若しくは遠赤外線などを利用したヒーター、温度調節用に加熱されたロール、加熱されたヒートパイプロール、加熱された金属ベルトなどの乾燥手段を用いることができる。
乾燥温度は、コーティング液の等方相転移温度以下であり、低温から高温へ徐々に昇温させることが好ましい。具体的には、前記乾燥温度は、好ましくは10℃〜80℃であり、さらに好ましくは20℃〜60℃である。かかる温度範囲であれば厚みバラツキの小さい乾燥塗膜を得ることができる。
乾燥時間は、乾燥温度や溶媒の種類によって、適宜、選択され得る。厚みバラツキの小さい乾燥塗膜を得るためには、乾燥時間は、例えば1分〜30分であり、好ましくは1分〜10分である。
得られた偏光層(乾燥塗膜)の厚みは、好ましくは0.1μm〜10μmである。前記偏光層中における残存溶媒量は、偏光層の総質量に対し、好ましくは1質量%以下であり、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
工程Cにおいては、工程Bで得られた偏光層の表面(基材の接合面と反対面)に、非環式化合物、アミノシランカップリング剤、及び、エポキシシランカップリング剤又はイソシアネートシランカップリング剤を含む処理液を接触させる。
処理液は、非環式化合物、アミノシランカップリング剤、及び、エポキシシランカップリング剤又はイソシアネートシランカップリング剤を、溶媒に溶解又は分散させることによって得られる。前記溶媒は、好ましくは水系溶媒が用いられる。前記水系溶媒は、前記コーティング液の欄で例示したものを用いることができる。
例えば、複数に分けた処理液としては、次のようなものが挙げられる。
(1)非環式化合物、アミノシランカップリング剤、及び、エポキシシランカップリング剤又はイソシアネートシランカップリング剤を纏めて溶媒に溶解させた1つの処理液。
(2)非環式化合物、アミノシランカップリング剤、及び、エポキシシランカップリング剤又はイソシアネートシランカップリング剤から選ばれる1つを溶媒に溶解させた第1の処理液、及び、前記選択しなかった2つを溶媒に溶解させた第2の処理液。
(3)非環式化合物を溶媒に溶解させた第1の処理液、アミノシランカップリング剤を溶媒に溶解させた第2の処理液、及び、エポキシシランカップリング剤又はイソシアネートシランカップリング剤を溶媒に溶解させた第3の処理液。
処理液が複数に分けられている場合、その複数の処理液を、同時に又は順に偏光層に接触させる。
処理液を偏光層に接触させる方法は、特に限定されない。前記接触方法としては、偏光層の表面に処理液を塗布する方法、偏光層を処理液中に浸漬する方法などが挙げられる。処理液の塗布は、各種コータやスプレーなどを用いて実施できる。これらの方法を採用する場合、偏光層の表面は、水又は任意の溶剤で洗浄し乾燥しておくことが好ましい。前記接触方法は、偏光層を処理液中に浸漬する方法が好ましい。この方法によれば、偏光層全体に処理液を確実に接触させることができる。また、この方法によれば、偏光層内に処理液が浸透し易くなるため、前記偏光層に耐水性を確実に付与できる。
工程Dにおいては、耐水化処理後の偏光層の表面を、洗浄及び/又は乾燥する。
工程Dは、前記工程Cで得られた耐水性偏光フィルムに付着している余分な処理液を取り除くために実施される。
例えば、耐水化処理後の偏光層を水で洗浄した後、乾燥してもよい。また、耐水化処理後の偏光層を、単に乾燥するだけでもよい。
また、本発明の製造方法は、前記工程A〜工程D以外に、さらに、他の工程を有していてもよい。
本発明の耐水性偏光フィルムは、例えば、サングラスなどのレンズ、調光窓、画像表示装置などに使用できる。
本発明の耐水性偏光フィルムは、水に対する耐久性が極めて優れていることから、レンズや調光窓の構成部材として好適に利用できる。特に、前記耐水性偏光フィルムは超音波洗浄を行っても溶解し難く且つ光学特性の変化が小さいことから、サングラスなどのレンズに好適に利用できる。
また、本発明の耐水性偏光フィルムは、その一面又は両面に保護フィルムを積層することにより、偏光板として使用することもできる。偏光板として使用する場合、さらに、耐水性偏光フィルムに位相差フィルムを積層してもよい。
本発明の耐水性偏光フィルムは、前記基材上に積層された状態で使用でき、或いは、前記基材から引き剥がして使用することもできる。
4−ニトロアニリンと8−アミノ−2−ナフタレンスルホン酸とを、常法(細田豊著「理論製造 染料化学 第5版」昭和43年7月15日技法堂発行、135ページ〜152ページに記載の方法)により、ジアゾ化及びカップリング反応させて、モノアゾ化合物を得た。得られたモノアゾ化合物を、前記常法によりジアゾ化し、さらに、1−アミノ−8−ナフトール−2,4−ジスルホン酸リチウム塩とカップリング反応させて粗生成物を得た。これを塩化リチウムで塩析することによって、下記の構造式(1−4)のアゾ化合物を得た。
前記コーティング液を、ラビング処理及びコロナ処理が施されたノルボルネン系ポリマーフィルム(日本ゼオン(株)製、商品名「ゼオノア」)上に、バーコータ(BUSHMAN社製、製品名「Mayer rot HS4」)を用いて塗布し、23℃の恒温室内で十分に自然乾燥させた。得られた偏光層は、厚み0.3μmであった。
前記ポリマーフィルムに積層された偏光層を、前記処理液に2秒間浸漬した。次に、これを水洗した後、乾燥することにより、偏光フィルムを作製した。
2枚のスライドガラスの間にコーティング液を少量挟み込み、偏光顕微鏡(オリンパス(株)製、製品名「OPTIPHOT−POL」)を用いて、液晶相を観察した。
<偏光層の厚みの測定方法>
偏光層の厚みは、ポリマーフィルムから偏光層の一部を剥離し、3次元非接触表面形状計測システム((株)菱化システム製、製品名「Micromap MM5200」)を用いて、前記ポリマーフィルムと偏光層との段差を測定した。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの量を、4.5質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを作製した。
[実施例3]
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの量を、2.7質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを作製した。
[実施例4]
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの量を、0.9質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを作製した。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを作製した。
[比較例2]
3−アミノプロピルトリエトキシシランを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを作製した。
[比較例3]
非環式化合物の混合物を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で偏光フィルムを作製した。
各実施例及び比較例の偏光フィルムを、それぞれ60℃の水を入れた超音波洗浄器(BRANSON社製、商品名「Bransonic Model 8800」)に浸漬し、5分間超音波洗浄した。超音波洗浄後、偏光フィルムを取り出し、偏光層の状態を確認した。その結果を表1に示す。
ただし、表1において、Aは、偏光層が溶解していなかったこと、Bは、偏光層の一部が溶解していたが、その殆どが溶解していなかったこと、Cは、偏光層の全体が溶解していたことを表す。
各実施例及び比較例の偏光フィルム(処理液に浸漬し乾燥して得られた偏光フィルム)のそれぞれについて、下記の方法で単体透過率(Ts)及び偏光度(P)を求めた。
次に、各実施例及び比較例の偏光フィルムのそれぞれを、60℃、90%RHの環境下で、100時間放置した後、同様にして、その単体透過率(Ts)及び偏光度(P)を求めた。試験前と100時間放置後の単体透過率の変化(ΔTs)及び偏光度の変化(ΔP)を表1に示す。
単体透過率の変化(ΔTs)=放置後の単体透過率−試験前の単体透過率。
偏光度の変化(ΔP)=放置後の偏光度−試験前の偏光度。
グラムトムソン偏光子を備える分光光度計(日本分光(株)製、製品名「V−7100」)を用いて、波長380nm〜780nmの直線偏光を偏光層に入射させ、波長毎に視感度補正係数をかけて積分することにより、前記波長領域における平均のk1及びk2を測定した。このk1及びk2を下記式1及び式2に代入することにより、単体透過率(Ts)及び偏光度(P)を求めた。
式1:単体透過率=(k1+k2)/2
式2:偏光度=(k1−k2)/(k1+k2)
なお、k1は、最大透過率方向の直線偏光の透過率を表し、k2は、最大透過率方向に直交する方向の直線偏光の透過率を表す。
各実施例と比較例1の対比から、エポキシシランカップリング剤を添加することにより、透過率の変化が小さくなることが判る。
各実施例と比較例2の対比から、アミノシランカップリング剤を添加することにより、水に対して溶解し難くなることが判る。
各実施例と比較例3の対比から、非環式化合物、アミノシランカップリング剤及びエポキシシランカップリング剤を添加することにより、水に対して溶解し難く且つ透過率の変化が小さくなることが判る。
Claims (8)
- アニオン性基を有する有機色素と、アミノ基を有するシロキサン化合物以外の窒素原子を有する非環式化合物と、アミノ基を有するシロキサン化合物と、エポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物と、を含む偏光層を有し、
前記偏光層が、複数の前記有機色素が集まった会合体を複数含み、
前記アミノ基を有するシロキサン化合物が、前記複数の会合体に結合している、耐水性偏光フィルム。 - 前記窒素原子を有する非環式化合物が、脂肪族ジアミン又はその塩、脂肪族トリアミン又はその塩、脂肪族テトラアミン又はその塩、脂肪族ペンタアミン又はその塩、及び、脂肪族エーテルジアミン又はその塩から選ばれる1種である、請求項1に記載の耐水性偏光フィルム。
- 前記エポキシ基又はイソシアネート基を有するシロキサン化合物が、前記アミノ基を有するシロキサン化合物に結合している、請求項1または2に記載の耐水性偏光フィルム。
- 前記非環式化合物が、その分子中に窒素原子を含むカチオン性基を2個〜5個有する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の耐水性偏光フィルム。
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