JPH11248937A - 偏光ポリビニレンシートの製造方法 - Google Patents

偏光ポリビニレンシートの製造方法

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JPH11248937A
JPH11248937A JP10338235A JP33823598A JPH11248937A JP H11248937 A JPH11248937 A JP H11248937A JP 10338235 A JP10338235 A JP 10338235A JP 33823598 A JP33823598 A JP 33823598A JP H11248937 A JPH11248937 A JP H11248937A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱水酸触媒を界面に取り込む工程を含む偏光
ポリビニレンシートの製造方法を提供すること 【解決手段】 ポリビニレンをベースとした偏光子
(「Kシート」型偏光子を参照)の製造方法が提供され
る。一つの実施態様において、偏光子のポリビニレン発
色団が配向されたポリマー出発材料の酸触媒化脱水によ
って形成される。酸触媒は、出発材料を担持ウェブ(ま
たは他の支持基板)に固定するために用いられる結合剤
として使用される。この方法の利点は、「むれ」および
「斑点」の頻度が減少し、処理速度が良好になり、低濃
度の酸が使用可能であるため低腐食性の処理環境が得ら
れることである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光ポリビニレン
シート(「Kシート」型偏光子を参照)の製造方法に関
し、特に、偏光シートのポリビニレン発色団が、酸触媒
をポリビニルアルコールシートに直接塗布または他の方
法で堆積させて、ポリビニルアルコールシートを酸触媒
化脱水することによって形成される方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、光波は光線軸のまわりの多数の面
で振動する。光波が単一面のみで振動するとき、その光
は平面偏光と呼ばれる。いくつかの有用な光学目的およ
び効果が平面偏光によって成し遂げられ得る。例えば、
液晶表示画面等の電気光学装置の製造において、直交偏
光子がアドレス可能な液晶中間層と共に画像形成の基礎
を提供するように使用され得る。写真の分野では、偏光
フィルターは、ぎらつきおよび鏡のような反射の輝度を
減少させるために使用されている。また、偏光フィルタ
ーは、陰極線管(CRT)表示モニター画面のぎらつき
を減少させるのにも使用されている。
【0003】いくつかの材料が生来ある程度の偏光特性
を有するが、ポリマー薄膜を基礎にした合成偏光材料
は、その製造および取り扱いが比較的簡単であること、
その性能が特定の用途に応じて変更され得ること、なら
びに望ましい最終製品に比較的簡単に取り込まれ得るこ
となどから、望ましい。
【0004】直線光偏光膜の製造は、当該分野で詳しく
説明されている。一般に、直線光偏光膜の所定の電磁放
射ベクトルに沿って振動して選択的に放射を通し(か
つ、第2の所定の電磁放射ベクトルに沿って振動して選
択的に電磁放射を吸収する)特性は、透過膜媒体の異方
性による。
【0005】二色性偏光子は直線光偏光子の吸収性変形
であり、その偏光能力は入射光波吸収のベクトル異方性
による。用語「二色性」とは、本明細書において、入射
光ビームの成分の振動方向によって異なる吸収の性質を
意味する。よって、二色性膜に入射する光は、高低二つ
の異なる吸収係数に遭遇する。出射光は、低吸収方向で
優勢的に振動する。
【0006】数種類の合成直線偏光子のうち、いわゆる
「Kシート」型偏光子と呼ばれるものがあり、これは熱
および湿気に対して比較的良好な環境抵抗を特徴とす
る。E.H.LandおよびH.G.Rogersに発
行された米国特許第2,173,304号および第2,
306,108号の記載によると、「Kシート」型偏光
子は通常、ポリビニルアルコールなどのヒドロキシル化
ポリマーを少なくとも部分的に脱水して調製される。特
に、分子の配向工程(即ち、延伸)の前または後で、ポ
リビニルアルコールシートが、非常に強い酸触媒煙の高
温環境への露出によって脱水され、水分子が遊離され、
ビニレンブロックと結合したポリマーを形成する。それ
によって生じたシートでは、入射光は、配向されたポリ
ビニレン分子を通り抜けて直線的に偏光する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】有用な「Kシート」型
偏光子は従来の発煙プロセスによって形成され得るが、
特定の処理環境および適切な制御がない状態において、
その処理によってできた偏光子に、特に高水準の光学精
度を必要とする特定の適用においては不適切または望ま
しくない「むら」および「斑点」などが起こり得る。こ
のようなアーチファクトを作り出す原因の一つは、酸煙
中の環境の影響による変動が均一ではない接触脱水(cat
alytic dehydration)を起こすためだと考えられてい
る。例えば、密封状態の囲いの中であっても、発煙オー
ブンの高温が均一発煙を分裂または妨害する熱流を発し
得る。このような変化性の可能性に照らして、酸発煙工
程への依存性の減少、またはさらに好ましくは、その工
程への関与がないポリビニレンをベースにした偏光子の
製造方法が必要とされている。
【0008】上記に照らして、本発明の目的は、脱水酸
触媒を界面に取り込む工程を含む偏光ポリビニレンシー
トの製造方法を提供することである。
【0009】本発明の他の目的は、酸発煙工程を含まな
い偏光ポリビニレンシートの製造方法を提供することで
ある。
【0010】本発明の他の目的は、従来の偏光子製造プ
ロセスに容易に同化し得る工程を含むポリビニレンをベ
ースとした偏光子の製造方法を提供することである。
【0011】本発明の他の目的は、「むれ」および「斑
点」を偏光子製品に起こし得る環境の影響により強く抵
抗するポリビニレンをベースとした偏光子を製造する方
法を提供することである。
【0012】本発明におけるこれらおよびその他の特徴
ならびに利点は、以下の発明の好ましい実施態様の詳細
な説明を添付の図面と共に参照することによって、明ら
かになる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のヒドロキシル化
線状高分子を含むポリマーシートから偏光子を形成する
方法は、(a)該ポリマーシートを充分に一軸延伸し、
該ポリマーシートの該ヒドロキシル化線状高分子を延伸
方向に沿って配向させる工程と、(b)該配向シートを
支持体に結合する工程であって、該配向シートと該支持
体との界面に脱水触媒を付与することを含む工程と、
(c)該配向シートの接触脱水を起こさせるのに充分な
条件下で、該支持された配向シートを処理し、それによ
って、該ポリマー内に光吸収ビニレンブロックセグメン
トが形成される工程とを包含し、このことにより、上記
目的が達成される。
【0014】前記脱水触媒が、酸含有溶液であってもよ
い。
【0015】前記処理が、前記支持された配向シートを
前記脱水触媒を起こさせるのに充分な温度および期間で
加熱することをを含んでもよい。
【0016】前記ヒドロキシル化線状高分子がポリビニ
ルアルコールであってもよい。
【0017】前記ポリマーシートが、元の長さの約2.
0倍から約5.0倍に一軸延伸されてもよい。
【0018】前記シートが、前記接触脱水後にさらに1
0%から160%の割合で一軸延伸され、最終的な延伸
の度合いが、前記元の長さの、少なくとも4.8倍にな
る工程をさらに包含してもよい。
【0019】前記シートがホウ素イオン含有溶液中で一
軸延伸されてもよい。
【0020】前記支持体が、前記一軸延伸の前に前記シ
ートから除去され、同一または異なる支持体が該一軸延
伸の後に、該シート上に再び積層されてもよい。
【0021】前記配向シートおよび前記支持体が、二つ
の当接する圧力ローラーによって形成されるニップで界
面結合されてもよい。
【0022】前記脱水触媒の付与が、前記ニップ内の前
記配向シートと前記支持体との前記界面によって形成さ
れる叉の中に該脱水触媒を滴下することによって行われ
てもよい。
【0023】前記脱水触媒が、塩酸溶液であってもよ
い。
【0024】前記加熱が、約220°F(104℃)か
ら400°F(204℃)の温度で行われてもよい。
【0025】上記の方法に従って形成される偏光ポリビ
ニレンシートが好ましい。
【0026】前記支持体が、可撓性の光透過性ポリマー
担持ウェブであってもよい。
【0027】前記光透過性ポリマー担持ウェブがポリエ
ステルを含んでもよい。
【0028】前記支持体が、剛性光透過性基板であって
もよい。
【0029】前記剛性光透過性基板が、一枚のガラスで
あってもよい。
【0030】本発明は偏光ポリビニレンシート(即ち、
「Kシート」型偏光子)の製造方法を提供する。方法
は、ヒドロキシル化線状高分子を含むシートを充分に一
軸延伸し、シートのポリマー成分を延伸方向に沿って分
子配向させることから始める。次に、配向されたポリマ
ーシートは、配向シートと支持体との界面に酸溶液を付
加することで、支持体(例えば、可撓性担持ウェブまた
は剛性支持基板)と結合される。最後に、方法の実施に
重要な様式に従って、ウェブに結合されたシートがシー
トの酸剤触媒化脱水を成し遂げるに充分な温度と期間加
熱され、それによって、その中に光吸収ビニレンブロッ
クセグメントを形成する。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明は、ヒドロキシル化線状ポ
リマー出発材料から偏光ポリビニレンシートを形成する
新規の方法を提供する。
【0032】方法は、出発材料のシートを充分に一軸延
伸し、シートの線状ポリマーを延伸方向に沿って分子配
向させることから始める。次に、配向されたポリマーシ
ートは、可撓性担持ウェブ(例えば、ポリエステルもし
くはセルロースアセテートブチレート)または剛性基板
(例えば、ガラス)に、配向されたシートと担持ウェブ
または剛性基板との界面に酸溶液を塗布することによっ
て結合される。
【0033】典型的には、結合流体として用いられる酸
は、従来のKシート製造プロセスの酸発煙工程に用いら
れる酸から選択される。米国特許第2,306,108
(LandおよびRogers)、米国特許第2,25
5,940号(Rogers)、米国特許第2,17
3,304号(LandおよびRogers)、ならび
に米国特許第2,674,159号(Binda)を参
照。しかし、熱(またはその他の適切な処理条件)の存
在下で、線状ポリマーのヒドロキシル化部分から2nH
およびnO原子を除去し、結合したビニレン単位を残す
ことが可能な脱水触媒(dehydration catalyst)と本質的
に作用する何らかの酸(または、その他の薬剤)の使用
も考慮され得る。典型的な酸には、塩酸、臭化水素酸、
ヨウ化水素酸、およびメタノール中の硫酸が含まれる。
そのなかでも、塩酸が好ましい。
【0034】延伸シートは、それ自体はもろく、しわお
よび折り目が付きやすいが、担持ウェブ(または、剛性
基板)に支持された後は、耐久性を持ち、操作が容易に
なり、その操作によって起こり得る偶然の非意図的な損
傷に対しての保護が向上する。更に重要なことには、構
造体に酸触媒が存在することで、酸結合された積層体を
偏光ポリビニレンシートに変換することができる。この
変換は、典型的には、ウェブに担持された配向シート
を、シートの酸触媒化脱水を成し遂げるのに充分な温度
と期間加熱して、光吸収ビニレンブロックセグメントを
ポリマー内に形成することによって成し遂げられる。
【0035】変換によって形成されたポリビニレンシー
トは偏光子として使用できるが、ポリビニレンシートの
光学特性および物理的特性は更なる工程で向上し得る。
例えば、ポリビニレンシートの二色比は、1997年9
月9日付けでBennettらに発行されたの米国特許
第5,666,223号に記載される延伸工程によって
実質的に改善され得る。同様に、シートの環境安定性
は、F.J.Bindaに発行された米国特許第2,4
45,555号、第2,453,186号、第2,55
4,850号、および第2,674,159号に記載さ
れるホウ酸塩処理(boration)工程によって改善され得
る。本発明の方法を実施する好ましい形態は、「延伸」
工程と「ホウ酸塩処理」工程との組合せである。
【0036】本発明を図1および図2を参照しながらよ
り詳しく説明する。図1および図2に示す方法は、本質
的に例示的であり、請求項で定義される発明の範囲を限
定するものではない。
【0037】図1に示すように、偏光ポリビニレンシー
ト10の一軸延伸は、ヒドロキシル化線状高分子のポリ
マーシート10Uを出発材料として使用する。ポリマー
開始材料10Uは、ヒドロキシル化線状高分子、その誘
導体、またはヒドロキシル化線状高分子に変換され得る
任意の化合物の中から選択され得る。従って、ポリビニ
ルアセタール類、ポリビニルケタール類、ならびにポリ
ヒドロキシアルカン類が、分子配向されたシートまたは
膜を形成するための材料として使用され得る。用語「ポ
リビニルアルコールのアセタール類およびケタール類」
は、アルデヒド類およびケトン類をそれぞれ用いた加水
分解および凝縮の連続的なまたは組合せ工程によってポ
リビニルアセテートから形成される樹脂類の総称を指す
ものとする。いずれにしても、広範囲の材料が使用でき
るが、入手し易いことと周知の特性によりポリビニルア
ルコール(PVA)が好ましい。しかし、本発明の方法
をポリビニルアルコールの混合ポリマーまたは誘導体を
使用して実施するときは、不完全誘導体を使用しなくて
はならない。即ち、ポリビニルアルコールのヒドロキシ
ル基が、後に続くエステル化反応に入るために未反応で
残っていなくてはならない。
【0038】ポリマーシート10Uは、適切な延伸装置
200(もしくは、他の同類の機械装置またはシステ
ム)に運搬、搬送、または移動され、その装置によっ
て、未処理のポリマーシート10sが一軸延伸される。
使用されるポリビニルアルコール材料は、典型的には約
0.038から約0.076mmの厚さで、好ましくは
約0.046mmの厚さである。シートは、初めに、元
の長さの約3.6から約5.0倍に一軸延伸される。延
伸は長さ方向に行われるが、横幅および厚さも結果的に
は変化する。例えば、最初に0.046mmの厚さで、
1140mmの幅であるポリビニルアルコールシートは
標準の寸法の約4.8倍に延伸されると、0.001m
mの厚さと1054mmの幅になる。
【0039】ポリマー出発材料の分子配向を行う延伸工
程は、一般に、中程度の加熱下で行われ、好ましくは、
ポリマー出発材料のガラス転移温度以上が良い。言うま
でもなく、この加熱は、ポリマー出発材料の温度を上げ
るのに適切な任意の手段によって達成され得る。
【0040】図1に示すように、延伸は、発熱素子23
0、高速ローラー210、および低速ローラー220を
備えたホットエアオーブン200(約125℃に加熱さ
れた)内で行われる。ローラー210とローラー220
との回転速度の違いは、二つのローラーの間に搬送され
るウェブ14の領域に対応する張力を形成するのに活用
され得る。ウェブの領域が発熱素子230から発せられ
る熱に同時に投入されるとき、ウェブ14の延伸は促進
され、より望ましく達成される。シート10Uのその他
の延伸方法は、本開示によって当業者には明らかにな
る。ポリマーシートを延伸する方法は、R.Blake
に発行された米国特許第2,547,736号、Edw
in H.LandおよびW.Ryanに発行された米
国特許第2,547,763号、ならびにS.Balk
anに発行された米国特許第2,804,652号に記
載されている。
【0041】図1に示す分子配向後、配向シート10O
は、当接する二つの圧力ローラー250および260に
よって形成されるニップへ運ばれ、シート10Oは供給
ロール140から配送される担持ウェブ12と界面結合
される。
【0042】担持ウェブ12には、いろいろな種類の材
料が使用できる。適切な担持ウェブ材料としては、セル
ロースエステル類(例えば、ニトロセルロース、セルロ
ースアセテート、セルロースアセテートブチレート)な
どの公知のポリマーシート材料、ポリエステル類、ポリ
カーボネート類、アクリル(acrylics)などのビニール
ポリマー、ならびにシート状で提供され得るその他の支
持材料が上げられる。特定の応用および必要によっては
ポリエステル類が特に有用である。好ましいポリエステ
ルは、Mylar and Estarの商品名で入手
可能なポリエチレンテレフタレートであるが、他のポリ
エチレンテレフタレート材料も使用できる。支持材料の
厚さは特定の応用によって異なる。一般に、製造考慮の
観点から、約0.5mil(0.013mm)から約2
0mil(0.51mm)の厚さを有する支持体が都合
良く用いられ得る。
【0043】多種の応用において支持材料は光透過性で
あるが、本発明の方法の実施は、支持体のいかなる特定
の光学特性にも限定されない。反射偏光子の製造を一例
とする特定の応用においては光反射性支持材料を用いる
ことが望ましい。また、支持体は、光学不活性である必
要はなく、ユニタリー構造を含む必要もない。支持体と
しては、反射性および透過性ホログラフィ構成要素、積
層体および光学素子、めがね類のレンズブランク、光学
リターダー、拡散器、デフラクター(defractor)および
屈折媒体、ならびに剛性プラスチックおよび液晶表示装
置の製造に用いられるガラス液晶配向板が考慮される。
【0044】図1に示すように、ローラー250とロー
ラー260との間のニップに担持ウェブ12と配向シー
ト10Oとが一緒に運ばれたとき、担持ウェブ12と配
向シート10Oとの間に叉が形成される。本発明に従っ
て、酸溶液が、貯蔵器500から叉に滴下され、通常、
ビーズ状に収集され、最終的には、これらのシートがロ
ーラー250とローラー260との間で積層されながら
シートとウェブとの界面に拡がる。酸は、ウェブ12と
シート10Oとの間を接着させるだけでなく、プロセス
中に更に下流で行われる変換工程の脱水で必要な触媒を
提供し、その後の不必要な酸発煙工程を起こす。
【0045】典型的には、均一な拡散を保証するため、
積層プロセス中に交差軸(crossaxis)ビーズ550が叉
の中に連続して形成および維持されるのに充分な速度お
よび量で酸が叉に滴下される。その他の均一拡散に影響
する要因で考慮されるべきもとしては、酸溶液の粘度お
よび組成、クロスウェブ(crossweb)軸の長さ、ならび
にウェブ12およびシート10Oの厚さ、寸法、および
組成が含まれる。
【0046】酸が配向シート10Oに直接および完全に
制限されて(intimate confinement)提供される限り、
結合に使用される酸の濃度は酸発煙を含む従来のプロセ
スで使用される濃度ほど高くする必要はない。いくつか
の要因が適切な濃度の決定に影響するが、塩酸を使用す
る場合には、積層速度、圧力、および温度によって約
0.1Nから約3.0Nの範囲の濃度が用いられ得る。
これより高い酸濃度は、他の処理パラメータを更に変更
することで可能となり得る。
【0047】上記の滴下方法による酸の界面への取り込
みは可撓性担持ウェブへの積層に好ましいが、剛性基板
への積層の場合には、他の方法も可能であり、より望ま
しくおよび/または必要であり得る。例えば、酸は、噴
霧、ブラッシング、コーティング等の方法で担持ウェブ
12に付与され、続いて、担持ウェブは、配向シート1
Oとの界面に運ばれる。あるいは、酸は、まず配向シ
ート10Oに付与され、担持ウェブ12の界面に運ばれ
る。あるいは、剛性ガラス基板上に酸を付与した後、配
向シート10Oを酸をコーティングした表面に堆積およ
び積層する。スロットコーティング(slot coating)お
よびグラビアコーティング(gravure coating)などのコ
ーティング方法も酸の付与に使用できる。
【0048】酸結合工程に続いて、酸含有積層体10B
がオーブン300(または、その他の適切な加熱手段)
に運搬、搬送、または移動され、偏光染色がシートに現
れる温度に加熱される。偏光染色が現れることで、シー
ト内の配向されたヒドロキシル化線状ポリマー分子が、
所望のポリビニレンの二色性分子に変換されたことが示
される。ポリビニレン二色性分子とは、即ち、結合され
た二重結合の伸長システム(extended system)を有す
る、炭化水素の長い直鎖分子である。良好な結果は、2
20°F(104℃)から400°F(204℃)付近
の温度で約30秒間以上の加熱によって得られる。
【0049】完成した偏光子10の光学特性は、変換が
起こるオーブンの温度および触媒されたシートがオーブ
ン熱に曝される期間の関数として制御され得る。オーブ
ンの温度が約325°Fに維持されて、他のプロセスの
条件が本明細書中に特定されたのと同じであれば、形成
された偏光子は入射光の約38%を透過させる。オーブ
ンの温度が約360°Fに維持されて、他の条件が一定
であれば、一枚の偏光材料シートは入射光の約32%を
透過させ、2枚の交差したシートは、入射光の0.01
%しか透過させない。よって、高透過性偏光子が所望で
あれば、比較的低いオーブン温度によって望まれる結果
が得られ、低透過性偏光子で高い遮断が望まれるのであ
れば、高いオーブン温度が用いられるべきであるのが明
らかである。
【0050】変換の結果生じたポリビニレンシート10
は、偏光子として機能し得るが、上記のシート10の光
学特性は、1997年9月9日にBennettらに発
行された米国特許第5,666,223号に記載される
プロセスによって改善され得る。特に、ポリビニレンシ
ート10の製造が、出発ポリマーシート10Uの2倍か
ら5倍の伸長(即ち、2.0×から5.0×の延伸)を
含むと仮定すると、明所視およびスペクトル二色比の改
善は、ポリビニレンシート10を一軸方向に伸張(再延
伸を参照)によって成され得る。良好な結果は、延伸が
シート10長さを、更に10%から160%増大させ
て、延伸の最終度合がシート10Uの元の所定の長さの
少なくとも4.8倍(好ましくはそれ以上)になる場合
に得られる。延伸の結果得られた偏光子は、約45より
大きい非常に望ましい明所視二色比RDのピークによっ
て特徴づけられる。更に、偏光特性の改善に加えて、延
伸工程は偏光ポリビニレンシートの変色を防ぐこと、お
よび紫外線放射に対する安定性の増加に大変有用であ
る。
【0051】図2に示すように、延伸工程は、必要では
ないが、望ましくはホウ素浴400中で実施される。こ
の工程を行うにあたって、配向されたポリ(ビニレン−
コ−ビニルアルコール)(vinylene-co-vinyl alcohol)
分子を含むシート10がホウ酸および/またはホウ砂水
溶液で、伸張と同時または伸張前に処理される。
【0052】変換および配向されたシート10の延伸
は、上記で論じたポリマー出発材料10Uの延伸と同様
の方法、即ち、高速ローラー410および低速ローラー
420を使用して行われ得る。先の延伸工程と同様、他
の延伸方法も用いることが可能である。延伸は、延伸方
法に関係なく、図2に示すように、延伸前に担持ウェブ
12をシート10から取り除くことで促進される。
【0053】図2に示す延伸はホウ素浴400中で起こ
っているが、本発明は延伸工程の時間および場所に限定
されず、ホウ酸塩処理も、実施に絶対重要というわけで
はない。例えば、ポリビニレンシート10は、ホウ素浴
400に浸して、柔らかく、および/または膨張させ
(「弛緩」を参照)、それに続いて除去してから延伸さ
れ得る。同様に、ポリビニレンシート10は、延伸され
てからホウ素浴400に浸しても良い。また、極端では
あるが実施可能な場合では、ポリビニレンシート10
は、前、後、または同時のいずれのホウ酸塩処理もなし
に延伸され得る。しかし、実施者に留意してもらいたい
が、ホウ素イオン含有溶液への前浸漬または同時浸漬は
ポリビニレンシート10の延伸を著しく促進し、シート
10の延伸時には、そのような浸漬が実施されるのが望
ましい。
【0054】更に、図2は単一の浴しか示していない
が、ホウ酸塩処理は2つ(またはそれ以上)の浴を用い
ることも可能である。例えば、2浴ホウ酸塩処理では、
第1の浴には水が入っており、第2の浴にはホウ素イオ
ン寄与種が入っている。あるいは、浴の順番を逆にする
こと、または両方の浴に異なる濃度のホウ酸イオン寄与
種および/またはホウ素イオン寄与種の混合物を入れる
こともできる。延伸は、どちらの浴で行われても良い。
【0055】ポリビニレンシート10をホウ酸塩処理す
るとき、ホウ酸塩処理溶液は、一般に、ホウ酸、および
水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムのいずれか、
またはホウ酸ナトリウムおよびホウ酸カリウムからなる
類からの物質(好ましくは、ホウ砂)を含む。配向され
た偏光シートを浸す1つの溶液または複数の溶液中のホ
ウ酸およびホウ砂またはその他のホウ酸塩の濃度は重要
ではない。好ましくは、ホウ酸濃度が、ホウ砂または他
のホウ酸塩よりも高く、好ましい濃度は、9重量%のホ
ウ酸、および3重量%のホウ砂を含む。しかしながら、
その他の良好な濃度は、16重量%もしくはそれ以上の
ホウ酸および約6重量%のホウ砂を含む濃度の溶液、ま
たは、9重量%のホウ酸および1重量%のホウ砂を含む
濃度の溶液、または、その他の示される範囲内の濃度の
溶液であり得る。好ましくは、溶液は、1から6重量%
のホウ砂および約5から約20重量%のホウ酸を含むべ
きである。ポリビニレンシート10は、好ましくは約6
0℃に維持されたこれらの溶液中に約4分強の時間吸収
させることができる。
【0056】分子配向されたポリビニレンシート10の
ホウ酸塩処理は、かなりの変更がある。例えば、ホウ酸
溶液の温度は室温付近から沸点まで変動し、溶液の濃度
は高温に上昇され得る。架橋が行われる前にシート10
を高速「膨潤」(swelling)させるように、溶液を少な
くとも60℃近くに加熱しておくことが望ましい。室温
では、架橋材料がシート表面に近接してバリア層を形成
する傾向があり、それによって溶液の更なる浸透を効率
的に妨害する。しかし、そのようにして得られたシート
でも実質的に改善された安全性を有することに留意され
たい。
【0057】その他のホウ酸塩処理方法およびそれによ
って得られる効果は特許文献に説明されている。ホウ酸
塩処理に関する更なる詳細は、米国特許第2,445,
555号、第2,453,186号、第2,554,8
50号、および第2,674,159号を参照するこ
と。
【0058】延伸工程の後得られる高効率偏光ポリビニ
レンシート10は、担持ウェブ12に再び結合または積
層され得る。この担持ウェブ(図2のスプール160上
に示す)は、燻されて配向されたシート10の延伸前に
剥がされたウェブと同一または異なる。ウェブ12に支
持され、ポリビニレンシート10はローラー110上に
「巻き上げられる(taken-up)」。この巻き上げ工程
は、比較的容易に、そして取り扱いによる欠陥(例え
ば、しわ、折り目など)の頻度が少ない。
【0059】配向シート10Oを担持ウェブまたは支持
基板上に結合するのと比べて、高効率偏光ポリビニレン
シートの再結合は酸溶液で行われる必要がない。ポリビ
ニルアルコール接着剤およびポリウレタン接着剤を含む
多様な接着剤を積層工程に使用できる。偏光子が、通常
の光学的応用に用いられる限り、偏光子の光透過特性に
承服しかねる影響を与えない接着剤材料が典型的に用い
られる。接着剤材料の厚さは特定の応用によって変動す
る。一般に、約0.25mil(0.006mm)から
約1.0mil(0.025mm)の厚さが良好であ
る。
【0060】ここで、本発明を、いくつかの実施態様の
以下の限定されない実施例によって、更に詳しく説明す
る。すべての部、パーセント、比率などは、特記されて
いない限り重量による。 (実施例1)約2mil(50.754 μ m)の厚さの
高分子量ポリビニルアルコール(98.0%以上の加水
分解)シートを、元の長さの3.6倍になるように中程
度の加熱(約125℃)下で一軸延伸した。配向シート
を、二つの圧力ローラー間のニップで担持ウェブと界面
結合させた。担持ウェブは、ポリエチレンテレフタレー
トを含み、約7mil(177.639 μ m)の厚さで
あった。HClの1N溶液を約1.77×10-4ml/
cm2の層間を均一に被覆するのに十分な量だけニップ
に滴下した。次に、結合された配向シートを、約300
°F(149℃)に維持されたオーブンに運んだ。オー
ブン中に置く時間は約3分間で、その間に、配向シート
は、接触脱水によって徐々に偏光子(透過率:およそ2
5%)に変換された。得られた偏光子を視覚分析した結
果、クロスウェブ軸全体にわたって均一な光透過性が示
された。 (実施例2)約2mil(50.754 μ m)の厚さの
高分子量ポリビニルアルコール(98.0%以上の加水
分解)シートを、元の長さの4.8倍になるように中程
度の加熱下、即ち、約250°F(121℃)で一軸延
伸した。配向シートを、二つの圧力ローラー間のニップ
で担持ウェブと界面結合させた。担持ウェブは、加水分
解されたセルローストリアセテートを含み、約5mil
(126.885 μ m)の厚さであった。HClの3N
溶液を、層間を均一に被覆するのに十分な量だけニップ
に滴下した。そして、結合された配向シートを、約32
0°F(160℃)に維持されたオーブンに運んだ。オ
ーブン中に置く時間は約6分間で、その間に、配向シー
トは接触脱水によって徐々に偏光子(透過率:およそ3
%)に変換された。得られた偏光子を視覚分析した結
果、クロスウェブ軸全体にわたって均一な光透過性が示
された。 (実施例3)約2mil(50.754 μ m)の厚さの
高分子量ポリビニルアルコール(98.0%以上の加水
分解)シートを、元の長さの4.0倍になるように中程
度の加熱下、即ち、250°F(121℃)で一軸延伸
した。配向シートを、二つの圧力ローラーの間のニップ
で担持ウェブと界面結合させた。担持ウェブは、加水分
解されたセルローストリアセテートを含み、約5mil
(126.885 μ m)の厚さであった。HClの3N
溶液を、層間を均一に被覆するのに十分な量だけニップ
に滴下した。そして、結合された配向シートを、約24
0°F(116℃)に維持されたオーブンに運んだ。オ
ーブン中に置く時間は約10分間で、その間に、配向シ
ートは、接触脱水によって徐々に偏光子(透過率:およ
そ30%)に変換された。得られた偏光子を視覚分析し
たところ、クロスウェブ軸全体にわたって均一な光透過
性が示された。
【0061】まとめると、実施例1から3で明らかなよ
うに、ポリビニレンをベースとした偏光子は、発煙より
も、結合流体として酸を導入するプロセスで得られる。
しかし、本発明の具体化する方法に特定の変更および改
変が可能であるので、実施例に含まれる事項はすべて例
示的であり、発明を限定することを意図していない。
【0062】
【発明の効果】上述のように、本発明の方法は、得られ
る偏光子の均一な光密度を低下させる偶発的、非意図
的、および望ましくない「むれ」または「斑点」の発生
に対しての抵抗性を有し、界面に酸を取り込むことで後
の酸発煙工程を不必要とするので、偏光子の生産を比較
的迅速な処理速度および高い収率で提供できる。さら
に、界面への取り込みによって、酸の濃度を発煙工程よ
り低くし得るので、総合的に安全で、浸食性の少ない処
理環境を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様に従って行った偏光ポリビニ
レンシートを形成する方法を概略的に示す図である。
【図2】本発明の実施態様に従って行った偏光ポリビニ
レンシートを形成する方法を概略的に示す図である。
【符号の説明】
10 偏光ポリビニレンシート 12 担持ウェブ 14 ウェブ 140 供給ロール 200 ホットエアオーブン 210、410 高速ローラー 220、420 低速ローラー 230 発熱素子 250、260 圧力ローラー 300 オーブン 400 ホウ素浴 550 交差軸ビーズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 11:00

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドロキシル化線状高分子を含むポリマ
    ーシートから偏光子を形成する方法であって、 (a)該ポリマーシートを充分に一軸延伸し、該ポリマ
    ーシートの該ヒドロキシル化線状高分子を延伸方向に沿
    って配向させる工程と、 (b)該配向シートを支持体に結合する工程であって、
    該配向シートと該支持体との界面に脱水触媒を付与する
    ことを含む工程と、 (c)該配向シートの接触脱水を起こさせるのに充分な
    条件下で、該支持された配向シートを処理し、それによ
    って、該ポリマー内に光吸収ビニレンブロックセグメン
    トが形成される工程と、 を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 前記脱水触媒が、酸含有溶液である、請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記処理が、前記支持された配向シート
    を前記脱水触媒を起こさせるのに充分な温度および期間
    で加熱することを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記ヒドロキシル化線状高分子がポリビ
    ニルアルコールである、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ポリマーシートが、元の長さの約
    2.0倍から約5.0倍に一軸延伸される、請求項1に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記シートが、前記接触脱水後にさらに
    10%から160%の割合で一軸延伸され、最終的な延
    伸の度合いが、前記元の長さの、少なくとも4.8倍に
    なる工程をさらに包含する、請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記シートがホウ素イオン含有溶液中で
    一軸延伸される、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記支持体が、前記一軸延伸の前に前記
    シートから除去され、同一または異なる支持体が該一軸
    延伸の後に、該シート上に再び積層される、請求項6に
    記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記配向シートおよび前記支持体が、二
    つの当接する圧力ローラーによって形成されるニップで
    界面結合される、請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記脱水触媒の付与が、前記ニップ内
    の前記配向シートと前記支持体との前記界面によって形
    成される叉の中に該脱水触媒を滴下することによって行
    われる、請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記脱水触媒が、塩酸溶液である、請
    求項10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記加熱が、約220°F(104
    ℃)から400°F(204℃)の温度で行われる、請
    求項3に記載の方法。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の方法に従って形成さ
    れる偏光ポリビニレンシート。
  14. 【請求項14】 前記支持体が、可撓性の光透過性ポリ
    マー担持ウェブである、請求項9に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記光透過性ポリマー担持ウェブがポ
    リエステルを含む、請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記支持体が、剛性光透過性基板であ
    る、請求項1に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記剛性光透過性基板が、一枚のガラ
    スである、請求項16に記載の方法。
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