JPS61175602A - 偏光子およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は高能力の可視域２色性偏光素子およびその偏光
子材料の製造方法に関する。

ルアルコール偏光素子が開示されている。これ等偏光素
子は太いに有効である；それ等は直父位置にあるとき可
視スペクトルに対して高い吸光度を示し、そして平行位
置に配列されたときに可視スペクトルに対して良好な透
過度を示す。しかしながら、かかる偏光素子の性能に対
する要求は増大しており、それ等の性質を改善する研究
が続けられている。

例えは、極めて明かるい可視光線の突然の出現にさらさ
れることによる閃光失明から目を保護するために着用さ
れるゴーグルのような用途に使用される場合、偏光素子
はできるだけ高い消光特性を有すると同時に平常視覚を
妨げないようにできるだけ島い透過状態を付与すること
が望ましい。

しかしながら、一般に、従来の偏光素子は透過度と消光
とのかね合いが問題である。高い消光を連取する最も直
接的な方法は２色性光吸収団の濃度′ｊ＆：増大させる
ことである。ところが、当業者に周知のように、２色性
光吸収団の濃度の増大は明所透過レベルを低下させる結
果になることを避けることができない。

本発明は与えられた消光レベルの割にはよシ高い透過率
を示す可視域偏光素子、即ち、高い透過率を損わすによ
シ高い消光を示す素子、およびその偏光子材料の製造法
に関する。

発明の概要 本発明の目的は改善された可視域偏光素子を提供するこ
とである。

さらに、本発明の目的は非常に高い消光特性はかシでな
く高い透過率特性を有するかかる要素を提供することで
ある。

さらに、本発明の目的は改善された偏光子材料の製造方
法を提供することである。

これ等およびその他の目的および効果は、ポリビニルア
ルコールの一軸延伸シートをヨード浴中理しながら実質
的に同方向に更に延伸する工程を含む高能力可視域２色
性偏光子材料の製造方法を提供することによって本発明
によって連層される。

本発明によって製造された偏光子材料を用いて、非常に
高い消光レベルと高い透過率ｔ−有する偏光素子を提供
できることが判明した。高能力２色性偏光子は理論上制
限を受ける。完全な２色性偏光子は入射非偏光の半分を
完全に透過し、そして残シの半分を完全に吸収するであ
ろう。２゛つの表面での反射損失（偏光子材料と空気と
の間の屈折率不整合による）を伴うとき、空気中での完
全２色性偏光子の非偏光に対する最大透過度は約４６％
である。以下に詳述するように、本発明によれは非常に
高い消光と４１〜４２チの非偏光透過度をセする偏光素
子を製造することかでき、かな９の進歩をもたらす。

好ましい態様の記述 本発明の目的および特徴をさらによく理解できるように
、図面を参考に本発明の様々な好ましい態様を詳述する
。

ポリビニルアルコールのシートは既知手法によって一軸
延伸できる。本発明に使用されるポリビニルアルコール
材料は一般に約０．０３８〜約０．０°５１ｍの厚さ、
好１しくは約０．０４６ｖｘ厚を有する。このシートは
約１２５℃の温度の熱風炉内でその標準寸法の約２．５
〜約４倍、好ましくは約６．６倍に初期一軸延伸される
。最初に肌０４６ｍＪｌで９４Ｏｎ＋巾であったポリビ
ニルアルコールシートはその標準寸法の約３．６倍に延
伸されると約０．０２５ｍの厚さと約５３３ｎの巾にな
る。配向の一様性を有する最高能力の偏光子材料を製造
することが望まれる好ましい態様においては、そのシー
トの中心から約２５４ｆｌ巾のストリップを採取して次
の処理に使用する。

延伸ポリビニルアルコールシートは望１しくは添え継ぎ
や破れやしわを有すべきでないので、延伸シートを巻き
取る前に支持体材料（例えは後で処理前に取シ除かれる
約０．１２７ｍ厚のセルローストリアセテートフィルム
）にラミネートすることが好ましい。

第１図にハ延伸ポリビニルアルコール／セルローストリ
アセテートのラミネートのロール１０が示されている。

ラミネートは一対の駆動ニップロール１２および１４を
通って前進させられ、そしてセルローストリアセテート
フィルムが除去されて容器１６に回収される。それから
、延伸ポリビニルアルコールシートｕ固定曲ＤＯ−＃１
８０上を前進させられ、そしてタンク２０のヨード着色
浴に入る。ヨード着色浴の組成は好ましくはヨード／ヨ
ウ化カリウム／水（好ましくは１／２３７／３７２７ｉ
！ｆ比）である。浴は加熱および再循環手段（図示され
ていない）によって約６０′Ｃ±２°Ｃの温度に保たれ
且つ穏やかに再循環される。

図示されているように、ポリビニルアルコールシートは
ヨード着色浴中に浸漬される。浴中を通る移動速度およ
び浴中の滞留時間はポリビニルアルコールが笑質的にそ
の厚さ全体に膨潤でき且つ着色用浴液かシートの両表面
からかなシの程度にシート中に浸透できるように選択さ
れる。一般に、着色用浴液はシートの各表面からシート
厚の約’／ｓａ透する。

一態様においては、シートは一定速度でインキ浴中を移
動させられる。図示されている配列の場曾、約０．３ｍ
／分の速度に於いてはポリビニルアルコールシート上の
どや点も一般に浴中に約５．４分間滞在し、そして約ｉ
ｎ／分の速度に於いては浸漬時間は約２゜６分である。

別の態様においては、延伸ポリビニルアルコールシート
はヨード浴中に浸漬されている間に一軸延伸方向に一般
に約５〜約１５％、好ましくは約７％弛緩される。

シートは初期の場合よりも一軸延伸させないようにする
ことによって弛緩される。これはヨード着色浴中への＆
漬前にシートラその延伸状態に保持する力の一部全解放
して延伸方向にたるみを誘発させ、次いでシートを浴中
にある間に毎度緊張させることによって行うことができ
る。例えは、その標準寸法の約６．６倍に一軸延伸さｒ
しているポリビニルアルコールフィルムを約３６８ｍｍ
の長さで考察し、それを調節可能なりランプに飯く。ク
ランプを約２５龍縮めると、フィルムに約２５朋のたる
みが誘発される。それから、そのクランプされたフィル
ムはヨード着色浴中に浸漬され、その中でフィルムが貴
び緊張される１で滞在させられる。この手順によってフ
ィルムは約６．９％弛緩される。

図示されているように、ポリビニルアルコールシートは
浴から出る前に自由回転アイドラーロール２２および２
４、大きなラップ角例えば約２００゜と高湾曲度例えは
約６．６６ｔ−有する可変曲シ拡幅ロール２６、および
自由回転アイドラーロール２８．３０および３２のｌわ
シを通過し、そして例えは２．６’の湾曲度を有する可
変曲シ拡幅ロール３４の上を通過する。拡幅ロール１８
．２６および３４はゴム被覆ロールであシ、シートのし
わｔ防止するのに役立つ。可変曲シロール２６および３
４はシートがヨード着色浴に立ち人シ立ち去る線速度に
依存する様々な湾曲度を有するものであることがｖ３誠
されよう。約０．３　ｍ　／分の速度に関しては約５．
４分の１５［時間でそしてそれぞれ３．３″および２．
３°の湾曲度を有する可変曲シロール２６および３４を
用いると、２５４ｍｚ巾初期畑伸ポリビニルアルコール
シートは浴の膨潤効果と拡幅ロールの拡かシ効果の結果
として巾が約７％増大するであろう。それから、着色ポ
リビニルアルコールシートはウェブ速ｉｔ−維持し且つ
シートから過剰のインキを絞る駆動ニップロール３６お
よび３８を通過する。

それから、着色シー）Ｕタンク４０の中の亜鉛塩を含有
するホｆ）酸エステル化用溶液の中を通過させられる。

ホウ酸エステル化用溶液はヨウ化カリウム、ホウ酸、塩
化亜鉛、および水から、好ましくは１．０２／１．２５
／１．０／２６．４９重量比で、本成されていてもよい
。シートはホウ酸エステル化用溶液中に浸漬されている
間に、初期廷伸友に成る程度依存して、溶液に入る前の
その寸法の一般に約６０％〜約１００チだけ外反延伸さ
れる。

シートがその標準寸法の約６．６倍に初期延伸されてい
た場合には、一般にシートは溶液に入る前のその寸法の
約６５％〜約５０俤、好ましくは約４０チだけ延伸され
る。延伸はシートが初期延伸されたと笑質的に同方向に
、例えは約±６°の範囲内で、行われる。ホウ酸エステ
ル化用溶液はこの点で要求されるシートの蝙伸友に成る
程度依存して例えは約５５°Ｃ〜約６６℃の尚温に維持
される。より高い延伸度のためにはより高い温度が必賛
とされる。具体例におけるホウ酸エステル化用浴液中で
印加される延伸度は初期延伸度および最終偏光子材料に
袂求される性質に依存する。一般に、ポリビニルアルコ
ールシートの初期寸法の全体で約５〜約５１／２倍に延
伸されている偏光子材料を製造することが好ましい。一
般に、最適偏光％性全１する偏光子材料はシートを破損
することな（できる限Ｄａ度に延伸することによって製
造される。

着色シートはゴム複機固定曲シロール４２のまわシを１
わってホウ酸エステル化用溶液に入る。

ロール３６および３８によって形成される入口ニップと
駆動ニップロール４４および４６によって形成される出
口ニップは必要な表面速成の例えは約４０〜４５％の増
大に適するように設定される。

トラッキングロール４８および５０は対状に取付けられ
てお夛、同様にトラッキングロール５２および５４かあ
り、そしてウェブに延伸を強制するように大きさか決め
られている。ロール５０はロール４８よシ大きい直径を
Ｍし、そしてロール５２はロール５４よシ大きい直径を
有する。ロール５６は自由回転アイドラーロールである
。ホウ酸エステル比相溶液は再循環手段（図示されてい
ない）によって徳やかに再循環される。シートが溶液に
約Ｑ、３ｍ／分の速度で入９０．４２　ｍ　／分の速度
で立シ去シ、そして＆漬時間が温度６０°Ｃで約６．４
分である場合には、溶液を立ち去るシートの巾は溶液に
入る時のそれの約７０チである。ホウ酸エステル化用溶
液は一般にシートの厚さ全体に浸透する。

ウェブがホウ酸エステル化用溶液を縫って通るときにそ
の溶液を約り９℃〜約５２℃に予め加熱せしめそして温
度をウェブが溶液中を連続して移動するときに必要とさ
れるレベルに１で上昇させることが好ましい。一般に、
溶液は約り５℃〜約６６℃の範囲に保たれる。ホウ酸エ
ステル化用溶液の温度は必要なレベル近く例えは±１℃
の範囲内に厳重に制御されるべきである。必要な温度よ
シ低いと必要碌廷伸度よシ低い結果を従って低い偏光効
率を生じることがある。それよシ高い温度はウェブの過
剰たるみ、ウェブの破壊傾向、またはその両方のよウナ
不安定さをこの方法に誘発することがある。

ウェブがホウ酸エステル化用溶液を立ち去ると、ウェブ
はしわを防止する固定油シ、ゴム複機拡幅ロール５８の
上を移動し、そして過剰のホウ酸エステル化用溶液はニ
ップロール４４および４６によって除去される。残留液
および塩性着物は真空の助け（図示されていない〕によ
って乾燥状態に保たれるコツトンベロア地ワイパー６０
および６２によってますシートの一方の側から次いで他
方の側から除去される。ワイパーは一般に約９０龍の直
径を有し、そしてシートは一般に各ワイパーの１わシに
３０′のラップ角をつくって十分な抗力と高いウェブ張
力を導入する。それからウニらロール６６に巻き取られ
る前に周囲条件で搬送されることによってさらに乾燥さ
れる。ウェブの巾は一般にさらに約６％減少する。偏光
子材料は巻取ロールの隣接ラップ間で０．０２５４　ｖ
ｘ庫ポリプロピレンシート（図示されていない）を差し
込まれる。

次に誘発ＢＡを実施例によって具体的な好ましい態様に
ついてさらに記述するが、これは例示であって、本発明
は実施例に引用されている材料、条件、プロセスパラメ
ーター等に限定されないと云うことが理解されよう。部
およびパーセントは別に特定されていない限９重量によ
る。

実施例１ 一方向にその１！準寸法の約６．６倍に一軸延伸されて
厚さ約０．０２５４ｎ±０．００２５４關を有し長さ約
６６８ｕと巾約４３２１１１のポリビニルアルコールキ
ャストフィルム〔信越＠）製タイプＣ−２０ポリビニル
アルコールからキャストされた〕全調整可能なりランプ
に装架した。それ−から、クランプを約２５ｉｎ縮めて
フィルムに長さ方向のたるみを誘発させた。それから、
そのクランプされたフィルムｔ２８℃のヨード着色浴中
に２００秒間浸漬させ、その時間中フィルムを弛緩させ
た。

即ち、再び緊張させるためにたぐシこ１せた。浴は１／
２３７／４９２０の重量比のヨード／ヨウ化カリウム／
水から構成された。クランプフィルムを浴から取り出し
、少なくとも６０秒間水を流出させてから、約６３℃の
温度で１．０２／　１．２５／１．０／２６．４９の１
景比のヨウ化カリウム／ホウ酸／塩化亜鉛／水からなる
ホウ酸エステル比相浴液中に浸漬した。浴中に１ム／２
分間滞在した後、１だ浴中に居るフィルムを１ム／２分
間かけて長さ方向に４８３ｍの長さに延伸した。それは
約４１チの延伸を表わす。この工程の終シにはフィルム
の巾は約６４６朋に減少した。

それからフィルムをホウ酸エステル化用溶液から取り出
して５秒間水を流出させた。フィルムを浴液から取シ出
してから１５秒以内にフィルムの両表面を湿った水湿潤
性チーズクロスワイパーで約１分間拭った後、乾燥ティ
ッシュで２分間ドライワイピングした。乾燥されたフィ
ルムはクランプのまま２〜４分以上の間装置され、それ
からクランプから裂き取られ、ペーパーを差し込まれ、
そして２１℃〜２４”Ｃで相対湿度４０％〜５０チで貯
蔵された。

フィルムはこの条件で２４時間以上貯蔵された。

本発明ｔｅｌによって製造された偏光子材料の性質と従
来技術（ＡおよびＢ）によって製造された２種類の市販
の偏光子材料の性質を下記に列挙する。

偏光子Ａはポラロイド社製ＨＮ　−３８８偏光子材料で
あシ、偏光子Ｂはポラロイド社製ＨＮ　−４２偏光子材
料である。

データかられかるように、偏光子Ｃは消光性（直交対）
については偏光子Ａに匹敵し、それでいて、はるかに優
れた透過度（平行対）を鳴する。

さらに、偏光子Ｃ材料は色が従来材料よシも中性である
（理想的に中性の偏光子材料は苓に近い純度％を示す）
。さらにデータは偏光子Ｃと偏光子Ｂが同等の透過性（
平行対）を有するが前者がはるかに優れた消光性（直交
対）を有することを示している。

第２図は偏光子Ａ、Ｂ、およびＣについて透過度−波長
曲線（平行対）を示すグラフである。第６図はこれ等偏
光子について透過度−波長曲線（直交対）１−示すグラ
フである。本発明の偏光子は従来の偏光子のどちらより
も全体的にかなシ優れた性質を有していることがわかる
。

本発明はいくつかの態様に関して記載されているが、こ
れ等は単なる例示であって不発Ｆ！Ａヲ制限するもので
扛なく、当業者には本発明の思想の範囲内および特許請
求の範囲内での変更・変形が可能であることが認識でき
よう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するだめの好ましい装置の
概略図であシ； 第２図は本発明の２色性偏光子と従来の２種類の素子に
ついての透過度−波長曲線（平行対）を表わすグラフで
あシ；そして 第６図はそれ等偏光素子についての透過度−波長面ｆ！
！（直交対）を表わすグラフである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアルコールの一軸延伸フィルムをヨー
   ド着色用溶液に浸漬し、そして 該着色フィルムをホウ酸とヨウ化カリウムと亜鉛イオン
   との水溶液を含むホウ酸エステル化用溶液に浸漬しなが
   ら実質的に先の一軸延伸方向に再延伸する 工程を含むことを特徴とする偏光素子製造方法。
2. （２）ポリビニルアルコールの該一軸延伸フィルムは延
   伸方向にはその標準寸法の約３．６倍であり、そして該
   再延伸はフィルムの延伸寸法の約３５％〜約５０％であ
   る、特許請求の範囲第１項の方法。
3. （３）該再延伸はフィルムの延伸寸法の約４０％である
   、特許請求の範囲第２項の方法。
4. （４）さらに、該一軸延伸フィルムを該ヨード着色用溶
   液中に浸漬しながら実質的に先の一軸延伸方向に弛緩さ
   せる工程を包含する、特許請求の範囲第１項の方法。
5. （５）該弛緩は該一軸延伸寸法の約５％〜約１５％であ
   る、特許請求の範囲第４項の方法。
6. （６）特許請求の範囲第１項の方法で製造されたことを
   特徴とする、ヨードで着色され且つ亜鉛イオンを含有す
   るポリビニルアルコールの一軸延伸フィルムからなる可
   視域偏光子材料。
7. （７）ヨードで着色され且つ亜鉛イオンを含有するポリ
   ビニルアルコールの一軸延伸フィルムを含む可視域偏光
   子材料であつて、かつこの偏光子材料が特許請求の範囲
   第４項の方法で製造されたことを特徴とする可視域偏光
   子材料。