JPS62141503A - 偏光フイルム - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、偏光特性に丁ぐれた偏光フィルムζこ関する
ものでるる。

〔従来の技術〕

従来、偏光フィルムとしてはヨウ素や二色性染料を吸着
させた一軸延伸ポリビニルアルコールフィルム力Ｓ知ら
れていたが、耐熱性、耐湿性か悪く、高温や湿気にさら
されると収編しｆｃ！１１．カールしｆｃりする欠点が
あった。このためこの耐熱性、耐湿性を改良するものと
して、染色したフィルムや染料を混合溶融押出しし友−
軸延伸ポリエステルフィルム（たとえば特開昭５７−８
４４０９号公報）や、延伸した高分子フィルムに昇華性
染料を吸着させた偏光フィルム（たとえば特開昭５７−
１６８２０４号公報）が提案されているが、これらは、
染料か２イルムボリマー中で拡散してポリマー分子と一
体化していないために偏光性１１ヒの低いものしか得ら
れない。

この欠点を改善する目的で染料とポリマー分子とを一体
化させたものとして、ビニルポリマーの側鎖に２色性染
料をグラフト共重合させたポリマーからなるフィルム（
特開昭５６−６４７０１など）が提案されている〇しか
し従来知られた上記のグラフト共重合されたビニルポリ
マーからなるフィルムは依然次のような欠点を有してい
た。

（υ　偏光性能が低い。

Ｑ）　耐熱性２よび耐湿性も乏しく、高己・高湿下で偏
光性能のみならず機械的性質や熱的性質も大巾に低下す
る。

（３）　　光線透過率が低い。

〔発明が解決しＬうとする問題点〕

本発明の目的は上記した従来の偏光フィルムの有する欠
点を解消することにるり、特に偏光性能が高く、耐熱性
および耐湿性に優れ、さらに光＊透過率も高いｔｎ規偏
光フィルムを提供すること番こめる・ 〔問題点を牌決する九めの手段〕 本発明の偏光フィルムは２色性染料が主鎖に共重合され
たポリエステルを主体とした一軸配向フイルムからなる
ものでめる。

本発明の偏光フィルムを構成するポリエステルはその主
要部がジカルボン酸成分とジオール成分から縮重合によ
り得られるエステル結合−〇Ｏ〇−を反復単位中に有す
る高分子化合物でおって主鎖に２色性乗科を共重合成分
として含むものでろる。このポリエステルの２色性染料
以外の部分は適宜周知のフィルム形成性ポリエステルを
用いることができる。これらの代表的なポリエステルと
しては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレ
ンα、β−ビス（２−クロルフェノキジンエタン−４，
４′−ジカルボ中シレート等の芳香族ジカルボン酸成分
とアル中レンダリコール成分とから主として得られる芳
香族ポリエステルかめる。

本発明の偏光フィルムを構成するポリエステルの主要部
としては上記に例示したような芳香族ポリエステル（そ
れらの共重合体、変性体等も含む）が好ましい。

不発明の偏光フィルムを構成するポリエステルは極限粘
度〔り〕が００．４以上重量平均分子量で１２．０００
以上に相当）でるることが好ましい。またガラス転移点
（Ｔｙ）は後記するように１００℃以上であることか好
ましく、かかる条件を満足する限り脂肪族成分等の他の
共重合成分の併用も好ましい。

２色性染料はポリエステルに対する通常の共重合成分の
共１合と同様の方法で上記した芳香族ポリエステルによ
って代懺されるフィルム形成性ポリエステルの主鎖中に
共重合される。最も代表的で且つ好ましい共重合方法は
エステル結會形成性官罷基を２（［（以上）有する２色
性染料を芳香族ポリエステル製造時に共重合成分として
用いてランダム共重合する方法である。

２色性染料の共重合割合は、ｏ、ｏｏｓ〜１０モル％の
範囲でろることか、偏光ａ北、特に高温・高湿下での偏
光性能に優れているばかりか、ポリエステルとの共重合
性、取り扱φ性、’ＪＪ換性・延伸性などにも優れて２
９好ましい。

もちろん、必要に応じて２色性染料を該ポリエステルに
さらに添加してもＬい。この場合の添加量は１３［量力
禾洒が′ｍましい。共重合の形は、前記したとｊ？り、
ランダム共重合が好ましい。これは、ランダム共重合の
万がブロック共重合よりも偏光性能、光線透過率などに
すぐれている友めである。ランダム共重合とは、２色性
染料のポリエステル分子鎖内での連続した繰返し単位が
通常５個以下、好ましくは３個以下のものを言い、通常
ＮＭＲ法によって同定される。

ま次２色性染料の共重合はポリエステルの主鎖の一部を
構成するように主鎖着こ直接導入されるのが非常に好ま
しい。

ポリエステル分子鎖に対して側鎖に導入されると、偏光
性能か劣ったものになるはかりか、耐熱・耐湿性にも優
れたものとはなりにくいｋめでめる。

本発明では、後述する抽出液から計算したポリマー中の
二色性染料残存率か４０％以上のものを共重合体といい
、ブレンドと区別する□ 不発明に２ける２色染料とは、光吸収の異方性をもつ染
料を意味し、この性質をもつ染料の中でカルボキシル基
、あるいはそのエステル、るるいはアルコール性ヒドロ
キシ基から選はれたエステル形成性基を少なくとも２個
以上、好ましくは２個有する染料か通常用いられる。さ
らに偏光フィルムの製造工程、特に重合工程での熱によ
る染料の分解を防ぐ友め、高い耐熱性を有する染料の方
がより好１しく、この目的のため曇こは、アントラキノ
ン系、ペリレン系、ナフトキノン系、キノフタロン系な
どの染料か好ましく、例えば次の様な染料がめげられる
。

使用する２色性染料のＳ類数は特に限定されず、共重合
量の相が上記範囲内であれはか１わないか、特定の吸収
域の次めの偏光フィルム、すなわち、カラー偏光フィル
ムにおいては、所望の吸収域を４つ２色性染料８１種選
択するだけで良いし、可視域全域をカバーする中性色偏
光フィルムとし次い時には、黒色系染料か、もしくは赤
、黄、青の色の２色性染料を組み合せることで製造する
ことができる。

不発明の偏光フィルムは、かかる２色性染料がポリエス
テルの主鎖に共重合された重合体を主体とし友−軸配向
ポリエステルフィルムからなるものである。なお、重合
体を主体としたとは、その重合体が５０ｗｔ％以上、好
ましくは７０替ｔ％以上を占めるものを−う。

−軸配向ポリエステルフィルムとは、複屈折値が０．１
５〜０．４０の範囲にるるプラスチックフィルムでろっ
て、複屈折値のより好ましい範囲は０．１８〜０．３５
で、最も好ましい範囲は０．２０〜０．３０でおる。複
屈折値か０・１５未満では偏光フィルムとしての性能か
出ないのみならず、舐フィルムに色模様かつきやすくな
るし、０．４０を超えると偏光フィルムか配向方向に裂
けやすくなり、ハンドリング性か劣るので好ましくない
。

不発明フィルムのガラス転移温度Ｔｙは、１００℃以上
が好筐しい。さらに、好ましくは１２０℃以上である。

これは、販偏光フィルムの偏光性能を向上さぜるの＆な
らず、高温（１２０℃）高湿（９５Ｃ，９５ＲＢ％）雰
囲気下で長時間（１０００時間）４に露しｍのちでも、
偏光性能の低下が実用上問題とならない工うにするため
でめるＯＴＨの値は一軸配向したフィルムにおける物性
鼠で、配向していない原料のＴｙＣＲ）の値はそのフィ
ルムのＴｙの値よりも低く、この差ΔＴｙはＴｙ−Ｔｇ
ＣＥ）で表わされ原料組成、製膜条件、延伸条件、熱処
透条件など番こより異なるが、不発明フィルムの場合３
０℃以上、好１しくは４０″Ｃ以上ろるのが偏光性能の
点で好ましい。ここでいう実用上問題とならない程度の
偏光性能の低下とは、高温・高湿処理前後の偏光度Ｖの
変化値、すなわち低下値か、もとの偏光度の２０％以内
であるときをいう。

なお不発明による偏光フィルムは、実質的に１軸延伸さ
れたものでめり、非晶都の配向係数は０．７以上１．０
以下（こおるのが好ましい。非晶配向ｆ、数か０．７よ
り小さいと十分な偏光性能を有したものとなりＣごくい
友めである。

筐た、不発明における偏光フィルムは、含有ぜしめ次２
色性染料の最大吸収波長での光線透過率か１枚で３０％
以上が好ｌしい。より好ましくは４０％以上である。光
線透過率が３０％を下１わる場合には、２枚の偏光フィ
ルムを平行に亘ねた状態で使用するとＪｊｔ、ＩｆＭ透
過率か更に低下してしまうことから、明るさか不足し、
文字の視認等かじにくくな９好ましくない。

本発明偏光フィルムの厚さは特に限定しないが１０〜５
００μ鴨好ましくは３０〜２００μ％程度のものが不発
明の効果が顕著になり、好ましい。本発明偏光フィルム
に公知の任意のフィルムをラミネートして、その効果を
さらに着るしくする様な積層を行なってもよい。

次に不発明フィルムのｒＲ造方法を述べる。本発明を構
成するポリエステルは、ジカルボン酸成分′ｓ？Ｌヒゲ
リコール成分に対し、エステル形成性基を少なくとも２
個有する２色性染料をｏ、ｏ　ｏ　ｓ〜１０モル％共重
合することに二って得られる。

該ポリエステルはジカルボン酸もしくは七のエステル篩
専体と、グリコール成分とのエステル交換反応もしくは
エステル化反応ならびに′Ｍ編会合反応よって製造され
、エステル形成性基含有二色性染料は、重縮合反応終了
前の任意の段階で添加できる。この時、必要に応じて、
リチウム。

ナトリクム、カルシウム、マグネシクム、マンガン、亜
鉛、アンチそン、ゲルマニウム、チタン等の金属化合物
層線。

リン化合物等の熱安定剤１着色防止剤、フィルム六面に
微細な突起を形成できる炭酸カルシウム、シリカ、アル
ミナ、カオリナイト、クレー、酸化チタン等の無機粒子
で類される滑剤、核生成剤などを添加してもニー。

かくして得られた２色染料を主鎖にランダム共重合した
他限粘嵐０．４以上のポリエステルを得る。該ポリエス
テル原料のＴｐは７０℃以上、好ましくは８０℃以上の
ものが。

不発明フィルムの場合好ましい。

また、エステル形成性基含有二色性染料を共重合したポ
リエステルと、染料を含有しな９ポリエステルとをブレ
ンドして用−でもよいし％また異種のエステル形成基含
有二色性染料を共重合したポリエステル同志をブレンド
して用いてもよい。

次に鈑ポリエステルを常法により乾燥後押出機に供給し
、該ポリエステルの融点より１０〜５０℃高温度で溶融
し、口金から１ｖ＃ａ押出し、３０〜１２０Ｃに冷却し
たキャスタづフグドラム上で冷却向化し、キャストシー
トを得る。該シートを８０〜１５０℃に加熱されたロー
ル上で長手方向に５倍以上延伸し、１６０℃〜融点の＠
度範囲内で熱固足する。上記は長手方向の一軸延伸を示
し友が、もちろん。

幅方向にテンターで延伸した巾方向−軸延伸フイルムも
本発明範囲内であることは明らかでろる。力）＜シて得
られたフィルムのＴｙは延伸配向に工９１００℃以上と
なり、複屈折値は０．１５〜０．４０の範囲にあり％し
かも非晶配向係数が０．７〜１．０、九厭透過率が３０
％以上の厚さｌＯ〜５００μ鶴のポリエステル偏光フィ
ルムラ得る。

不発明の目的とする偏光フィルムは実質的には上記段階
で製造されているが１ｇ１段−軸延伸に続きそれと直交
する方向に第２段の微延伸することは、直交方向のフィ
ルムの機械特性を向上させる点で好ましい。この場合の
延伸倍皐としてはＬＯ５倍〜２倍が好ましい。

又、本発明に用いる熱可ｍ注樹脂に、不発明の目的を阻
害しない範囲内で他種ポリマーをブレンドしても良いし
、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫外嶽吸収剤、核生成
剤。

表面突起形成剤などの無機、又は有機祭加剤が通常添加
される程度に添加されていても艮−０ 又、本発明のフィルムに公知のコロナ放電Ｍ（空気中、
窒素中、炭＃カス中なと）プラズマ処理など８ｍしても
良いＯ 不発明の偏光フィルムは、液晶ディスプレイ、色相可変
フィルター、ｉ５］変透過サングラス、写１Ａフィルタ
ー、ブラクン管中測定器数値衷示部等の反射防止フィル
タ二などに使われ、特に液晶ディスプレイ用途に遇して
いる。

〔発明の効果〕

本発明は上述したように、２色性染料をポリエステルの
主鎖に共重合、好ましくはランダム共重合し、しかもそ
れを−軸に配向させることにより、久に示す偏光性能の
優れ７ｔフイルムが倚られる。

（１）　　高い偏光性能と高い光線透過率を両立さすこ
とが出来る。

（２）　　耐熱性、耐湿性にすぐれ、偏光性能や−ｊｔ
線透過率が熱や湿度によって低下しない。

不発明の瞥性稙は次のｄＩＩＪ足法、計測基準によるも
のでめる。

（１）光線透過率 日立自ｄＣ分元元度針（３２３型）で１枚の偏光フィル
ムの分冗透過曲線を求め、用いた２色性染料の可視域に
おける最大吸収波長での透過率を求めた。

し）偏光性能 日立自記分元元度計（３２３ｍ）で２枚の偏光フィルム
を、４００〜ｂ 測定するときその主配向軸方向を平行に重ね合せた時、
ならびに主配向軸方向が直交するように重ね合せた時の
分光曲線を求め、用いた２色性染料の最大吸収波長にお
けるそれぞれの九線透過軍ｆＴｐ・Ｔ、とし、次式から
偏光能ＣＰ）を求めた。

（３）非晶配向係数ＣＦ） 本発明のフィルムの偏光螢光強度の角度分布からの読木
取り値を用いて次式で計算しも ここに１０（θ°）はフィルム配向軸方向の偏光螢光強
度。

Ｉｚｚ＜９００）はフィルム配向軸方向と直交方向の偏
光螢光強度。

（４）　耐儀性 偏光フィルムを１２０℃の熱風中で１０００時間熱処理
し、その後の偏光性能を処理前のものと比較し、次の基
準で評価した〇 偏光能が８０％以上保持されていたもの：　　○偏光能
が６０％〜８０％株持されているもの：Δ偏光餌が６０
％未満に低下するもの＝Ｘ（５）耐湿性 偏光フィルムを９０℃、１００％ＲＥで１０００時間湿
熱処理し、七の後の偏光性能を処理前のものと比較し、
次の基準で評価した。

偏光Ｈヒが８０％以上保持されていたもの：　Ｏ偏光能
が６０〜８０％保持されているもの：Δ偏光馳が６０％
未満に低−Ｆするもの＝　　　×（６）ガラス転移温度
Ｔｙは、走−ｉ型熱童計（例えはバーキ／ｘルーｒ−社
ｇＤ　Ｓ　Ｃ−ＩＩ　、型）に、サンプル重ｔｈｔ２０
　ｒＩＩ９ｒを試料パンにサンプリングし、鼠素気流下
で昇温速度８０℃／分で急速昇温しでゆき、ベースライ
ンから吸熱側に偏置しはじめた温度Ｔ１と、吸熱側から
ベースラインに復帰このとき、ＴｙＯ値は、昇温開始温
度よりも６０℃以上離れている必要がめり、もし、６０
℃よりも近い値になる時は、昇温開始温度を冷却セルを
用いて６０℃以上になるように低温からスタートさす必
要かめる。

（７）　　複屈折は偏光顕微鏡憂こコニペンセーターを
セットし、常法によりリダーデーションからフィルム厚
２Ａを除して求める。

（８）　　共重合とブレンドとの区別は、ポリエステル
％　０．２〜０．８ｆｌに粉砕し、沸騰クロロホルムで
２４時間抽出後、抽出猷の染料濃度から、ポリマー中の
二色性染料残存率を求め七の値が４ぴ餐未満のものをブ
レンドといい、それ以外のものを共重合という。

〔実施例〕

次に実施例にもとすき本発明の実施態様を説明する。

実施例１゜ ジメチルテレフタレート１ｏｏ重量部、エチレングリコ
ール６２ｉｉ部、ベリ、シン３．９−ジカルボン酸ジメ
チル５．７重量部とを酢酸マンガン０．０４重ｉを触媒
とし、常法ニ従ってエステル交換反応せしめた後、トリ
メチルホスフ！−ト０．０４重量部、重合触媒として三
酸化アンチモン０．０３ｘ量部を添加した。その後、高
温減圧下にて常法に従い重縮合反応を行ない、極限粘度
０．６４のポリエステルを得た。

該ポリエステルを０．２〜０．８鰭に粉砕し、沸騰クロ
ロホルムで２４時間抽出後、抽出欲の染料濃度からポリ
マー中の二色性染料残存率を求めたところ、９６．５％
がポリマー中に残存していることがわかつち 参ｉｔでに同一の二色性染料をポリエチレンテレフタレ
ートに単にブレンドし、溶融押出したものの二色性染料
残存率は４０％未満の１５％でｈ”）ｆ、４該ポリエス
テル原料のＴｙは７４℃であった。次に該ポリエステル
を１８０℃で２時間乾燥させたのち、押出機に供給し、
２９０℃で溶融後、ギヤーポンプで一定量だけ計量しつ
つ、スリット状の口金から溶融押出し、５０℃に保次れ
ｔキャスティングドラム上に静電荷を印加しながら冷却
固化しも次に該キャストシートを１１０℃２よび９５℃
に加熱されたロール上でそれぞれ２・５倍、３．８倍ず
つ長手方向に延伸し、トータル９．５倍延伸後、テンタ
ー内で２２０℃で７秒間、熱固定して複屈折値０．２１
の厚さ８０μ溝のフィルムを得も特性のｇ１１定結果を
我−１に示し池表−１ 実施例２゜ 実施例１で用いた２色性染料を共重合する時に、実施例
１のようにランダム共重合させるのではなく、ブロック
共重合、すなわち２色性染料とエチレングリコールから
なる基本単位が連続して６個以上の連鎖となるように共
重合させる以外は、実施例１と全く同様にして偏光フィ
ルムを得も特性の測定結果を表−２に示しら 実施例８゜ 実施例１で用φ次延伸倍率を１・８ｘ２．２のトータル
４倍（複屈折０．１４５　）に変更する以外は、実施例
１と全く同様にして偏光フィルムを得た。特性の測定結
果を表−２に示した。

比較例１゜ 実施例１で用いたペリレン系２色性染料のかわりに、ビ
ニル基を有するスチルベン系染料であるのものを、塩化
ビニルに対して３モル％になるように側鎖に共重合し、
該原料をカレンダリングによりキャストシートを得、９
５℃で６倍延伸後、１６０℃で熱同定し、複屈折値０．
１５の、Ｎさ８０μ溝のフィルムを得た。特性の測定結
果を表−２に示した。

以上費−２に１とめて示したように、同一の２色性条科
であってもブロック状に共重合された万がランダム共重
合の場合Ｇこ比べて性能が少し低下する、さらにフィル
ムが低配向度の場合には、Ｔｙ−が１００℃以下と低く
なり耐熱性が少し劣る様になる。

比較例１に示したように側鎖に共ム合し次のでは次とえ
Ｔｙが高くとも耐熱性、耐湿性も悪いことが判る０懺−
２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２色性染料が主鎖に共重合されたポリエステルを主体と
   した一軸配向ポリエステルフィルムからなる偏光フィル
   ム。