JPS62145203A - 一軸配向ポリエステルアミド偏光フイルム - 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、耐熱性、耐湿性および偏光特性にすぐれた偏
光フィルムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、偏光フィルムとしてはヨウ素や２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が知られ
ていたが、耐熱性、耐湿性が悪く、高温′ツ湿気にさら
されると収縮したり、カールしたりする欠点があった。

このため、耐熱性、耐湿性を改良するものとして、疎水
性ポリマー、例えばポリエチレンテレフタレートに特定
の２色性染料をブレンドする方法（例えば、特開昭５８
−６８００８号公報や特開昭６０−’１２５８０４号公
報など）が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、例えポリエステルに特定の染料をブレンドして
も次のような欠点が存在していた。

′（１）偏光性能が低い。

（２）耐熱性がなく、たとえば１２０’Ｃ熱風中で１０
０時間以内に偏光性能が大幅に低下する。

（３）　　耐湿性にも乏しく、９０’Ｃ１９５ＲＨ％で
１０００時間後、大幅な偏光性能の低下かある。

（４）１枚のフィルムの可視光の光線透過率か低く、３
５％未満のものしか得られず、偏光フィルムとしての画
面の明るさが劣る。

本発明は、上記欠点を解消ぜしめ、しかも耐湿性、耐熱
性、偏光性能が共にすぐれ、光線透過率も高い偏光フィ
ルムを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ポリエステルアミドに酸性２色性染料を混合
した一軸配向ポリエステルアミド偏光フィルムを特徴と
するものである。

本発明にいうポリエステルアミドとは、ポリマ−主鎖中
にエステル結合とアミド結合とを有するものであり、本
発明の場合、特にアミド結合の存在割合は、エステル結
合に対して０．１モル％から１０モル％の範囲のもの、
ざらに好ましくは、０．５〜５モル％の範囲のものが優
れた効果を奏する。アミド結合が０．１モル％未満のと
きは、高い偏光性能をうろことが出来ないためであり、
また１０モル％を越すときには、偏光フィルムとしての
耐熱性（すなわち１２０℃の熱風中で１０００時間放置
後の偏光性能の変化が実質上ないこと）、耐湿性（９５
℃、９５ＲＨ％で１０００時間放置後の偏光性能や光線
透過率が実質上変化しないこと）、ざらには機械的性質
、透明性などの特性が低下するためである。

エステル結合は、ジカルボン酸とジオールから縮重合に
より得られるーＣ−〇−結合を有したちのであり、代表
的なジカルボン酸には、テレフタル酸、イソフタル酸、
ナフタレンジカルボン酸、フェノキシエタンジカルボン
酸、などがあり、ジオールには、エチレングリコール、
ブチレングリコールなどがある。もちろん、１つの分子
内にアルコールとカルボン酸を有するオキシベンゾイッ
ク酸のようなものであってもよいことは明らかである。

本発明に好ましい代表的なエステル結合としては、エチ
レンテレフタレート、ブチレンテレフタレート、エチレ
ンナフタレ−１〜、エチレンα。

β−ビス（２−クロルフェノキシ）エタン−４，４°−
ジカルボキシレート、などおよびその共重合体があげら
れる。

アミド結合は、例えばジカルボン酸とジアミンから縮重
合により得られる、あるいは、ラクタムの開環により得
られる一〇−ＮＨ−結合を有したものであり、代表的な
ジカルボン酸としては、エステル結合のところで述べた
芳香環ジカルボン酸以外にアジピン薗、セパチン酸、ス
ペリン酸、などで代表されるＨ　ＯＯＣ（ＣＨ２）　ｎ
　ＣＯＯＨ（ｎ＝２〜２０の自然数）などがあり、ジア
ミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、エチレンジア
ミン、テトラメチレンジアミンなどで代表されるＨ２Ｎ
　（ＣＨｐ）　ｎ　ＮＨ２（ｎ＝２〜２０の自然数）や
、フェニレンジアミン、キシレンジアミンなどがあり、
ラクタムとしては、イブシロカプロラクタム、プロピオ
ラクタム、ブチロラクタム、バレロラクタム、ヘプトラ
クタムなどがある。本発明に好ましい代表的なアミド結
合として、ヘキサメチレンジアミン（ナイロン６６：）
、ヘキサメチレンテレフタラミド（６Ｔ＞　、ヘキサメ
チレンテレフタラミド（６Ｉ）、メタキシリレンアジパ
ミド（ＭＸＤ６）　、ヘキリ゛メチレンセバパミド（ナ
イロン６１０）、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン
１２、ナイロン１７など、およびそれらの共重合体があ
げられる。

本発明のポリエステルアミドとは、前述したエステル結
合とアミド結合の両方をポリマー主鎖中に有しているポ
リマーであり、しかもアミド結合の存在割合はエステル
結合に対して０．１〜１０モル％の範囲のものが優れた
効果を示す。代表的なポリエステルアミドとしては、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−１〜、ポリエチレンα、β
−（２−クロルフェノキシ）エタン、４，４−ジカルボ
キシレ−１−などのポリエステルに、ナイロン１２、ナ
イロン６１０、ナイロン１１、ナイロン６などのアミド
結合を有した構成単位の共重合されたものあるいは、ジ
カルボン酸にアミド結合を有したもの（例えば４，４−
ジカルボメトキシベンゾアニリドなど）とジオールとの
縮重合されたものなど、あるい特開昭５８−９３７５７
号で示されたものなどである。共重合はブロック的にア
ミド結合が長く連なったものではなく、アミド結合はラ
ンダムに共重合されたものが本発明の効果を顕著にする
ために好ましい。ランダム共重合とは、アミド結合がポ
リエステル主鎖内での連続した繰返し単位として５個以
下、好ましくは３個以下のものをいう。

本発明にいう酸性２色性染料とは、分子中にスルホン基
、カルボキシル基などの酸性基をもつ２色性染料のこと
であり、染料の分類上、主とじて散性染料、酸性媒染染
料に属するものであるが、必ずしもこれに限定されるこ
とはなく、たとえば直接染料で必ってもスルホン基を分
子内に含有しているダイレクトブルー８８なども本発明
に含まれる。この時、酸性基は、２色性染料分子内の中
央にあるよりも、分子の末端にある方が本発明の効果は
著しくなる。また、酸性基は２個以上含有しているより
も、分子末端におる１個の方がすぐれた効果を示す場合
が多い。

また、本発明でいう菌性２色性染料とは、光吸収の異方
性をもつ染料であり、この性質をもつ染料でおれば基本
的には公知の染料のいずれでもよく、例えば、カラーイ
ンデックス（Ｃ，Ｉ）で示すと次の通りである。

Ｃ，１，５９３０１、 Ｃ，１，１６５１０、 Ｃ，１，６２５６０゜ Ｃ，Ｉ、　ＥＩＬＩＯｒｅＳＣｅｎｔ　Ｂｒｉｏｈｔｅ
ｎｉｎｇＡｌｌｌｅｎｔ　　１１２Ｃ，Ｉ　、　Ｄｉｓ
ｐｅｒｓｅ　Ｙｅｌｌｏｗ　６１゜本発明フィルムの製
造工程での熱による２色性染料の熱分解・熱変化をさけ
るために、高い耐熱性を有する染料が好ましく、この目
的のためには、アントラキノイ系、ペリレン系、ナフト
キノン系、アントラキノイド系、インジゴイド系などが
好ましい。

ポリエステルアミドに対して酸性２色性染料を混合さヒ
る量は、０．０１〜１０重量％、好ましくは、０．０５
〜１重量％の範囲のものがよい。

混合量が０．０１重量％未満だと充分に高い偏光性能が
得られないためであり、また混合量が１０重量％を越す
と、すぐれた透明性が得られず、このために優れた偏光
性能も得られないばかりか、耐熱性、耐湿性も悪くなる
ためでおる。

ポリエステルアミドに対して酸性２色性染料が混合され
ているとは、後述する抽出液から計算したポリエステル
中の酸性２色性染料残存率が４０ｗｔ％未満のものをい
う。

使用する酸性２色性染料の種類数は特に限定されず、混
合量の和が上記範囲内であればかまわないが、特定の吸
収域のみを偏光フィルム、すなわち、カラー偏光フィル
ムにおいては、所望の吸収域をもつ酸性２色性染料を１
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たい時には、黒色系染料か、もしく
は赤、黄、青の色の菌性２色性染料を補色関係で組み合
けることで製造することができる。

−軸配向ポリエステルアミドフィルムとは、複屈折値が
０．１５〜０．４０の範囲にあるプラスチックフィルム
で必って、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であ
る。複屈折値が０゜１５未満では偏光フィルムとしての
性能が出ないのみならず、該フィルムに色模様がつきや
すくなるし、０．４０を越えると偏光フィルムが配向方
向に避けやすくなり、ハンドリング性が劣るので好まし
くない。

なお本発明による偏光フィルムは、実質的に１軸延伸さ
れたものであり、非晶部の配向係数は０゜７以上１．０
以下に必るのが好ましい。非晶配向係数が０．７より小
さいと十分な偏光性能を有したものとなりにくいためで
ある。

また、本発明における偏光フィルムは、混合せしめた酸
性２色性染料の最大吸収波長での光線透過率が１枚で３
０％以上、好ましくは４０％以上になると使用した時画
面が明るくて好ましい。光線透過率が３０％を下まわる
場合には、２枚の偏光フィルムを平行に重ねた状態で使
用するときには光線透過率が更に低下してしまうことか
ら、明るさが不足し、文字の視認等がしにくくなり好ま
しくない。

本発明の偏光フィルムの厚さは特に限定しないが１０〜
５００μｍ、好ましくは３０〜２００μｍ程度のものが
本発明の効果が顕著になり、好ましい。もちろん、本発
明フィルムに公知の任意のフィルムをラミネートして、
その効果をさらに著しくする様な積層を行なってもよい
ことは明らかである。

次に本発明のフィルムの￥Ａ造方法の１例を述べる。

芳香族ジカルボン酸を主とする２官能性醸成分と、グリ
コール成分とから縮合によってエステル結合を１〜１０
個程度有する低分子量オルゴマ−を作り、つづいて、ε
−カプロラクタムを添加し、ポリエステル主鎖中に、ア
ミド結合を０．１〜１０モル％ランダムに共重合させる
が、必ずしもこの方法に限定されるものではない。もち
ろん、この時必要に・応じて紫外線吸収剤、帯電防止剤
、熱安定剤、着色防止剤、すべり剤、ブロッキング防止
剤、顔料、増核剤などを重合の任意の段階で添加しても
よい。

かくして得られたポリエステルアミドに、酸性２色性染
料を混合さけるか、添加時期は重合開始前、重合中、重
合完了後、フィルム成形時などの任意の段階で添加しう
るが、本発明の場合、特に重合完了直前に添加するのが
好ましい。

次に酸性２色性染料を混合した該ポリエステルアミドを
常法により乾燥後、押出機に供給し融点より１０〜５０
℃高い温度で溶融し、口金から溶融押出し３０〜１２０
℃に冷却してキャスティングドラム上で冷却固化し、キ
ャストシートを得る。

該シートを８０〜１５０’Ｃに加熱されたロール上で長
手方向に５倍以上延伸し、１６０’Ｃ〜融点の温度範囲
内で熱固定する。上記は長手方向の一軸延伸を示したが
、もちろん、幅方向にテンターで延伸した幅方向−軸延
伸フィルムも本発明範囲内であることは明らかである。

かくして得られたフィルムのＴｇは延伸配向により１０
０℃以上となり、複屈折値は０．１５〜０．４０の範囲
に必り、しかも非晶配向係数が０．７〜１．０、光線透
過率が３０％以上の厚さ１０〜５００μｍのポリエステ
ル偏光フィルムを得る。

本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、第１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
延伸倍率としては１゜０５倍〜２倍が好ましい。

又、本発明に用いるポリエステルアミドの熱可塑性樹脂
に、本発明の目的を阻害しない範囲内で他種ポリマをブ
レンドしても良いし、醸化防止剤、熱安定剤、滑剤、紫
外線吸収剤、核生成剤、表面突起形成剤などの無機、又
は有機添加剤が通常添加される程度に添加されていても
良い。

又、本発明のフィルムに公知のコロナ放電処理（空気中
、窒素中、炭酸ガス中など）プラズマ処理などを施して
も良い。

本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、可変透過ナングラス、写真フィルター、ブ
ラウン管や測定器数値表示部等の反射防止フィルターな
どに使われ、特に液晶ディスプレイ用途に適している。

（作用） 本発明は、上述したように一〇〇〇Ｈ基や一３Ｏ３Ｎａ
基を有する酸性の２色性染料を特定のポリエステルアミ
ドに混合させ、しかもそれを高度−軸方向に配向させた
ので、次に示す偏光性能のすぐれた偏光フィルムが得ら
れる。

〔発明の効果〕

酸性２色性染料をポリエステルアミドに混合さけたこと
により次のような優れた効果を得ることが出来る。

（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、偏光性能や光線透
過率が熱や湿度によって低下しない。

本発明の特性値は、次の測定法、評価規準によるもので
ある。

（１）光線透過率 日立自記分光光度計（３２３型）で１枚の偏光フィルム
の分光透過曲線を求め、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。

（２）偏光性能 日立自記分光光度計（３２３型）で２枚の偏光フィルム
を４００〜ａｏｏｎｍの波長域の光線透過スペク１〜ル
を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
おけるそれぞれの光線透過率をＴｐ、ＴＶとし、次式か
ら偏光能　（Ｐ）を求めた。

ＴＩ）　−Ｔｖ ＦＤ＝　　　　　　　　　　Ｘ１００（％〉Ｔｐ＋Ｔｖ （３）非晶配向係数（Ｆ） 本発明のフィルムの偏光蛍光強度の角度分布からの読み
取り値を用いて次式で計算した。

非晶配向係数（Ｆ〉− １−ＣＩ　　（９０°）／Ｉ、（○°〉〕×× ここに、Ｉ、（０°）はフィルム配向軸方向の偏光蛍光
強度。

Ｉｘｘ（９０°）はフィルム配向軸方向と直交方向の偏
光蛍光強度。

（４）　　耐熱性 偏光フィルムを１２０’Ｃ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。

偏光能が８０％以上保持されていたもの　：○偏光能が
６０〜８０％保持されているもの：Δ偏光能が６０％未
満に低下するもの　　　：Ｘ（５）耐湿性 偏光フィルムを９０’Ｃ１１００％ＲＨで１０００時間
湿熱処理し、その後の偏光性能を処理前のもと比較し、
次の基準で評価した。

偏光能が８０％以上保持されていたちの　二〇偏光能が
６０〜８０％保持されているもの：△偏光能が６０％未
満に低下するもの　　　：Ｘ（６）複屈折値は、偏光顕
微鏡にコンペンレータをセットし、常法によりリターデ
ーションからフィルム厚さを除して求める。

（７）　　共重合とブレンドとの区別は、ポリエステル
を０．２〜０．５１１１ｒｌに粉砕し、沸騰クロロホル
ムで２４時間抽出後、抽出液の染料濃度からポリマー中
の２色性染料残存率を求め、その値が４０％未満のもの
をブレンドという。

〔実施例〕

次に実施例に基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１−とエチレングリコールとを酢
酸マンガンを触媒に用いて１５０〜２４０°Ｃで数時間
メタノールを昭去してエステル交換反応をおこない、つ
づいてドデカンアミドラクタムを含有させ、重合触媒と
して三酸化アンチモンを、熱安定剤としてリン酸トリメ
チルを、すべり剤として平均粒径ａｏｏ　ｍμの炭酸カ
ルシウムを添加して、１ｍ、Ｔｌ１ｌ（］程度の高真空
下で４時間重縮合を行ない、オル１〜タロルフエノール
中での極限粘度（η〕で０．６５のポリエステルアミド
を得た。

このときのアミド結合は完全にランダムに共重合されて
おり、アミド結合の連鎖は高々２個でめった。アミド基
の共重合７１０．５モル％であった。

該ポリエステルアミドに含有させる散性２色性染料とし
て、ペリレン３．９ジカルボン酸を用い、該ポリエステ
ルアミドの溶融押出時に溶融混合させた。溶融は２９０
’Ｃで押出機内で行ない、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’Ｃ
に保たれたキャスティングドラム上に静電荷を印加しな
がら冷却固化した。次に該キャス）へシートを１１０°
Ｃおよび９５°Ｃに加熱された２段延伸ロール上で２，
５倍延伸後、ざらに３．８倍長手方向に延伸し、１〜−
タル９．５倍延伸後、テンター内で２２０’Ｃで７秒間
熱固定して複屈折値０．２１の厚さ８０μｍのフィルム
を得た。

得られたフィルムの特性値を表１にまとめて示したが、
優れた耐熱性、耐湿性を有する高い偏光度を有した偏光
フィルムでおることが判る。

比較例１．２ 実施例１で用いたアミド基の結合割合を０モル％（比較
例１）、１５モル％（比較例２）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。得られた
フィルムの特性値を表２に示した。

比較例３ 実施例１で用いた酸性２色性染料のかわりに、酸性基で
あるカルボン酸を有ざないペリレンを用いる以外は、実
施例１と全く同様にして偏光フィルムを得た。得られた
フィルムの特性を表２に示した。

表２ 以上のように、ポリエステルに特定の基を特定聞ランダ
ムに共重合させた７１へリックスを用い、しかも、それ
に酸性基を有した２色性染料を用いることにより、耐熱
性、耐湿性、光線透過率にすぐれた偏光フィルムを得ら
れることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステルアミドに酸性２色性染料を混合した
   一軸配向ポリエステルアミド偏光フィルム。