JPS62145204A - 一軸配向ポリエステル偏光フイルム - 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
さけ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、高温や湿気にざらさ
れると収縮したり、カールしたりする欠点があった。こ
のために、この耐熱性、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
５８−６８００８Ｍ公報や特開昭６０−１２５ａｏ４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、たと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’Ｃ１９５Ｒ１−１
％で１０００時間後、大幅な偏光性能の低下がある。

（４）１枚のフィルムの可視光の光線透過率が低く、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、上記欠点を解消せしめ、しかも耐湿性、耐熱
性、偏光性能が共に１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ものでおる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ポリエステルに塩基性２色性染料を混合した
一軸配向ポリエステル偏光フィルムにおいて、該ポリエ
ステルが、スルホン酸基を有するモノマー単位を０．５
〜１５重口％およびジエチレングリコール残基を２〜１
０重最％含有したことを特徴とするものである。

本発明にいうポリエステルとは、エステル結合を有する
高分子化合物であり、エステル結合とは、ジカルボン酸
とジオールから縮重合により１ｑられるーＣ−〇−結合
を有したものであり、代表的なジカルボン酸には、アジ
ピン酸、セパチン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、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、ジエチレングリコール、
ポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなど
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。

代表的なエステル結合としては、エチレンテレフタレー
１〜、ブチレンチレフタレ−１へ、エチレンナフタレー
ト、エチレンα、β−ビス（２−クロルフェノキシ）エ
タン−４，４゛−ジカルボギシレー１〜、などおよびそ
の共重合体などがあげられる。

本発明の場合、該ポリエステル中にスルホン酸基、ある
いはその塩を有するモノマー単位を０゜５〜１５重量％
、およびジエチレングリコール残基を２〜１０重昌％含
有していなければならない。

スルホン酸基を含有させるには、ポリエステルの七ツマ
−であるジカルボン酸あるいはジオール成分にスルホン
酸基側鎖を有したモノマー例えば５スルホン酸ノー１〜
リウムイソフタル酸などを用いて共重合するのが通常で
あるが、必ずしもこれに限定されることはなく、スルホ
ン酸基を有した他のモノマー成分、例えばジアミン成分
などを用いてもよく、ざらに、ポリエステルなどの高分
子の側鎖にスルホン酸基を光反応、プラズマ反応などの
手段によってグラフ１〜させてもよいことは明らかであ
る。このスルホン酸基を有するモノマー単位がポリエス
テル中での含有割合が０．５〜１５重量％好ましくは１
〜１０重通％で、しかもジエチレンクリコール残塁を２
〜１０重昌％、好ましくは３〜７重量％の範囲でなけれ
ばならない。スルホン酸基を有するモノマー単位が０．
５重量％未満のときはジエチレングリコール残基が２〜
１０重量％であっても高い偏光性能をうろことが出来な
いためであり、また１５重量％を越すときには、ジエチ
レングリコール残基の量によらずに偏光フィルムとして
の耐熱性（１２０°Ｃ１熱川中１０００時間放置後の偏
光性能の変化が実質状ないこと）、耐湿性（９５℃、９
５８Ｈ％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）、さらには顕械的性質、透明
性などの特性が低下するためである。もちろん、モノマ
ー単位とはエステル結合＜−Ｃ−Ｏ−＞を１個有するポ
リマーのくり返し溝成単位を意味する。

また、たとえ、スルホン酸基を有するモノマー単位がた
とえ０．５〜１５重量％の範囲内であっても、ジエチレ
ングリコール残基が２〜１０重量％好ましくは３〜７重
昌重荷含有いるポリエステルでなければ偏光フィルムと
しての優れた特性が出ない。すなわち、たとえスルホン
酸基を有するモノマー単位が０．５〜１５重量％であっ
てもジエチレングリコール残塁が２手足％未満だと、２
色性染料がポリマー中で有効に配向しないためか高い偏
光性能をうろことが出来ないためであり、また、１０重
量％を越すときには、偏光フィルムとしての耐熱性・耐
湿性などに劣ったものになるためである。

本発明でいう塩基性２色性染料とは、分子内にアミノ基
（−ＮＲ２、Ｒはアルキル基）、アミド結合（ＣＯＮＲ
，Ｒはアルキル基）、複素環窒素を含む光吸収の異方性
をもつ染料であり、構造は各種の形態のものであり、ケ
チミン、ジフェニルメタン、トリアリールメタン、キ量
ナンテン、アクリジン、アシン、オキサジノ、チアジン
、シアニン染料などの様ｒ、：酸性基を含まず、水溶液
中で色素部分か陽イオンとなるものや、あるいは、他の
（水性基と周一分子内に含まれている染料例えば−３０
ｂｌ’Ｊａ基との併用（例え（、ｆダイレクトブルーＢ
Ｂ、ラビドーゲン　オレンジＩＲＲなど）で必ってもよ
い。代表的な染料としては、ナノ１−−ルＡＳ、ダイレ
フ１〜ブルー８８、ラピッドファス１−スカーレツ１〜
ＲＨ、ア（ノザリンイリゾールＲ、セリ１〜ンフ１スト
ブルーＦＦＲ、サルファーブラック下、オーラミン、マ
クカイ１〜グリーン、ホスフィン、ローダミンＢ１サフ
ラニン下、メチレンブルー、メルト−ラスブルーなどが
ある。

本発明フィルムの製造工程での熱による塩基性２色性染
料の熱分解・熱変化をさけろために、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１−ラキ
ノン系、ペリレン系、ナフｊ〜主ノン系、７ン１〜ラキ
ノイド系、インジゴイド系などが好ましいが、使い方に
よってはアゾ系でもすぐれた性能を示す。

ポリエステルに対して塩基性２色性染料を混合させる届
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。含有量が０．０１重量％未
満だと充分に高い偏光性ｌＩとが得られないためで必り
、また課合量が１０重量％を越すと、すぐれた透明性が
得られず、このために滑れた偏光性能も得られないばか
りか、Ｍ熱性、耐湿性も悪くなるためである。ポリエス
テルに対して塩基性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マー中の２色性染料残
存率が４０Ｗｔχ未満のものをいう。

使用する塩基性２色性染料の種Ｍ数は特に限定されず、
混合］のｍが上記範囲内であればかまわないが、特定の
吸収Ｊ或のみの偏光フィルム、すなわち、カラー偏光フ
ィルムにおいては、所望の吸収域をもつ塩基性２色性染
料を１種選択するだけで良いし、可視Ｊ或全Ｊ或をカバ
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、青の色の塩基性２色性染料を補色
関係で組み合せることで製造することができる。

−＠配向ポリエステルフィルムとは、複屈折値が０．１
５〜０．４０の範囲にあるプラスチックフィルムであっ
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裂
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］軸延伸さ
れたものて必り、非晶部の配向係数は０゜７以１］、Ｏ
以下におるのが好ましい。非晶配向係数か０．７より小
さいと十分な偏光性能を有したものとなりにくいためで
おる。

また、本発明における偏光フィルムは、混合けじめた塩
基性２色性染料の最大吸収波長での光線透過率が１枚で
３０％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
字の視五２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〜
５００Ｕｍ、好ましくは３０〜２００μＷ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ｌν、本
発明フィルムに公知の任意のフィルムをラミネー１〜し
て、その効果をざ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おる。

次に本発明のフィルムの製造方法の］例を）ボベる。芳
＠族ジカルボン酸を主成分とする２官能性竣成分と、ジ
エチレングリコールを含むグリコール成分、さらにスル
ホン醸す１ヘリウムを含んだイソフタル酸を上記七ツマ
−と共に常法の重縮合反応によりポリエステルを得る。

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、＠利
、増核剤などを重合の任意の段階で添７Ｊ（ｌ　しても
よい。

かくしてｊｑられたスルホン酸基含有ポリエステルに、
塩基性２色性染料を混合させるが、添加時期は重合前、
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、塩基性２色染料を混合した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°Ｃ高い温度で溶融し丁ダイロ金から溶融
押出し、３０〜１２０℃に冷却したキャスティングドラ
ム上で冷却固化し、キャストシート に加熱されたロール上で長手方向に５倍以上延伸し、１
６０℃〜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′ＣＤ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〜
１．０１光線透過率が３０％以上の厚さ１０〜５００、
ｆ，／ｍ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きは上記段
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、直交方向にフ
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の熱可塑性樹脂に、本
発明の目的を明言しない範囲内で多種ポリマをブレンド
しても良いし、酸化防止剤、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辺コロナ放電処理（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、可変透過サングラス、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アミド基やアミノ基を有する塩
基性の２色性染料を特定のポリエステルに混合させ、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〕

＠基性２色性染料を特定のポリエステルに含有さ往たこ
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（１シ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ｉｔ（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４００〜８００ｒｌｌｌｌの波長域の光線透過スペク
トルを測定するときその主配合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Ｕ
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ＴＩ）、ＴＶとし、
次式から偏光能（Ｐ）を求めた。

Ｔｐ　−Ｔｖ Ｐ＝　　　　　　　　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子ｔ’ｉ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−　（Ｉｘｘ（９０’　）／Ｉｘｘ（０’　））ここ
に、ＩＸＸ（０°）はフィルム配向軸方向の偏光栄光強
度。

ＪｘＸ（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　：０偏光能が
６０〜８０％保持されているもの：へ偏光能が６０％未
満に低下するもの　　　：Ｘ（５）耐湿性 偏光フィルムを００℃、１００％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もの　：０福光能が
６０〜８０％保持されているもの：へ偏光能が６０％未
満に低下するもの　　　：Ｘ４６）複屈折値は、偏光＠
＠鏡にコンペンセータをセットし、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０．２〜０．８ｔｖｍに゛０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。

Ｃ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 ジメチルテレフタシー１〜９５重Ｍ％と５−スルホン酸
ナトリウム１，３ジメチルイソフタレー１−り５＠ａ％
）とエチレングリコールとジエチレングリコールとを酢
竣マンカンを触媒に用いて’１５０〜２４０℃で数時間
メタノールを留去してエステル交換反応をおこない、つ
づいて、重合触媒として三竣化アンチモンを、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８
００　ｍμの炭酸カルシウムを添７ＪＯシて、１＋ｎｍ
ＨＣ］程度の高真空下で４時間重縮合を行ない、オル１
〜クロルフエノール中での極限粘度（７７）で０．６５
のスルホン酸基およびジエチレングリコール残塁含有の
ポリエステルを得た。このときのスルホン酸基を有して
いるイソフタル酸残基は完全にランダムに共重合されて
おり、イソフタル酸残基の連鎖は高々２個であった。ス
ルホン酸基を有するイソフタル酸残基の共重合量は５重
要％であり、ジエチレングリコール残基は４重量％であ
った。

該ポリエステルに含有させる塩基性２色性染料として、
セリ１〜ン　フ７スｊ〜　オレンジ　ＧＲ（アセテート
染料）を用い、該ポリエステルの溶融押出時に溶融混合
させた。溶融は２９０℃で押出頭内で行ない、ギヤーポ
ンプで一定団だけ計量しつつ、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。次に該キャスト
シー１−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、トータル９．５倍延伸後、テンター内で２
２０°Ｃで７秒間熱固定して複屈折ｆ！　０　。

２１の厚さ８０ｔ、ｔｍ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
フィルムであることが判る。

表　　１ 比較例１，２ 実施例１で用いたスルホンＭ％を有しているインフタル
酸残基の結合割合を０モル％（比較例１）、２５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。フィルムの評価結果を表２に示
した。

比較例３，４ 実施例］で用いたジエチレングリコール残塁の割合を’
１．２ｗｔ％　（比較例３）１５ｗｔ％　（比較例４）
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。フィルムの評ｉｒＪ結果を表２に示した
。

比較例５ 実施例１で用いた塩基性２色性染料のかわりに、酸・１
生基であるカルボン酸を有するペリレンジカルボン酸を
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。フィルムの評価結果を表２に示した。

以上のように、ポリエステルに特定の基を特定量ランダ
ムに共重合さけた７１−ワックスを用い、しかも、それ
に塩基性基を有した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
られることかわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエステルに塩基性２色性染料を混合した一軸
   配向ポリエステル偏光フィルムにおいて、該ポリエステ
   ルが、スルホン酸基を有するモノマー単位を０．５〜１
   ５重量％およびジエチレングリコール残基を２〜１０重
   量％含有したことを特徴とする一軸配向ポリエステル偏
   光フィルム。