(57)【要約】【課題】偏光ディスプレイ、特に直視型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の光学効率を改善するとともに、製造を単純化し、かつそのコストを低減する。【解決手段】繊維は、所定の整合屈折率及び不整合屈折率を有する、連続ポリマー相内に分散された複屈折フィブリルの不連続ポリマー相を含む。拡散偏光有機膜、光学素子、ディスプレイ及び斯かる膜の製造方法も開示される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続ポリマー相内に分散された複屈折フィブリルの不連続ポリマー相を含む繊維であって、Ｘ方向及びＹ方向における前記不連続相及び連続相の屈折率が互いに実質的に整合し、Ｘ方向及びＹ方向における前記不連続相及び連続相の屈折率がＺ方向における前記フィブリルの不連続ポリマー相の屈折率と実質的に不整合であり、かつ前記連続相の押出溶融温度が前記不連続相の溶融開始範囲未満である繊維。
【請求項２】
請求項１記載の繊維であって、前記繊維の断面形状が円形、直線形、楕円形、三角形、三裂形又は台形である繊維。
【請求項３】
請求項１記載の繊維であって、前記複屈折フィブリルの不連続ポリマー相が円形、直線形、楕円形、三角形、三裂形又は台形の断面形状を有する繊維。
【請求項４】
請求項１記載の繊維であって、前記複屈折フィブリルの不連続ポリマー相がポリエステルを含む繊維。
【請求項５】
請求項１記載の繊維であって、前記繊維内のフィブリルの数が５０より多い繊維。
【請求項６】
拡散反射偏光子膜を製造するための方法であって、
ａ）それぞれ（１）連続相及び（２）フィブリルの形をした不連続相として分布している２つの構成要素を含み、少なくとも前記相２が複屈折性である繊維を準備するステップと、
ｂ）前記繊維を所望の長さに切断するステップと、
ｃ）切断された繊維を、前記相１を溶解するのに十分であるが前記相２を溶解しない温度で押出溶解するステップと、
ｄ）前記相２のフィブリルを前記相１内に混合物として均一に分散させるために、前記溶解相１と前記非溶解相２をステップｃ）と同時に又はステップｃ）の後で押出混合するステップと、
ｅ）前記分散混合物に剪断力を加え、それによって前記相２のフィブリルが前記混合物内で配向されるようになるステップと、
ｆ）前記配向相２のフィブリルを含む前記混合物から複合膜を形成するステップとを含む方法。
【請求項７】
連続相材料及び不連続相材料を含む層を含む膜を含む光学素子であって、前記不連続相材料が、切断されたフィブリルであり、かつ光の進行方向に対して垂直な面内で直交するＸ方向及びＹ方向で異なる屈折率を有する材料を含む光学素子。
【請求項８】
請求項７記載の光学素子であって、前記切断されたフィブリルが５ｍｍ未満の長さに切断されている光学素子。
【請求項９】
請求項７記載の光学素子であって、前記切断されたフィブリルが１ｍｍ未満の長さに切断されている光学素子。
【請求項１０】
請求項７記載の光学素子を含むディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散反射偏光子及び偏光ディスプレイの分野並びにそれに有用な繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光ディスプレイ、特に液晶材料の電子光学特性を利用した偏光ディスプレイの潜在性能及び自由度は、これらのディスプレイの多種多様な用途での使用の劇的な成長につながっている。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、非常に低いコスト及び低電力性能（例えば腕時計のディスプレイ）から超高性能及び高輝度（例えばアビオニクス用途のＡＭＬＣＤ、コンピュータのモニタ及びＨＤＴＶのＬＣＤ）に至るすべてを提供している。この自由度の多くは、画像機構が光生成機構から切り離されるという点で、これらの装置のライトバルブの性質に由来している。これは極めて大きい利点であるが、画質又は値ごろ感を最大にするために、輝度性能や光源消費電力などの特定のカテゴリで性能を交換することがしばしば必要である。この低減された光学効率は、ディスプレイに広く使用されている光吸収機構の過熱又は退色のために、高照度下での性能の限定につながる可能性もある。
【０００３】
バックライト付きラップトップコンピュータモニタや他の機器のディスプレイなどの携帯用ディスプレイの用途では、電池寿命がディスプレイのバックライトの電力要件の影響を大きく受ける。従って、サイズ、重量及びコストを最小限に抑えるために、機能性が損なわれざるを得ない。アビオニクスディスプレイ及び他の高性能システムは、高輝度を必要とするが、熱及び信頼性の制約により消費電力を制限している。投射型ディスプレイは極めて高い照明レベルにさらされ、過熱と信頼性が共に管理されなければならない。偏光ライトバルブを利用したヘッドマウントディスプレイは、ディスプレイ及びバックライトの温度が許容レベルに維持されなければならないので、電力要件に特に敏感である。
【０００４】
以前に開示されたディスプレイは、低い効率、悪い輝度均一性、不十分な輝度、並びにディスプレイ内及びその周囲に受け入れ難いほど高レベルの熱を発生させる過大な消費電力に悩まされる。また、以前に開示されたディスプレイは、温度感受性構成要素内のエネルギーの散逸による非最適環境範囲を示している。バックライトアセンブリは、システムの均一性及び効率を改善するために、過度に大きいことが多い。
【０００５】
効率向上のためのいくつかの領域は容易に識別される。ディスプレイの背後に空間的に一様な高輝度の光源を設けるために、光源（例えば蛍光ランプ）の効率を向上させ、かつバックライト空洞の反射性及び配光を最適化することに相当な努力が注ぎ込まれている。画素の口径比は、特定のＬＣＤのアプローチ及び製造方法が経済的に許される高さにされる。カラーフィルタが使用される場合、これらの材料は、効率と色域の両方を満足させるように最適化されている。未使用のスペクトル成分をバックライト空洞に戻すための反射型カラーフィルタが提案されている。
【０００６】
ディスプレイ要件によって許容される場合、何らかの改善もまた指向技術によりディスプレイに対する照射角度の範囲を狭めることによって得ることができる。
【０００７】
この以前の開示の最適化でも、ランプの電力レベルは、所望の輝度を達成するために望ましくない高さでなければならない。蛍光ランプが、例えばコックピット環境に高度の明るさを提供するために十分高い電力レベルで運転されたとき、生成された余分な熱がディスプレイを損傷させる可能性がある。こうした損傷を回避するために、この余分な熱は放散されなければならない。一般に、熱放散は、気流をディスプレイ内の構成要素に当たるように方向付けることによって達成される。不具合なことに、コックピット環境は、そのような強制空気が利用できる場合でも、衝突する空気と共にディスプレイにも運び込まれる塵埃及び他の不純物を含有している。現在利用可能なＬＣＤディスプレイは、塵埃の流入に耐えることができず、有効に動作するにはあまりに早く非常に暗くなりかつ汚れる。
【０００８】
蛍光ランプへの電力を増大させることの別の欠点は、さらに高いレベルの面輝度が求められる場合に、ランプの寿命が劇的に減少することである。その結果、経年劣化が加速され、そのことは、運転限界を超えたときに、短期間に突然の故障を引き起こす可能性がある。
【０００９】
これらのディスプレイの偏光子の最適化にも相当な重点が置かれている。通過軸透過率を改善する（５０％という理論的限界に近づく）ことにより、電力要件は軽減されていくが、利用できる光の大部分は依然として吸収されていて、効率を抑制し、ハイスループットのシステムにおける偏光子の信頼性の問題並びに潜在的な画質の問題を引き起こす。
【００１０】
普通なら失われる光の一部を回収し、かつ投射型ディスプレイシステムにおける過熱を低減するためのいくつかの偏光スキームが提案されている。これらは、ブルースター角反射、薄膜偏光子、複屈折性結晶偏光子及びコレステリック円偏光子の使用を含む。これらの以前の開示の手法は、幾分有効であるが、照明又は視野角に関しては非常に制約され、その上、いくつかは顕著な波長依存性も有する。これらの多くは、投射型システムに相当な複雑性、サイズ又はコストを加え、直視型ディスプレイでは実用的ではない。これらの以前の開示の解決法は、高視野角性能を必要とする高性能直視型システムには容易に適用できない。
【００１１】
ねじれネマチック反射ディスプレイの実効分解能を向上させるために、ＬＣＤ内の後部画素電極をワイヤグリッド偏光子に交換することは、以前の開示（米国特許第４，６８８，８９７号）にも教示されているが、この文献は、偏光変換及び回収に反射偏光素子を適用するのには不十分である。以前の開示で実施される手法で得られ得る利点は、むしろ限定される。それにより、原理上、反射型ＬＣＤ内のミラーをＬＣ材料と基体の間に配置することができ、従って、視差の問題を最小限に抑えてＴＮモードを反射モードで使用することができる。この手法は、部分的に銀めっきされたミラー又は同等の素子の代わりにワイヤグリッド偏光子を使用した半透過型の構成として提案されてもいるが、以前の開示は、半透過型ディスプレイ用の通常の照明構成全体に高コントラストを維持するための手段を提供していない。これは、ディスプレイのバックライトモードでのコントラストが、周囲照明に対するそれとは逆であるからである。その結果、２つの光源が相殺しディスプレイが読み取れないかなりの範囲の周囲照明条件がある。以前に開示の別の欠点は、このように拡散反射偏光子を実現することが少しも容易ではなく、従って、反射モードが正反射の投射型システムに最も適していることである。
【００１２】
以前の開示（米国特許第２，６０４，８１７号）及び以前のより最近の開示（米国特許第５，９９９，２３９号）には、連続的なポリマーマトリックス内で分散されたポリマー繊維を利用して拡散反射偏光子を製造する手段が開示されている。典型的なモノフィラメント繊維（例えばポリエステル）は、そのような拡散反射偏光子を作り出すことが実証された（米国特許第２，６０４，８２７号）。これらの繊維は、等方性ポリマーマトリックスに埋め込まれる。しかし、最小の典型的なモノリシック複屈折繊維を利用するそのような反射偏光子の製造可能性及び光学性能は、そのような拡散反射偏光子を費用効率の高いものにできるようにするのに十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第４，６８８，８９７号明細書
【特許文献２】米国特許第２，６０４，８１７号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９９９，２３９号明細書
【特許文献４】米国特許第２，６０４，８２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明の目的は、偏光ディスプレイ、特に直視型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の光学効率を改善すること、並びに製造を単純化し、かつそのコストを低減することである。
【００１５】
本発明の更なる目的は、広視野角能力を維持し、かつ色ずれ又は空間的アーチファクトの導入を最小限に抑えながらこの効率向上を提供することである。
【００１６】
本発明の更なる目的は、偏光ディスプレイによる光の吸収を低減して、ディスプレイの過熱及びディスプレイ偏光子の劣化を最小限に抑えることである。
【００１７】
本発明の更なる目的は、向上したディスプレイ輝度を有するＬＣＤを提供することである。
【００１８】
本発明の更なる目的は、ＬＣＤバックライトシステムの電力要件を軽減することである。
【００１９】
本発明の更なる目的は、ディスプレイバックライトの均一性を、他の領域内の性能を犠牲にすることなく改善することである。
【００２０】
本発明の更なる目的は、費用効果の高い手段でＬＣＤバックライトシステムに使用する効率的拡散反射偏光子を製造できるようにする方法を使用することによって、これらの目的を達成することである。
【００２１】
費用対効果は、拡散反射偏光子を製作するために独自のアイランド−イン−ザ−シー型繊維（ｉｓｌａｎｄ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｓｅａ  ｆｉｂｅｒ）の設計と独自の押出方法とを利用することによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、連続ポリマー相内に分散された複屈折フィブリルの不連続ポリマー相を含む繊維であって、Ｘ方向及びＹ方向における前記不連続相及び連続相の屈折率が互いに実質的に整合し、Ｘ方向及びＹ方向における前記不連続相及び連続相の屈折率がＺ方向における前記フィブリルの不連続ポリマー相の屈折率と実質的に不整合であり、かつ前記連続相の押出溶融温度が前記不連続相の溶融開始範囲未満である繊維を提供する。
【００２３】
また、本発明は、前記繊維の製造方法及び前記繊維を用いた光学素子も含む。本発明は、偏光ディスプレイ、特に直視型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の光学効率を改善すること、並びに製造を単純化し、かつそのコストを低減することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】図１Ａは、連続相（２０）及び内部フィブリル（不連続相）３０を有するアイランド−イン−ザ−シー型繊維（１０）の端面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、フィブリル間に連続相ポリマー（シー）２０を有する、長さ方向にフィブリル３０の投影を有するアイランド−イン−ザ−シー型繊維１０の３次元図である。
【図２】図２は、フィブリル３０及びシーポリマー２０を有するアイランド−イン−ザ−シー型繊維１０の斜視図である。シーポリマー及びフィブリルは３次元屈折率を含む。繊維は長さ（Ｚ）方向に延伸され、従って、符号４０及び４１で示されているように、ＸＹ面内にシーポリマー及びフィブリルの正常屈折率が存在し、長さ（Ｚ）方向に異常屈折率が存在する。フィブリルの正常屈折率及び異常屈折率は、シーポリマーの屈折率と異なることがある。
【図３Ａ】図３Ａは、楕円形フィブリル３１を有する円形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１０の図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、円形フィブリル３０を有する円形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１０の図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ラジアルフィブリル３０を有する楕円形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１１の図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、混合形状及びサイズのフィブリル３０及び３１を有する楕円形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１１の図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、楕円形フィブリル３１を有する直線形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１２の図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、ランダムな直線形フィブリル３２を有する直線形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１２の図である。
【図３Ｇ】図３Ｇは、三角形フィブリル３３を有する円形アイランド−イン−ザ−シー型繊維１０の図である。
【図４Ａ】図４Ａは、シーポリマーを溶解する前の、押出機バレル５０の供給口に入っているいくつかのアイランド−イン−ザ−シー型繊維１０の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、溶融シーポリマー２０の中に分散されているいくつかのフィブリル３１の、押出機６０を出る管内の溶融流れの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、完全に分散されたフィブリル（１０）を示す複合シート（１）のクロスマシン断面図（ｃｒｏｓｓ  ｍａｃｈｉｎｅ  ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎ）である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、完全に分散及び整列されたフィブリル（３１）を示す複合シート（１）のダウンマシン断面図（ｄｏｗｎ  ｍａｃｈｉｎｅ  ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、等方性ポリマー相内に分散された複屈折ポリマーフィブリルの複合材料で構成される拡散反射偏光子膜を製造するための方法を提供する。複屈折フィブリルは、多成分アイランド−イン−ザ−シー型繊維を生成することによって形成され、それによって複屈折フィブリルが連続ポリマー相のシー内のアイランドとなり、Ｘ方向及びＹ方向（図２参照）における連続相の屈折率は実質的に整合し、連続相の押出溶融温度は不連続相の溶融開始範囲よりも低い。次いで、これらの繊維は短い長さに切断され、単に押し出されるか、又はアイランド−イン−ザ−シー型繊維の連続ポリマー相と同じポリマー若しくは非常によく似た光学特性及び加工特性を有するポリマーを含む追加の樹脂ペレットとともに押し出される。押し出しは、連続ポリマー相及び追加の樹脂ペレットを溶解するのに十分であるが、複屈折フィブリルの溶解を開始するほど高くはない温度で行われる。フィブリルは、溶融連続ポリマー相内に混合されかつ均一に分散される。次いで、溶融混合物は、フィブリルに高圧及び高剪断力を与えるために、十分狭いダイランドを有するフィルミング押出ダイにポンプで送り込まれ、こうしてフィブリルを流れ方向に向けて整列させる。次いで、押し出された膜は冷却され、その結果、拡散反射偏光子膜が形成される。
【００２６】
定義：
フィブリルという用語は、繊維内の材料相と定義され、フィブリルは、繊維の断面において不連続であるが、繊維の長さ方向に連続であるか、又はそうでなくとも繊維の長さ方向に断面の最大寸法の少なくとも１００倍の寸法に延びている。
【００２７】
押出溶融温度は、溶融ポリマーの粘性が適度な圧力で処理できるようにする範囲内にある温度と本明細書において定義され、本明細書では、ポリマーのガラス転移温度より高い１００℃と定義される。
【００２８】
溶融開始温度は、標準的な示差走査熱量計の測定中に、熱エネルギーが複屈折ポリマーフィブリルに与えられたと分かるように最初に観測される、ポリマーの融点に近い温度と本明細書において定義される。
【００２９】
本発明の繊維複合膜を反射偏光子として有効にするためには、さらに多くの光学界面が、本発明の方法によって複合膜の中に分散されたときに、膜の所与の厚み内に形成され得るように、繊維内に多くの小さなフィブリルを形成することが望ましい。アイランド−イン−ザ−シー型繊維の製造方法としても知られている、多くの小さなフィブリルを有する繊維を製造する方法は、当業界でよく知られている。特に、多成分繊維内での様々なポリマー融液の流れを制御するためにフォトエッチングプレートを利用する、米国特許第５，１６２，０７４号及び第５，４６６，４１０号に記載されているような方法が非常に適している。繊維の断面形状は、円形、直線形、楕円形、三角形、三裂形又は台形などの任意の幾何形状とすることができる。典型的には、繊維の断面形状は円形又は楕円形であり、最も一般的な断面形状は円形である。同様に、フィブリルの断面形状は、円形、直線形、楕円形、三角形、三裂形又は台形などの任意の幾何形状とすることができる。この場合も、典型的には、フィブリルの断面形状は円形又は楕円形であり、最も一般的な断面形状は円形である。
【００３０】
注目すべきは、相溶化剤（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ）とも呼ばれるポリマー界面活性剤が繊維の不連続相及び連続相のいずれか一方又は両方のポリマーに追加され得ることである。典型的な材料としては、ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーを挙げることができ、コポリマーの各部分は、ポリマー繊維内の不連続相及び／又は連続相のどちらか又は両方と整合する。これらのコポリマーは、０．０５〜１０パーセントの重量比で追加され得る。この範囲は、コポリマーの置換度に依存して変化し得る。
【００３１】
本発明を説明する目的で特定の代表的な実施形態及び詳細が示されているが、本明細書に開示されている設計及び方法の様々な変更が、特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが、当業者には明らかであろう。
【００３２】
繊維の説明
多くの品目が合成繊維で製造されている。通常、２つの方法、すなわち溶液紡糸法と溶融紡糸法が合成繊維を製造するために使用される。溶液紡糸法は、一般にアクリル繊維を形成するために使用され、溶融紡糸法は、一般にナイロン繊維、ポリエステル系繊維、ポリプロピレン繊維及び他の類似タイプの繊維を形成するために使用される。周知のように、ポリエステル系繊維は、置換芳香族カルボン酸単位のエステルの少なくとも８５重量パーセントを有する長鎖合成ポリマーを含む。
【００３３】
溶融紡糸法は、繊維工業で使用される合成繊維の大部分がこの技法によって製造されており、かつ方法が生産規模で偏在しているので、特に関心が高い。また、本発明は、配向フィブリルを有する複合膜を生産するために繊維の独自の下流押出処理を必要とするので、溶融紡糸繊維が望ましい。溶融紡糸法は、一般に溶融ポリマー材料をスピナレットとして知られている装置に通し、それによって複数の個々の合成繊維を形成するものである。合成繊維が形成されると、この合成繊維は、一般に集められてより糸にされるか、又はステープルファイバに切断される。合成繊維は、一般に編地、織布又は不織布を製造するために使用され、あるいは、合成繊維は、紡いで糸にされ、その後の製織方法又は編み方法で合成織物を形成するために使用され得る。多成分繊維は、以前の開示において十分実証されている。そのような繊維は、２つ以上のポリマーを含み、典型的には、ポリマーの非適合性のためにどちらかを分割させるように設計されるか、あるいは、一方のポリマーは、他方のポリマーのより小さいフィブリルが残るように溶媒中に溶解される。この方法は、伝統的に単一成分繊維方法によって生産され得るよりもずっと小さい繊維又はフィブリルをもたらし、繊維が使用されている繊維系物品のより広範な最終特性を提供する。本発明は、複屈折ポリマーフィブリル成分並びに複屈折フィブリルの溶融開始温度よりも低い溶融処理温度を有する連続ポリマー相成分の両方を有する多成分繊維に関する。
【００３４】
本発明のアイランド−イン−ザ−シー型繊維内の複屈折フィブリルは、一般的なポリエステル類の任意のポリマーを含むことができる。そのような用途の典型的なポリエステルは、ポリエチレン（テレフタレート）、ポリエチレン（ナフタレート）、又はいずれかの任意のコポリマーとすることができる。複屈折フィブリルのための最適なポリエステルは、ポリエチレン（ナフタレート）である。
【００３５】
本発明のアイランド−イン−ザ−シー型繊維内の連続ポリマー相は、一般的なポリエステル類、アクリル類又はオレフィン類の任意のポリマーを含むことができる。そのような用途の典型的なポリマーは、ポリエチレン（テレフタレート）、ポリ（メチル−メタクリレート）、ポリ（シクロ−オレフィン）、又はいずれかの任意のコポリマーとすることができる。連続相のための最適なポリマーは、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）又はポリ（エチレンテレフタレート／イソフタレート）コポリマーである。
【００３６】
前述のように、繊維の連続ポリマー相の押出溶融温度は、複屈折フィブリルの溶融開始温度よりも低くすべきである。典型的には、この差は、１０℃より大きいが、４０℃より大きいことが好ましい。連続ポリマー相の押出溶融温度は、７５℃よりも高く、複屈折フィブリルの溶融開始温度よりも低いことが最も好ましい。
【００３７】
本発明のアイランド−イン−ザ−シー型繊維は、かかる繊維加工では一般的であるように、溶融紡糸された後で冷間引き抜きされる。冷間引き抜きは、繊維がフィブリルポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）のすぐ上の温度に加熱されて行われる。典型的には、冷間引き抜きは、Ｔｇを２〜２０℃上回る温度で行われる。
【００３８】
延伸量又は延伸比は、繊維がその初期長に対して延長される比であり、フィブリルの高水準の複屈折を達成するのに重要である。延伸量又は延伸比は、それがフィブリルのＺ方向（図２参照）の異常屈折率と、複合膜の連続相の最終的なＺ方向（図５Ｂ参照）の正常屈折率との間に大きな差異をもたらすので、重要である。繊維の連続相は、膜加工中に融解緩和され、従って最終複合膜のＺ方向の正常屈折率を保持し、等方性連続相になる。フィブリルと連続相とのＺ方向の屈折率のより大きな差異は、それにより、膜表面に対して垂直に膜に接近しており、かつフィブリルの長さと平行の直線的に偏光される膜を通過する光の高い反射度をもたらすので、望ましい。延伸比は、２対１より大きくするべきであり、好ましくは３対１より大きくするべきである。延伸比は、結晶化度、従ってフィブリルの複屈折を最大にするために、３．５対１であることが最も好ましい。
【００３９】
また、連続ポリマー相も、延伸加工において複屈折になり得るが、これは重要ではない。連続相ポリマーの複屈折は、複合偏光膜を製造するときに、後続の押出加工中に除去される。従って、延伸温度は、連続相ポリマーにとって、ポリマーが延伸ローラに亀裂を入れる及び／又は延伸ローラに付着することなく延伸温度で延伸する程度に唯一重要である。
【００４０】
前述のように、繊維内により小さいフィブリルが多数あることは、これが最終の複合膜反射偏光子内で最終的にさらに多くの光学界面となるので、好ましい。繊維内のフィブリルの数は、スピンパックの設計によって決定される。次いで、所与のスピンパックの設計では、フィブリルのサイズが、溶融紡糸のときにフィブリルポリマーと連続相ポリマーの重量比によって決定される。フィブリルポリマーと連続相ポリマーの典型的な重量比は、２対１未満、より好ましくは０．８対１未満である。フィブリルポリマーと連続相ポリマーの重量比は、０．３対１未満であることが最も好ましい。
【００４１】
前述のように、断面で測定されるフィブリルのサイズは重要である。というのは、より多くの光学界面をもたらすように、より小さいフィブリルを繊維内に詰め込むことができるからである。フィブリルの典型的な断面積は、３．０平方ミクロン未満である。好ましくは、この断面積は０．６平方ミクロン未満であり、最適には、フィブリルの断面積は０．２平方ミクロン未満である。
【００４２】
繊維内にあるフィブリルの数は、前述のように重要であり、スピンパックの設計によって決定される。典型的には、繊維内のフィブリルの数は５０個より多い。好ましくは、フィブリルの数は５００個より多い。１０００個を超えるフィブリルを有する繊維は、実証されており、最も好ましい。
【００４３】
Ｘ方向とＹ方向は、直交しており、繊維及びフィブリルの断面内にある（図２参照）。フィブリルのＸ方向及びＹ方向の屈折率（正常屈折率）と繊維の連続ポリマー相のＸ方向及びＹ方向の屈折率は、Ｘ軸又はＹ軸（図２参照）のいずれかにおいて実質的に整合される（すなわち０．０５未満だけ異なる）べきである。フィブリルのＸ及びＹ方向の屈折率（正常屈折率）と繊維の連続ポリマー相のＸ及びＹ方向の屈折率は、Ｚ軸（図２参照）において繊維の屈折率と実質的に不整合にされる（すなわち０．０７を超えて異なる）べきである。連続相の屈折率と不連続相の屈折率は、整合方向に０．０３未満だけ異なることが好ましく、０．０２未満だけ異なることが最も好ましい。フィブリルの屈折率（正常屈折率）と繊維の連続ポリマー相の屈折率は、Ｚ方向におけるフィブリルの屈折率とは０．１を超えて異なることが好ましく、０．２を超えて異なることが最も好ましい。
【００４４】
フィルミング加工の説明
前述の繊維を拡散反射偏光膜に変換するための第１のステップは、繊維を短い長さに切断することである。これは、より短いアスペクト比（断面積で除された繊維の長さと定義される）を有する繊維が、溶解した連続ポリマー相内に分散され、かつ剪断力場によってずっと容易に配向され得るので、重要である。典型的には、繊維は５ｍｍ未満の長さに切断される。好ましくは、繊維は１ｍｍ未満の長さに切断され、最適には、繊維は０．４ｍｍ未満の長さに切断される。
【００４５】
次に、切断された繊維は、典型的な単軸押出機又は２軸押出機の供給口に送り込まれ、繊維の連続ポリマー相の押出溶融温度で処理される。供給口に入る繊維の断面は、図４Ａに示されている。フィブリルは、連続ポリマーがフィブリルの溶融開始温度より低い押出溶融温度を有するように選択されるので、この温度では溶解しない。典型的には、押出溶融温度は、フィブリルの溶融開始温度より１０℃を超えて低い。好ましくは、押出溶融温度は、フィブリルの溶融開始温度より４０℃を超えて低い。最適には、押出溶融温度は、フィブリルの溶融開始温度より７５℃を超えて低い。
【００４６】
フィブリルは、繊維設計の性質により連続ポリマー相によって既に浸されている。これは、押出機内での、又は押出機に続く公知の溶融混合装置によるさらなる混合の結果として、溶融連続相ポリマー中のフィブリルの非常に良い分散品質をもたらす。
【００４７】
図４Ｂは、フィブリルが押出機又は下流の混合装置を出る管の断面を通る溶融混合物中に分散されているのを示す。
【００４８】
次に、分散された混合物は、押出フィルミングダイ内の小さいダイギャップを通る混合物のポンピングによって高い剪断力を受ける。これらの高い剪断力により、フィブリルは、フィブリルの長さ方向がダイを通る流れ方向と平行な状態で互いに平行に配向される。これにより、複合膜は、互いに平行に、かつ膜の流れ方向と平行に向けられたフィブリルを有することになる。この高い剪断力は、１０００ｐｓｉを超えるダイ内の融解圧力の達成によって作り出される。好ましくは、ダイ圧力は２０００ｐｓｉであり、最適には、ダイ圧力は３０００ｐｓｉである。これらの高い剪断力により、フィブリルは、Ｚ方向軸（図２参照）と膜の流れ方向との間の角度が４５度未満になるように、膜の流れ方向に向けられることになる。好ましくは、Ｚ方向軸と膜の流れ方向との間の角度は１５度未満であり、最適には、Ｚ方向軸と膜の流れ方向との間の角度は５度未満である。
【００４９】
整列されたフィブリルは、複合膜のクロス流れ方向及びダウン流れ方向の断面図を示す図５Ａ及び図５Ｂに示されている。
【００５０】
最終複合膜内の分散混合物の連続相は、少なくとも繊維の連続ポリマー相を含む。さらに、分散混合物は、押出加工において繊維に追加された任意の追加の樹脂又はポリマーを含むことができる。この追加されたポリマーは、繊維の連続相ポリマーのすべての要件を満たさなければならず、繊維の連続相について説明されているものと同じ樹脂を含むことができる。
【００５１】
複合膜の連続相の屈折率と不連続相の屈折率は、３つの互いに直交する軸のうちの少なくとも第１の軸（図５ＡにおけるＸ軸）に沿って実質的に整合され（すなわち０．０５未満だけ異なる）、３つの互いに直交する軸のうちの第２の軸（図５ＢにおけるＺ軸）に沿って実質的に不整合にされる（すなわち０．０７を超えて異なる）。連続相の屈折率と不連続相の屈折率は、整合方向に０．０３未満だけ異なることが好ましく、０．０２未満だけ異なることが最も好ましい。連続相の屈折率と不連続相の屈折率は、好ましくは不整合方向に少なくとも０．０７だけ異なり、より好ましくは少なくとも０．１だけ異なり、最も好ましくは少なくとも０．２だけ異なる。
【００５２】
特定の軸に沿った屈折率の不整合は、その軸に沿って偏光された入射光が実質的に散乱してかなりの反射量になるという効果がある。それに反して、屈折率が整合されている軸に沿って偏光された入射光は、ずっと低い散乱度でスペクトル的に透過又は反射される。この効果は、反射偏光子及びミラーを含む様々な光学装置を製造するために利用することができる。
【００５３】
屈折率整合／不整合の効果
特定の軸に沿った屈折率整合又は不整合の大きさは、その軸に沿って偏光された光の散乱度に直接影響を与える。一般に、散乱能は、屈折率不整合の２乗に比例して変化する。従って、特定の軸に沿った屈折率不整合が大きくなるほど、その軸に沿って偏光される光の散乱が強くなる。逆に言えば、特定の軸に沿った不整合が小さいとき、その軸に沿って偏光される光は、より少ない程度に散乱し、それによって本体の体積を介して鏡面的に透過する。
【００５４】
スキン層
実質的に不連続相のない材料層が、複合膜、すなわち不連続相と連続相の押出複合膜の一方又は両方の主要面上に配置され得る。スキン層とも呼ばれるこの層の組成は、最終膜に機械的若しくは物理的特性を付加するために、又は最終膜に光学機能性を付加するために、例えば押出ブレンド内での不連続相の完全性を保護するように選択され得る。選択の適切な材料は、連続相の材料又は不連続相の材料を含むことができる。
【００５５】
１つ又は複数のスキン層は、得られる複合材料に物理的強度を付加したり、又は処理中の問題を軽減したりすることもでき、例えば、配向過程で膜が分離する傾向を軽減することができる。非晶質のままであるスキン層材料は、高い靭性を有する膜を製造する傾向があり、半結晶性であるスキン層材料は、より高い引張係数を有する膜を製造する傾向がある。他の機能的な成分、例えば帯電防止添加剤、紫外線吸収剤、染料、酸化防止剤、顔料などは、それらが得られる製品の所望の光学特性を実質的に阻害しないという条件で、スキン層に付加することができる。
【００５６】
スキン層は、押出過程のある時点で、すなわち押出ブレンド及びスキン層が押出ダイを出る前に、押出ブレンドの片面又は両面に付着することができる。これは、３層共押出ダイを使用することを含むことができる、従来の共押出技術を使用して実現され得る。押出ブレンドの以前に成形された膜にスキン層を積層することも可能である。スキン層の全厚みは、膜の全厚みの２％〜５０％の範囲とすることができる。
【００５７】
様々なポリマーがスキン層に適している。主に非晶質のポリマーは、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、フタル酸、もしくはそれらのアルキルエステル類、及びエチレングリコールなどのアルキレンジオールのうちの１つ又は複数をベースとするコポリマーを含む。半結晶性ポリマーの例は、２，６−ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、及びナイロン材料である。
【００５８】
反射防止層
本発明に従って製造される膜及び他の光学装置は、１つ又は複数の反射防止層を含むこともできる。かかる層は、偏光感度を有していてもいなくてもよく、透過性を高めかつ反射グレアを低減するように機能する。反射防止層は、コーティングやスパッタエッチングなどの適切な表面処理によって、本発明の得られる膜に付与され得る。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態では、透過性を最大限にし、及び／又は特定の偏光のための正反射を最小限にすることが望ましい。これらの実施形態では、光学体は２つ以上の層を含むことができ、そのうちの少なくとも１つの層は、連続相及び不連続相を設ける層と密着する反射防止システムを含む。かかる反射防止システムは、入射光の正反射を低減し、かつ連続相及び不連続相を含む本体の一部に入る入射光の量を増大させるように機能する。そのような機能は、当技術分野でよく知られている様々な手段によって実現され得る。例としては、４分の１波長反射防止層、２層以上の反射防止スタック、グレーデッドインデックス層、及び密度勾配層が挙げられる。そのような反射防止機能は、所望であれば透過光を増大させるために、本体の透過光側に使用することもできる。
【００６０】
３相以上
本発明に従って製造された複合膜は、３つ以上の相で構成することもできる。従って、例えば、本発明に従って製造された光学材料は、連続相内に２つの異なる不連続相で構成することができる。第２の不連続相は、ランダム又は非ランダムに完全に分散されたフィブリルとすることができ、あるいはフィブリルから切り離された不連続相とすることができ、かつ共通軸に沿って整列させることができる。
【００６１】
本発明に従って製造された複合膜は、２つ以上の連続相で構成することもできる。従って、いくつかの実施形態では、光学体は、第１の連続相及び不連続相に加えて、少なくとも１次元で第１の連続相と共連続である第２の相を含むことができる。
【００６２】
多層の組み合わせ
所望であれば、本発明に従って製造された１つ又は複数の連続／不連続相膜のシートは、多層の膜と組み合わせて又は多層の膜の構成要素として、すなわち反射性を高めるために使用され得る。適切な多層の膜としては、国際公開第９５／１７３０３号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されているタイプのものを挙げることができる。そのような構造は、個々のシートが、積層されるか又はその他の方法で互いに接着され得るか、あるいは本発明のポリマーシートで離間され得る。シート内の相の光学的厚みが実質的に同じである場合（すなわち、２つのシートが所与の軸に沿った入射光に実質的に同じかつ多数の散乱体となる場合）、複合材料は、幾分高い効率で、かつ個々のシートと実質的に同じ帯域幅及びスペクトル領域の反射率（すなわち「帯域」）で反射する。シート内の相の光学的厚みが実質的に同じでない場合、複合材料は、個々の相よりも広い帯域幅にわたって反射する。ミラーシートと偏光子シートと組み合わせた複合材料は、依然として透過光を偏光させながら全反射率を高めるのに有用である。
【００６３】
添加剤
本発明の複合膜は、当分野で公知の他の材料すなわち添加剤を含むこともできる。そのような材料としては、顔料、染料、結着剤、被覆剤、充填剤、相溶化剤、酸化防止剤（立体障害フェノールを含む）、界面活性剤、抗菌剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、潤滑剤、補強剤、光安定剤（紫外線安定剤又は遮断剤を含む）、熱安定剤、衝撃改質剤、可塑剤、粘度調整剤、及び他のそのような材料が挙げられる。さらに、本発明に従って製造された膜及び他の光学装置は、その装置を摩耗、衝撃又は他の損傷から保護するように機能するか、あるいはその装置のプロセス可能性又は耐久性を高める１つ又は複数の外層を含むことができる。
【００６４】
本発明に使用する適切な潤滑剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸銅、ステアリン酸コバルト、ネオデカン酸モリブデン、及びアセチルアセトン酸ルテニウム（ＩＩＩ）が挙げられる。
【００６５】
本発明に有用な酸化防止剤としては、４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、２，２’−メチレンビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチル−ブチルフェノール）、オクタデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロケイヒ酸、ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール二リン酸、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）１０９３（１９７９（（（３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）メチル）−ジオクタデシルエステルホスホン酸）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）１０９８（Ｎ，Ｎ’−１，６−ヘキサンジイルビス（３，５−ビス（１，１−ジメチル）−４−ヒドロキシ−ベンゼンプロパンアミド）、Ｎａｕｇａａｒｄ（商標）４４５（アリールアミン）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）Ｌ５７（アルキル化ジフェニルアミン）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）Ｌ１１５（硫黄含有ビスフェノール）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）ＬＯ６（アルキル化フェニル−デルタ−ナフチルアミン）、Ｅｔｈａｎｏｘ３９８（フルオロホスホナイト）、及び２，２’−エチリデンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フルオロホスナイトが挙げられる。
【００６６】
特に好ましい酸化防止剤の群は、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、ビタミンＥ（ジ−アルファトコフェロール）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）１４２５ＷＬ（カルシウムビス−（Ｏ−エチル（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４ヒドロキシベンジル））ホスホナイト）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）１０１０（テトラキス（メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロケイヒ酸））メタン）、Ｉｒｇａｎｏｘ（商標）１０７６（オクタデシル３，５−ジ−ｔｅｒｔ―ブチル−４−ヒドロキシヒドロケイヒ酸）、Ｅｔｈａｎｏｘ（商標）７０２（ヒンダードビスフェノール類）、Ｅｔａｎｏｘ３３０（高分子量ヒンダードフェノール類）、及びＥｔｈａｎｏｘ（商標）７０３（ヒンダードフェノールアミン）を含む立体ヒンダードフェノールである。
【００６７】
二色性染料は、それが材料内で分子整列したときに特定の偏光の光を吸収する能力により、本発明の光学材料が対象となり得るいくつかの用途で特に有用な添加剤である。主に１つの偏光だけを散乱させる膜又は他の材料に使用された場合、二色性染料により、その材料が１つの偏光を他よりも多く吸収するようになる。本発明に使用する適切な二色性染料としては、コンゴレッド（ナトリウムジフェニル−ビス−ｏｃ−スルホン酸ナフチルアミン）、メチレンブルー、スチルベン染料（色指数（ＣＩ）＝６２０）、及び１，１’−ジエチル−２，２’−塩化シアン（ＣＩ＝３７４（オレンジ）又はＣＩ＝５１８（ブルー））がある。これらの染料の特性及びそれを製造する方法は、Ｅ．Ｈ．Ｌａｎｄ、Ｃｏｌｌｏｉｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（１９４６）に記載されている。これらの染料は、ポリビニルアルコール中で顕著な二色性を有し、セルロース中でより少ない二色性を有する。ＰＥＮ内のコンゴレッドでわずかな二色性が観察される。
【００６８】
他の適切な染料としては、次の材料がある：［ＣＨＥＭ−１］。これらの染料の特性、及びそれを製造する方法は、Ｋｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌ．８、６５２〜６６１頁（第４版、１９９３年）、及び本明細書中で引用された文献で論じられている。
【００６９】
二色性染料が本発明の光学体に使用される場合、二色性染料は、連続相又は不連続相のいずれかに組み入れることができる。しかしながら、二色性染料は、不連続相の中に組み入れられることが好ましい。
【００７０】
特定のポリマー系と組み合わせた二色性染料は、光を様々な角度に偏光させる能力を示す。ポリビニルアルコールと特定の二色性染料が、光を偏光させる能力を有する膜を製造するために使用され得る。ポリエチレンテレフタレートなどの他のポリマー、又はナイロン−６などのポリイミドは、二色性染料と組み合わせた場合ほど強い偏光能力は示さない。ポリビニルアルコールと二色性染料との組み合わせは、例えばこの染料がポリマー系を形成する他の膜内にある場合よりも高い二色性比を有すると言われている。二色性比が高くなると、より高い偏光能力を示す。
【００７１】
本発明に従って製造された膜内での二色性染料の分子整列は、染料が膜に組み入れられた後で複合膜を伸長することによって実現されることが好ましい。しかし、他の方法もまた、分子整列を実現するために使用され得る。従って、１つの方法では、二色性染料は、複合膜が配向されている前に又は後で、昇華を通じて又は溶液からの結晶化によって結晶化されて、膜の表面に切断、エッチング又はその他の方法で形成された一連の細長いノッチになる。次いで、処理された面は、１つ又は複数の表面層でコーティングされてもよく、ポリマーマトリックスに組み入れられるか又は多層構造に使用されてもよく、あるいは別の光学体の構成要素として利用されてもよい。ノッチは、所望の光学特性を達成するように、所定のパターン又は図に従って、ノッチ間に所定量の間隔をあけて形成され得る。
【００７２】
関連する実施形態では、二色性染料は、１つ又は複数の中空繊維又は他の管の中に、その中空繊維又は管が複合膜内に配置される前に又は配置された後で配置され得る。中空繊維又は管は、複合膜の周囲の材料と同じ又は異なる材料から構成され得る。
【００７３】
他の実施形態では、二色性染料は、それが多層構造に組み入れられる前に層の表面上に昇華することにより、多層構造の層界面に沿って配置される。他の実施形態では、二色性染料は、本発明に従って製造されたマイクロボイド含有膜内のボイドを少なくとも部分的に埋め戻すために使用される。
【００７４】
機能層
本発明の複合膜に様々な機能層又はコーティングを付加して、その物理的又は化学的特性を、特に膜の表面に沿って変更又は改善することができる。かかる層又はコーティングは、例えば、スリップ剤、低接着性背面材料、導電層、帯電防止コーティング若しくは膜、バリア層、難燃剤、紫外線安定剤、耐摩耗材料、光学コーティング、あるいは膜又は装置の機械的完全性若しくは強度を向上させるように設計された基体を含むことができる。
【００７５】
本発明の膜には、それを低摩擦コーティング又はスリップ剤、例えば表面上にコーティングされたポリマービーズで処理することにより、優れたスリップ性を与えることができる。あるいは、これらの材料の表面の形態は、膜に滑りやすい面を与えるように修正され得る。そのように表面形態が修正され得る方法は、米国特許出願第０８／６１２，７１０号に記載されている。
【００７６】
一部の用途では、本発明の複合膜が接着テープの構成要素として使用されるべき場合、膜を、ウレタン、シリコーン又はフッ化炭素の化学的性質に基づいた低接着性バックサイズ（ｌｏｗ  ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｂａｃｋｓｉｚｅ）（ＬＡＢ）コーティング又は膜で処理することが望ましい。このように処理された膜は、感圧接着剤（ＰＳＡ）に対して適切な剥離特性を示し、それによって、膜を接着剤で処理し、かつロール状に巻き取れるようにする。このようにして製造された接着テープは、装飾目的で、あるいはテープ上の拡散反射面又は透過面が望ましい任意の用途に使用され得る。
【００７７】
本発明の膜及び光学装置には、１つ又は複数の導電層を設けることもできる。そのような導電層は、銀、金、銅、アルミニウム、クロミウム、ニッケル、スズ、チタニウムなどの金属と、銀合金、ステンレス鋼、ｉｎｔｏｎｅなどの合金と、ドープ及び非ドープの酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの半導体金属酸化物とを含むことができる。
【００７８】
本発明の複合膜には、帯電防止のコーティング又は膜を設けることもできる。そのようなコーティング又は膜は、例えば、Ｖ２Ｏ５及びスルホン酸塩ポリマー、カーボン又は他の導電金属層を含む。
【００７９】
本発明の光学膜及び装置には、光学膜の、特定の液体又は気体に対する透過特性を変更する１つ又は複数のバリア膜又はコーティングを設けることもできる。従って、例えば、本発明の装置及び膜には、水蒸気、有機溶剤、Ｏ２又はＣＯ２が膜を透過するのを阻止する膜又はコーティングを設けることができる。バリアコーティングは、膜又は装置の構成要素が透湿度によって変形しやすくなる高湿度環境において特に望ましい。
【００８０】
本発明の複合膜は、特に、厳しい消防規則に従う飛行機上などの環境で使用される場合に、難燃剤で処理することもできる。適切な難燃剤としては、三水和アルミナ、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン及び難燃性有機リン酸化合物が挙げられる。
【００８１】
本発明の複合膜には、しばしばスキン層として付着される耐摩耗材料又はハードコートを設けることもできる。これらは、ペンシルベニア州フィラデルフィアのＲｏｈｍ  ＆  Ｈａａｓから入手可能なＡｃｒｙｌｏｉｄ  Ａ−１１やＰａｒａｌｏｉｄ  Ｋ−１２０Ｎなどのアクリル系ハードコートと、米国特許第４，２４９，０１１号に記載されているような、ペンシルベニア州ウェストチェスターのＳａｒｔｏｍｅｒ社から入手可能なアクリル酸ウレタンと、脂肪族ポリイソシアネート（例えば、ペンシルベニア州ピッツバーグのＭｉｌｅｓ社から入手可能なＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ−３３００）とポリエステル（例えば、テキサス州ヒューストンのＵｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅから入手可能なＴｏｎｅ  Ｐｏｌｙｏｌ  ０３０５）の反応から得られるウレタンハードコートとを含む。
【００８２】
さらに、本発明の複合膜は、構造的な剛性、耐侯性又は取扱い容易性を与えるように、剛性又は半剛性基体、例えばガラス、金属、アクリル、ポリエステル及び他のポリマーバッキングに積層することもできる。例えば、本発明の複合膜は、薄いアクリル若しくは金属のバッキングに積層することができ、従って、所望の形状に型打ち又はその他の方法で形成及び積層することができる。光学膜が他の破損しやすいバッキングに付着されるときのように、一部の用途では、ＰＥＴ膜又は耐刺穿裂傷膜を含む追加の層を使用することもできる。
【００８３】
本発明の複合膜には、帯電防止のコーティング又は膜を設けることもできる。この目的に適した膜及びコーティングは、例えば欧州特許公報第５９２２８４号及び欧州特許公報第５９１０５５号に記載されており、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から市販されている。
【００８４】
様々な光学層、材料及び装置もまた、特定の用途で、本発明の膜に付着され得るか、又はそれと共に使用され得る。これらの例としては、磁気若しくは磁気光学のコーティング又は膜、ディスプレイパネルやプライバシー窓に使用されるような液晶パネル、写真乳剤、織物、線形フレネルレンズなどのプリズム膜、輝度増強膜、ホログラフィック膜若しくは画像、エンボス可能膜、タンパー防止膜若しくはコーティング、低放射率用途向けＩＲ透過膜、剥離膜若しくは剥離コーティング紙、及び偏光子若しくはミラーが挙げられるが、それらに限定されるものではない。
【００８５】
複合膜の片側又は両側の主要面上の複数の追加層が考えられ、前述のコーティング又は膜の任意の組み合わせとすることができる。例えば、接着剤が複合膜に塗布される場合、接着剤は、全体的な反射率を高めるために、二酸化チタンなどの白色顔料を含有することができ、あるいは、接着剤は、複合膜の反射率に基体の反射率を付加することができるように、光学的に透明とすることができる。
【００８６】
膜のロール形成性及び交換可能性を改善するために、本発明の複合膜は、膜に組み入れられるか又は別個のコーティングとして追加されるスリップ剤を含むこともできる。ほとんどの用途で、スリップ剤は、ヘーズを最小限に抑えるために、膜の片面だけに、理想的には剛性基体と向かい合う面に追加される。
【００８７】
複合膜の厚み
複合膜の厚みもまた、本発明における反射及び透過特性に影響を与えるように操作され得る重要なパラメータである。複合膜の厚みが増大するにつれて、拡散反射も増大するが、透過は、正反射と拡散の両方で減少する。従って、複合膜の厚みは、典型的には完成品の所望の機械的強度を達成するように選択されるが、反射及び透過特性を直接制御するためにも使用され得る。厚みは、複合膜の反射及び透過特性の最終調整を行うためにも利用され得る。従って、例えば膜用途では、膜を押し出すために使用される装置は、押し出された膜の透過値及び反射値を測定するとともに、その反射値及び透過値を所定の範囲内に維持するように膜の厚みを（すなわち押出速度又はキャストホイールの速度を調節することによって）変化させる下流の光学装置によって制御され得る。
【実施例】
【００８８】
実施例１
最初に、ポリエチレン（ナフタレート）、ＰＥＮ（Ｍ＆Ｇ  ＧｒｏｕｐのＶＦＲ−４０１０２）を、乾燥剤乾燥機において１４０℃で１２時間乾燥させた。また、イソフタル酸変性Ｃｏ−ＰＥＴ、Ｃｒｙｓｔａｒ（登録商標）  Ｍｅｒｇｅ３９９１（ＤｕＰｏｎｔ製）を、乾燥剤乾燥機において５５℃で１２時間乾燥させた。
【００８９】
次いで、これらのポリマーを、それぞれ２つの別個の押出機の中に送り込み、３００℃及び２７０℃で溶解押し出しした。
【００９０】
２つの溶融流れを、各繊維内に１４１０個のフィブリルを生成する特別に設計されたスピナレット内に送り込むことによって、シー繊維内のアイランドを製作した。Ｃｏ−ＰＥＴを繊維の連続相として供給し、ＰＥＮを不連続フィブリルとして供給した。スピナによって７２本の繊維を同時に製作した。これらの繊維を、スピナレットの穴から出たときに空冷し、次いで、１２０℃の温度で加熱し、その元の長さの４倍に伸長した。繊維の最終直径は公称４０μｍであった。
【００９１】
繊維をボビンに巻き付けた。次いで、繊維をボビンから解きカッターに送り込み、公称０．２５ｍｍの長さに切断した。次いで、切断された繊維を、乾燥剤乾燥機において５５℃で１２時間乾燥させた。また、ニートＣｏ−ＰＥＴ３９９１のペレットを、乾燥剤乾燥機において５５℃で１２時間乾燥させた。次いで、乾燥済み切断繊維と乾燥済みＣｏ−ＰＥＴペレットとを、それぞれ１５対８５の比率でブレンドした。ブレンドを直径１９ｍｍの２軸押出機に送り込み、そこでブレンドは、溶解され、混合され、押し出された。次いで、溶解押し出し物を、狭いダイスロットを有する押出ダイに通して、２５００ｐｓｉの入口圧力で送り出した。溶融樹脂中のフィブリルは、流れにおける高い剪断力により、実質的に流れ方向に整列した。押出ダイから７インチ幅の膜を押し出し、チルロール上で６５℃に冷却した。得られた膜の厚みは４３μｍであった。
【００９２】
実施例２
この実施例は、チルロール速度を落として膜を７６μｍの厚さに厚くした以外は、実施例１と全く同じように行った。
【００９３】
光学試験
上記の２つの試料を試験して、それらが反射偏光子として機能を果たすかどうかを判定した。使用された試験装置は、分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｌａｍｂｄａ  ６５０Ｓ）に取り付けられた積分球である。反射率を５５０ｎｍの波長で決定した。光透過率値もまた５５０ｎｍの波長で得た。膜の反射偏光子としての性能を決定するために、最初に偏光された光を膜上に向けて、偏光を膜の流れ方向に対して垂直にした。透過した光の割合をＴｍａｘとして測定した。反射した光の割合をＲｍｉｎとして測定した。次に、偏光された光を膜上に向けて、偏光を膜の流れ方向と平行にした。反射した光の割合をＲｍａｘとして測定した。透過した光の割合をＴｍｉｎとして測定した。
【００９４】
表１は、上述の実施例膜に対する光学試験の結果を示す。膜が反射偏光子としての性能を示すためには、ＴｍａｘはＴｍｉｎを上回るべきであり、かつＲｍａｘはＲｍｉｎを上回るべきである。これらの差が大きくなるほど、膜の反射偏光子としての性能は高くなる。
【００９５】
【表１】
2009540363.tif 000003
【００９６】
表１において、確かに両試料はある程度の反射偏光を示していることが分かる。さらに最適化したときに、この性能はさらに高い性能に大幅に改善され得ると予想される。
【００９７】
本発明について、特に本発明の特定の好ましい実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神及び範囲内で変更形態及び変形形態がもたらされ得ることが理解されよう。本特許の全内容及び本明細書で参照された他の出版物は、参照により本明細書に組み込まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１  複合シート
１０  円形繊維
１１  楕円形繊維
１２  直線形繊維
２０  連続相
３０  フィブリル／不連続相
３１  楕円形フィブリル
３２  直線形フィブリル
３３  三角形フィブリル
４０  Ｘ方向及びＹ方向における正常屈折率
４１  Ｚ方向における異常屈折率
５０  押出機バレル
６０  押出機出口
【図１Ａ】
2009540363.tif 000004
【図１Ｂ】
2009540363.tif 000005
【図２】
2009540363.tif 000006
【図３Ａ】
2009540363.tif 000007
【図３Ｂ】
2009540363.tif 000008
【図３Ｃ】
2009540363.tif 000009
【図３Ｄ】
2009540363.tif 000010
【図３Ｅ】
2009540363.tif 000011
【図３Ｆ】
2009540363.tif 000012
【図３Ｇ】
2009540363.tif 000013
【図４Ａ】
2009540363.tif 000014
【図４Ｂ】
2009540363.tif 000015
【図５Ａ】
2009540363.tif 000016
【図５Ｂ】
2009540363.tif 000017
【国際調査報告】
2009540363.tif 000018
2009540363.tif 000019
2009540363.tif 000020