(57)【要約】【課題】偏光層の密着性を低下させることなく、ヘイズを抑えることができる二色性色素含有液及び偏光素子を提供すること。【解決手段】二色性色素（Ａ）及び靭性付与剤（Ｂ）を含有し、該（Ａ）及び（Ｂ）成分が水溶媒で分散または溶解してなる二色性色素含有液であって、該二色性色素含有液に対する靭性付与剤（Ｂ）の固形分含有量［Ｘ］（質量％）及びと靭性付与剤（Ｂ）の１００％モジュラス［Ｙ］（ＭＰａ）が下記式（１）及び（２）の関係を満たす二色性色素含有液、並びに基材上に、配列層と偏光層とを順次設けてなる偏光素子であって、偏光層が、該二色性色素含有液を用いて二色性色素を配列堆積させて形成してなる偏光素子である。      式：０．０１≦Ｘ≦１．０            （１）      式：Ｙ≧０．１４Ｘ-1.5              （２）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二色性色素（Ａ）及び靭性付与剤（Ｂ）を含有し、該二色性色素（Ａ）及び該靭性付与剤（Ｂ）が水溶媒で分散または溶解してなる二色性色素含有液であって、該二色性色素含有液に対する該靭性付与剤（Ｂ）の固形分含有量［Ｘ］（質量％）及び靭性付与剤（Ｂ）の１００％モジュラス［Ｙ］（ＭＰａ）が下記式（１）及び（２）の関係を満たす二色性色素含有液。
式：０．０１≦Ｘ≦１．０            （１）
式：Ｙ≧０．１４Ｘ-1.5             （２）
【請求項２】
靭性付与剤（Ｂ）が、シリコーン変性アクリル樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂、カルボキシル変性ポリオレフィン樹脂、ストレートエポキシ樹脂、ポリカーボネート変性ポリウレタン樹脂、エステル/アクリル変性ポリウレタン樹脂、エーテル変性ポリウレタン樹脂、エステル変性ポリウレタン樹脂、ポリウレタン系アイオノマー樹脂及び無機ハイブリッドポリウレタン樹脂から選ばれる１種以上である請求項１に記載の二色性色素含有液。
【請求項３】
基材上に、配列層と偏光層とを順次設けてなる偏光素子であって、偏光層が、請求項１又は２に記載の二色性色素含有液を用いて二色性色素を配列堆積させて形成してなる偏光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二色性色素含有液および偏光素子に関するものであり、さらに詳しくは、偏光層の密着性を低下させることなく、ヘイズを防ぐことができる二色性色素含有液および偏光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
偏光素子の製造方法において、二色性を有し、かつ水溶液状態で液晶相を呈する色素を用いた手法が知られている。例えば、透明基材の表面上に偏光層及び保護層を有し、透明基材と偏光層との間に、配列膜として無機中間層を有する偏光素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。無機中間層は酸化シリコン、金属酸化物、あるいはその混合物の組み合わせからなり、真空蒸着によりこれら金属酸化物の蒸着膜が基材表面の配列膜として形成され、二色性色素を配列堆積させて偏光層が形成される。
特許文献１のように配列膜が無機物質のみで形成されている場合、加熱工程時に偏光層にクラックが発生してしまい、これが原因でレンズ等の偏光素子に曇りが生じるという問題があった。また、従来の偏光素子では偏光層の密着性が満足できるとはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５２７４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、偏光層の密着性を低下させることなく、ヘイズを抑えることができる二色性色素含有液および偏光素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、二色性色素に靭性付与剤を含有させることで、上記課題を解決しうることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、二色性色素（Ａ）及び靭性付与剤（Ｂ）を含有し、二色性色素（Ａ）及び靭性付与剤（Ｂ）が水溶媒で分散または溶解してなる二色性色素含有液であって、該二色性色素含有液に対する靭性付与剤（Ｂ）の固形分含有量［Ｘ］（質量％）及び靭性付与剤（Ｂ）の１００％モジュラス［Ｙ］（ＭＰａ）が下記式（１）及び（２）の関係を満たす二色性色素含有液、並びに基材上に、配列層と偏光層とを順次設けてなる偏光素子であって、偏光層が、該二色性色素含有液を用いて二色性色素を配列堆積させて形成してなる偏光素子に関する。
式：０．０１≦Ｘ≦１．０            （１）
式：Ｙ≧０．１４Ｘ-1.5              （２）
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、偏光層の密着性を低下させることなく、ヘイズを抑えることができる二色性色素含有液および偏光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の偏光素子の作製工程の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の二色性色素含有液は、二色性色素（Ａ）及び靭性付与剤（Ｂ）を含有する。ここで、「二色性」とは、媒質が光に対して選択吸収の異方性を有するために、透過光の色が伝播方向によって異なる性質を意味し、二色性色素は、偏光光に対して色素分子のある特定の方向で光吸収が強くなり、これと直行する方向では光吸収が小さくなる性質を有する。また、二色性色素の中には、水を溶媒とした時、ある濃度・温度範囲で液晶状態を発現するものが知られている。このような液晶状態のことをリオトロピック液晶という。この二色性色素の液晶状態を利用して特定の一方向に色素分子を配列させることができれば、素子として光吸収の異方性が得られ偏光素子として機能させることができる。
本発明に使用される二色性色素としては、特に限定されず、偏光素子に通常使用されるものとして知られているものを用いることができる。例えば、アゾ系、アントラキノン系、メロシアニン系、スチリル系、アゾメチン系、キノン系、キノフタロン系、ペリレン系、インジゴ系、テトラジン系、スチルベン系、ベンジジン系等が挙げられる。また、米国特許２４００８７７号明細書、特表２００２−５２７７８６号公報明細書に記載されているもの等も挙げられる。これらの二色性色素（Ａ）は１種単独でも、又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１０】
二色性色素を含有する水溶液あるいは懸濁液（好ましくは水溶液）に、さらに上記以外の色素などを、本発明の効果を損なわない限り配合することで、所望の色相を有する偏光素子を製造することができる。本発明の二色性色素含有液に、塗布性等を向上させる観点から、必要に応じてレオロジー改質剤、接着性促進剤、可塑剤、レベリング剤等の添加剤を配合してもよい。
【００１１】
（靭性付与剤）
本発明の二色性色素含有液は、加熱加工時にクラックの発生を抑える観点から、靭性付与剤（Ｂ）を含有する。ここで、「靭性」とは、クラックの進展に対する抵抗性（進みにくさ）のことである。
本発明で使用する靭性付与剤（Ｂ）としては、後述する式（２）を満たすものであれば、特に限定されないが、水分散性あるいは水溶性樹脂を使用することが好ましく、具体的にはシリコーン変性アクリル樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂〔例えば、中央理化工業株式会社製リカボンドＥＴ−８（商品名）〕などのアクリル樹脂、カルボキシル変性ポリオレフィン樹脂〔例えば、株式会社鉛市製ファインレジンＳＧ−２０００（商品名）〕などのポリオレフィン樹脂、グリシジルエーテル型ストレートエポキシ樹脂などのストレートエポキシ樹脂、ポリカーボネート変性ポリウレタン樹脂〔例えば、日華化学株式会社製エバファノールＨＡ−５０Ｃ（商品名）、ＤＩＣ株式会社製ハイドランＷＬＳ−２１３（商品名）〕、エステル/アクリル変性ポリウレタン樹脂〔例えば、日華化学株式会社製ネオステッカー４００、ネオステッカー７００（商品名）、ネオステッカー１２００（商品名）〕、エーテル変性ポリウレタン樹脂〔例えば、日華化学株式会社製エバファノールＨＡ−１５（商品名）〕、エステル変性ポリウレタン樹脂〔例えば、日華化学株式会社製ネオステッカー１７００（商品名）〕、ポリウレタン系アイオノマー樹脂、無機ハイブリッドポリウレタン樹脂〔例えば、ＤＩＣ株式会社製パテラコールＲＢＳ（商品名）〕などのポリウレタン樹脂等が挙げられる。中でも、耐熱性の観点から、ポリカーボネート変性ポリウレタン樹脂が好ましい。これらの靭性付与剤（Ｂ）は１種単独でも、又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
二色性色素含有液に対する、靭性付与剤（Ｂ）の固形分の含有量は、０．０１〜１．０質量％である。靭性付与剤（Ｂ）の固形分の含有量が１．０質量％より多いと、靭性付与剤成分が支配的になりヘイズが増大する。また、０．０１質量％より少ないと、クラックの抑制効果が得られずヘイズが増大する。以上の観点から、（Ｂ）成分の固形分の含有量は、０．０１〜０．５質量％であることが好ましく、０．０５〜０．３質量％であることがより好ましい。
【００１３】
本発明の二色性色素含有液の調製方法は、特に制限されず、前記（Ａ）二色性色素及び（Ｂ）靭性付与剤、並びに必要に応じて使用される添加剤等の所定量を秤取り充分に攪拌混合し、該（Ａ）及び（Ｂ）成分を水溶媒で分散または溶解させることにより行うことができる。なお、各成分の添加順序は特に限定されない。本発明の二色性色素含有液は、水溶液あるいは水に懸濁した懸濁液でもよいが、ヘイズ低減の観点から、水溶液であることが好ましい。
【００１４】
本発明の二色性色素含有液において、該二色性色素含有液に対する靭性付与剤（Ｂ）の固形分含有量［Ｘ］（質量％）及び靭性付与剤（Ｂ）の１００％モジュラス［Ｙ］（ＭＰａ）が下記式（１）及び（２）の関係を満たすことが必要である。
式：０．０１≦Ｘ≦１．０            （１）
式：Ｙ≧０．１４Ｘ-1.5              （２）
【００１５】
本発明の二色性色素含有液が上記の関係式（１）及び（２）を満たすことで、加熱工程にて生じやすいクラックの発生を抑え、ヘイズの増大を防ぐことができる。以上の観点から、本発明の二色性色素含有液が上記式（１）及び下記式（３）；
式：Ｙ≧１.９Ｘ-0.94              （３）
を満たすことが好ましい。
靭性付与剤（Ｂ）の１００％モジュラスは、靭性付与剤（Ｂ）の種類および含有量、二色性色素含有液中の含有量により一概に決められないが、４０ＭＰａ以下の範囲が好ましく、５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲がより好ましい。
【００１６】
本発明の偏光素子は、基材上に、配列層と偏光層とを順次設けてなる偏光素子であって、偏光層が、前記二色性色素含有液を用いて二色性色素を配列堆積させて形成してなることを特徴とする。
本発明において得られる偏光素子の構成について、図１（Ｅ）を参照しつつ説明する。本発明における偏光素子は、基材１上に配列層５及び偏光層６を有する。偏光層６は、二色性色素を堆積配列して形成され、通常、その上に色素を固定するための保護層７を有する。さらに、本発明における偏光素子は、必要に応じて、図１（Ｅ）の例のように基材１上にハードコート層２や密着層３、あるいは保護層７上に撥水膜等の機能性膜８を有していてもよい。偏光素子の好適例としては、例えば、基材１としてレンズ基材を用いる偏光レンズが挙げられる。
【００１７】
本発明における偏光素子、下記工程I〜工程IVを有する方法により製造させることが好ましい。
工程I：基材上に配列膜を製膜する工程
工程II：工程Iで製膜した配列膜に一軸方向に研磨処理を行い、一軸方向の研磨痕を有する配列層を形成する工程
工程III：工程IIで形成した配列層上に、前記二色性色素含有液を用いて二色性色素を配列堆積させて偏光層を形成する工程
工程IV：工程IIIで形成した偏光層上に色素を固定するための保護層を形成する工程
【００１８】
工程Iにおいて、該基材上に、配列膜４を製膜する（図１（Ａ）参照）。
（基材）
基材の材質としては、特に限定されないが、プラスチック基材、無機ガラス基材等が挙げられる。プラスチック基材の材質は、例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エピチオ基を有する化合物を材料とする重合体などが挙げられる。
基材の表面形状は、特に限定されないが、平面状、凹面状、又は凸面状等の任意の形状とすることができる。
【００１９】
工程Iにおいて、基材上に製膜される配列膜としては、特に制限はなく、例えば、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、電子銃蒸着法，プラズマ蒸着法（ＰＶＤ），反応性蒸着法等の従来公知の気相からの薄膜形成法により形成される無機酸化物からなる配列膜、ゾル−ゲル法により形成される配列膜等が挙げられる。
【００２０】
前記無機酸化物としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、及びＹから選ばれる１種以上の元素からなる酸化物が挙げられる。中でも、化学的安定性及び膜硬度増加効果の両立という観点から、ＳｉＯ又はＳｉＯ2が好ましい。
無機酸化物からなる配列膜の厚みは、好ましくは０．０２〜５μｍ、より好ましくは０．０５〜０．５μｍである。この厚みが０．０２μｍ以上であると、研磨加工の際に膜全体の剥離が生じるがことなく、配列層として機能させることができ、５μｍ以下であるとクラックの発生を減らすことができる。
【００２１】
ゾル−ゲル法では、配列膜コート液を基材上に付着させて配列膜（ゾル−ゲル膜）が形成される。
配列膜コート液としては、下記一般式（４）で表わされるアルコキシシラン及び／又は下記一般式（５）で表わされるヘキサアルコキシジシロキサン（ａ）を少なくとも含むことが好ましい。前記（ａ）成分は、水の存在下、加水分解反応が進行し、膜中の連続する骨格構造を形成するとともに、膜硬化性を付与し、さらに偏光層の剥離を抑制するために使用される。
配列膜コート液としては、その他に無機酸化物ゾル、溶媒、硬化触媒等の成分を必要に応じて混合することにより調製することができる。
【００２２】
Ｓｉ(ＯＲ1)a(Ｒ2)4-a              （４）
(Ｒ3Ｏ)3Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ(ＯＲ4)3    （５）
【００２３】
ここで、上記一般式（４）におけるＲ1、及び上記一般式（５）におけるＲ3〜Ｒ4は、それぞれ独立に炭素数１〜５のアルキル基であり、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。この中で、メチル基、及びエチル基が好ましい。
上記一般式（４）におけるＲ2は、炭素数１〜１０のアルキル基であり、上記で例示した炭素数１〜５のアルキル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、及び２−エチルヘキシル基等が挙げられる。この中では、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましい。上記一般式（５）におけるａは、３又は４である。
【００２４】
一般式（４）で表わされるテトラアルコキシシラン（式中、ａ＝４）としては、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシランテトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン等が挙げられる。
【００２５】
一般式（４）で表わされるトリアルコキシシラン（式中、ａ＝３）としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリ−ｎ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン等が挙げられる。
【００２６】
一般式（５）で表わされるヘキサアルコキシジシロキサンとしては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメトキシジシロキサン、ヘキサエトキシジシロキサン等が挙げられる。
【００２７】
これらの中で、好ましくはテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ヘキサエトキシジシロキサン、及びヘキサメトキシジシロキサン、より好ましくは、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、さらに好ましくはテトラエトキシシランである。これらは、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明において、シラン化合物の中で、一般式（４）で表わされるテトラアルコキシシラン（式中、ａ＝４）を単独あるいは他のシラン化合物より多く用いることが好ましい。
【００２８】
本発明に用いる配列膜コート液としては、例えば、上記（ａ）成分と、無機酸化物ゾルとを含有する混合物等が挙げられるが、中でも、偏光層の剥離を抑える観点から、上記（ａ）成分と、水（ｂ）及びアルコール類（ｃ）を含有する混合物が好ましく挙げられる。
配列膜コート液の調製方法は、特に制限されず、所定量の各成分を秤取り充分に攪拌混合することにより行うことができる。なお、各成分の添加順序は特に限定されない。
【００２９】
無機酸化物ゾルを用いる場合には、無機酸化物としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｓｉ及びＴｉ等から選ばれる１種以上の元素からなる酸化物が挙げられる。これらの中で、配列層の硬度を高め、更に偏光層の剥離を抑制し、かつ製造の容易さという観点から、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2及び酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が好ましい。この中でも特に化学的安定性及び膜硬度増加効果の両立という観点から、シリカ（ＳｉＯ2）を用いることが好ましい。無機酸化物は、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００３０】
無機酸化物ゾルは、アルコール等の溶媒に固形分量が好ましくは０．５〜７０質量％となるように無機酸化物粒子を分散させたものである。また、膜硬度増加効果及び膜自身のヘイズ（曇り）を発生させないという観点から、無機酸化物粒子の粒径としては１〜１００ｎｍであることが好ましい。
（ａ）成分と無機酸化物ゾル中の固形分とのモル比〔（ａ）／無機酸化物ゾル（固形分）〕としては、配列層が過度に硬くなることがなく、配列層上に積層される偏光層との密着性が向上させる観点から、好ましくは９９．９／０．１〜４０／６０であり、より好ましくは９０／１０〜４５／５５、さらに好ましくは８０／２０〜５０／５０である。
【００３１】
配列膜コート液を前記（ａ）〜（ｃ）成分を含有する混合物として調製する場合、系に添加される水（ｂ）の使用量は、（ａ）成分に対して、０．５〜３モル当量の範囲が好ましく、１〜２モル当量の範囲がより好ましい。水の添加量が（ａ）成分に対して０．５モル当量以上であれば、加水分解反応中にアルコキシ基が残留することなく、プラスチックレンズの使用に耐えうる硬度の膜を形成することができ、３モル当量以下であれば、必要以上に（ａ）成分同士の重合による膜硬化が起こり、硬化してできるポリシロキサンの一分子が大きくなってしまうことから、膜の構造が粗となり、結果的にプラスチックレンズ用途の膜としての硬さが充分に得られないといった心配がない。
水（ｂ）の添加方法としては、特に制限はなく、加水分解反応を促進させるために、通常添加される酸またはアルカリ触媒の水溶液として添加してもよい。
【００３２】
アルコール類（ｃ）は、アルコキシシラン及び／又はヘキサアルコキシジシロキサン（ａ）及び、水（ｂ）に可溶な溶媒として使用される。
アルコール類（ｃ）としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール、ジアセトンアルコール及び１−メトキシ−２−プロパノール等が挙げられる。この中で、アルコール類に対するシラン類、シロキサン類の溶解度の観点から、メタノール、エタノール、イソプロパノールが好ましい。
アルコール類（ｃ）の使用量は、（ａ）成分に対して、好ましくは２０〜５００質量％の範囲、より好ましくは５０〜４００質量％の範囲である。アルコール類（ｃ）の使用量が、（ａ）成分に対して２０質量％以上であれば、（ａ）成分を充分に溶解させることができ、５００質量％以下であれば、（ａ）成分の反応性を保つことができる。
なお、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、溶媒としてジメチルホルムアミドなどのアミド類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類等を使用することもできる。
【００３３】
次に、上記で調製した混合物、好ましくは（ａ）〜（ｃ）成分を含有する混合物を加熱処理し、ゾル−ゲル法によるアルコキシシラン材料中のアルコキシ基の加水分解、縮重合を経て、配列膜コート液を調製することができる。
加熱処理の温度としては、（ａ）成分の析出やゲル化が起こらない範囲で加水分解反応を十分に進行させるという観点から、４０〜１２０℃の範囲が好ましく５０〜１１０℃の範囲がより好ましく、７０〜１００℃の範囲がさらに好ましい。
また、十分な反応速度を得る観点から、できるだけ高い温度を保持して撹拌下加熱処理することが好ましく、このために、加熱処理において、（ａ）〜（ｃ）成分を含有する混合物を加熱還流することが好ましい。
加熱処理の時間は、好ましくは０．５〜２４時間の範囲である。また、上記の加熱温度の範囲内に連続して一定時間保持されるように制御されることが好ましい。長時間高温状態に保つと、（ａ）成分の析出やゲル化といった問題が起こる。これらの観点から、１〜１５時間の範囲がより好ましい。
上記のように調製した配列膜コート液を用いることにより、後の工程において形成される配列層と偏光層との密着性を向上させることが可能となり、偏光層の剥離を効果的に低減することができる。
【００３４】
さらに、偏光層の剥離や曇りを低減するために、上記で得られた混合物に、必要に応じて、アルミニウムキレート（ｄ）を添加して、さらに加熱処理することが好ましい。アルミニウムキレート（ｄ）としては、例えば、アルミニウムアセチルアセトナート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトナート）、及びアルミニウムモノイソプロポキシモノオレオキシエチルアセトアセテート等が挙げられる。これらは、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００３５】
アルミニウムキレート（ｄ）の使用量は、（ａ）成分に対して、好ましくは０．０５〜５質量％の範囲、より好ましくは０．１〜３質量％の範囲である。アルミニウムキレート（ｄ）の使用量が、（ａ）成分に対して０．０５質量％以上であれば、剥離や曇りを低減する効果を付与することができ、５質量％以下であれば、アルミニウム含量が高くなりすぎることによる密着性や透明性の低下といった問題がない。
【００３６】
（ｄ）成分添加後の加熱処理の温度としては、好ましくは４０〜１２０℃の範囲であり、より好ましくは５０〜１００℃の範囲である。（ｄ）成分添加後の加熱処理の時間としては、好ましくは０．５〜２４時間の範囲である。加熱処理は撹拌しながら行うことが好ましい。
配列膜コート液の固形成分量は、好ましくは０．２〜２０質量％、より好ましくは１〜１０質量％である。コート液の固形成分量は、所望の範囲となるように上記で例示したアルコール類等の溶媒を用いて調整することができる。なお、コート液の固形成分は、後述する実施例に記載の方法によって算出することができる。
【００３７】
本発明の偏光素子は、基材上に配列層が形成される。配列層は、基材上に直接積層されていてもよく、前記基材と配列層との間に、ハードコート層やプライマー層を有していてもよい。
【００３８】
基材と配列層との間に必要に応じて形成されるハードコート層には、特に限定されず、公知の有機ケイ素化合物及び無機酸化物コロイド粒子よりなるコーティング組成物を使用することができる。有機ケイ素化合物及び無機酸化物コロイド粒子としては、例えば、特開２００７−７７３２７号公報明細書段落〔００７１〕〜〔００７４〕に記載のものが同様に挙げられる。ハードコート層用コ−ティング組成物は、従来知られている方法で調製することができる。
ハードコート層を基材上に形成する方法としては、上記コ−ティング組成物を基材に塗布する方法が挙げられる。塗布手段としてはディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の通常行われる方法が適用できるが、面精度の観点からディッピング法、スピンコーティング法が特に好ましい。
また、プライマー層には、密着性を向上させる観点から、ポリウレタン等の公知の各種樹脂を用いることができる。
【００３９】
上記コート液を基材上に付着させる前に、基材に、酸、アルカリ、各種有機溶剤による化学的処理、プラズマ、紫外線などによる物理的処理、各種洗剤を用いる洗剤処理、サンドブラスト処理、さらには各種樹脂を用いたプライマー処理を施すことによって、基材と配列層との密着性等を向上させることができる。
【００４０】
上記コート液を基材上に塗工し、続いて熱処理することにより、基材上に付着させ、好ましくはゾル−ゲル膜を製膜することができる。上記コート液の塗工方法としては、特に限定はないが、スピンコート、ディップコート、フローコート、スプレーコート等の公知の方法が適用でき、中でも面精度の観点から、スピンコートが好ましい。
ゾル−ゲル膜の厚みは、好ましくは０．０２〜５μｍ、より好ましくは０．０５〜０．５μｍである。この厚みが０．０２μｍ以上であると、研磨加工の際に膜全体の剥離が生じるがことなく、配列層として機能させることができ、５μｍ以下であるとクラックの発生を減らすことができる。
塗工及び熱処理の条件には、特に制限はないが、例えば、塗工条件としては、塗工時間０．５〜３分の範囲が好ましい。スピンコートの場合のスピンコーターの回転数は、２００〜２０００ｒｐｍの範囲が好ましい。また、熱処理は、５０〜１２０℃、０．５〜３時間で行うことが好ましい。
【００４１】
工程Iの後、かつ次の工程IIの前に、工程Iで製膜した配列膜を弱酸または弱アルカリの水溶液に浸漬処理することが好ましい。配列膜を弱酸または弱アルカリ溶液に浸漬処理することにより、配列膜と色素層との密着性が上がり剥がれ難くなり、更に耐擦傷性が向上し、磨き傷によるヘイズの発生を抑えることができる。なお、ここでいう弱酸とは解離指数ｐＫaが３．５以上の酸を指し、弱アルカリとは解離指数ｐＫbが３．５以上のアルカリを指す。
浸漬処理に使用する弱酸または弱アルカリとしては、酢酸、シュウ酸、ギ酸、安息香酸等の弱酸、アンモニア水、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の弱アルカリが挙げられる。浸漬条件は、特に制限はないが、好ましくは、処理時間１〜３０分、更に好ましくは３〜２０分である。
【００４２】
工程IIでは、二色性色素を配列層上に配列堆積させるために、工程Iで製膜した配列膜４に一軸方向に研磨処理を行い、一軸方向の研磨痕を有する配列層５を形成する（図１（Ｂ）参照）。研磨処理は研磨剤を用いて行うことが好ましい。
工程IIにおいて、基材上に形成される配列層は、二色性色素を配列堆積させるために設けられる。
ここで、液晶の場合には、基板にある一方向の摩擦加工や研磨加工により、この方向と一定の方向関係で配列することが知られている。例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造において、液晶をセル内で配列するために、基板上に取り付けた配列膜（ポリイミドなど）を一方向に擦る、いわゆるラビング工程が行われることはよく知られている。二色性色素からなる溶液を一方向研磨した基材上にコートし、この色素を配列させその二色性を利用する技術は、例えば、米国特許２４００８７７号明細書や米国特許４８６５６６８号明細書等に開示されている。
本発明においても、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）製造における液晶の場合と同様に、基材上に形成したゾル−ゲル膜を研磨処理することにより、二色性色素を一軸方向に配列させることができる。
【００４３】
研磨処理に使用される研磨剤としては、特に制限ないが、例えば、研磨剤粒子を含むスラリーをウレタンフォーム等の発泡材料に浸漬させたものを用いることができる。研磨剤粒子としては、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2等が挙げられる。この中で、形成したゾル−ゲル膜に対する硬度（研磨の容易さ、仕上がり）、および化学的安定性の観点から、Ａｌ2Ｏ3が好ましい。これらは１種単独でも、又は２種以上組み合わせて用いてもよい。また、研磨剤粒子を含むスラリーには、粘度改質剤、ｐＨ調整剤等が含有していてもよい。
【００４４】
研磨剤粒子の平均粒径としては、３μｍ以下であることが好ましい。さらに、ゾル−ゲル膜の場合、無機物質で出来た薄膜のような硬さが無いので、平均粒径が２μｍ未満の研磨剤を使用した研磨加工が可能であり、この観点から、０．５〜１．５μｍがより好ましく、０．７〜１．４μｍがさらに好ましい。また、従来よりも更に微細な粒子の研磨剤を使用できることで、よりきめ細かな研磨加工ができ、研磨圧が高くなったり、一箇所を集中的に研磨した場合でも、磨き傷によるヘイズの発生を抑えることができ、不良品の発生を減らすことができ、偏光素子を容易に製造することができる。
研磨条件は、特に限定されず、回転速度、研磨圧、及び研磨時間等を適宜調整することができる。
【００４５】
工程IIIでは、工程IIで形成した一軸方向の研磨痕を有する配列層５上に、前記二色性色素含有液を用いて二色性色素を配列堆積させて偏光層６を形成する（図１（Ｃ）参照）。
通常、偏光層形成の前に、研磨加工した配列層の表面を完全に洗浄、及び乾燥させる。次に、前記二色性色素含有液を、研磨痕を有する配列層上に塗布、さらに二色性色素の非水溶化処理を行うことで偏光層を形成することができる。
二色性色素含有液の塗布方法としては、特に限定はないが、スピンコート、ディップコート、フローコート、スプレーコート等の公知の方法が挙げられる。
上記非水溶化処理としては、配列層上に塗布した二色性色素を金属塩水溶液に浸漬する方法が好ましい。使用できる金属塩としては、特に限定されてないが、ＡｌＣｌ3、ＢａＣｌ2、ＣｄＣｌ2、ＺｎＣｌ2、ＦｅＣｌ2及びＳｎＣｌ2等が挙げられる。この中で、安全性の観点から、ＡｌＣｌ3及びＺｎＣｌ2が好ましい。非水溶化処理後、二色性色素の表面をさらに乾燥させてもよい。
偏光層の厚さは、特に限定されないが０．０５〜０．５μｍの範囲であると好ましい。
【００４６】
工程IVは、工程IIIで形成した偏光層６上に色素を固定するための保護層７を形成する工程（図１（Ｄ）参照）である。
上記保護層に用いられる材料としては、有機ケイ素化合物を用いることができ、例えば、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（γ−ＧＰＳ）、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリブトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、γ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリエトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシラン、δ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）ブチルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤が好ましく挙げられるが、特にこれらに限定されない。これら化合物は１種単独でも、又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
色素保護層は、偏光層上に上記有機ケイ素化合物を含む液をディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法等の公知の手段によって塗布、次いで熱硬化により製膜し形成することができる。熱硬化における加熱温度は、室温（２０℃）〜１２０℃の範囲が好ましく、加熱時間は５〜１８０分の範囲が好ましい。この際、上記有機ケイ素化合物は、偏光層に浸透し、実質的に色素保護層と偏光層とが一体化した層が形成される。また、本発明の二色性色素含有液を用いて形成された偏光層では、この熱硬化の加熱時にクラックの発生を抑制することができる。色素保護層と偏光層が一体化した層の膜厚は、特に限定されないが０．０５〜１．５μｍの範囲であると好ましい。
【００４７】
得られた偏光素子に対しては、耐擦傷性を向上させるハードコート膜、反射防止膜、撥水膜、ＵＶ吸収膜、赤外線吸収膜、フォトクロミック膜、静電防止膜等の機能性膜８を公知の方法で形成することもできる（図１（Ｅ）参照）。
【００４８】
本発明の偏光素子は、偏光層の密着性を低下させることなく、加熱工程時のクラックの発生を抑制し、ヘイズを抑えることができ、眼鏡レンズ、サングラス、ディスプレイ機器、光伝送機器、自動車や建物の窓ガラス等の光学用途に広く用いられ、特に眼鏡用プラスチックレンズとして好ましく用いられる。眼鏡用プラスチックレンズの場合には、屈折率は、通常１．５０〜１．８０であり、また、アッベ数は、通常３０以上である。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、靭性付与剤及び得られた偏光素子の物性評価は以下のようにして行った。
【００５０】
（１）１００％モジュラス
靭性付与剤をガラス板やＰＴＦＥ板等の板上に製膜し、２３℃にて２４時間乾燥させ、厚さ１００μｍ〜１ｍｍのフィルム状の試験片を得る。作製した試験片を引張試験機にて引張試験を行い、得られた応力−ひずみ線図より１００％変形時の応力値を１００％モジュラス値とした。なお、試験片などの試験条件についてはＪＩＳ  Ｋ７１２７、試験法についてはＪＩＳ  Ｋ７１６１を参照して実施した。
【００５１】
（２）透明性（ヘイズ値）
株式会社村上色彩技術研究所製ヘイズメーターＨＭ−１５０にて、作製した偏光素子のヘイズ値を測定し、曇りの有無を判断した。
（評価基準）
◎：ヘイズ値＜０．５％（曇りが殆ど気にならない範囲）
○：０．５％≦ヘイズ値≦1．０％（多少曇りは見られるが影響を及ぼさない範囲）
×：１．０％＜ヘイズ値（曇りがはっきり分かる範囲）
【００５２】
（３）密着性
実施例、比較例の各偏光レンズについて、作製直後の偏光レンズ密着性、および５０℃の温水に２４時間浸漬した後に風乾させた偏光レンズの密着性を評価した。評価方法については以下の通りである。
＜密着性評価方法＞
偏光層に１.５ｍｍ間隔で１００目クロスカットし、このクロスカットしたところに粘着テープ（ニチバン株式会社製セロファンテープ）を強く貼り付けた後、粘着テープを急速に剥がした後の硬化膜の１００目中の剥離マス目数を調べた。判断基準は以下の通りである。
（評価基準）
○：剥離マス目数０〜２／１００
△：剥離マス目数３〜５／１００
×：剥離マス目数６以下／１００
【００５３】
調製例１
（配列膜コート液の製造）
テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）（分子量２０８.３、商品名「ＫＢＥ−０４」、信越化学工業株式会社製)８５ｇに、エタノール４０ｇを添加して撹拌した。次いで、０．０１ｍｏｌ／Ｌ塩酸１４．７５ｇ(ＴＥＯＳの２倍モル量の水を含む)を撹拌しながら添加した。この混合液が透明になるまで５分間撹拌した。
次に、冷却管を取り付けた丸底フラスコに上記混合液を充填し、マントルヒータでフラスコを加熱し、冷却管に室温の水を通水することで１時間加熱還流処理した。この間、液は攪拌され、液温が７５〜８０℃に保持されていた。その後自然放冷により１時間かけてこの液体を室温まで冷却して、配列膜コート原液を得た。得られた配列膜コート原液５ｇに、エタノール３０ｇを加え希釈、攪拌して、配列膜コート液（固形成分：コート液全量の２．５質量％）を得た。
ここで、固形成分とは、アルコキシシラン材料中のアルコキシ基（ＯＲ基、Ｒ：アルキル基）がすべて加水分解されシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）が形成されたときの化学量論量を「固形成分」量とする。
【００５４】
実施例１
（二色性色素含有液の製造）
二色性色素〔商品名「Varilight solution 2S」、スターリング オプティクス インク（Sterling Optics Inc）社製〕の約５質量％水溶液９．９３ｇ、及び靭性付与剤として、ポリカーボネート変性ポリウレタン樹脂（商品名「エバファノールＨＡ−５０Ｃ」、日華化学株式会社製、固形分３０質量％）０．０７ｇを混合し、二色性色素約４．９５質量％及び靭性付与剤（固形分）０．２質量％を含有する二色性色素含有液１を得た。
【００５５】
（配列膜の製膜）
レンズ基材として、フェニックスレンズ（ＨＯＹＡ株式会社製、屈折率１.５３、ハードコート付き、直径７０ｍｍ、ベースカーブ４）を用いて、レンズ凹面に調製例１で得られた配列膜コート液をスピンコート（８００ｒｐｍで約２ｍｌを供給、６０秒保持）、続いて８５℃、１時間の熱処理を施し硬化させ、厚さ約１００ｎｍの配列膜（ゾル−ゲル膜）を製膜した。
【００５６】
（研磨処理）
得られた配列膜に、研磨剤含有ウレタンフォーム（研磨剤：「ＰＯＬＩＰＬＡ３０４Ｍ」、フジミインコーポレーテッド社製、平均粒径０．８５μｍＡｌ2Ｏ3粒子、ウレタンフォーム：球面レンズの凹面の曲率とほぼ同形状）を用いて、一軸研磨加工処理を回転数３５０ｒｐｍ、研磨圧５０ｇ/ｃｍ2の条件で１０秒間施し、配列層を形成した。研磨処理を施したレンズは純水により洗浄、乾燥させた。
【００５７】
（偏光層の形成）
レンズを乾燥後、研磨処理面上に、上記で得られた二色性色素含有液１  １〜５ｇを用いてスピンコートを施し、偏光層を形成した。スピンコートは、色素水溶液を回転数３００ｒｐｍで供給し、８秒間保持、次に回転数４００ｒｐｍで供給し４５秒間保持、さらに１０００ｒｐｍで供給し１２秒間保持することで行った。
次いで、塩化鉄濃度が０.１５Ｍ、水酸化カルシウム濃度が０.２ＭであるｐＨ３.５の水溶液を調製し、この水溶液に上記で得られたレンズをおよそ３０秒間浸漬し、その後引き上げ、純水にて充分に洗浄を施した。この工程により、水溶性であった色素は難溶性に変換される。
【００５８】
（色素保護膜の形成）
その後、レンズをγ−アミノプロピルトリエトキシシラン１０質量％水溶液に１５分間浸漬し、その後純水で３回洗浄し、８５℃で３０分間熱硬化した。さらに、冷却後、レンズを空気中にてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２質量％水溶液に３０分浸漬した後、１００℃の炉で３０分間熱硬化、硬化後冷却して色素保護膜を形成し、偏光レンズを作製した。
得られた偏光レンズの透明性及び密着性を評価した。結果を表２に示す。
【００５９】
実施例２〜１９及び比較例１〜３
実施例１で使用した靭性付与剤を、表１に記載した靭性付与剤に代えて、表１に記載した靭性付与剤を含有する二色性色素含有液２〜２２を調製した。
各例で使用した樹脂の詳細は以下のとおりである。
＊１：エバファノールＨＡ−５０Ｃ（商品名、ポリカーボネート変性ポリウレタン樹脂、日華化学株式会社製、固形分３５質量％）
＊２：ネオステッカー４００（商品名、エステル／アクリル変性ポリウレタン樹脂、日華化学株式会社製、固形分３７質量％）
＊３：ネオステッカー７００（商品名、エステル／アクリル変性ポリウレタン樹脂、日華化学株式会社製、固形分３７質量％）
＊４：ネオステッカー１２００（商品名、エステル／アクリル変性ポリウレタン樹脂、日華化学株式会社製、固形分３７質量％）
＊５：ネオステッカー１７００（商品名、エステル変性ポリウレタン樹脂、日華化学株式会社製、固形分４３質量％）
＊６：パテラコールＲＢＳ（商品名、無機ハイブリッドポリウレタン樹脂、ＤＩＣ株式会社製、固形分15％）
＊７：ファインレジンＳＧ−２０００（商品名、カルボキシル変性ポリオレフィン樹脂、株式会社鉛市製、固形分２５質量％）
＊８：ハイドランＷＬＳ−２１３（商品名、ポリカーボネート変性ポリウレタン樹脂、ＤＩＣ株式会社製、固形分３５質量%）
＊９：リカボンドＥＴ−８（商品名、エチレン-アクリル酸共重合体、中央理化工業株式会社製、固形分２２質量％）
＊１０：エバファノールＨＡ−１５（商品名、エーテル系ポリウレタン樹脂、日華化学株式会社製、固形分３０質量％）
【００６０】
次いで、上記で得られた二色性色素含有液２〜２２を表２に示すとおり用いたこと以外は実施例１と同様の方法により、偏光レンズを作製し、同様に評価した。結果を表２に示す。
【００６１】
【表１】
2011208079.tif 000002
【００６２】
【表２】
2011208079.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の二色性色素含有液を用いて形成してなる偏光素子は、偏光層の密着性を低下させることなく、加熱工程時のクラックの発生を抑制し、ヘイズを抑えることができる。該偏光素子は、眼鏡レンズ、サングラス、ディスプレイ機器、光伝送機器、自動車や建物の窓ガラス等の光学用途に広く適用することができ、特に眼鏡用プラスチックレンズとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１；基材
２；ハードコート層
３；密着層
４；配列膜
５；配列層
６；偏光層（配列した色素層）
７；色素保護膜（保護層）
８；機能性膜（撥水膜等）
【図１】
2011208079.tif 000004