(57)【要約】  本発明により、被測定物を含む光弾性を有する物品に直線偏光膜と位相差膜とをこの順で透過した光を照射すること、および上記光に由来する上記物品からの反射光を上記位相差膜と上記直線偏光膜とをこの順で介して検出することを含む応力測定方法であって、上記位相差膜の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、上記位相差膜の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす応力測定方法、上記直線偏光膜と上記位相差膜とを含む応力測定用部材、ならびに、上記応力測定用部材と光弾性層を含む応力表示部材とを含む応力測定用セットが提供される。
2015159836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を含む光弾性を有する物品に直線偏光膜と位相差膜とをこの順で透過した光を照射すること、および
前記光に由来する前記物品からの反射光を前記位相差膜と前記直線偏光膜とをこの順で介して検出することを含む応力測定方法であって、
前記位相差膜の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、前記位相差膜の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす応力測定方法。
【請求項２】
光弾性層を含む応力表示部材を被測定物の表面に接着して、光弾性を有する前記物品を用意することをさらに含む請求項１に記載の応力測定方法。
【請求項３】
光弾性層および反射層を含む応力表示部材を被測定物の表面に前記反射層が前記被測定物側となるように接着して、光弾性を有する前記物品を用意することをさらに含む請求項１に記載の応力測定方法。
【請求項４】
前記光弾性層の膜厚が１０μｍ以上、１ｍｍ以下である請求項２または３に記載の応力測定方法。
【請求項５】
前記光弾性層が芳香族化合物を含む請求項２〜４のいずれか一項に記載の応力測定方法。
【請求項６】
応力測定用部材であって、
直線偏光層と位相差層とを含み、
前記位相差層の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、前記位相差層の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす応力測定用部材。
【請求項７】
光弾性層を含み、かつ
前記直線偏光層、前記位相差層、および前記光弾性層がこの順に配置されている請求項６に記載の応力測定用部材。    
【請求項８】
光弾性層および反射層を含み、かつ、
前記直線偏光層、前記位相差層、前記光弾性層、および前記反射層がこの順に配置されている請求項６に記載の応力測定用部材。    
【請求項９】
被測定物に接着するための接着層を含み、かつ、
前記直線偏光層、前記位相差層、前記光弾性層、および前記接着層がこの順に配置されている請求項７または８に記載の応力測定用部材。
【請求項１０】
前記光弾性層の膜厚が１０μｍ以上、１ｍｍ以下である請求項７〜９のいずれか一項に記載の応力測定用部材。
【請求項１１】
前記光弾性層が芳香族化合物を含む請求項７〜１０のいずれか一項に記載の応力測定用部材。
【請求項１２】
応力測定用セットであって、
応力測定用部材と応力表示部材とを含み、
前記応力測定用部材は、直線偏光層と位相差層とを含み、
前記位相差層の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、前記位相差層の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たし、
前記応力表示部材は光弾性層を含む、応力測定用セット。
【請求項１３】
前記応力表示部材が反射層を含む請求項１２に記載の応力測定用セット。
【請求項１４】
前記応力表示部材が接着層を含む請求項１２に記載の応力測定用セット。
【請求項１５】
前記応力表示部材が接着層を含み、かつ、
前記光弾性層、前記反射層、および前記接着層がこの順に配置されている請求項１３に記載の応力測定用セット。
【請求項１６】
前記光弾性層の膜厚が１０μｍ以上、１ｍｍ以下である請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の応力測定用セット。
【請求項１７】
前記光弾性層が芳香族化合物を含む請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の応力測定用セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力測定方法、応力測定用部材、および応力測定用セットに関する。より詳しくは、本発明は、光弾性を利用する応力測定方法および、上記測定方法に用いることができる応力測定用部材、および応力測定用セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の応力（ひずみ）の測定方法としては、従来から、光弾性を利用した方法が知られている。
特許文献１には、被測定物の表面に形成した光弾性皮膜に偏光を照射して光の強度（明暗）を検出することにより、回転体のトルクを測定することに関する記載がある。
特許文献２には、表面に光弾性ゲージを貼付した応力測定の対象物を、直線偏光板と１／４波長板を介して観察し、応力を色として検出する方法についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１１８５３７号公報
【特許文献２】特開平５−７９９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光弾性を利用した応力測定方法において、例えば光弾性層などを用いる場合、小さなひずみ量変化を色の変化として検出できるようにするためには、光弾性層の膜厚を大きくする必要がある。光弾性層が厚くなると剛性が大きくなるため、特に被測定物が薄い形状であったり柔らかい材料であったりする場合、光弾性層が被測定物のひずみに影響を及ぼす。その結果、所定の荷重を被測定物に加えた場合の本来のひずみと異なる結果となってしまい、測定誤差の原因となってしまうという課題がある。
また、光弾性層の剛性が大きいと、被測定物の表面形状に対する形状追従性が悪くなるため測定対象が限定され得る。そして、膜厚の大きい光弾性層の形状追従性を上げるために液状の光弾性材料を被測定物表面上で固化するなどの方法を採用すると、被測定物の場所や形状によっては施工が困難で膜厚を高精度に均一化することができなくなる。【０００５】
本発明は、精度および感度の高い応力測定方法を提供すること、ならびに、精度および感度の高い応力測定を可能とする応力測定用部材および応力測定用セットを提供することを課題とする。本発明は、特に、光弾性を利用してひずみを色変化で検知する応力測定方法として精度および感度の高い方法を提供すること、ならびにこのような方法に使用できる応力測定用部材および応力測定用セットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題の解決のため、鋭意検討を行った。そして光弾性層を用いる方法において、光弾性層を観察するための部材の光学特性を精査する過程で小さなひずみの測定が可能となる条件を見出し、この知見に基づいて、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記の［１］〜［１７］を提供するものである。【０００７】
［１］被測定物を含む光弾性を有する物品に直線偏光膜と位相差膜とをこの順で透過した光を照射すること、および上記光に由来する上記物品からの反射光を上記位相差膜と上記直線偏光膜とをこの順で介して検出することを含む応力測定方法であって、上記位相差膜の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、上記位相差膜の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす応力測定方法。
［２］光弾性層を含む応力表示部材を被測定物の表面に接着して、光弾性を有する上記物品を用意することをさらに含む［１］に記載の応力測定方法。
［３］光弾性層および反射層を含む応力表示部材を被測定物の表面に上記反射層が上記被測定物側となるように接着して、光弾性を有する上記物品を用意することをさらに含む［１］に記載の応力測定方法。【０００８】
［４］上記光弾性層の膜厚が１０μｍ以上、１ｍｍ以下である［２］または［３］に記載の応力測定方法。
［５］上記光弾性層が芳香族化合物を含む［２］〜［４］のいずれか一項に記載の応力測定方法。
［６］応力測定用部材であって、
直線偏光層と位相差層とを含み、
上記位相差層の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、上記位相差層の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす応力測定用部材。
［７］光弾性層を含み、かつ上記直線偏光層、上記位相差層、および上記光弾性層がこの順に配置されている［６］に記載の応力測定用部材。【０００９】
［８］光弾性層および反射層を含み、かつ、上記直線偏光層、上記位相差層、上記光弾性層、および上記反射層がこの順に配置されている［６］に記載の応力測定用部材。
［９］被測定物に接着するための接着層を含み、かつ、上記直線偏光層、上記位相差層、上記光弾性層、および上記接着層がこの順に配置されている［７］または［８］に記載の応力測定用部材。
［１０］上記光弾性層の膜厚が１０μｍ以上、１ｍｍ以下である［７］〜［９］のいずれか一項に記載の応力測定用部材。
［１１］上記光弾性層が芳香族化合物を含む［７］〜［１０］のいずれか一項に記載の応力測定用部材。【００１０】
［１２］応力測定用セットであって、応力測定用部材と応力表示部材とを含み、上記応力測定用部材は、直線偏光層と位相差層とを含み、上記位相差層の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）が１００≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たし、上記位相差層の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）がＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たし、
上記応力表示部材は光弾性層を含む、応力測定用セット。
［１３］上記応力表示部材が反射層を含む［１２］に記載の応力測定用セット。
［１４］上記応力表示部材が接着層を含む［１２］に記載の応力測定用セット。
［１５］上記応力表示部材が接着層を含み、かつ、上記光弾性層、上記反射層、および上記接着層がこの順に配置されている［１３］に記載の応力測定用セット。
［１６］上記光弾性層の膜厚が１０μｍ以上、１ｍｍ以下である［１２］〜［１５］のいずれか一項に記載の応力測定用セット。
［１７］上記光弾性層が芳香族化合物を含む［１２］〜［１６］のいずれか一項に記載の応力測定用セット。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、精度および感度の高い応力測定方法、ならびに、精度および感度の高い応力測定を可能とする応力測定用部材が提供される。本発明の応力測定方法および応力測定用部材により、小さなひずみ量変化を色の変化として検出することができる。例えば、被測定物の表面形状に対する形状追従性を維持できる所定の範囲の膜厚の光弾性層を用いた場合であっても、精度および感度の高い応力測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】被測定物の応力を測定する場合の、各層の配置の概略図と光入射方向および観測方向の関係を示す図である。
【図２】応力表示部材の構成例（概略断面図）を示す図である。
【図３】実施例で行った測定での各部材の配置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、角度について、「４５°」、「直交」および「平行」など、角度について記載される場合は、厳密な角度±１０°の範囲を意味するものとし、並びに角度について「同一」および「異なる」は、その差が５°未満であるか否かを基準に判断できる。
本明細書において、「光」という場合、特に断らない限り、可視光（自然光）を意味する。
【００１４】
本明細書において、「位相差」または「レターデーション」というときは面内のレターデーションを表す。波長λにおけるレターデーションをＲｅ（λ）と波長について特に付記がない場合は、波長５５０ｎｍにおけるレターデーションを示す。各測定波長におけるレターデーションは、ｎxをｘ軸方向の屈折率、ｎyをｙ軸方向の屈折率、ｄを厚みとしたとき、｜ｎx−ｎy｜×ｄで表される。本明細書において、レターデーションはＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎを用いてフィルム状の測定対象の法線方向に波長λｎｍの光を入射させて測定したものとする。Ｒｅ（λ）はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨまたはＷＲ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定することもできる。
【００１５】
本明細書において、光弾性とは応力が生じている物体に光学的異方性が生じて複屈折を生じる性質のことをいう。複屈折に起因して位相差が生じ、単位応力当たりかつ単位光路当たりで生じる位相差のことを光弾性係数という。
本明細書において、「ひずみ量」というとき、物体に応力が生じた場合の単位長さ当たりの変形量のことをいう。具体的には、長さＬの物体が引張応力によってΔＬ伸びた場合またはΔＬ縮んだ場合、ΔＬ／Ｌで表される値のことをひずみ量という。
【００１６】
＜光弾性を利用した応力測定方法＞
光弾性を有する物体は応力が生じると複屈折を生じる。そのため複屈折量に応じた偏光状態の変化を検出して応力分布、すなわちひずみ分布を測定することができる。
光弾性を利用した応力測定方法としては、従来から光弾性法および光弾性皮膜法が知られている。光弾性法は、光弾性を有する物質を透過する光の偏光状態を検出する方法であり、材料内部の応力を評価することができるが、測定対象は透明体に限られる。そのため、金属や木材、セラミックなど不透明な材料のひずみを測定する場合は、被測定物の表面に光弾性材料を接着して光弾性層を設け、光弾性層に光を照射して得られる反射光の偏光状態を検出して被測定物の表面ひずみを測定する光弾性皮膜法が用いられている。
【００１７】
光弾性法の光学系では、例えば、偏光子および検光子と呼ばれる2枚の直線偏光膜を用いる。このとき、偏光子および検光子の偏光方向は直交させる。偏光子側から光弾性材料に光を照射して、光弾性材料を透過する光を検光子側から観察する。光弾性皮膜法においては、偏光子および検光子を偏光方向が互いに平行になるように配置して用いてもよく、1枚の直線偏光膜が偏光子および検光子を兼ねるように用いてもよい。偏光子を介して光弾性を有する被測定物に光を照射して、被測定物を透過してから反射する光が検光子を透過した光を観察する。
偏光子の主軸方向と被測定物の主応力方向が一致している部分では偏光状態が変化しないため、等傾線と呼ばれる線が観察される。偏光子を回転させると等傾線が変化し、被測定物の主応力方向を評価することができる。また、等傾線以外の領域では被測定物を透過する光は光弾性による位相差で楕円偏光になる。光源として単色光を用いると楕円率に応じて明るさが変化するため、位相差量に対応した等色線と呼ばれる明暗の縞模様が観察され、縞次数からひずみ量を定量的に評価することができる。光源として白色光を用いると等色線は色表示される。
【００１８】
また、上記測定において、上記直線偏光膜の代わりに円偏光膜を使用することによって、等傾線が発現せず、等色線のみが観測される。円偏光膜は例えば、可視光領域の各波長λに対してλ／４に相当する位相差を有する、いわゆるλ／４位相差フィルムを、直線偏光膜の吸収軸とλ／４位相差フィルムの遅相軸が４５°になるように積層したものである。
【００１９】
本発明の応力測定方法では、直線偏光膜と特定の光学特性を有する位相差膜とが用いられる。直線偏光膜と位相差膜とを組み合わせて用いることにより、被測定物の偏光状態を観測することができる。偏光状態は色で観測され、後述する方法によりひずみ量に変換することができる。直線偏光膜と特定の光学特性を有する位相差膜とを組み合わせて用いることによっては、上記等傾線および上記等色線のいずれも観測することができる。
本発明の応力測定方法において、位相差膜の遅相軸方向に被測定物に圧縮応力が生じている場合と引張応力が生じている場合とで色が異なり、被測定物表面の面内の主応力方向と位相差膜の遅相軸の角度によって観測される色が異なる。そのため、直線偏光膜および位相差膜を被測定物の表面に対して平行に配置して、平行を維持したまま偏光膜および位相差膜を同時に回転させると色が変化する。直線偏光膜および位相差膜を回転させた時の色の変化からひずみ方向およびひずみ量を評価することもできる。
直線偏光膜の吸収軸と位相差膜の遅相軸は４５°になるように配置することが好ましい。上記位相差膜と上記直線偏光膜とを別途用意したものを重ねあわせて用いてもよく、直線偏光膜と位相差膜とが一体になったものを用いてもよい。位相差膜は以下で説明する応力測定用部材の一部の位相差層として用いられていてもよい。
【００２０】
＜位相差膜（位相差層）＞
［位相差膜の光学特性］
位相差膜の、波長５５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（５５０）は、１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍを満たす。Ｒｅ（５５０ｎｍ）が上記の範囲である位相差膜を用いることにより、良好な色変化を視認することができる。１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦２００ｎｍまたは３００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍであることが好ましく、１２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦１６０ｎｍまたは３００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦６５０ｎｍであることがより好ましく、３００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦６５０ｎｍであることがさらに好ましく、３５０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦５００ｎｍであることが特に好ましい。
【００２１】
また、位相差膜の、波長４５０ｎｍの光における面内レターデーションＲｅ（４５０）はＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす。位相差膜のレターデーションは、測定波長によって変化する波長分散性を有し得るが、本発明者はＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす波長分散性を有する位相差膜を用いた場合に、応力測定用部材の検出感度が上がることを見出した。すなわち、被測定物の光弾性の変化に伴う色変化をより視認しやすいことを見出した。Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１がより好ましく、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．０５がさらに好ましく、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．１が特に好ましい。上限は特にないが、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≦１．５が好ましい。例えば、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０７、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．１２などの値が好適である。
【００２２】
位相差膜の膜厚は１μｍ〜１０００μｍであればよく、１μｍ〜２００μｍが好ましく、１μｍ〜１００μｍがより好ましい。
位相差膜は複数の層を含むものであってもよい。すなわち、複数の層の積層により、上記の光学特性を達成している層であってもよい。複数の位相差膜を直接積層してもよく、または、後述の接着層などを使用して積層してもよい。
【００２３】
［位相差膜の種類］
位相差膜としては、延伸フィルム、液晶化合物などの複屈折性を有する分子を含む組成物の硬化により得られる硬化フィルム、微細構造を有する無機材料膜、複屈折性を有する無機材料膜などが挙げられる。これらのうち、延伸フィルムまたは硬化フィルムが大面積で安価な位相差層を得ることができるため好ましい。特に液晶化合物を含む液晶組成物の硬化により得られる硬化フィルムは、分子配向による複屈折と膜厚を制御することにより所望のレターデーションを得ることができる。
【００２４】
（延伸フィルム）
延伸フィルムは、特に限定されず、一軸延伸フィルムであっても、二軸延伸フィルムであってもよいが、一軸延伸フィルムであることが好ましい。延伸条件は特に限定されない。例えば、特開２００９−２１４４４１号公報の記載を参照して行うことができる。
【００２５】
延伸フィルムとしては例えばポリカーボネート、変性ポリカーボネート、ポリイミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニルなどのポリマーの延伸フィルムが挙げられる。市販品として、例えば日本ゼオン株式会社製ＺＤフィルム、帝人株式会社製ピュアエース（Ｔ−１３８、ＴＴ−１３８、Ｔ−５７０、ＴＴ−５７０）、ピュアエースＷＲ（Ｓ−１４８、Ｗ−１４２）、カネカ株式会社製Ｒ−フィルム（Ｒ４０、Ｒ４３５，  Ｒ５７０）、大倉工業株式会社製ＯＸＩＳ、ＯＸＩＳ−ＺＥＲＯ、ＪＳＲ株式会社製ＡＲＴＯＮなどが使用できる。
延伸フィルムの膜厚は１μｍ〜１０００μｍであればよく、１μｍ〜２００μｍが好ましく、１μｍ〜１００μｍがより好ましい。
【００２６】
（液晶組成物の硬化により得られる硬化フィルム）
液晶組成物に用いられる重合性液晶化合物は棒状液晶化合物であっても円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物が好ましい。棒状液晶化合物としては棒状スメクチック液晶化合物や棒状ネマチック液晶化合物を挙げることができ、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけでなく、高分子液晶化好物も用いることができる。重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で液晶化合物の分子中に導入することができる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は１〜６個、より好ましくは１〜３個である。
【００２７】
棒状液晶化合物の具体例としては特開２００８−２８１９８９号公報、特表平１１−５１３０１９号公報（ＷＯ９７／００６００）および特表２００６−５２６１６５号公報に記載のものが挙げられ、特に以下の化合物が例示できる。
【００２８】
【化１】
2015159836.tif 000003
【００２９】
【化２】
2015159836.tif 000004
【００３０】
【化３】
2015159836.tif 000005
【００３１】
【化４】
2015159836.tif 000006
【００３２】
【化５】
2015159836.tif 000007
【００３３】
また、上記で例示の重合性基が２個の棒状液晶化合物と以下に例示の重合性基が１個の棒状液晶化合物とを混合して用いることも好ましい。
また、重合性基が２個の棒状液晶化合物と、重合性基が１個の棒状液晶化合物との混合物中における、重合性基が１個の棒状液晶化合物の好ましい混合比率としては、重合性基が２個の棒状液晶化合物と、重合性基が１個の棒状液晶化合物との総質量に対して０．１質量％〜４０質量％であり、より好ましくは、１質量％〜３０質量％であり、更に好ましくは、５質量％〜２０質量％であればよい。
【００３４】
【化６】
2015159836.tif 000008
【００３５】
【化７】
2015159836.tif 000009
【００３６】
液晶化合物として、円盤状液晶化合物を用いることもできる。円盤状液晶化合物の例としては、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．７１巻、１１１頁（１９８１年）に記載されているベンゼン誘導体、Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．１２２巻、１４１頁（１９８５年）、Ｐｈｙｓｉｃｓｌｅｔｔ，Ａ，７８巻、８２頁（１９９０）に記載されているトルキセン誘導体、Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．９６巻、７０頁（１９８４年）に記載されたシクロヘキサン誘導体およびＪ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの研究報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．１７９４頁（１９８５年）、Ｊ．Ｚｈａｎｇらの研究報告、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６巻、２６５５頁（１９９４年）に記載されているアザクラウン系やフェニルアセチレン系マクロサイクルなどを挙げることができる。上記円盤状液晶化合物は、一般的にこれらを分子中心の円盤状の母核とし、直鎖のアルキル基やアルコキシ基、置換ベンゾイルオキシ基等の基が放射線状に置換された構造であり、液晶性を示し、一般的に円盤状液晶とよばれるものが含まれる。ただし、このような分子の集合体が一様に配向した場合は負の一軸性を示すが、この記載に限定されるものではない。円盤状液晶化合物の例としては特開２００８−２８１９８９号公報の段落［００６１］〜［００７５］に記載のものが挙げられる。
【００３７】
２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。重合性液晶化合物は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、１０〜６０質量％であることが好ましく、２０〜５０質量％であることがより好ましく、３０〜４０質量％であることが特に好ましい。
【００３８】
液晶組成物は重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。
【００３９】
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。前期架橋剤としては、紫外線、熱、湿気などで硬化するものが好適に使用できる。架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。架橋剤の含有量は３質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量がこの範囲であると、架橋密度向上の効果と液晶層の安定性が好適に得られる。
【００４０】
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向の液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開２００７−２７２１８５号公報の段落［００１８］〜［００４３］等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、特開２０１２−２０３２３７号公報の段落［００３１］〜［００３４］等に記載の式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物などが挙げられる。配向制御剤としては１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。液晶組成物中における配向制御剤の添加量は液晶化合物の全質量に対して０．０１質量％〜１０質量％が好ましく、０．０１質量％〜５質量％がより好ましく、０．０２質量％〜１質量％が特に好ましい。
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも１種を含有してもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
【００４１】
重合性液晶化合物からなる液晶層は、重合性液晶化合物および重合開始剤、更に必要に応じて添加される界面活性剤などを溶媒に溶解させた液晶組成物を基材上に塗布し、乾燥させて塗膜を得、この塗膜に活性光線を照射して重合性液晶化合物を重合し、配向が固定化された液晶層を形成することができる。
液晶組成物の調整に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルオホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類などが挙げられる。１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
基材上への液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などが挙げられる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。
【００４２】
配向させた液晶化合物は、さらに重合させればよい。重合方法としては、光重合（紫外線重合）、放射線重合、電子線重合、熱重合が挙げられ、これらのいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ2〜５０Ｊ／ｃｍ2が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ2〜１，５００ｍＪ／ｃｍ2がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は２００ｎｍ〜４３０ｎｍが好ましい。重合反応率は安定性の観点からは高いほうが好ましいが、柔軟性の観点からは低く調整することが好ましく、必要性に合わせて、照射エネルギー等を調整して、重合反応率を調整してもよい、一般的には、重合反応率は６０％〜１００％が好ましく、７０％〜９５％がより好ましく、８０％〜９０％がさらに好ましい。
重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、ＩＲ吸収スペクトルを用いて決定することができる。
硬化フィルムの膜厚は１μｍ〜１００μｍであればよく、１μｍ〜５０μｍが好ましく、１μｍ〜１０μｍがより好ましい。
【００４３】
＜応力測定方法＞
応力の測定は具体的には、以下の手順で行うことができる。
被測定物を含む光弾性を有する物品に直線偏光膜と位相差膜とをこの順で透過した光を照射し、上記照射光に由来する、上記物品からの反射光が位相差膜と直線偏光膜とをこの順で透過した光を検出する。
また、照射光が透過する直線偏光膜と位相差膜と反射光が透過する位相差膜と直線偏光膜とは、それぞれ同一（例えば図１）であっても、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
被測定物が光弾性を有しない物品である場合などにおいては、光弾性層を含む応力表示部材をこの順で含む応力表示部材を被測定物の表面に反射層が被測定物側となるように接着して、光弾性を有する上記物品を用意して上記手順を行えばよい。
被測定物の表面が光反射性ではない場合などにおいて、光弾性層および反射層をこの順で含む応力表示部材を用いることも好ましい。このとき、応力表示部材は被測定物の表面に反射層が被測定物側となるように接着する。応力表示部材については、後述する。
光弾性層および反射層をこの順で含む応力表示部材も同時に用いて被測定物の応力を測定する場合の、各層の配置の概略図と光入射方向および観測方向の関係を図１に示す。
【００４４】
本明細書においては、応力測定の対象を、被測定物という。応力測定方法においては、被測定物の表面に応力表示部材または応力測定用部材を接着したものが光弾性を有する物品として測定対象になる場合もある。被測定物の材質は特に限定されないが、例えば金属、コンクリート、セラミック、ガラス、ゴム、プラスチック、紙、繊維などが挙げられ、透明体であっても不透明体であってもよい。被測定物は表面に光弾性を有していてもよく、有していなくてもよい。表面に光弾性を有している場合は、表面に外部から光弾性層を接着することなく、応力測定を行うことも可能である。被測定物は表面が光反射性であっても、光反射性でなくてもよい。表面が光反射性である場合は、表面に外部から反射層を接着することなく、応力測定を行うことも可能である。
被測定物の応力表示部材を貼り付ける表面は平面であっても凹凸があってもよい。
【００４５】
照射される光は白色光であることが好ましい。色の変化が識別しやすいからである。すなわち、応力測定方法で用いられる光源は白色光源であることが好ましい。ここで白色光源とは400nmから700nmまでの波長の光を含む光源のことをいい、太陽光や白熱灯、蛍光灯、ＬＥＤ、水銀灯、ハロゲンランプなどが挙げられる。
【００４６】
光の検出は目視で行ってもよく、光検出器やデジタルカメラなどの機器で行ってもよい。機器を用いた場合、記録をして、測定画像をコンピューターで解析をすることで高精度に測定することもできる。また、検出された光を分光光度計を用いてスペクトル解析し、さらに高精度な測定を行ってもよい。
検出される光の色は角度依存性があるため一定の角度で測定する必要があり、測定面に対して垂直方向から測定することが好ましい。また、直線偏光層および位相差層を透過していない光が光弾性層または反射層で反射すると測定される色に影響を及ぼすため、光弾性層（被測定物が光弾性を有する場合は被測定物）、位相差層、直線偏光層の間の距離はできるだけ近づけることが好ましく、位相差層と直線偏光層は接着されていることが好ましい。また、位相差層と光弾性層とを接着してもよい。位相差層と光弾性層とを接着すると、測定物のひずみにより位相差にもひずみが生じて位相差量が変化してしまうため測定誤差が生じてしまう場合がある。しかし、十分に弾性率の小さい接着剤あるいは粘着剤で接着すれば、測定誤差を小さくすることができる。
【００４７】
応力測定の際、測視野角制限フィルム（プリズムフィルムやルーバーフィルム等）を使用して視野角を制限することで、検出される光の色の角度依存性を小さくすることもできる。視野角制限フィルムは単独のシートを被測定物または応力表示部材もしくは直線偏光膜の表面に配置して使用してもよく、応力表示部材の視認側の最表面に積層して応力表示部材を構成する層としてもよく、または直線偏光膜の視認側の最表面に積層して応力測定用部材を構成する層としてもよい。
【００４８】
応力測定方法は、０．００００１以上のひずみ量を対象とすることが好ましい。対象とするひずみ量の上限はとくに限定されないが０．３程度である。
【００４９】
応力測定方法においては、検出される光の色と応力量（ひずみ量）の対応表を予め用意することで、位相差層の遅相軸方向における被測定物のひずみ量を目視で評価することができる。検出光の色の変化（色差）が大きいほど識別しやすいため、所定の応力量（ひずみ量）での色差が大きいほど高感度な測定が可能となる。デジタルカメラなどで検出される光の色の変化（色差）を評価して、応力を算出してもよい。すなわち、予め用意される色の変化と応力との関係式に基づいて、色の変化から応力を算出することができる。演算法については特開平５−７９９２７号公報の００１１〜００１４の記載を参照することができる。分光光度計を用いてスペクトル解析をする場合は、例えば検出される光の反射波長ピークのシフト量を評価することで高精度な測定が可能となる。
色の変化は、例えば、CIE1976（L*a*b*）表色系で色差として定量化することができる。CIE1976（L*a*b*）表色系はCIEが1976年に定めた均等色空間のひとつである。CIE1976（L*a*b*）表色系では明度はL*で表され、彩度は（a* 2＋b* 2）1/2で表される。CIE1976（L*a*b*）表色系における色差とは、次式で定める量 L* a * b * を直交座標系にもつ色空間において、ΔＥab* で表現される色差である。（色材工学ハンドブック 1989年11月25日発行 2.8「色彩」、 p190 〜 211 参照）
L * ＝１１６（Ｙ／Ｙ0 ）1/3 −１６a * ＝５００〔（Ｘ／Ｘ0 ）1/3 −（Ｙ／Ｙ0 ）1/3 〕
b * ＝２００〔（Ｙ／Ｙ0 ）1/3 −（Ｚ／Ｚ0 ）1/3 〕
（ただし、Ｘ／Ｘ0 、Ｙ／Ｙ0 、Ｚ／Ｚ0 ＞０．００８８５６、Ｘ，Ｙ，Ｚは物体色の三刺激値、Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 は物体色を照明する光源の三刺激値でＹ0 ＝１００に基準化されている。）
【００５０】
ある照明下に置かれた二つの物体色の色差は、それぞれの三刺激値Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 、Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 から上式によりL1* , a1* , b1* およびL2* , a2* , b2*を求めこれらを用いて色差ΔEab*を次式で計算する。ΔEab*＝｛（L1*-L2*）2＋（a1*-a2*）2＋（b1*-b2*）2｝1/2
実際には色差計を用いて二つの物体色の色差を測定する。このような測定機器としては、例えばヤマト科学株式会社製「色彩分析装置 C-2000 型（カラーアナライザー）等が使用できる。
【００５１】
＜応力測定用部材＞
本明細書において、応力測定用部材は、応力（ひずみ）の測定のために用いられる部材を意味する。典型的には、応力測定用部材は、被測定物に生じた応力を外部から光学的に検出できる形態に変換する部材である。検出は目視等によるものでも測定機器などを用いて可能であるものでもよい。
応力測定用部材は、応力測定のためにさらに応力表示部材を必要とするものであってもよく、応力表示部材を兼ねていてもよい。
【００５２】
応力測定用部材は、フィルム状またはシート状であることが好ましい。
応力測定用部材を被測定物に接着して用いる場合は膜厚が１μｍ〜１０００μｍ、好ましくは５μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１０μｍ〜３００μｍであればよい。
応力測定用部材が応力表示部材を含む場合は膜厚が１０μｍ〜５０００μｍ、好ましくは２０μｍ〜２０００μｍ、より好ましくは５０μｍ〜１０００μｍであればよい。
応力測定用部材が応力表示部材を含んでおらず、被測定物に接着して用いられない場合は膜厚が１μｍ〜２０００μｍ、好ましくは５μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍであればよい。
【００５３】
応力測定用部材は、上記位相差層（位相差膜）を含む。応力測定用部材は、さらに直線偏光層を含むことが好ましい。応力測定用部材は、位相差層および直線偏光層のほか、必要に応じて、支持体、配向層、反射防止層、防眩層または接着層などを含んでいてもよい。また、上述のように、応力表示部材に該当する構成を含んでいてもよい。本発明の応力測定用部材が取りうる層構成の例を図２に示す。
【００５４】
＜直線偏光層（直線偏光膜）＞
応力測定方法に用いられる直線偏光膜または応力測定用部材の直線偏光層としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。直線偏光層の例としては、ヨウ素系偏光子および染料系偏光子およびワイヤーグリッド型直線偏光子などが挙げられる。
ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、例えはヨウ素または染料を変性または未変性のポリビニルアルコールに吸着配向させて得られるフィルムである。
【００５５】
ワイヤーグリッド型偏光子は、金属細線の複屈折によって、偏光の一方を透過し、他方を反射させる偏光子である。ワイヤーグリッド偏光子は、金属ワイヤーを周期的に配列したもので、テラヘルツ波帯域で主に偏光子として用いられる。ワイヤーグリッドが偏光子として機能するためには，ワイヤー間隔が入射電磁波の波長よりも十分小さいことが必要となる。ワイヤーグリッド偏光子では、金属ワイヤーが等間隔に配列されている。金属ワイヤーの長手方向と平行な偏光方向の偏光成分はワイヤーグリッド偏光子において反射され、垂直な偏光方向の偏光成分はワイヤーグリッド偏光子を透過する。ワイヤーグリッド型偏光子としては、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、エドモンドオプティクス社製のワイヤーグリッド偏光フィルタ５０×５０、ＮＴ４６−６３６、（株）美舘イメージング社製ＴＬＰ４３などが挙げられる。
【００５６】
直線偏光層の膜厚は０．０５μｍ〜１０００μｍであればよい、特に５００μｍ以下であればよく、３００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましい。
位相差層と直線偏光層とが接着剤などでに貼り合わされた構造を有する応力測定用部材を用いることで、位相差層の界面での反射を抑制することが好ましい。この時の接着剤にはいわゆるＯＣＡ（Optically Clear Adhesive)やＯＣＲ(Optically Clear Resin)と呼ばれるアクリル系の光学用透明接着剤を使用することが好ましい。
【００５７】
［支持体］
応力測定用部材は、支持体を含んでいてもよい。また、支持体の表面には易接着層、帯電防止層、耐溶剤層、配向層、耐傷性層、反射防止層、紫外線（ＵＶ）吸収層、ガスバリア層、透明導電層、粘着層、プラズマ表面処理層などが積層されていてもよい。
支持体の膜厚としては、５μｍ〜１０００μｍ程度であればよく、好ましくは１０μｍ〜２５０μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜９０μｍである。
【００５８】
上記の位相差層が液晶組成物の硬化フィルムである場合、液晶組成物の塗布などのために通常支持体が用いられる。その際の支持体は、応力測定用部材においては剥離されていてもよい。すなわち、例えば、支持体上で形成された位相差層が例えば直線偏光層に転写されていてもよい。転写を含む手順とすることによっては、支持体の耐熱性などの特性を位相差層の作製に好都合に選択できるとともに、応力表示部材の光学的性質等が支持体の性質に影響されないようにすることができる。支持体が応力測定用部材の一部となる場合の支持体は、光学的に等方性で位相差が小さいものが好ましい。例としては、トリアセチルセルロース、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）などの各種ポリマーのフィルムが挙げられる。一方、支持体が応力測定用部材の一部とならない場合には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどの各種ポリマーのフィルムも支持体として使用することができる。
【００５９】
［配向層］
応力測定用部材は、位相差層作製の際の液晶化合物の配向のための配向層を含んでいてもよい。配向層は、有機化合物、ポリマー（ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向層も知られている。これらの中でも、ポリマーのラビング処理により形成する配向層が特に好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向層の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがさらに好ましい。
配向層を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
【００６０】
［反射防止層や防眩層］
応力測定用部材においては、直線偏光層表面での反射光が測定を妨げないように、直線偏光層表面に反射防止層や防眩層が積層されていることも好ましい。防眩層は、表面を粗面化して凹凸構造により可視光領域の反射光を散乱させることで防眩効果が得られる。表面にサンドブラスト、エンボスロール、化学エッチング等の適宜な方式による粗面化処理を施した層や、金型による転写方式等にて微細凹凸構造を付与した層、粒子を分散含有する樹脂層を形成することによって表面に微細凹凸を形成した層などを適用することができる。特に粒子を分散含有する樹脂層の場合は、粒子径、粒子密度の制御により防眩の程度を調整することが可能である。
反射防止層は、低屈折率の物質からなる薄膜を単層で表面に形成することにより単一波長の光に対して有効な反射防止層や、低屈折率物質と高屈折率物質の薄膜を交互に形成した複数層を形成することで、より広い波長範囲の光に対して反射防止効果が得られる層、凹凸の周期が可視光の波長以下に制御された微細な凹凸パターンが表面に形成された反射防止層などを適用できる。
【００６１】
［応力表示部材］
本明細書において、応力表示部材は、自らに生じた応力（ひずみ）を、外部から検出できる形態で示すことができる部材を意味する。応力測定の際には、応力測定用部材を応力表示部材と組み合わせた応力測定用セットとして用いることもできる。または応力測定用部材が応力表示部材を含んでいてもよい。
応力表示部材は光弾性層を含む。応力表示部材は反射層を含むことが好ましい。応力表示部材は光弾性層および反射層のほか、遮光層または接着層などの他の層を含んでいてもよい。
【００６２】
［光弾性層］
光弾性層は大きい光弾性係数の絶対値を有することが好ましい。応力（ひずみ）の検出感度には光弾性係数の絶対値が影響するためである。光弾性係数の絶対値が大きい複屈折性層を用いることで、小さい応力でも大きな複屈折（位相差）を生じることができ、応力を検知・測定する感度を上げることができる。複屈折性層の光弾性係数の絶対値は２０×１０-12［Ｐａ-1］以上であることが好ましい。光弾性係数の絶対値が２０×１０-12［Ｐａ-1］以上であるとは、光弾性係数が２０×１０-12Ｐａ-1以上または−２０×１０-12Ｐａ-1以下であることを意味する。さらに、光弾性層は薄いことが好ましいため、位相差を大きくするために光弾性係数の絶対値はより好ましくは３０×１０-12［Ｐａ-1］以上、さらに好ましくは６０×１０-12［Ｐａ-1］以上であればよい。複屈折性層の光弾性係数の絶対値の上限は特にないが、１×１０-6  ［Ｐａ-1］以下であればよい。光弾性係数の絶対値が１×１０-6［Ｐａ-1］以下であるとは光弾性係数が−１×１０-6Ｐａ-1〜１×１０-6Ｐａ-1であることを意味する。
光弾性層は、可視光線透過率は高いことが好ましく、可視光線透過率が５０％以上、７０％以上、９０％以上、９９％以上であることが好ましい。
【００６３】
光弾性層は、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９０を満たすレターデーションを示すことが好ましい。光弾性層が上記光学的性質を有することにより、色の変化を大きく観測することができる。光弾性層は、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．００を満たすレターデーションを示すことがより好ましく、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧１．０５であることがさらに好ましい。また、光弾性層のＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）は、１．５以下であればよい。例えば、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０７、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．１２などの値が好適である。
【００６４】
光弾性層の被測定物接着前のレターデーションはＲｅ（５５０）≦３０ｎｍであることが好ましく、Ｒｅ（５５０）≦２０ｎｍであることがより好ましく、Ｒｅ（５５０）≦１０ｎｍであることがさらに好ましい。また、光弾性層自体の残留応力が大きいと、被測定物にひずみが生じる前から光弾性層でのレターデーションにより異方性が大きくなるため、光弾性層を被測定物に接着する方向によって色変化が大きく異なってしまうため、光弾性層の残留応力は小さいことが好ましい。
【００６５】
光弾性層は芳香族化合物を含むことが好ましい。光弾性層を形成するための材料としては例えば芳香族ポリマーが好ましい。芳香族ポリマーとは、芳香族基を繰り返し単位構造に含むポリマーを意味し、芳香族化合物のモノマーを光重合（紫外線重合）、放射線重合、電子線重合、熱重合などにより重合させた架橋物を含む。光弾性層を形成するための材料の具体例としては、芳香族ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、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、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、ポリアミド、ポリビニルアルコール、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどが挙げられる。芳香族ポリマーはπ電子により分子内の屈折率異方性が大きく光弾性係数が大きいため、小さな応力で大きな複屈折を生じ、測定感度を高くすることができる。特に芳香族ポリカーボネートは溶液キャスト法により工業的に製膜可能であり、膜厚が均一で残留応力が小さいフィルムにより高精度な測定が可能である。
【００６６】
一方、高分子材料は経時で応力緩和によりレターデーションが変化するが、架橋により３次元網目構造をした化合物を光弾性層に使用することで、長期間での応力測定において応力緩和による経時での測定誤差を抑制することも可能である。
光弾性層の剛性が被測定物のひずみに及ぼす影響、および被測定物の表面形状への追従性を考慮すると、光弾性材料の膜厚は１ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００μｍ以下であり、さらに好ましくは３００μｍ以下である。特に厚み０．５ｍｍ以下のフィルムであればロール状にでき、安価に製造可能な光弾性材料のフィルムを使用することが可能である。一方、膜厚が薄くなるとレターデーションが小さくなり測定感度が低くなってしまうため、１０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることがさらに好ましい。
【００６７】
［反射層］
応力表示部材は反射層を含んでいてもよい。反射層は、例えばアルミニウムや銀、クロム、チタンなどの金属を含む材料を、蒸着や鍍金、塗布、共押出、押出ラミネートすることにより光弾性層に積層して設けることができる。応力表示部材が応力測定用部材の一部である場合は、反射層は光弾性層からみて、位相差層の反対側に設けられていればよい。
【００６８】
［接着層、接着剤］
応力表示部材は被測定物に貼付して応力測定に使用できる形態とするための接着層を有していることも好ましい。この接着層は、上記の機能から、光弾性層、反射層などの全ての層からみて最外層であることが好ましい。ただし、被測定物に接着するまで、接着層のさらに外側に接着層を保護するための離型紙（フィルム）を有していてもよい。
【００６９】
接着層の例としては、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、ポリエステル系接着剤、フェノール系接着剤、ウレタン系接着剤、メラミン系接着剤などの熱硬化性接着剤から形成された層が挙げられる。これらの接着剤は、接着層のクリープ現象による応力測定精度への影響を低減するという観点で好ましい。光弾性層と被測定物との間に支持体があると、支持体が応力緩和層となり応力測定の誤差の要因となりうるため、光弾性層表面に接着層を直接積層して被測定物に接着することが測定精度の観点で好ましい。ただし、応力表示部材が反射層を有する場合は、光弾性層および接着層の間に反射層を配することが好ましい。
応力表示部材を被測定物に接着した後に支持体を剥がして、応力表示部材の剛性を小さくし、より被測定物のひずみに追従しやすくしてもよい。
【００７０】
応力表示部材は接着層を有していなくてもよく、被測定物に貼付する際は、接着剤を別途準備して貼りつけることができる。この際も接着層形成の際と同様の接着剤のほか、各種接着剤を用いることができる。ただし、大面積の被測定物に接着する場合の作業性が悪くなることや、施工時に応力表示部材にシワやオレが発生してしまい測定精度が悪化してしまうことを避けるため、応力表示部材に予め接着層を積層しておくことが好ましい。接着層に離型紙（フィルム）も積層しておけば、被測定物に接着する直前に離型紙（フィルム）を剥がすことで作業性が良好になる。接着剤の主剤中にマイクロカプセル化した硬化剤を分散させた接着層を積層すれば、応力表示部材を被測定物に貼り付けるまでは接着性が発現せず、貼り付けてから指などで加圧してマイクロカプセルを破壊することで接着性を発現させることができる。
【００７１】
［各層の接着のための接着層］
応力表示部材中の各層の接着のための接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがある。それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリルレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。特に好ましい例としてはいわゆるＯＣＡ（Optically Clear Adhesive)やＯＣＲ(Optically Clear Resin)と呼ばれるアクリル系の光学用透明接着剤を挙げることができる。
各層の接着のための接着層の膜厚は具体的には０．１μｍ〜１０００μｍであればよく、０．５μｍ〜５００μｍが好ましく、１μｍ〜３００μｍがより好ましい。
【００７２】
応力測定用部材が応力表示部材を含む場合、被測定物のひずみにより位相差層までひずみが生じてしまいレターデーションが変化し測定誤差の原因となることが考えられる。そのため位相差層と光弾性層との間には、光学的に等方で可視光透過率が高く、縦弾性係数が十分に小さく膜厚が厚い層が存在していることが好ましい。そして、縦弾性係数が十分に小さく膜厚が厚い層としては接着層を用いることが好ましい。
上記接着層の例としては、上述のＯＣＡ（Optically Clear Adhesive)やＯＣＲ(Optically Clear Resin)と呼ばれるアクリル系の光学用透明接着剤が挙げられる。上記接着層の膜厚は具体的には１μｍ〜１０００μｍであればよく、１０μｍ〜５００μｍが好ましく、５０μｍ〜３００μｍがより好ましい。
【実施例】
【００７３】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。【００７４】
応力測定用部材として、以下に示すように用意した各実施例および比較例の位相差層を、直線偏光フィルター（（株）美舘イメージング社製ＴＬＰ４３、厚み１９０μｍ）の吸収軸に対して位相差層の遅相軸が４５°になるように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）で貼り付けたフィルムを使用した。位相差層のレターデーションは分光偏光計（ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ，ｉｎｃ．社製ＡＸＯＳＣＡＮ）で測定した。【００７５】
応力表示部材として、溶液キャスト法により作製した厚み１００μｍの芳香族ポリカーボネート樹脂フィルム（帝人（株）製ピュアエースＣ１１０−１００）を光弾性層に使用し、光弾性層の表面に反射層として厚み６０ｎｍのアルミニウムを蒸着したフィルムを使用した。光弾性層の光弾性係数を位相差測定装置（日本分光（株）製  分光エリプソメーターＭ−２２０）で測定した値は９７×１０-12［Ｐａ-1］であり、光弾性層のレターデーションを分光偏光計（ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ，  ｉｎｃ．社製ＡＸＯＳＣＡＮ）で測定したところ、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）＝１．０９、Ｒｅ（５５０）＝８［ｎｍ］であった。【００７６】
被測定物として厚み１ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのアルミニウム板を使用し、応力表示用部材を２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切り抜いてアルミニウム側の面をエポキシ樹脂接着剤（（株）共和電業製ＥＰ−３４Ｂ）で被測定物の中央に接着した。接着層の厚みは３０μｍであった。また、被測定物の光弾性層を貼った面の反対側に、ひずみゲージ（（株）共和電業製ＫＦＧ）をエポキシ樹脂接着剤（（株）共和電業製ＥＰ−３４Ｂ）で接着し、被測定物の測定部分のひずみ量の実測も行った。測定の際の各部材の配置の概略図を図３に示す。【００７７】
温湿度２３℃、５０％ＲＨ、引張試験機（（株）オリエンテック社製ＵＴＭ−５００）で、被測定物の試験長（ヘッド間距離）１００ｍｍに対して０．５ｍｍ／分の速度で引張応力を印加した。測定部のひずみ量が０．０００５および０．００１になった時点で測定を行った。【００７８】
この時、応力測定用部材の位相差層側の面を応力表示部材の光弾性層側に向け、位相差層の遅相軸が引張試験機の引張方向と平行になるように配置し、応力測定用部材に対して垂直方向から反射型分光装置（Ｏｃｅａｎ  Ｏｐｔｉｃｓ製ＵＳＢ２０００＋）による分光スペクトル測定行い、CIE1976（L*a*b*）表色系におけるL*、a*、b*の評価結果から引張前の色に対する色差を測定した。
結果を表１に示す。【００７９】
実施例１：シクロオレフィンポリマーのフィルム（ＪＳＲ（株）製、ＡＲＴＯＮ、厚み３６μｍ）を位相差層として使用した。
実施例２：シクロオレフィンポリマーのフィルム（ＪＳＲ（株）製、ＡＲＴＯＮ、厚み３６μｍ）４枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
実施例３：シクロオレフィンポリマーのフィルム（ＪＳＲ（株）製、ＡＲＴＯＮ、厚み３６μｍ）５枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。【００８０】
実施例４：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）３枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
実施例５：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、ピュアエースＴ−１３８、厚み７１μｍ）を位相差層として使用した。【００８１】
実施例６：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、ピュアエースＴ−１３８、厚み７１μｍ）２枚と、ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）１枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ））を用いて積層したもの、位相差層として使用した。
実施例７：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、ピュアエースＴ−１３８、厚み７１μｍ）２枚と、ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）２枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
実施例８：ポリカーボネートのフィルム（（株）カネカ製、Ｒ４０−＃４３５、厚み６１μｍ）を位相差層として使用した。
実施例９：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、ピュアエースＴ−１３８、厚み７１μｍ）３枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
実施例１０：ポリカーボネートのフィルム（（株）カネカ製、Ｒ４０−＃４３５、厚み６１μｍ）１枚と、ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）１枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
実施例１１：ポリカーボネートのフィルム（（株）カネカ製、Ｒ４０−＃４３５、厚み６１μｍ）１枚と、ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）２枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。【００８２】
実施例１２：ポリカーボネートのフィルム（（株）カネカ製、Ｒ４０−＃４３５、厚み６１μｍ）１枚と、ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）３枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
実施例１３：ポリカーボネートのフィルム（（株）カネカ製、Ｒ４０−＃５７０、厚み５８μｍ）を位相差層として使用した。【００８３】
実施例１４〜１６：下記組成からなる化合物を一方向に配向させてＵＶ照射により硬化した位相差層を作製した。
・下記化合物１                                        ７０．９質量部
・下記化合物２                                        １７．７質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９  （ＢＡＳＦ社製）  １１．１質量部
・下記フッ素系水平配向剤１                            ０．３質量部
・メチルエチルケトン                                  １７８質量部  【００８４】
【化８】
2015159836.tif 000010
【００８５】
基材としてＰＥＴフィルム（下塗り層無し、富士フィルム（株）製、厚み５０μｍ、大きさ２１０ｍｍ×３００ｍｍ）を用いて、ＰＥＴフィルムの表面に対してラビング処理（レーヨン布、圧力：０．９８Ｎ、回転数：１０００ｒｐｍ、搬送速度１０ｍ／ｍｉｎ、回数：１往復）を施した。
上記にて調製した液晶組成物を、ワイヤーバーを用いて、基材上に室温にて塗布した。室温にて３０秒間乾燥させてメチルエチルケトンを除去した後、９０℃の雰囲気で１分間加熱した。次いで、５００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶ照射量で液晶相を固定し、位相差層を作製した。上記液晶組成物の塗布量の相違により、形成後の位相差層の膜厚は実施例１４で１．５μｍ、実施例１５で３．７μｍ、実施例１６で４．３μｍであった。
位相差層を接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて直線偏光層に積層した後、基材のＰＥＴフィルムを剥離して取り除いた。【００８６】
比較例１：位相差層を使用せず、直線偏光フィルターのみを使用し、直線偏光フィルターの吸収軸が引張試験機の引張方向と４５°の角度になるようにかざして、実施例１と同じ評価を実施した。
比較例２：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、ＷＲ−Ｗ、厚み７５μｍ）を位相差層として使用した。
比較例３：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、ＷＲ−Ｗ、厚み７５μｍ）４枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
比較例４：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）を位相差層として使用した。
比較例５：ポリカーボネートのフィルム（帝人（株）製、パンライトＰＣ−２１５１、厚み１９５μｍ）２枚を、遅相軸が一致するように接着剤（（株）美舘イメージング社製ＭＣＳ７０、厚み２５μｍ）を用いて積層したものを、位相差層として使用した。
比較例６：位相差層の膜厚を０．６μｍとなるように、液晶組成物の塗布量を調整したとした以外は実施例１４と同様に位相差層を作製して使用した。【００８７】
【表１】
2015159836.tif 000011
【００８８】
上記表に示す結果から、１００ｎｍ≦Ｒｅ（５５０ｎｍ）≦７００ｎｍおよびＲｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）≧０．９を満たす位相差層を用いた例においては、同様の材料を用いた比較例に対し、小さなひずみ量でも、より大きな色差が観測されていることが分かる。
【符号の説明】
【００８９】
１  位相差層
２  直線偏光層
３  支持体
４  配向層
１０  応力測定用部材（応力表示部材を含んでいない態様）
１１  光弾性層
１２  反射層
１３  各層の接着のための接着層
１６  被測定物への接着のための接着層
２０  応力表示部材
２１  被測定物
１０１  ひずみゲージ
１０３  分光光度計
【図１】
2015159836.tif 000012
【図２】
2015159836.tif 000013
【図３】
2015159836.tif 000014
【国際調査報告】
2015159836.tif 000015
2015159836.tif 000016
2015159836.tif 000017
2015159836.tif 000018