(57)【要約】ヒドロキシル化された直鎖状高ポリマーを含み、かつ、原長を有するポリマーフィルムから偏光子を製造するための方法が、前記ポリマーフィルムを前記原長の約３．５倍から約７．０倍までの延伸長に延伸する工程と、前記ポリマーフィルムを水性脱水触媒に浸漬する工程と、前記ポリマーフィルムと前記触媒とを加熱して前記ポリマーフィルムの部分脱水をさせ、光吸収性ビニレンブロックセグメントが形成される工程と、を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシル化された線状高重合体を含み、かつ、原長を有するポリマーフィルムから偏光子を製造するための方法であって、
前記ポリマーフィルムを前記原長の約３．５倍から約７．０倍までの延伸長に延伸する工程と、
前記ポリマーフィルムを水性脱水触媒に浸漬する工程と、
前記ポリマーフィルムと前記触媒とを加熱して前記ポリマーフィルムの部分脱水をさせ、光吸収性ビニレンブロックセグメントが形成される工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記ヒドロキシル化された線状高重合体が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルケタール、またはポリビニルエステルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記延伸が二方向非緩和、一方向非緩和、または放物線状である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記延伸工程および前記浸漬工程が同時に行なわれる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記延伸工程が前記浸漬工程の前に行なわれる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記延伸工程が水性媒体または空気中で行なわれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記水性媒体が脱イオン水である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記水性脱水触媒が、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸、硫酸のメタノール溶液、またはそれらの組合せである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記塩酸の濃度が約０．０１規定〜約４．０規定の範囲である、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記加熱が赤外線加熱である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマーフィルムをホウ酸処理にかける工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記延伸および加熱されたポリマーフィルムを前記延伸長の０％〜約１００％伸長する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記処理にかける工程と前記伸長工程とが同時に行なわれる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記処理にかける工程が前記伸長工程の前に行なわれる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ホウ酸処理が少なくとも約５０℃の温度において行なわれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ホウ酸処理が、前記ポリマーフィルムを約１重量％〜約２０重量％の範囲の濃度のホウ酸を含む水溶液と接触させて置く工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記水溶液が０重量％〜約７重量％の範囲の濃度のホウ砂をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの二色性染料を前記ポリマーフィルムに添加する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリマーフィルムをホウ酸処理にかける工程をさらに含み、前記添加する工程と前記処理にかける工程とが同時に行なわれる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポリマーフィルムをホウ酸処理にかける工程をさらに含み、前記添加する工程が前記処理にかける工程の前に行なわれる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの二色性染料が、黄色染料、青色染料、またはそれらの組合せである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
ヒドロキシル化された線状高重合体を含み、かつ、原長を有するポリマーフィルムから偏光子を製造するための方法であって、
前記ポリマーフィルムを前記原長の約３．５倍から約７．０倍までの延伸長に延伸する工程と、
前記ポリマーフィルムを水性脱水触媒に浸漬する工程と、
前記ポリマーフィルムと前記触媒とを加熱して前記ポリマーフィルムの部分脱水をさせ、光吸収性ビニレンブロックセグメントが形成される工程と、
前記ポリマーフィルムを少なくとも約５０℃の温度でホウ酸処理にかける工程と、
前記ポリマーフィルムを前記延伸長の０％〜約１００％伸長する工程と、を含む方法。
【請求項２３】
前記ヒドロキシル化された線状高重合体が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルケタール、またはポリビニルエステルである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記延伸が二方向緩和、二方向非緩和、一方向緩和、一方向非緩和、または放物線状である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記延伸工程と前記浸漬工程とが同時に行なわれる．請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記延伸工程が前記浸漬工程の前に行なわれる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記延伸工程が水性媒体または空気中で行なわれる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記水性媒体が脱イオン水である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記水性脱水触媒が、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸、硫酸のメタノール溶液、またはそれらの組合せである、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記塩酸の濃度が約０．０１規定〜約４．０規定の範囲である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記加熱が赤外線加熱である、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記処理にかける工程と前記伸長工程とが同時に行なわれる、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも１つの二色性染料を前記ポリマーフィルムに添加する工程をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記添加する工程と前記処理にかける工程とが同時に行なわれる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記添加する工程が前記処理にかける工程の前に行なわれる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの二色性染料が黄色染料、青色染料、またはそれらの組合せである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記ホウ酸処理が、前記ポリマーフィルムを約１重量％〜約２０重量％の範囲の濃度のホウ酸を含む水溶液と接触させて置く工程を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３８】
前記水溶液が０重量％〜約７重量％の範囲の濃度のホウ砂をさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分子配向ポリビニルアルコールフィルムをベースとした合成二色性平面偏光子に関し、特に、高効率の固有偏光シートまたはフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、光波は、光線の軸を中心にして多数の平面で振動する。光波が１つの平面にだけ振動する場合、光は面偏光されると言われる。様々な有用な光学的な目的および効果を面偏光によって達成することができる。例えば、液晶ディスプレイスクリーンなどの電気光学デバイスの製造において、直交偏光子をアドレス可能な液晶中間層と共に用いて画像形成のための基礎を提供する。写真の分野において、まぶしさおよび鏡面反射の輝度を低減するために偏光フィルターが用いられている。偏光フィルター、円偏光子または他の光学成分もまた、ディスプレイデバイススクリーンのまぶしさの低減のために用いられている。
【０００３】
直線偏光フィルムは概して、所与の電磁放射線ベクトルに沿って振動する放射線を選択的に通過させ、第２の所与の電磁放射線ベクトルに沿って振動する電磁放射線を吸収するそれらの性質を、透過フィルム媒体の異方性の特性に負うている。二色偏光子は、入射光の吸収のベクトル異方性を有する吸収性の直線偏光子である。用語「二色性」は、本明細書において、成分の振動方向に依存する、入射光線の成分の示差的な吸収および透過の性質の意味として用いられる。概して、二色偏光子は、１つの電磁ベクトルに沿って放射エネルギーを透過し、垂直な電磁ベクトルに沿ってエネルギーを吸収する。二色偏光子に入るとき、入射光線は、二色フィルムに入る光は、１つは低く、１つは高い２つの異なった吸収係数に遭遇し、出射光（ｅｍｅｒｇｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ）は、実質的に、低吸収（高透過）の方向に振動する。
【０００４】
合成二色偏光子の実施例は、固有偏光子、例えば、Ｋタイプの偏光子などのポリビニレンベースの偏光子である。固有偏光子は、染料添加剤、ステイン、または懸濁結晶性材料の光吸収性質からではなく、その母材の光吸収性質からその二色性を誘導する。典型的に固有偏光子は、ポリビニルアルコール、すなわち、ポリビニレンの脱水生成物の配向されたサスペンションを有する配向ポリ（ビニルアルコール）のシートまたはフィルムを含む。この種の固有偏光子は典型的には、ポリマーフィルムを塩酸の蒸気など、酸性蒸気脱水触媒の存在下で加熱して共役ポリビニレンブロックを製造し、脱水工程の前、後、または中にポリマーフィルムを一方向に延伸してポリ（ビニルアルコール）母材を整列させることによって形成される。脱水および配向フィルムは、「生Ｋ（ｒａｗ  Ｋ）」と称される場合がある。ポリ（ビニルアルコール）母材を一方向に配向させることによって、共役ポリビニレンブロックまたは発色団の遷移モーメントもまた配向され、材料が視覚的に二色になる。第２の配向工程または伸長工程およびホウ酸処理（ｂｏｒａｔｉｏｎ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）が、米国特許第５，６６６，２２３号明細書（ベネット（Ｂｅｎｎｅｔｔ）ら）に記載されているように、脱水工程の後に使用されてもよい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概して、１つの態様において、本発明は、ヒドロキシル化された線状高重合体を含有し、かつ、原長を有するポリマーフィルムから偏光子を製造するための方法を特徴とする。前記ポリマーフィルムは、原長の約３．５倍から約７．０倍までの延伸長に延伸される。前記ポリマーフィルムは、水性脱水触媒に浸漬される。ポリマーフィルムと触媒とを加熱してポリマーフィルムの部分脱水をさせ、光吸収性ビニレンブロックセグメントが形成される。
【０００６】
概して、別の態様において、本発明は、ヒドロキシル化された線状高重合体を含有し、かつ、原長を有するポリマーフィルムから偏光子を製造するための方法を特徴とする。ポリマーフィルムは、原長の約３．５倍から約７．０倍までの延伸長に延伸される。ポリマーフィルムは、水性脱水触媒に浸漬される。ポリマーフィルムと触媒とを加熱してポリマーフィルムの部分脱水をさせ、光吸収性ビニレンブロックセグメントが形成される。ポリマーフィルムを約５０℃より高い温度でホウ酸処理にかける。ポリマーフィルムは、延伸長の０％〜約１００％伸長される。
【０００７】
本発明の１つ以上の実施態様の詳細が、添付した図面および以下の説明において示される。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明、図面、実施例、および特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、増強された固有偏光子に関し、又、改良された偏光性質が得られる同偏光子の製造方法に関する。前記偏光子は、ポリビニルアルコールのフィルムの分子脱水によって形成されたそのポリビニレンブロックを有する、ポリビニルアルコール／ポリビニレンブロックコポリマー材料の分子配向されたフィルムを含む。ポリビニルアルコール／ポリビニレンブロックコポリマー材料の分子配向されたフィルムは、ポリビニルアルコール／ポリビニレンブロックコポリマー材料の均一に分散された偏光分子を含むが、そのコポリマーのポリビニレンブロックの共役ビニレン繰返し単位の長さ（ｎ）は、２〜２５の範囲にわたって変化する。偏光分子の配向度は、ポリビニレンブロックの長さ（ｎ）が長くなるにつれて、その範囲にわたって高くなる。さらに、ポリビニレンブロックの各々の濃度は、ブロックによる光の吸収によって測定したとき、その範囲にわたり比較的一定している。各ポリビニレンブロックの濃度分布に関連する分子の配向度は、少なくとも７５の明所視二色比（ＲD）をポリマーシートまたはフィルムに与えるのに十分である。
【０００９】
二色比、ＲDは、次のように定義される。
【００１０】
ＲD＝Ａz／Ａy
上式中、ＡzおよびＡyが、偏光源を用いて吸収分光分析法によって確認される。
【００１１】
吸収は、例えば、試料ビーム中に配置された偏光子を有するＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を用いて測定される。明所視二色比を測定するためには、白色光ビームが試料を通過、高効率偏光分析器、明所視フィルター、次いで光検出器を通過する。スペクトル二色比を測定するためには、ビームは、測定する発色団の共役長に相当する波長である。両方の場合において、４００ｎｍ〜７００ｎｍの吸収スペクトルでは、試料ビームの中の偏光子の光軸に平行なフィルム試料の光軸に関する吸収（Ａｚ）と、試料偏光子を９０度回転させた後の吸収（Ａｙ）を考える。したがって、最大吸収の波長における吸収を求めれば、それからＲDを計算することができる。
【００１２】
本発明の増強された固有偏光子を製造するための１つの方法は、ポリマーフィルムを水性脱水触媒に浸漬する工程を有する。触媒に浸漬する前、後、または中にポリマーフィルムを延伸または配向してもよい。さらに、前記方法が、より大きな初期延伸においてポリマーシートを延伸する工程を有してもよい。付加的な伸長工程が使用されてもされなくてもよい。より高いホウ酸処理温度（ｂｏｒａｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）もまた、任意選択の伸長工程の前、中、または後に用いられてもよい。
【００１３】
増強された固有偏光シートまたはフィルムの製造は典型的に、およそ０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）〜０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）の厚さを一般に有し、かつ、原長を有するヒドロキシル化された線状高重合体のポリマーフィルムから開始する。適した延伸デバイスまたは他の同様な機構またはシステムを用いてポリマーフィルムの原長の約３．５倍〜約７．０倍、好ましくは原長の５．０倍を超えて約７．０倍、ポリマーフィルムを最初に延伸してもよい。延伸工程は、ポリマー材料のガラス転移温度を超える温度において、好ましくは３００°Ｆより高い温度において行なわれる。延伸工程は、空気または脱イオン水または水性脱水触媒などの水性媒体中で行なわれてもよい。水性媒体中で延伸されるとき、有機または無機塩、ホウ酸および／またはホウ砂、例えば、ローム・アンド・ハース・カンパニー（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（ペンシルベニア州、フィラデルフィア（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ））から市販されているトリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）Ｘ１００などの界面活性剤など、付加的な薬剤を添加してポリマーの溶解度を調整してもよい。水性媒体中での延伸はまた、グリセリンなどの望ましくない要素をポリマーフィルムから浸出させる場合がある。延伸は、発熱要素、早送りローラー、および遅送りローラーを提供することによって達成されてもよい。例えば、ローラー間の回転速度の差を利用して、それらの間に移動されたシートの領域に相応する引張応力を生じさせてもよい。発熱要素がシートを加熱するとき、延伸が容易になり、より望ましく達成される。温度制御は、本技術分野に公知であるように、加熱ロールの温度を制御することによって、または輻射エネルギーを調節することによって、例えば、赤外ランプによって行なわれてもよい。温度制御方法の組合せを利用してもよい。
【００１４】
前記フィルムは、長さ配向装置（ｌｅｎｇｔｈ  ｏｒｉｅｎｔｅｒ）などで縦方向に、テンタを用いて幅において、または斜めに延伸されてもよい。配向ビニルアルコールポリマーの比較的弱い曲げ強さのために、配向する前または配向した後にポリマーフィルムを支持フィルム層、加熱ローラー、またはキャリアウェブなどの基材上にキャスト、積層または他の仕方で付着させることが有利である場合がある。支持層は、ポリマーフィルムに接着または他の仕方で付着されるとき、物品に機械的強度を与え、支持するので、それをより容易に取扱うことができ、さらに加工できる。配向の有用な方法は先行技術には公知であり、米国特許第５，９７３，８３４号明細書（カダバ（Ｋａｄａｂａ）ら）、米国特許第５，６６６，２２３号明細書（ベネット（ｂｅｎｎｅｔｔ）ら）、米国特許第４，８９５，７６９号明細書（ランド（Ｌａｎｄ）ら）を参照されたい。
【００１５】
しかしながら、一方向の配向において、フィルムがテンタ装置によって横方向の収縮を抑えられる場合があり、かかる抑制はある程度の二方向の配向をフィルムに与えることは理解されよう。所望ならば、任意選択の支持層が、ビニルアルコールポリマーフィルムの配向の方向に実質的に横断方向に配向されてもよい。「実質的に横断」という用語は、支持層をビニルアルコールポリマーフィルム層の配向方向から±４５°の方向に配向させることができることを意味する。支持層のかかる配向は、配向されない支持層の場合よりも、横断方向の強度を上げる。
【００１６】
実施において、支持層が、ビニルアルコールポリマー層をコートする前または後に配向されてもよい。１つの実施態様において、ビニルアルコールポリマーを実質的に一軸に配向させ、２つの層の配向の方向が実質的に交差するように、配向された支持層に接着してもよい。別の実施態様において、支持層を第１の方向に配向させ、ビニルアルコールポリマーをその上に接着またはコートし、その複合物品を第１の配向の方向に実質的に横断する第２の方向に配向させてもよい。この実施態様において、得られた物品が、二方向に配向された支持層と、実質的に一方向に配向されたビニルアルコールポリマー層と、を含む。
【００１７】
任意選択の支持層に接着する前または後のどちらかに、ポリマーフィルムを脱水工程にかける。脱水工程は、延伸工程の前、後、または中であってもよく、そこにおいて、フィルムを処理してその一部をポリ（ビニレン−ｃｏ−ビニルアルコール）のブロックコポリマーからなる偏光分子に“変換”する。脱水工程は、例えば、触媒をフィルム中に拡散させるのに十分な滞留時間、ポリマーフィルムを水性脱水触媒にディッピングまたは浸漬し、その後に、部分脱水をさせるのに適した温度、典型的に１２５℃を超える温度においてポリマーフィルムと触媒とを加熱することによって、達成されてもよい。ポリマーフィルムのディッピングは、水性種の拡散が気体状態においてよりも溶液中でずっと速いので、酸発煙方法によるよりも大きな加工速度を達成できる可能性がある。さらに、酸発煙と同じように触媒をポリマーフィルムの片面だけではなく両面に導入することができ、場合によってはポリマーフィルム中の触媒の濃度をより均一にする。これは、得られた生Ｋ（ｒａｗ  Ｋ）フィルムの脱水鎖長の断面分布に影響を与え、鎖のよりバランスのとれた分布をもたらすことがある。
【００１８】
脱水触媒は、熱の存在下または他の適切な加工条件下で水素および酸素原子を線状ポリマーのヒドロキシル化された部分から除去して共役ビニレン単位を残すことができるどんな酸または他の薬剤であってもよい。代表的な酸には、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、リン酸、および硫酸のメタノール溶液がある。所望の脱水の程度は、所望のコントラストおよびフィルム厚さに応じて変わることが可能であるが、利用可能なヒドロキシル基の、典型的には０．１〜１０％、好ましくは１〜５％の範囲が、ビニレン基に転換される（すなわち、−ＣＨ2−ＣＨＯＨ−→−ＣＨ＝ＣＨ）。
【００１９】
例えば、ポリマーフィルムを約１秒〜数分間、塩酸水溶液に浸漬してもよい。ポリマーフィルムを約１秒〜約５分間、脱イオン水に浸漬し、次いで約１秒〜数分間、塩酸水溶液に浸漬してもよい。塩酸水溶液の濃度は好ましくは約０．０１規定〜約４．０規定である。次いで、ポリマーフィルムおよび触媒を伝導、対流、および／または放射線によって加熱してもよく、それによって配向フィルムを所望の脱水生成物、ポリビニレンに“変換”する。例えば、ポリマーフィルムおよび触媒を、数秒〜約１０分間、約１９０°Ｆ〜約４００°Ｆの温度範囲の加熱炉に通過させてもよい。ポリマーフィルムおよび触媒にマイクロ波放射線加熱を行なってもよい。ポリマーフィルムおよび触媒に約１秒〜約６０秒間、反射体を有する赤外線加熱ランプなど、輻射赤外線加熱を行なってもよい。赤外線加熱は場合によっては、熱風衝突方法によってよりも大きな加工速度を達成できる。さらに、赤外線加熱は、変換方法の急速な始動および停止、ならびにヒーターの独立ストリップによって変換をレーンとして制御できる可能性がある。
【００２０】
脱水加熱工程の温度および時間は、完成偏光子の光学性質に影響を与える場合がある。プロセスパラメータには、コポリマーの形成およびそれに伴う偏光の性質に悪影響を及ぼさない、相当な許容度がある。所定の光学的性質のために時間、温度および酸の濃度の間のバランスがあることは理解されよう。例えば、酸溶液の温度を変えること、フィルムの、酸中の滞留時間を変えること、および／または酸の濃度を変えることによって酸がフィルム中に浸透する程度を制御することができる。例えば、浸漬時間を長くするほど、所定の温度において低い透過率の偏光子が得られる。所定の浸漬時間において、温度を高くするほど、より低い透過率を達成することができる。一般に、高透過率の偏光子が望ましい場合、触媒中の滞留時間を短くし、温度を低くすることが好ましい。より低い透過率の偏光子が望ましい場合、より高い加熱温度を用いてもよい。
【００２１】
次いで、場合により、ポリマーフィルムを第２の配向工程または伸長工程にかけて、配向された偏光子を第１の延伸において得られた長さの０％〜約１００％、２度目の延伸をさせる。又、ポリマーフィルムをホウ酸処理工程（ｂｏｒａｔｉｏｎ  ｓｔｅｐ）にかけてもよいが、その場合、配向されたフィルムをホウ酸処理水溶液（ｂｏｒａｔｉｏｎ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）で処理して緩和および架橋を起こす。伸長工程は、ポリマーフィルムがホウ酸処理溶液中に入れられる前、中、後に行なわれてもよい。例えば、ポリマーフィルムをホウ酸処理溶液に浸漬し、軟化および／または膨潤させ、すなわち、緩和させ、次いで取り出し、次に伸長させることができる。あるいは、ポリマーフィルムが、ホウ素化溶液に浸漬されている時に伸長されてもよい。
【００２２】
ホウ酸処理工程が１つ以上の槽を使用してもよい。例えば、２槽ホウ酸処理において、第１の槽が水を保有し、第２の槽がホウ酸イオン寄与種を保有してもよい。あるいは、順序を逆にすることができ、または両方の槽が、ホウ酸イオン寄与種の様々な濃度および／または混合物を保有してもよい。ポリマーフィルムの伸長および／または緩和は、これらの槽のいずれか１つ以上において行なわれてもよい。
【００２３】
ポリマーシートがホウ酸処理される時に、ホウ酸処理溶液は概して、ホウ酸を含む。さらに、ホウ酸処理溶液が、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムのどちらかを含むか、またはホウ酸ナトリウムおよびホウ酸カリウムからなるクラスの物質、好ましくはホウ砂を含んでもよい。配向された偏光フィルムが接触される単一または複数の溶液中のホウ酸およびホウ砂または他のホウ酸塩の濃度は、変化してもよい。好ましくは、ホウ酸は、ホウ砂または他のホウ酸塩よりも高い濃度で存在し、溶液が、ホウ酸を約５重量％〜約２０重量％およびホウ砂を０重量％〜約７重量％含有してもよい。好ましい濃度は、ホウ酸が約６重量％〜１６重量％およびホウ砂が０重量％〜３重量％の範囲である。
【００２４】
偏光シートまたはフィルムを約１分〜約３０分間、ホウ酸処理溶液中で膨潤させ、好ましくは約５０℃以上に維持する。好ましいホウ酸処理温度は、約７０℃〜約１１０℃の範囲である。分子配向ポリマーフィルムのホウ素化は、かなりの程度で変えることができる。例えば、ホウ酸処理溶液の温度は変更可能であり、より高い温度においては、その濃度を上げることができる。シートの急速な「膨潤」および架橋させるために溶液を少なくとも５０℃以上に加熱することが望ましい。
【００２５】
赤色および／または青色の可視スペクトルの領域の光吸収を改良または増加させるために、１つ以上の二色性染料をポリマーフィルムにさらに添加してもよい。光はしばしば、赤色および／または青色スペクトルの領域において完全に吸収されず、特定の二色性偏光子のいわゆる「ブルーリーク（ｂｌｕｅ−ｌｅａｋ）」および／または「レッドリーク（ｒｅｄ−ｌｅａｋ）」に寄与する。様々な二色性染料のいずれを用いてもよい。適した染料には、ジアゾ、トリアゾまたはポリアゾ染料のいずれか、またはセンシエント・テクニカル・カラーズ（Ｓｅｎｓｉｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｌｏｒｓ）（ニュージャージー州、エルムウッドパーク（Ｅｌｍｗｏｏｄ  Ｐａｒｋ，ＮＪ））から入手可能な「イントラジェット・イエロー（Ｉｎｔｒａｊｅｔ  Ｙｅｌｌｏｗ）ＤＧ」およびシグマ・アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手可能な「エバンズ・ブルー（Ｅｖａｎｓ  Ｂｌｕｅ）」などの他の直接染料または酸染料がある。プロセスのどの段階で二色性染料をポリマーフィルムまたはシートに添加してもよい。例えば、最初の延伸の前に染料をポリマーシートにキャストするかまたはコートしてもよく、あるいは脱水、ホウ酸処理、および／または伸長工程の間にそれを添加してもよい。様々な時間、温度、および濃度が、必要とされる染色の量に応じて用いられてもよい。温度を高くしたりおよび／または濃度を高くしたりすると、ポリマーフィルムの滞留時間を短くすることができる。有用な作業温度は、ほぼ室温〜ホウ酸処理温度（約５０℃以上）である。二色性黄色染料については、好ましい濃度は、約１３５°Ｆの温度および約１〜約５分の滞留時間に対して約１０ｐｐｍ〜約６００ｐｐｍの範囲である。二色性青色染料については、好ましい濃度は、ほぼ室温〜約１３５°Ｆの温度範囲および約３０秒〜約５分の滞留時間に対して約０．１％〜約３％ｗｔ／ｗｔの範囲である。
【００２６】
伸長工程および／またはホウ酸処理工程の後に、得られた増強固有偏光子が、任意選択の支持層に接着または積層されてもよい。この任意選択の層は、前に剥がされたり、浸漬されたり、および／または配向された任意選択の支持層と同じであっても、異なっていてもよい。
【００２７】
図１は、「４．０Ｘ」と呼ばれる、最初に原長の４．０倍に延伸された先行技術固有偏光シートと、それぞれ「５．０Ｘ」、「６．０Ｘ」および「６．５Ｘ」と呼ばれる、最初に原長の５．０倍、６．０倍、および６．５倍に延伸された本発明の実施態様により製造された３つの偏光シートの、吸光度対波長を示す。偏光子の製造条件を表１にまとめる。シートを塩酸蒸気脱水触媒に暴露した。
【００２８】
【表１】
2006522365.tif 000002
【００２９】
図１に示すように、本発明の実施態様により製造された偏光子の各々の、発色団による吸光度が代表的な先行技術の固有偏光子の相応する発色団による吸光度よりも実質的に大きく、６００ｎｍ〜７００ｎｍの近赤色の波長の偏光性質に寄与する発色団について特にあてはまる。
【００３０】
本発明の偏光子はまた、約２００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長にわたってほとんど均一であり、又、偏光性質を改良する他に目視観察可能な非常に望ましい無彩灰色のトーンをもたらす、配向された発色団部分、すなわち、共役ブロックの濃度分布を規定する吸収値を有する。表２は、透過率、Ｋvが４２％の場合に、「ＫＥ」および「ＫＮ」と呼ばれる先行技術の２つの固有偏光子に比較して、「新ＫＥ（Ｎｅｗ  ＫＥ）」と呼ばれる本発明の１つの実施態様により製造された偏光子の、比較的均一または「バランスのとれた」発色団濃度分布を示す。
【００３１】
【表２】
2006522365.tif 000003
【００３２】
偏光子の製造条件を表３にまとめる。シートを塩酸蒸気脱水触媒に暴露した。
【００３３】
【表３】
2006522365.tif 000004
【００３４】
図２は、吸光度を共役長に対してプロットした、表２のデータのグラフ図である。表２および図２に示すように、ポリビニレンブロックの各々の濃度が、約２５０ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲の波長にわたって前記ブロックによる吸収によって確認した時にほとんど一定している。さらに、ｎ＝１９〜２５の範囲のポリビニレンブロックの各々の吸収によって求められる濃度がｎ＝１４〜１５の範囲のすべての前記ポリビニレンブロックの吸収によって求められる濃度の約６５％以上であることが特に注目される。この点に関して、近赤色波長、すなわち、ｎ＝１９〜２５の偏光性質に関与する発色団の各々が吸光度の尺度に基づいた、相対的な濃度を有し、それは、ヒトの最大明所視感度に相当する波長、すなわち、５４０ｎｍ〜５６０ｎｍおよびｎ＝ｌ４〜１５の偏光に関与する発色団の測定値の約６５％以上である。
【００３５】
表２において、相対濃度を以下のように計算する。
相対濃度(n=x)＝（吸収(n=x)／吸収(n=q)）×１００
上式中、ｘは、ｎが１６〜３０の共役長であり、ｑはｎが１４または１５の共役長である。上の表において、具体例のために、ｑは１４である。ｑが１５であっても、計算値はほぼ同じである。
【００３６】
表２から明らかであるように、本発明の１つの実施態様により製造された偏光シートの発色団分布が、先行技術の固有偏光子で観察されるものとは異なっていて、特に、先行技術の偏光子の「レッドリーク」現象に寄与する場合がある共役長２３〜２５について異なっている。光学的性質が低下することは別にして、「レッドリーク」を示す偏光子は、褐色の外観を有する傾向があり、それは美的な観点からいってもある種のディスプレイの適用には不向きである。
【００３７】
本発明の１つの実施態様により製造された偏光子は、それぞれのポリビニレンブロックの濃度分布に関連した分子の配向度を有していて、その結果、明所視二色比（ＲD）が少なくとも７５の偏光シートが得られる。
【００３８】
先に述べたように、単一の偏光シートに加えて、本発明の１つの実施態様により製造された１組の偏光子を、それぞれの偏光軸を交差させて配することもできる（これは、「直交偏光子」とも称される）。この場合、その組の第１の偏光子を通過する偏光を、第２の偏光子の偏光軸との配列から「捩れる」ようにすることができ、従ってそれらを通しての光の透過を阻止することができる。
【００３９】
図３および図４に示すのは、「４Ｘ」と呼ぶ先行技術の直交偏光子と、「５Ｘ」および「６Ｘ」と呼ぶ本発明の実施態様により製造された直交偏光子を比較した、透過率、Ｋv、４２％における、その％光透過率と吸光度である。前記直交偏光子のシートを調製するための条件を表４にまとめる。シートを塩酸蒸気脱水触媒に暴露した。
【００４０】
【表４】
2006522365.tif 000005
【００４１】
又、ＵＶ／ＶＩＳ分光光度計を使用して透過率を測定した。一定の透過率について図３および図４に示したように、本発明の実施態様により製造された直交偏光子は、青色のスペクトル領域（すなわち、４００ｎｍ）と赤色のスペクトル領域、すなわち、７００ｎｍにおける光吸収性に著しい改良（透過率の減少）をもたらす。具体的には、すべての所定の透過率、Ｋvにおいて、吸光度(550nm)の吸光度(700nm)に対する比が３．７５未満である。ヒトの明所視感度が最大である波長に相当する５５０ｎｍにおける吸光度。
【００４２】
以下に、分子配向されたポリビニルアルコールから誘導されるポリマーフィルムを使用して、本発明について説明する。ビニルアルコールポリマーには、脱水により線状の共役ビニル系ポリマーとすることが可能な、いずれかの線状１，３−ポリヒドロキシル化されたポリマーまたはコポリマー、またはその誘導体がある。有用なビニルアルコールポリマーには、次式：
【化１】
2006522365.tif 000006
の単位のポリマーおよびコポリマーが挙げられ、上式中、ＲがＨ、Ｃ1〜Ｃ8アルキル、またはアリール基であり、Ｒ’がＨ、または加水分解可能な官能基、たとえばＣ1〜Ｃ8アシル基である。好ましくはＲおよびＲ’がＨである。ポリ（ビニルアルコール）ポリマーおよびコポリマーに加えて、分子配向されたシートまたはフィルムを形成することが可能な原料としてポリビニルアセタールおよびケタールおよびエステルが具体的には考えられる。ビニルアルコールモノマーと共に重合させてビニルアルコールコポリマーを形成させることが可能な有用なコモノマーには、いずれかのフリーラジカル重合性モノマー、たとえば、エチレン、プロピレンおよびブチレンなどのオレフィン、アクリレートおよびメタクリレートたとえばメチル（メタ）アクリレート、酢酸ビニルおよびスチレンなどがある。本発明における使用で特に考えられるのは、エチレンとビニルアルコールとのコポリマーである。一般に、コモノマーの量は３０モル％未満、好ましくは１０モル％未満である。それより多い量を使用すると、共役ビニレンブロック（ポリ（アセチレン）ブロック）の形成を阻害し、偏光子の性能に悪影響が出る場合がある。
【００４３】
好ましいビニルアルコールポリマーは、ポリビニルアルコールのホモポリマーおよびコポリマーである。最も好ましいのは、ポリビニルアルコールのホモポリマーである。市販されているポリビニルアルコール、たとえばテキサス州、ダラス（Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ）のセラニーズ・ケミカルズ社（Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．）から入手可能な商品名セルボール（ＣＥＬＶＯＬ）は、粘度と加水分解パーセントとによって分類されている。低粘度のポリビニルアルコールはコーティングが容易であるので好ましく、充分な耐湿性と良好な機械的性質をもたらすために充分な高分子量を有する。
【００４４】
本発明には、溶融加工可能なポリビニルアルコールも使用することができる。溶融加工可能なビニルアルコールポリマーを可塑化して、それらの熱安定性を向上させ、押出し加工または溶融加工することを可能とする。可塑剤を外部から添加してもよいし、ビニルアルコールポリマー鎖の中に導入してもよく、すなわち可塑剤を重合させるか、ビニルアルコールポリマー骨格の上にグラフトさせる。
【００４５】
外部可塑化することが可能なビニルアルコールポリマーには、ノースカロライナ州、シャーロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）のクラリアント・コーポレーション（Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐ．）から入手可能な「モウイオール（Ｍｏｗｉｏｌ）」２６−８８および「モウイオール（Ｍｏｗｉｏｌ）」２３−８８ビニルアルコールポリマー樹脂などの市販製品がある。これらの「モウイオール（Ｍｏｗｉｏｌ）」ビニルアルコールポリマー樹脂の加水分解度は８８％である。「モウイオール（Ｍｏｗｉｏｌ）」２６−８８ビニルアルコールポリマー樹脂は、重合度が２１００で、分子量が約１０３，０００である。
【００４６】
ビニルアルコールポリマーを外部可塑化するのに有用な可塑剤は、ヒドロキシル基を有する、高沸点で水溶性の有機化合物である。かかる化合物の例には、グリセロール、ポリエチレングリコールたとえばトリエチレングリコールおよびジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ならびにその組合せがある。水もまた可塑剤として有用である。添加される可塑剤の量は、ビニルアルコールポリマーの分子量によって変わる。一般には可塑剤を、約５％〜約３０％の間、好ましくは約７％〜約２５％の間の量で添加する。より低分子量のビニルアルコールポリマーは、より高分子量のビニルアルコールポリマーよりも少ない可塑剤を必要とする。外部可塑化されたビニルアルコールポリマーを配合するための他の添加剤としては、加工助剤、すなわち、ヘキストＡ．Ｇ．（Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ａ．Ｇ．）からのモウイリスＤＳ（Ｍｏｗｉｌｉｔｈ  ＤＳ）樹脂、抗ブロッキング剤、すなわち、ステアリン酸、疎水性シリカ、着色剤などが挙げられる。
【００４７】
外部可塑化されたビニルアルコールポリマーを配合するには、一定の混合下でビニルアルコールポリマーの粉体またはペレットに有機可塑剤および典型的には水をゆっくりと添加し、可塑剤がビニルアルコールポリマーの中に取り込まれるようにするが、それはバッチが約８２℃（１８０°Ｆ）〜約１２１℃（２５０°Ｆ）の温度に達したときに起きる。ビニルアルコールポリマー樹脂の分子量が低いほど、可塑剤を取り込むのに必要な最高バッチ温度は低くなる。バッチをその温度で約５〜６分保持する。次いでバッチを冷却して約７１℃（１６０°Ｆ）から９３℃（２００°Ｆ）の間として、そこでブロッキング防止剤を添加することができる。次にバッチを約６６℃（１５０°Ｆ）まで冷却し、そこでビニルアルコールポリマー粒状物をミキサーから取り出して、押出すことができる。
【００４８】
ビニルアルコールポリマーを外部可塑化するのに使用される配合工程は、内部可塑化ビニルアルコールポリマーを製造した場合には省略することができるが、着色剤などを添加することが望ましい場合はまた別である。有用な内部可塑化ビニルアルコールポリマーも市販されている。そのような製品の例には、共にセラニーズ・ケミカルズから入手可能な「バイネックス（Ｖｉｎｅｘ）」２０３４および「バイネックス（Ｖｉｎｅｘ）」２０２５、およびクラレ（Ｋｕｒａｒａｙ）（日本）から入手可能なビニロン（Ｖｉｎｙｌｏｎ）ＶＦ−ＸＳがある。
【００４９】
セラニーズ（Ｃｅｌａｎｅｓｅ）のバイネックス（Ｖｉｎｅｘ）商標は、熱可塑性で水溶性のポリビニルアルコール樹脂の独自の群を表している。特に「バイネックス（Ｖｉｎｅｘ）」２０３４および「バイネックス（Ｖｉｎｅｘ）」２０２５などの「バイネックス（Ｖｉｎｅｘ）」２０００シリーズは、内部可塑化された、冷水および温水に可溶なポリビニルアルコールコポリマー樹脂を表している。かかる内部可塑化ビニルアルコールコポリマーは、米国特許第４，９４８，８５７号明細書に記載されており、この特許は本明細書に参照により援用されたものとする。かかるコポリマーは、次のような一般式：
【化２】
2006522365.tif 000007
を有し、上式中、Ｒが水素またはメチルであり、
Ｒ1がＣ6〜Ｃ18アシル基であり、
ｙが０〜３０モル％、
ｚはが０．５〜８モル％、
ｘが７０〜９９．５モル％である。
【００５０】
これらのコポリマーは、ポリ（ビニルアルコール）の強度性能を維持しながらも、可撓性の増加を示す。上式に示されるアクリレートモノマーは、このコポリマーにその内部可塑化効果を与える。このコポリマーの重合度は、約１００から約４０００までであってよいが、好ましくは約２０００〜４０００の間である。重合度は、全ポリマーの分子量の、式Ｉで示した単位の分子量に対する比と定義される。他の内部可塑化ポリ（ビニルアルコール）コポリマー樹脂とこれらの樹脂の製造法は、米国特許第４，７７２，６６３号明細書に説明されている。「バイネックス（ＶＩＮＥＸ）」２０３４樹脂はそのメルトインデックスが典型的には約８．０ｇ／１０分で、ガラス転移温度が約３０℃（８６°Ｆ）である。「バイネックス（ＶＩＮＥＸ）」２０２５樹脂はそのメルトインデックスが典型的には２４ｇ／１０分で、ガラス転移温度が約２９℃（８４°Ｆ）である。
【００５１】
ポリビニルアルコールおよびそのコポリマーは、その加水分解度を、たとえば約５０％〜９９．５＋％と変えたものが市販されている。好ましいポリビニルアルコールは、加水分解度が約８０％〜９９％である。一般に、加水分解度が高いほど、偏光子の性能が上がる。又、加水分解度の高いポリビニルアルコールほど、耐湿性が良好となる。分子量が高いポリビニルアルコールもまた、良好な耐湿性を有しているが、粘度も高くなる。本発明を実施するにあたっては、ポリビニルアルコールが充分な耐湿性を有すること、コーティングまたはキャスティング方法において扱いやすいこと、および、容易に配向させることが可能なこと、の性能のバランスを見いだすのが望ましい。市販グレードのポリ（ビニルアルコール）のほとんどが、数パーセントの残存水分および未加水分解のポリ（酢酸ビニル）を含有する。
【００５２】
分散液／溶液のコーティングは、たとえば、シューコーティング（ｓｈｏｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）、押出しコーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、ナイフコーティング、ダイコーティングなど、または均質なコーティングを与えることが可能なその他の任意のコーティング方法などのような技術を使用して基材をコーティングするなど、各種公知の方法により実施することができる。その基材にはプライマーをコーティングしたりコロナ放電をしたりして、基材にポリビニルアルコールフィルムを固定するのに役立たせることも可能である。適した溶液系プライマーは、ポリエチレンテレフタレートフィルムのプライマー処理に一般に使用される水溶性のコポリエステルがあり、それについてはたとえば、米国特許第４，６５９，５２３号明細書に記載がある。コーティングの後で、そのポリビニルアルコールフィルムを、通常約１００℃〜１５０℃の温度で乾燥させる。乾燥されたコーティングの厚さは、所望の光学特性に合わせて変化することができるが、典型的には約２５μｍ〜１２５μｍ（１〜５ミル）である。
【００５３】
あるいは、ビニルアルコールポリマー層を溶融加工することも可能である。溶液コーティングの場合と同様に、ビニルアルコールを含む溶融物を、キャリヤーウェブまたは支持層などの基材の上にキャストすることもできる。ビニルアルコールポリマーフィルムをメルトブローしてもよい。ビニルアルコールポリマー溶融物を、種々の機器や当業者に広く知られる多くの溶融加工技術、一般的には押出し技術を使用して、基材と共に同時押出しすることも可能である。押し出される材料に応じて、たとえば、シングルまたはマルチマニホールドダイ、フルムーン（ｆｕｌｌ  ｍｏｏｎ）・フィードブロック、または他のタイプの溶融加工機器を使用することが可能である。
【００５４】
キャリヤーウェブまたは支持層には、各種材料の任意のものを使用することができる。適した材料には、セルロースエステルたとえば、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ビニルポリマーたとえばアクリル樹脂などの公知のポリマーシート材料、およびその他のシート状で光透過用の形態で供給可能な支持体材料などがある。特定な用途およびその必要条件にもよるが、ポリエステルが特に有用である。好ましいポリエステルは、マイラー（Ｍｙｌａｒ）やエスター（Ｅｓｔａｒ）の商品名で入手可能なポリエチレンテレフタレートであるが、他のポリエチレンテレフタレート材料を使用してもよい。支持体材料の厚さは、特定の用途に合わせて変わる。一般には、製造面を考慮するという観点から、約０．５ミル（０．０１３ｍｍ）〜約２０ミル（０．５１ｍｍ）の厚さの支持体を使用すると都合がよい。
【００５５】
当業者には明らかなように、本発明によって製造された偏光シートまたはフィルムは、たとえばガラス製シートまたは他の有機プラスチック材料のシートなどの支持シートまたはフィルムの間またはその上に積層することが可能で、積層の形態または積層されていない形態のいずれにおいても本発明の偏光子は、たとえば、サングラス、サンバイザー、窓ガラス、まぶしさ除け、間仕切り、およびディスプレイデバイスたとえば液晶ディスプレイパネル、放射ディスプレイデバイス、ブラウン管または広告用ディスプレイと共に偏光性プラスチック材料の他の形態が使用されていた場合でも使用することが可能である。
【００５６】
偏光フィルムを他の層または基材に積層させるために様々な接着剤のいずれも使用することができるが、たとえばポリビニルアルコール接着剤や、ポリウレタン接着剤材料などが挙げられる。偏光子は通常光学的な用途に使用されるものであるので、偏光子の光透過性に容認できないような悪影響を与えることが無い接着剤材料を一般に使用する。接着剤材料の厚さは、特定の用途に合わせて変わる。一般に、約０．２０ミル（０．００５ｍｍ）〜約１．０ミル（０．０２５ｍｍ）の厚さが充分である。
【００５７】
本発明の製品は、ディスプレイデバイスにおける偏光フィルターとして使用するのに特に有用で、その場合フィルターは、長時間にわたり連続的に点灯しているかなり強烈な光源のすぐ近くに配置される。これらの環境では、その偏光フィルターは、長期間にわたって１２５°Ｆ近傍またはそれ以上の温度に晒されてもよい。本発明の偏光子は、そのような長期間の熱暴露を受けても、その高効率な偏光性に受容できない損失を示したり、変色したり、暗くなったりするようなことはない。
【００５８】
本発明についてさらに説明するために、以下に実施例を記すが、本発明はそれらに限定されると考えてはならない。特に断らない限り、全ての部、パーセントおよび比率は、重量基準である。実施例において、非偏光の透過率を生Ｋ試料で測定するために、白色光ビームを試料に通過、明所視フィルター、次いで光検出器に通過させた。固有偏光子について生Ｋ試料での非偏光の透過率は典型的に、１５％〜約５０％の範囲である。偏光効率を次式に従って計算するために、試料の偏光子を高効率な偏光分析計とそれらの軸が互いに平行となるように重ね合わせて測定される、軸に平行方向の透過率（Ｔpar）と、同じものをそれらの軸が互いに直角になるように重ね合わせて測定される、軸に直角方向の透過率（Ｔperp）とを測定した：
偏光効率（％）＝（Ｔpar−Ｔperp）／（Ｔpar＋Ｔperp）×１００
【００５９】
偏光フィルムの透過率と偏光効率の最大値の理想的な組合せは、それぞれ５０％と１００％である。
【００６０】
特に断らない限り、すべての実施例が、９％〜１２％のホウ酸濃度、３％のホウ砂濃度のホウ酸処理水溶液と、重合度が約２０００のポリビニルアルコールフィルムを使用し、最初に空気中で延伸された。
【実施例】
【００６１】
実施例１〜５
高分子量ポリビニルアルコール（加水分解率９８．０％以上）のフィルムを、３つの異なる延伸温度、２４０°Ｆ、２７５°Ｆおよび３２０°Ｆで、フィルムの原長の５．０倍に一方向に延伸させた。次いで延伸フィルムを発煙塩酸蒸気に暴露し、３２５°Ｆ〜３５０°Ｆに加熱した。
その後、フィルムを１６６°Ｆの温度で、ホウ酸およびホウ砂の水溶液に浸漬させた。溶液から取り出してから、フィルムをさらに１０％〜１５％一方向に伸長させ、それぞれのシートの最終的な延伸度を原長の５．５〜５．７倍とした。図５は、３つの異なった延伸温度で得られた偏光子についての、効率対透過率、Ｋvを示している。表５は、所定の偏光効率の偏光子の性質を比較する。
【００６２】
【表５】
2006522365.tif 000008
【００６３】
図５および表５から明らかなように、透過率、Ｋv、および明所視二色比、ＲDは、延伸温度が高くなるにつれて改良されている。しかしながら、後での伸長量を変化させても、延伸温度を上げた場合よりもシートの偏光性へ与える影響が少ないように見える。
【００６４】
実施例６〜９
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、３つの試料については２７５°Ｆ、１つの試料については３２０°Ｆの延伸温度で、フィルムの原長の５．０倍に一方向に延伸させた。次いでフィルムを、実施例１〜５と同様な方法で加工したが、ただし、ホウ酸およびホウ砂の水溶液については、３つの異なるホウ酸処理温度、１５４°Ｆ、１６５°Ｆおよび１８０°Ｆを用いた。図６は、３つの異なったホウ酸処理温度で得られた偏光子についての、効率対透過率、Ｋvを示している。表６は、所定の偏光効率の偏光子の性質を比較する。
【００６５】
【表６】
2006522365.tif 000009
【００６６】
図６および表６から明らかなように、透過率、Ｋv、および明所視二色比、ＲDは、ホウ酸処理温度が高くなるにつれて改良されている。これは、一定の効率について、透過率と二色比が増加し、従って偏光子がより明るくなることを意味している。さらに、後での伸長量を変化させても、ホウ酸処理温度を上げた場合よりも、シートの偏光性へ与える影響が少ないように見える。
【００６７】
実施例１０〜１５
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、延伸温度３２０°Ｆで、フィルムの原長の５．０倍に、一方向に延伸させた。次いで伸長フィルムを発煙塩酸蒸気に暴露し、３２５°Ｆ〜３５０°Ｆに加熱した。脱水フィルムをプラスチック支持体から剥離し、約２〜４分間、１３５°Ｆで、二色性黄色染料８０ｐｐｍを含有するホウ酸処理水溶液中にディッピングした。対照試料を染料入りの水溶液に浸漬させることなく、単に次の工程へと進ませた。次いでフィルムを、温度１７５°Ｆで別のホウ酸処理溶液に浸漬させた。最後にフィルムをさらに１５％一方向に伸長させて、それぞれのシートの最終の延伸度を原長の５．７倍とした。表７は、得られた試料の偏光効率と透過率とを示している。
【００６８】
【表７】
2006522365.tif 000010
【００６９】
図７および図８は、二色性黄色染料を用いておよび用いずに製造して得られた偏光子の２つについての、吸光度とスペクトルの二色比とをそれぞれ示している。図７に示すように、黄色染料を本発明の固有偏光子に混入することにより、青色スペクトル領域（Ａzスペクトル）の光吸収の著しい増加をもたらすが、Ａyまたは透過成分の同様な増加はない。図８に示すように、又、黄色染料を本発明の固有偏光子に混入することにより、スペクトル二色比において、特に青色スペクトル領域において改良がもたらされる。
【００７０】
上記のように製造された偏光フィルムを用いて直交偏光子を形成した。図９は、二色性黄色染料を用いておよび用いずに製造して得られた直交偏光子の２つについての、透過率のパーセント対波長を示している。図９に示すように、本発明の実施態様により二色性黄色染料を使用して製造された偏光シートは、直交偏光子状態における青色光のリークが実質的に低下している。表８は、二色性黄色染料を用いて製造された固有偏光子（試料１−５）および二色性黄色染料を用いずに製造された固有偏光子（対照試料）についての、単一偏光フィルムおよび直交偏光フィルムの測色法の測定の結果を示す。当業者には明らかなことだが、ａ＊値は赤／緑軸での色測定値を表し、ｂ＊値は青／黄軸での色測定値を表している。このタイプの測色系では、無彩色（ｎｅｕｔｒａｌ  ｃｏｌｏｒ）たとえば白や黒は、値がゼロとなる。普通のＣ光源を測色法の測定に用いた。
【００７１】
【表８】
2006522365.tif 000011
【００７２】
表８に示すように、直交偏光子の色は、二色性黄色染料を添加することで、暗いブルーブラック（対照試料）から真の無彩色ブラック（試料１〜５）へと変化するが、単一フィルムの色は、二色性黄色染料を用いずに製造された偏光シートとはほとんど区別ができない状態にとどまっている。
【００７３】
実施例１６〜１７
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、延伸温度３２０°Ｆで、フィルムの原長の５．０倍に、一方向に延伸させた。次いで延伸フィルムを発煙塩酸蒸気に暴露し、３２５°Ｆ〜３５０°Ｆに加熱した。脱水されたフィルムをプラスチック支持体から剥離し、二色性青色染料１％ｗｔ／ｗｔを含有する水溶液中に、室温で約１分浸漬させた。対照試料を染料入りの水溶液に浸漬させることなく、単に次の工程へと進ませた。次いでフィルムを、温度８２℃（１８０°Ｆ）で約５分間、ホウ酸処理溶液に浸漬させた。最後にフィルムをさらに１０％一方向に伸長させて、それぞれのフィルムの最終の延伸度を原長の５．５倍とした。
【００７４】
表１０は、二色性青色染料を用いておよび用いずに製造して得られた偏光フィルムについての吸光度対波長を示す。図１０に示すように、青色染料を本発明の固有偏光子に混入すると、赤色スペクトル領域（Ａzスペクトル）の光吸収の著しい増加をもたらすが、Ａyまたは透過成分の増加はわずかしかなかった。
【００７５】
実施例１８〜２３
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、３６０°Ｆの延伸温度で、フィルムの原長の５．５倍と６．５倍に、一方向に延伸させた。次いでフィルムを、実施例１〜５と同様な方法で加工したが、ただし、３つの異なったホウ酸処理温度、８２℃（１８０°Ｆ）、９５℃（２０３°Ｆ）および１０１℃（２１４°Ｆ）で、ホウ酸処理溶液中での滞留時間を変化させた。それらのシートを、最初に得られた延伸長よりさらに伸長させることはしない、すなわち、０％伸長であった。図１１および図１２は、それぞれ、５．５倍と６．５倍の初期延伸の試料の、明所視二色比対ホウ酸処理溶液中での滞留時間を示している。図１３は、２つの異なった延伸量と、３つの異なったホウ酸処理温度で得られた偏光子についての、最高明所視二色比を示している。図１１〜図１３から明らかなように、明所視二色比、ＲDは、ホウ素化温度が高くなるほど、またホウ酸処理溶液中での滞留時間が長くなるほど、改良される。しかしながら、最高明所視二色比は、ホウ酸処理溶液中での滞留時間を増やしても明所視二色比がもはや改良されないようなところのいくつかの試料について観察された。
【００７６】
実施例２４〜２７
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを３６０°Ｆの延伸温度で、シートの原長の５．０倍、６．０倍および６．５倍に、一方向に延伸させた。次いでフィルムを、実施例１〜５と同様な方法で加工したが、ただし、ホウ酸処理温度を１８０°Ｆから１９０°Ｆまで変化させ、また伸長パーセントを約１％から約１０％まで変化させた。図１４は、異なった加工パラメーターで得られた偏光子についての、効率対透過率、Ｋvを示している。表９は、所定の偏光効率の場合の偏光子の性質を比較する。
【００７７】
【表９】
2006522365.tif 000012
【００７８】
図１４および表９から明らかなように、所定の偏光効率の場合の透過率、Ｋvおよび明所視二色比、ＲDは、初期の延伸が大きいほど、改良される。示される通り、広範囲のホウ酸処理温度において、および後続の伸長工程を用いてまたは用いずに、偏光性が改良できる。
【００７９】
実施例２８〜２９
２０００〜４０００の重合度の高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、３６０°Ｆの延伸温度で、フィルムの原長の６．０倍と５．５倍に、それぞれ、一方向に延伸させた。次いで延伸シートを発煙塩酸蒸気に暴露し、３２５°Ｆ〜３５０°Ｆに加熱した。その後、フィルムを温度１９０°Ｆで、ホウ酸およびホウ砂の水溶液に浸漬させた。溶液から取り出してから、フィルムをさらに延伸長の１０％および３％、それぞれ、一方向に伸長させた。図１５は、２つの異なった重合度において、得られた偏光子についての、効率対透過率、Ｋvを示している。表１０は、所定の偏光効率の偏光子の性質を比較する。
【００８０】
【表１０】
2006522365.tif 000013
【００８１】
図１５および表１０から明らかなように、一定の透過率では、重合度が高くなるほど、偏光効率と明所視二色比、ＲDが改良される。示されるように、初期延伸がより小さい場合でも、改良された偏光性が得られる。
【００８２】
実施例３０〜４４
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、３６０°Ｆの延伸温度で、フィルムの原長の６．５倍に、一方向に延伸させた。次いでフィルムを、実施例１〜５と同様な方法で加工したが、ただし、ホウ酸処理温度を約１０１℃（２１４°Ｆ）とし、ホウ酸処理溶液濃度を変化させた。ホウ酸濃度を０重量％から約２１重量％まで変化させ、ホウ砂濃度を０重量％から約６重量％まで変化させた。フィルムを、最初に得られた延伸長よりさらに伸長させることはしなかった。図１６は、５つの異なったホウ酸濃度および３つの異なったホウ砂濃度で得られた偏光子についての、明所視二色比対ホウ酸濃度を示す。
【００８３】
実施例４５
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、３６０°Ｆの延伸温度で、フィルムの原長の５．５倍に、一方向に延伸させた。次いで、伸長フィルムを室温において約４５秒間、塩酸の１規定水溶液に浸漬した。フィルムを溶液から取り出し、過剰な酸をフィルムから除去した。フィルムを約２分間、２４０°Ｆに加熱し、空気冷却させた。得られた生Ｋフィルムは、非偏光の透過率が約５０％であった。
【００８４】
実施例４６
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを最初に、実施例４５と同様な方法で加工した。次いで、延伸フィルムを約２３秒の全浸漬時間の間、２９℃（８４°Ｆ）において０．６４規定の塩酸水溶液中に連続ウェブとして通過させた。フィルムを溶液から取り出し、過剰な酸をフィルムから除去した。次に、フィルムを約２分間、１１４℃（２３７°Ｆ）で加熱し、空気冷却させた。得られた生Ｋフィルムは、非偏光の透過率が約６４％であった。
【００８５】
実施例４７
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを実施例４６と同様な方法で加工した。過剰な酸を除去した後、延伸フィルムを約４秒間、赤外線加熱にかけた。得られた生Ｋフィルムは、非偏光の透過率が約４０％であった。その後、フィルムを約１３０°Ｆ〜１７７°Ｆの温度で、ホウ酸およびホウ砂の水溶液に浸漬させた。ホウ酸処理溶液から取り出してから、フィルムをさらに９．５％一方向に伸長させ、最終的な延伸度を原長の約６．０３倍とした。得られた偏光子は、９９．６％の偏光効率において透過率Ｋvが約４３％、明所視二色比、ＲD、が９０であった。
【００８６】
実施例４８〜５１
厚さが約３ミルで約２４００の重合度を有し、約１０％のグリセリンで可塑化された高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを脱イオン水の槽に浸漬した。浸漬される間、フィルムを、約４０℃（１０７°Ｆ）の延伸温度でフィルムの原長の５．８倍に一方向に延伸した。次いで延伸フィルムを、約４０℃（１０７°Ｆ）において約４０秒間、０．０３規定の塩酸と０．０１重量％の界面活性剤とを含有する水溶液に浸漬した。フィルムを溶液から取り出し、過剰な酸をフィルムから除去した。次に、フィルムを約２０秒間、赤外線ランプで加熱し、空気冷却させた。フィルムを約１７６°Ｆ〜１９４°Ｆの温度で約８〜１０分間、ホウ酸濃度が約６ｗｔ％のホウ酸処理水溶液に浸漬した。ホウ酸処理溶液中にある間、フィルムをさらに２０〜３０％一方向に伸長させ、最終的な伸張度を原長の約７．０〜７．５倍とした。
【００８７】
高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを、３６０°Ｆの延伸温度で、フィルムの原長の６．０倍に一方向に延伸させた。次いで延伸フィルムを発煙塩酸蒸気に暴露し、３２５°Ｆ〜３５０°Ｆに加熱した。その後、フィルムを温度１８０°Ｆで、ホウ酸およびホウ砂の水溶液に浸漬させた。溶液から取り出してから、フィルムを延伸長のさらに１０％〜１５％一方向に伸長させ、最終的な延伸度を原長の約６．６〜６．９倍とした。
【００８８】
図１７は、上記のように水性脱水触媒を用いておよび蒸気脱水触媒を用いて製造された偏光フィルムの、透過率対波長を示す。ホウ酸処理する前のフィルム、すなわち、生Ｋフィルムとホウ酸処理した後のフィルムの結果を示す。表１１は、得られた偏光子の性質を比較する。
【００８９】
【表１１】
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【００９０】
図１７および表１１に示すように、水性脱水触媒を用いて製造された偏光フィルムは、特にホウ酸処理する前の、蒸気脱水触媒を用いて製造されたフィルムと比較して改良された偏光性質を有する。
【００９１】
上記のように水性脱水触媒を用いておよび蒸気脱水触媒を用いて製造された偏光フィルムを使用して、直交偏光子を形成した。図１８は、得られた偏光子の、透過率のパーセント対波長を示す。本発明によって水性脱水触媒を用いて製造された固有偏光子は、ホウ酸処理する前および後の両方で、直交偏光子状態における青色光のリークが実質的に低下している。表１２は、水性脱水触媒を用いて（試料６および７）および蒸気脱水触媒を用いて（試料８および９）製造された固有偏光子のための、単一偏光フィルムおよび直交偏光フィルムの測色法の測定の結果を示す。試料６および８は、ホウ酸処理する前のフィルムの結果を示し、試料７および９は、ホウ酸処理した後のフィルムの結果を示す。
【００９２】
【表１２】
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【００９３】
表１２に示すように、水性脱水触媒（試料６および７）を用いて製造された直交偏光子の色は、ホウ酸処理する前および後の両方で蒸気脱水触媒を用いて製造された直交偏光子（試料８および９）と比較して真の無彩色ブラックに近いが、単一フィルムの色は、ホウ酸処理した後の２つの偏光フィルム（試料７および９）についてほとんど区別できない。
【００９４】
実施例５２〜５５
厚さが約３ミルで約２４００の重合度を有し、約１０％のグリセリンで可塑化された高分子量ポリビニルアルコールのフィルムを脱イオン水の槽に浸漬した。浸漬される間、フィルムを、約４０℃（１０７°Ｆ）の延伸温度でフィルムの原長の４．０倍、５．０倍、６．０倍、および６．５倍に一方向に延伸した。次いで延伸フィルムを、約４０℃（１０７°Ｆ）において約４０秒間、０．０３規定の塩酸と０．０１重量％の界面活性剤とを含有する水溶液に浸漬した。フィルムを溶液から取り出し、過剰な酸をフィルムから除去した。次に、フィルムを約２０秒間、赤外線ランプで加熱し、空気冷却させた。図１９は、４つの異なった初期延伸比において得られた偏光子の透過率対波長を示す。図２０は、初期延伸比に対する明所視二色比を示す。表１３は、得られた偏光子の性質を比較する。
【００９５】
【表１３】
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【００９６】
図１９、図２０および表１３から明らかなように、偏光性質は、初期延伸比が増すにつれて改良される。
【００９７】
上記のように製造された偏光フィルムを用いて直交偏光子を形成した。図２１は、４つの異なった初期延伸比において得られた直交偏光子の透過率のパーセント対波長を示す。図２０に示すように、光吸収は、初期延伸比が増すにつれて、特に赤色スペクトル領域において改良される。
【００９８】
要約すると、実施例１〜５５から明らかであるように、明らかに改良された偏光性質が、固有偏光子の製造プロセスにおいて初期延伸を大きくすることによって得られる。さらに、フィルムを延伸する前、後、中にフィルムを水性脱水触媒に浸漬することによって、増強された固有偏光子を得ることができる。しかしながら、本発明を具体化する物品および方法においては、特定の変更や修正が可能であるので、実施例に含まれるすべての事柄は、説明のためのものであって、限定するためのものではないと考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】先行技術の偏光シートおよび本発明の実施態様により製造された偏光シートの吸光度対波長を示すグラフである。
【図２】２つの先行技術の偏光シートおよび本発明の実施態様により製造された偏光シートの吸光度対共役長を示すグラフである。
【図３】先行技術の直交偏光子および本発明の実施態様により製造された直交偏光子の透過率対波長を示すグラフである。
【図４】先行技術の直交偏光子および本発明の実施態様により製造された直交偏光子の吸光度対波長を示すグラフである。
【図５】原長の５倍の初期延伸を有する代表試料に延伸温度が及ぼす効果を示すグラフである。
【図６】原長の５倍の初期延伸を有する代表試料にホウ酸処理温度が及ぼす効果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施態様により二色性黄色染料を用いておよび用いずに製造された偏光フィルムの吸光度対波長を示すグラフである。
【図８】本発明の実施態様により二色性黄色染料を用いておよび用いずに製造された偏光フィルムのスペクトルの二色比対波長を示すグラフである。
【図９】本発明の実施態様により二色性黄色染料を用いておよび用いずに製造された直交偏光子の透過率対波長を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施態様により二色性青色染料を用いておよび用いずに製造された偏光フィルムの吸光度対波長を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施態様により製造された偏光フィルムの、明所視二色比対ホウ酸処理溶液中の滞留時間を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施態様により製造された偏光フィルムの、明所視二色比対ホウ酸処理溶液中の滞留時間を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施態様により製造された偏光フィルムの、最大明所視二色比対ホウ酸処理温度を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施態様により製造された、様々な加工パラメータにおいての偏光フィルムの、偏光効率対透過率を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施態様により製造された、２つの異なった偏光度においての偏光フィルムの、偏光効率対透過率を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施態様により製造された偏光シートの明所視二色比対ホウ酸濃度を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施態様により、水性脱水触媒および蒸気脱水触媒を用いて製造された偏光フィルムの透過対波長を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施態様により、水性脱水触媒および蒸気脱水触媒を用いて製造された直交偏光子の、透過対波長を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施態様により、様々な初期延伸比において水性脱水触媒を用いて製造された偏光フィルムの、透過対波長を示すグラフである。
【図２０】本発明の実施態様により、水性脱水触媒を用いて製造された偏光子の、明所視二色比対初期延伸比を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施態様により、様々な初期延伸比において水性脱水触媒を用いて製造された直交偏光子の、透過対波長を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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