JP4228440B2

JP4228440B2 - 偏光ポリビニレンシートの製造方法

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Publication number: JP4228440B2
Application number: JP33823598A
Authority: JP
Inventors: エス．カダバナレンドラ; ピー．シャーロリ
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: EP0924538A1; US5973834A; CA2249898A1; JPH11248937A; DE69831644D1; EP0924538B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光ポリビニレンシート（「Ｋシート」型偏光子を参照）の製造方法に関し、特に、偏光シートのポリビニレン発色団が、酸触媒をポリビニルアルコールシートに直接塗布または他の方法で堆積させて、ポリビニルアルコールシートを酸触媒化脱水することによって形成される方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、光波は光線軸のまわりの多数の面で振動する。光波が単一面のみで振動するとき、その光は平面偏光と呼ばれる。いくつかの有用な光学目的および効果が平面偏光によって成し遂げられ得る。例えば、液晶表示画面等の電気光学装置の製造において、直交偏光子がアドレス可能な液晶中間層と共に画像形成の基礎を提供するように使用され得る。写真の分野では、偏光フィルターは、ぎらつきおよび鏡のような反射の輝度を減少させるために使用されている。また、偏光フィルターは、陰極線管（ＣＲＴ）表示モニター画面のぎらつきを減少させるのにも使用されている。
【０００３】
いくつかの材料が生来ある程度の偏光特性を有するが、ポリマー薄膜を基礎にした合成偏光材料は、その製造および取り扱いが比較的簡単であること、その性能が特定の用途に応じて変更され得ること、ならびに望ましい最終製品に比較的簡単に取り込まれ得ることなどから、望ましい。
【０００４】
直線光偏光膜の製造は、当該分野で詳しく説明されている。一般に、直線光偏光膜の所定の電磁放射ベクトルに沿って振動して選択的に放射を通し（かつ、第２の所定の電磁放射ベクトルに沿って振動して選択的に電磁放射を吸収する）特性は、透過膜媒体の異方性による。
【０００５】
二色性偏光子は直線光偏光子の吸収性変形であり、その偏光能力は入射光波吸収のベクトル異方性による。用語「二色性」とは、本明細書において、入射光ビームの成分の振動方向によって異なる吸収の性質を意味する。よって、二色性膜に入射する光は、高低二つの異なる吸収係数に遭遇する。出射光は、低吸収方向で優勢的に振動する。
【０００６】
数種類の合成直線偏光子のうち、いわゆる「Ｋシート」型偏光子と呼ばれるものがあり、これは熱および湿気に対して比較的良好な環境抵抗を特徴とする。Ｅ．Ｈ．ＬａｎｄおよびＨ．Ｇ．Ｒｏｇｅｒｓに発行された米国特許第２，１７３，３０４号および第２，３０６，１０８号の記載によると、「Ｋシート」型偏光子は通常、ポリビニルアルコールなどのヒドロキシル化ポリマーを少なくとも部分的に脱水して調製される。特に、分子の配向工程（即ち、延伸）の前または後で、ポリビニルアルコールシートが、非常に強い酸触媒煙の高温環境への露出によって脱水され、水分子が遊離され、ビニレンブロックと結合したポリマーを形成する。それによって生じたシートでは、入射光は、配向されたポリビニレン分子を通り抜けて直線的に偏光する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
有用な「Ｋシート」型偏光子は従来の発煙プロセスによって形成され得るが、特定の処理環境および適切な制御がない状態において、その処理によってできた偏光子に、特に高水準の光学精度を必要とする特定の適用においては不適切または望ましくない「むら」および「斑点」などが起こり得る。このようなアーチファクトを作り出す原因の一つは、酸煙中の環境の影響による変動が均一ではない接触脱水(catalytic dehydration)を起こすためだと考えられている。例えば、密封状態の囲いの中であっても、発煙オーブンの高温が均一発煙を分裂または妨害する熱流を発し得る。このような変化性の可能性に照らして、酸発煙工程への依存性の減少、またはさらに好ましくは、その工程への関与がないポリビニレンをベースにした偏光子の製造方法が必要とされている。
【０００８】
上記に照らして、本発明の目的は、脱水酸触媒を界面に取り込む工程を含む偏光ポリビニレンシートの製造方法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、酸発煙工程を含まない偏光ポリビニレンシートの製造方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、従来の偏光子製造プロセスに容易に同化し得る工程を含むポリビニレンをベースとした偏光子の製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、「むれ」および「斑点」を偏光子製品に起こし得る環境の影響により強く抵抗するポリビニレンをベースとした偏光子を製造する方法を提供することである。
【００１２】
本発明におけるこれらおよびその他の特徴ならびに利点は、以下の発明の好ましい実施態様の詳細な説明を添付の図面と共に参照することによって、明らかになる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のヒドロキシル化線状高分子を含むポリマーシートから偏光子を形成する方法は、（ａ）該ポリマーシートを充分に一軸延伸し、該ポリマーシートの該ヒドロキシル化線状高分子を延伸方向に沿って配向させる工程と、（ｂ）該配向シートを支持体に結合する工程であって、該配向シートと該支持体との界面に脱水触媒を付与することを含む工程と、（ｃ）該配向シートの接触脱水を起こさせるのに充分な条件下で、該支持された配向シートを処理し、それによって、該ポリマー内に光吸収ビニレンブロックセグメントが形成される工程とを包含し、このことにより、上記目的が達成される。
【００１４】
前記脱水触媒が、酸含有溶液であってもよい。
【００１５】
前記処理が、前記支持された配向シートを前記脱水触媒を起こさせるのに充分な温度および期間で加熱することをを含んでもよい。
【００１６】
前記ヒドロキシル化線状高分子がポリビニルアルコールであってもよい。
【００１７】
前記ポリマーシートが、元の長さの約２．０倍から約５．０倍に一軸延伸されてもよい。
【００１８】
前記シートが、前記接触脱水後にさらに１０％から１６０％の割合で一軸延伸され、最終的な延伸の度合いが、前記元の長さの、少なくとも４．８倍になる工程をさらに包含してもよい。
【００１９】
前記シートがホウ素イオン含有溶液中で一軸延伸されてもよい。
【００２０】
前記支持体が、前記一軸延伸の前に前記シートから除去され、同一または異なる支持体が該一軸延伸の後に、該シート上に再び積層されてもよい。
【００２１】
前記配向シートおよび前記支持体が、二つの当接する圧力ローラーによって形成されるニップで界面結合されてもよい。
【００２２】
前記脱水触媒の付与が、前記ニップ内の前記配向シートと前記支持体との前記界面によって形成される叉の中に該脱水触媒を滴下することによって行われてもよい。
【００２３】
前記脱水触媒が、塩酸溶液であってもよい。
【００２４】
前記加熱が、約２２０°Ｆ（１０４℃）から４００°Ｆ（２０４℃）の温度で行われてもよい。
【００２５】
上記の方法に従って形成される偏光ポリビニレンシートが好ましい。
【００２６】
前記支持体が、可撓性の光透過性ポリマー担持ウェブであってもよい。
【００２７】
前記光透過性ポリマー担持ウェブがポリエステルを含んでもよい。
【００２８】
前記支持体が、剛性光透過性基板であってもよい。
【００２９】
前記剛性光透過性基板が、一枚のガラスであってもよい。
【００３０】
本発明は偏光ポリビニレンシート（即ち、「Ｋシート」型偏光子）の製造方法を提供する。方法は、ヒドロキシル化線状高分子を含むシートを充分に一軸延伸し、シートのポリマー成分を延伸方向に沿って分子配向させることから始める。次に、配向されたポリマーシートは、配向シートと支持体との界面に酸溶液を付加することで、支持体（例えば、可撓性担持ウェブまたは剛性支持基板）と結合される。最後に、方法の実施に重要な様式に従って、ウェブに結合されたシートがシートの酸剤触媒化脱水を成し遂げるに充分な温度と期間加熱され、それによって、その中に光吸収ビニレンブロックセグメントを形成する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、ヒドロキシル化線状ポリマー出発材料から偏光ポリビニレンシートを形成する新規の方法を提供する。
【００３２】
方法は、出発材料のシートを充分に一軸延伸し、シートの線状ポリマーを延伸方向に沿って分子配向させることから始める。次に、配向されたポリマーシートは、可撓性担持ウェブ（例えば、ポリエステルもしくはセルロースアセテートブチレート）または剛性基板（例えば、ガラス）に、配向されたシートと担持ウェブまたは剛性基板との界面に酸溶液を塗布することによって結合される。
【００３３】
典型的には、結合流体として用いられる酸は、従来のＫシート製造プロセスの酸発煙工程に用いられる酸から選択される。米国特許第２，３０６，１０８（ＬａｎｄおよびＲｏｇｅｒｓ）、米国特許第２，２５５，９４０号（Ｒｏｇｅｒｓ）、米国特許第２，１７３，３０４号（ＬａｎｄおよびＲｏｇｅｒｓ）、ならびに米国特許第２，６７４，１５９号（Ｂｉｎｄａ）を参照。しかし、熱（またはその他の適切な処理条件）の存在下で、線状ポリマーのヒドロキシル化部分から２ｎＨおよびｎＯ原子を除去し、結合したビニレン単位を残すことが可能な脱水触媒(dehydration catalyst)と本質的に作用する何らかの酸（または、その他の薬剤）の使用も考慮され得る。典型的な酸には、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、およびメタノール中の硫酸が含まれる。そのなかでも、塩酸が好ましい。
【００３４】
延伸シートは、それ自体はもろく、しわおよび折り目が付きやすいが、担持ウェブ（または、剛性基板）に支持された後は、耐久性を持ち、操作が容易になり、その操作によって起こり得る偶然の非意図的な損傷に対しての保護が向上する。更に重要なことには、構造体に酸触媒が存在することで、酸結合された積層体を偏光ポリビニレンシートに変換することができる。この変換は、典型的には、ウェブに担持された配向シートを、シートの酸触媒化脱水を成し遂げるのに充分な温度と期間加熱して、光吸収ビニレンブロックセグメントをポリマー内に形成することによって成し遂げられる。
【００３５】
変換によって形成されたポリビニレンシートは偏光子として使用できるが、ポリビニレンシートの光学特性および物理的特性は更なる工程で向上し得る。例えば、ポリビニレンシートの二色比は、１９９７年９月９日付けでＢｅｎｎｅｔｔらに発行されたの米国特許第５，６６６，２２３号に記載される延伸工程によって実質的に改善され得る。同様に、シートの環境安定性は、Ｆ．Ｊ．Ｂｉｎｄａに発行された米国特許第２，４４５，５５５号、第２，４５３，１８６号、第２，５５４，８５０号、および第２，６７４，１５９号に記載されるホウ酸塩処理（boration)工程によって改善され得る。本発明の方法を実施する好ましい形態は、「延伸」工程と「ホウ酸塩処理」工程との組合せである。
【００３６】
本発明を図１および図２を参照しながらより詳しく説明する。図１および図２に示す方法は、本質的に例示的であり、請求項で定義される発明の範囲を限定するものではない。
【００３７】
図１に示すように、偏光ポリビニレンシート１０の一軸延伸は、ヒドロキシル化線状高分子のポリマーシート１０_Uを出発材料として使用する。ポリマー開始材料１０_Uは、ヒドロキシル化線状高分子、その誘導体、またはヒドロキシル化線状高分子に変換され得る任意の化合物の中から選択され得る。従って、ポリビニルアセタール類、ポリビニルケタール類、ならびにポリヒドロキシアルカン類が、分子配向されたシートまたは膜を形成するための材料として使用され得る。用語「ポリビニルアルコールのアセタール類およびケタール類」は、アルデヒド類およびケトン類をそれぞれ用いた加水分解および凝縮の連続的なまたは組合せ工程によってポリビニルアセテートから形成される樹脂類の総称を指すものとする。いずれにしても、広範囲の材料が使用できるが、入手し易いことと周知の特性によりポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好ましい。しかし、本発明の方法をポリビニルアルコールの混合ポリマーまたは誘導体を使用して実施するときは、不完全誘導体を使用しなくてはならない。即ち、ポリビニルアルコールのヒドロキシル基が、後に続くエステル化反応に入るために未反応で残っていなくてはならない。
【００３８】
ポリマーシート１０_Uは、適切な延伸装置２００（もしくは、他の同類の機械装置またはシステム）に運搬、搬送、または移動され、その装置によって、未処理のポリマーシート１０_sが一軸延伸される。使用されるポリビニルアルコール材料は、典型的には約０．０３８から約０．０７６ｍｍの厚さで、好ましくは約０．０４６ｍｍの厚さである。シートは、初めに、元の長さの約３．６から約５．０倍に一軸延伸される。延伸は長さ方向に行われるが、横幅および厚さも結果的には変化する。例えば、最初に０．０４６ｍｍの厚さで、１１４０ｍｍの幅であるポリビニルアルコールシートは標準の寸法の約４．８倍に延伸されると、０．００１ｍｍの厚さと１０５４ｍｍの幅になる。
【００３９】
ポリマー出発材料の分子配向を行う延伸工程は、一般に、中程度の加熱下で行われ、好ましくは、ポリマー出発材料のガラス転移温度以上が良い。言うまでもなく、この加熱は、ポリマー出発材料の温度を上げるのに適切な任意の手段によって達成され得る。
【００４０】
図１に示すように、延伸は、発熱素子２３０、高速ローラー２１０、および低速ローラー２２０を備えたホットエアオーブン２００（約１２５℃に加熱された）内で行われる。ローラー２１０とローラー２２０との回転速度の違いは、二つのローラーの間に搬送されるウェブ１４の領域に対応する張力を形成するのに活用され得る。ウェブの領域が発熱素子２３０から発せられる熱に同時に投入されるとき、ウェブ１４の延伸は促進され、より望ましく達成される。シート１０_Uのその他の延伸方法は、本開示によって当業者には明らかになる。ポリマーシートを延伸する方法は、Ｒ．Ｂｌａｋｅに発行された米国特許第２，５４７，７３６号、ＥｄｗｉｎＨ．ＬａｎｄおよびＷ．Ｒｙａｎに発行された米国特許第２，５４７，７６３号、ならびにＳ．Ｂａｌｋａｎに発行された米国特許第２，８０４，６５２号に記載されている。
【００４１】
図１に示す分子配向後、配向シート１０_Oは、当接する二つの圧力ローラー２５０および２６０によって形成されるニップへ運ばれ、シート１０_Oは供給ロール１４０から配送される担持ウェブ１２と界面結合される。
【００４２】
担持ウェブ１２には、いろいろな種類の材料が使用できる。適切な担持ウェブ材料としては、セルロースエステル類（例えば、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）などの公知のポリマーシート材料、ポリエステル類、ポリカーボネート類、アクリル（acrylics）などのビニールポリマー、ならびにシート状で提供され得るその他の支持材料が上げられる。特定の応用および必要によってはポリエステル類が特に有用である。好ましいポリエステルは、ＭｙｌａｒａｎｄＥｓｔａｒ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も使用できる。支持材料の厚さは特定の応用によって異なる。一般に、製造考慮の観点から、約０．５ｍｉｌ（０．０１３ｍｍ）から約２０ｍｉｌ（０．５１ｍｍ）の厚さを有する支持体が都合良く用いられ得る。
【００４３】
多種の応用において支持材料は光透過性であるが、本発明の方法の実施は、支持体のいかなる特定の光学特性にも限定されない。反射偏光子の製造を一例とする特定の応用においては光反射性支持材料を用いることが望ましい。また、支持体は、光学不活性である必要はなく、ユニタリー構造を含む必要もない。支持体としては、反射性および透過性ホログラフィ構成要素、積層体および光学素子、めがね類のレンズブランク、光学リターダー、拡散器、デフラクター（defractor)および屈折媒体、ならびに剛性プラスチックおよび液晶表示装置の製造に用いられるガラス液晶配向板が考慮される。
【００４４】
図１に示すように、ローラー２５０とローラー２６０との間のニップに担持ウェブ１２と配向シート１０_Oとが一緒に運ばれたとき、担持ウェブ１２と配向シート１０_Oとの間に叉が形成される。本発明に従って、酸溶液が、貯蔵器５００から叉に滴下され、通常、ビーズ状に収集され、最終的には、これらのシートがローラー２５０とローラー２６０との間で積層されながらシートとウェブとの界面に拡がる。酸は、ウェブ１２とシート１０_Oとの間を接着させるだけでなく、プロセス中に更に下流で行われる変換工程の脱水で必要な触媒を提供し、その後の不必要な酸発煙工程を起こす。
【００４５】
典型的には、均一な拡散を保証するため、積層プロセス中に交差軸（crossaxis)ビーズ５５０が叉の中に連続して形成および維持されるのに充分な速度および量で酸が叉に滴下される。その他の均一拡散に影響する要因で考慮されるべきもとしては、酸溶液の粘度および組成、クロスウェブ（crossweb)軸の長さ、ならびにウェブ１２およびシート１０_Oの厚さ、寸法、および組成が含まれる。
【００４６】
酸が配向シート１０_Oに直接および完全に制限されて（intimate confinement)提供される限り、結合に使用される酸の濃度は酸発煙を含む従来のプロセスで使用される濃度ほど高くする必要はない。いくつかの要因が適切な濃度の決定に影響するが、塩酸を使用する場合には、積層速度、圧力、および温度によって約０．１Ｎから約３．０Ｎの範囲の濃度が用いられ得る。これより高い酸濃度は、他の処理パラメータを更に変更することで可能となり得る。
【００４７】
上記の滴下方法による酸の界面への取り込みは可撓性担持ウェブへの積層に好ましいが、剛性基板への積層の場合には、他の方法も可能であり、より望ましくおよび／または必要であり得る。例えば、酸は、噴霧、ブラッシング、コーティング等の方法で担持ウェブ１２に付与され、続いて、担持ウェブは、配向シート１０_Oとの界面に運ばれる。あるいは、酸は、まず配向シート１０_Oに付与され、担持ウェブ１２の界面に運ばれる。あるいは、剛性ガラス基板上に酸を付与した後、配向シート１０_Oを酸をコーティングした表面に堆積および積層する。スロットコーティング（slot coating)およびグラビアコーティング（gravure coating)などのコーティング方法も酸の付与に使用できる。
【００４８】
酸結合工程に続いて、酸含有積層体１０_Bがオーブン３００（または、その他の適切な加熱手段）に運搬、搬送、または移動され、偏光染色がシートに現れる温度に加熱される。偏光染色が現れることで、シート内の配向されたヒドロキシル化線状ポリマー分子が、所望のポリビニレンの二色性分子に変換されたことが示される。ポリビニレン二色性分子とは、即ち、結合された二重結合の伸長システム（extended system)を有する、炭化水素の長い直鎖分子である。良好な結果は、２２０°Ｆ（１０４℃）から４００°Ｆ（２０４℃）付近の温度で約３０秒間以上の加熱によって得られる。
【００４９】
完成した偏光子１０の光学特性は、変換が起こるオーブンの温度および触媒されたシートがオーブン熱に曝される期間の関数として制御され得る。オーブンの温度が約３２５°Ｆに維持されて、他のプロセスの条件が本明細書中に特定されたのと同じであれば、形成された偏光子は入射光の約３８％を透過させる。オーブンの温度が約３６０°Ｆに維持されて、他の条件が一定であれば、一枚の偏光材料シートは入射光の約３２％を透過させ、２枚の交差したシートは、入射光の０．０１％しか透過させない。よって、高透過性偏光子が所望であれば、比較的低いオーブン温度によって望まれる結果が得られ、低透過性偏光子で高い遮断が望まれるのであれば、高いオーブン温度が用いられるべきであるのが明らかである。
【００５０】
変換の結果生じたポリビニレンシート１０は、偏光子として機能し得るが、上記のシート１０の光学特性は、１９９７年９月９日にＢｅｎｎｅｔｔらに発行された米国特許第５，６６６，２２３号に記載されるプロセスによって改善され得る。特に、ポリビニレンシート１０の製造が、出発ポリマーシート１０_Uの２倍から５倍の伸長（即ち、２．０×から５．０×の延伸）を含むと仮定すると、明所視およびスペクトル二色比の改善は、ポリビニレンシート１０を一軸方向に伸張（再延伸を参照）によって成され得る。良好な結果は、延伸がシート１０長さを、更に１０％から１６０％増大させて、延伸の最終度合がシート１０_Uの元の所定の長さの少なくとも４．８倍（好ましくはそれ以上）になる場合に得られる。延伸の結果得られた偏光子は、約４５より大きい非常に望ましい明所視二色比Ｒ_Dのピークによって特徴づけられる。更に、偏光特性の改善に加えて、延伸工程は偏光ポリビニレンシートの変色を防ぐこと、および紫外線放射に対する安定性の増加に大変有用である。
【００５１】
図２に示すように、延伸工程は、必要ではないが、望ましくはホウ素浴４００中で実施される。この工程を行うにあたって、配向されたポリ（ビニレン−コ−ビニルアルコール）(vinylene-co-vinyl alcohol)分子を含むシート１０がホウ酸および／またはホウ砂水溶液で、伸張と同時または伸張前に処理される。
【００５２】
変換および配向されたシート１０の延伸は、上記で論じたポリマー出発材料１０_Uの延伸と同様の方法、即ち、高速ローラー４１０および低速ローラー４２０を使用して行われ得る。先の延伸工程と同様、他の延伸方法も用いることが可能である。延伸は、延伸方法に関係なく、図２に示すように、延伸前に担持ウェブ１２をシート１０から取り除くことで促進される。
【００５３】
図２に示す延伸はホウ素浴４００中で起こっているが、本発明は延伸工程の時間および場所に限定されず、ホウ酸塩処理も、実施に絶対重要というわけではない。例えば、ポリビニレンシート１０は、ホウ素浴４００に浸して、柔らかく、および／または膨張させ（「弛緩」を参照）、それに続いて除去してから延伸され得る。同様に、ポリビニレンシート１０は、延伸されてからホウ素浴４００に浸しても良い。また、極端ではあるが実施可能な場合では、ポリビニレンシート１０は、前、後、または同時のいずれのホウ酸塩処理もなしに延伸され得る。しかし、実施者に留意してもらいたいが、ホウ素イオン含有溶液への前浸漬または同時浸漬はポリビニレンシート１０の延伸を著しく促進し、シート１０の延伸時には、そのような浸漬が実施されるのが望ましい。
【００５４】
更に、図２は単一の浴しか示していないが、ホウ酸塩処理は２つ（またはそれ以上）の浴を用いることも可能である。例えば、２浴ホウ酸塩処理では、第１の浴には水が入っており、第２の浴にはホウ素イオン寄与種が入っている。あるいは、浴の順番を逆にすること、または両方の浴に異なる濃度のホウ酸イオン寄与種および／またはホウ素イオン寄与種の混合物を入れることもできる。延伸は、どちらの浴で行われても良い。
【００５５】
ポリビニレンシート１０をホウ酸塩処理するとき、ホウ酸塩処理溶液は、一般に、ホウ酸、および水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムのいずれか、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類からの物質（好ましくは、ホウ砂）を含む。配向された偏光シートを浸す１つの溶液または複数の溶液中のホウ酸およびホウ砂またはその他のホウ酸塩の濃度は重要ではない。好ましくは、ホウ酸濃度が、ホウ砂または他のホウ酸塩よりも高く、好ましい濃度は、９重量％のホウ酸、および３重量％のホウ砂を含む。しかしながら、その他の良好な濃度は、１６重量％もしくはそれ以上のホウ酸および約６重量％のホウ砂を含む濃度の溶液、または、９重量％のホウ酸および１重量％のホウ砂を含む濃度の溶液、または、その他の示される範囲内の濃度の溶液であり得る。好ましくは、溶液は、１から６重量％のホウ砂および約５から約２０重量％のホウ酸を含むべきである。ポリビニレンシート１０は、好ましくは約６０℃に維持されたこれらの溶液中に約４分強の時間吸収させることができる。
【００５６】
分子配向されたポリビニレンシート１０のホウ酸塩処理は、かなりの変更がある。例えば、ホウ酸溶液の温度は室温付近から沸点まで変動し、溶液の濃度は高温に上昇され得る。架橋が行われる前にシート１０を高速「膨潤」（swelling)させるように、溶液を少なくとも６０℃近くに加熱しておくことが望ましい。室温では、架橋材料がシート表面に近接してバリア層を形成する傾向があり、それによって溶液の更なる浸透を効率的に妨害する。しかし、そのようにして得られたシートでも実質的に改善された安全性を有することに留意されたい。
【００５７】
その他のホウ酸塩処理方法およびそれによって得られる効果は特許文献に説明されている。ホウ酸塩処理に関する更なる詳細は、米国特許第２，４４５，５５５号、第２，４５３，１８６号、第２，５５４，８５０号、および第２，６７４，１５９号を参照すること。
【００５８】
延伸工程の後得られる高効率偏光ポリビニレンシート１０は、担持ウェブ１２に再び結合または積層され得る。この担持ウェブ（図２のスプール１６０上に示す）は、燻されて配向されたシート１０の延伸前に剥がされたウェブと同一または異なる。ウェブ１２に支持され、ポリビニレンシート１０はローラー１１０上に「巻き上げられる（taken-up)」。この巻き上げ工程は、比較的容易に、そして取り扱いによる欠陥（例えば、しわ、折り目など）の頻度が少ない。
【００５９】
配向シート１０_Oを担持ウェブまたは支持基板上に結合するのと比べて、高効率偏光ポリビニレンシートの再結合は酸溶液で行われる必要がない。ポリビニルアルコール接着剤およびポリウレタン接着剤を含む多様な接着剤を積層工程に使用できる。偏光子が、通常の光学的応用に用いられる限り、偏光子の光透過特性に承服しかねる影響を与えない接着剤材料が典型的に用いられる。接着剤材料の厚さは特定の応用によって変動する。一般に、約０．２５ｍｉｌ（０．００６ｍｍ）から約１．０ｍｉｌ（０．０２５ｍｍ）の厚さが良好である。
【００６０】
ここで、本発明を、いくつかの実施態様の以下の限定されない実施例によって、更に詳しく説明する。すべての部、パーセント、比率などは、特記されていない限り重量による。
（実施例１）
約２ｍｉｌ（５０．７５４μｍ）の厚さの高分子量ポリビニルアルコール（９８．０％以上の加水分解）シートを、元の長さの３．６倍になるように中程度の加熱（約１２５℃）下で一軸延伸した。配向シートを、二つの圧力ローラー間のニップで担持ウェブと界面結合させた。担持ウェブは、ポリエチレンテレフタレートを含み、約７ｍｉｌ（１７７．６３９μｍ）の厚さであった。ＨＣｌの１Ｎ溶液を約１．７７×１０^-4ｍｌ／ｃｍ²の層間を均一に被覆するのに十分な量だけニップに滴下した。次に、結合された配向シートを、約３００°Ｆ（１４９℃）に維持されたオーブンに運んだ。オーブン中に置く時間は約３分間で、その間に、配向シートは、接触脱水によって徐々に偏光子（透過率：およそ２５％）に変換された。得られた偏光子を視覚分析した結果、クロスウェブ軸全体にわたって均一な光透過性が示された。
（実施例２）
約２ｍｉｌ（５０．７５４μｍ）の厚さの高分子量ポリビニルアルコール（９８．０％以上の加水分解）シートを、元の長さの４．８倍になるように中程度の加熱下、即ち、約２５０°Ｆ（１２１℃）で一軸延伸した。配向シートを、二つの圧力ローラー間のニップで担持ウェブと界面結合させた。担持ウェブは、加水分解されたセルローストリアセテートを含み、約５ｍｉｌ（１２６．８８５μｍ）の厚さであった。ＨＣｌの３Ｎ溶液を、層間を均一に被覆するのに十分な量だけニップに滴下した。そして、結合された配向シートを、約３２０°Ｆ（１６０℃）に維持されたオーブンに運んだ。オーブン中に置く時間は約６分間で、その間に、配向シートは接触脱水によって徐々に偏光子（透過率：およそ３％）に変換された。得られた偏光子を視覚分析した結果、クロスウェブ軸全体にわたって均一な光透過性が示された。
（実施例３）
約２ｍｉｌ（５０．７５４μｍ）の厚さの高分子量ポリビニルアルコール（９８．０％以上の加水分解）シートを、元の長さの４．０倍になるように中程度の加熱下、即ち、２５０°Ｆ（１２１℃）で一軸延伸した。配向シートを、二つの圧力ローラーの間のニップで担持ウェブと界面結合させた。担持ウェブは、加水分解されたセルローストリアセテートを含み、約５ｍｉｌ（１２６．８８５μｍ）の厚さであった。ＨＣｌの３Ｎ溶液を、層間を均一に被覆するのに十分な量だけニップに滴下した。そして、結合された配向シートを、約２４０°Ｆ（１１６℃）に維持されたオーブンに運んだ。オーブン中に置く時間は約１０分間で、その間に、配向シートは、接触脱水によって徐々に偏光子（透過率：およそ３０％）に変換された。得られた偏光子を視覚分析したところ、クロスウェブ軸全体にわたって均一な光透過性が示された。
【００６１】
まとめると、実施例１から３で明らかなように、ポリビニレンをベースとした偏光子は、発煙よりも、結合流体として酸を導入するプロセスで得られる。しかし、本発明の具体化する方法に特定の変更および改変が可能であるので、実施例に含まれる事項はすべて例示的であり、発明を限定することを意図していない。
【００６２】
【発明の効果】
上述のように、本発明の方法は、得られる偏光子の均一な光密度を低下させる偶発的、非意図的、および望ましくない「むれ」または「斑点」の発生に対しての抵抗性を有し、界面に酸を取り込むことで後の酸発煙工程を不必要とするので、偏光子の生産を比較的迅速な処理速度および高い収率で提供できる。さらに、界面への取り込みによって、酸の濃度を発煙工程より低くし得るので、総合的に安全で、浸食性の少ない処理環境を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様に従って行った偏光ポリビニレンシートを形成する方法を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施態様に従って行った偏光ポリビニレンシートを形成する方法を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１０偏光ポリビニレンシート
１２担持ウェブ
１４ウェブ
１４０供給ロール
２００ホットエアオーブン
２１０、４１０高速ローラー
２２０、４２０低速ローラー
２３０発熱素子
２５０、２６０圧力ローラー
３００オーブン
４００ホウ素浴
５５０交差軸ビーズ

Claims

ヒドロキシル化線状高分子を含むポリマーシートから偏光子を形成する方法であって、
（ａ）該ポリマーシートを充分に一軸延伸し、該ポリマーシートの該ヒドロキシル化線状高分子を延伸方向に沿って配向させる工程と、
（ｂ）該配向シートを支持体に結合する工程であって、該配向シートと該支持体との界面に脱水触媒を付与することを含む工程と、
（ｃ）該配向シートの接触脱水を起こさせるのに充分な条件下で、該支持された配向シートを処理し、それによって、該ポリマー内に光吸収ビニレンブロックセグメントが形成される工程と、
を包含する、方法。
前記脱水触媒が、酸含有溶液である、請求項１に記載の方法。
前記処理が、前記支持された配向シートを前記接触脱水を起こさせるのに充分な温度および期間で加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
前記ヒドロキシル化線状高分子がポリビニルアルコールである、請求項１に記載の方法。
前記ポリマーシートが、元の長さの約２．０倍から約５．０倍に一軸延伸される、請求項１に記載の方法。
前記シートが、前記接触脱水後にさらに１０％から１６０％の割合で一軸延伸され、最終的な延伸の度合いが、前記元の長さの、少なくとも４．８倍になる工程をさらに包含する、請求項５に記載の方法。
前記シートがホウ素イオン含有溶液中で一軸延伸される、請求項６に記載の方法。
前記脱水触媒が、塩酸溶液である、請求項２に記載の方法。
請求項１に記載の方法に従って形成される偏光ポリビニレンシート。