JPH04204802A - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は膜厚精度に優れ且つ高偏光度を有する偏光フィ
ルムに関する。

［従来の技術］ 近年、卓上電子計算機、電子時計、ワープロ、自動車や
機械類の計器類等に液晶表示装置が用いられ、これに伴
い偏光板の需要も増大している。

特に、計器類においては苛酷な条件下で使用される場合
が多いので高耐久性及び高偏光度のフィルムか要請され
るのである。

現在、知られている代表的な偏光フィルムの一つにポリ
ビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させたもの
があり、これはポリビニルアルコールの水溶液を製膜し
、これを−軸延伸させて染色するか、染色した後−軸）
延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐久化処理を
行うことによって製造されている。

しかし、一般にポリビニルアルコール系フィルムの延伸
は湿式法にて行なわれているが、水分によって分子間の
水素結合が切断され、分子の運動が増加するため、フィ
ルムの延伸性に多大の影響を与え、安定な加工がかなり
困難であったり、延伸ムラを生じたりする。

その結果、耐久性が低下するつまり高湿度雰囲気下に長
期間放置された時の偏光度が低下して実用上のトラブル
の原因となることかある。

５発明が解決しようとする課題１ かかる対策の一つとして高重合度のポリビニルアルコー
ル例えば平均重合度が２６００以上のポリビニルアルコ
ールを原反フィルムとして用いる試みが提案されている
が、該フィルムを製造する場合、フィルムの膜厚を均一
に保つことが容易でなく、僅かの製膜条件の変動によっ
て膜厚精度が低下するため、偏光フィルムの得率が下が
る等の工業的規模での実施には未だ問題が残されている
のである。

「課題を解決するための手段］ 本発明者等は、それ程厳密な製膜条件を設定しなくても
、工業的有利に膜厚精度の高い高重合度ポリビニルアル
コール系の偏光フィルムを得るため鋭意研究を重ねた結
果、平均重合度２６００以上のポリビニルアルコールに
平均重合度２６００未満のポリビニルアルコールを配合
する場合、その目的が達成出来ることを見出し本発明を
完成するに至った。

本発明の偏光フィルムは、重合度の異なる２種以上のポ
リビニルアルコールを混合してなるポリビニルアルコー
ル系フィルムの一軸延伸フイルムである。ポリビニルア
ルコールは通常、酢酸ヒニルを重合したポリ酢酸ビニル
をケン化して製造されるか、本発明では必ずしもこれに
限定されるものではなく、少量の不飽和カルホン酸（塩
、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オじフィン
類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビ
ニルと共重合可能な成分を含有していても良い。

ポリビニルアルコールにおけるケン化度は８５〜１００
モル％、好ましくは９８〜１００モル％が実用的である
。

又、本発明の高重合度ポリビニルアルコールの平均重合
度としては任意のものが使用可能であるが、本発明の効
果を得るためには平均重合度が２６００以上、好ましく
は３５００〜５０００が有利である。

又、低重合度ポリビニルアルコールの平均重合度は２６
００未満、好ましくは５００〜２０００が望まＬい。

高重合度ポリビニルアルコールと低重合度ポリビニルア
ルコールの混合重量比は４／６〜８／２、好ましくは５
１５〜８／２か有利である。

その割合が８／２以上では本発明の効果が得難く、−方
４／６以下では耐久性や高偏光性の物性低下がおこる。

該ポリビニルアルコールフィルムは一軸延伸されている
が、その倍率は３．５〜１０倍、好ましくは４．５〜７
倍である。

かかる延伸倍率は最終的に上記の範囲になる様に設定さ
れれば良く、延伸操作は一段階のみならず、製造工程の
任意の段階で多段階に実施すれば良い。

で示される。Ｈｌｌは２枚の偏光フィルムサンプルの重
ね合わせ時において、偏光フィルムの配向方向が同一方
向になる様に重ね合わせた状態で分光光度計を用いて測
定した透過率（％）、Ｈ，は２枚のサンプルの重ね合わ
せ時において、偏光フィルムの配向方向が互いに直交す
る方向になる様に重ね合わせた状態で測定した透過率（
％）である。

上記のフィルムの・製造法としては、ポリビニルアルコ
ールを水又は有機溶媒に溶解した原液を流延製膜して、
延伸してヨウ素染色するか延伸と染色を同時に行うがヨ
ウ素染色して延伸した後、ホウ素化合物処理する方法が
挙げられる。原液調製に際して使用される溶媒としては
例えば水はもちろん、ツメチルスルホキッド（ＤＭＳＯ
）、Ｎ−メチルピロリドン、グリセリン、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール
、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール
、トリメチロールプロパン等の多価アルコール、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類及びこ
れらの混合物が用いられる。

上記有機溶媒中には少量例えば５〜３０重量％の水を含
有させても差し支えない。原液中のポリビニルアルコー
ルの濃度は４〜１０重量％が実用的である。

該溶剤を用いて得られたポリビニルアルコール製膜原液
は、キャスト法、押出法等任意の方法で製膜される。

製膜方式としては乾・湿式製膜法にて、即ち、該溶液を
口金スリットから一旦空気中、又は窒素、ヘリウム、ア
ルゴン等の不活性雰囲気中に吐出し次いで凝固浴中に導
いて未延伸フィルムを形成せしめる。又は口金から吐出
された製膜溶液は一旦ローラー、あるいはベルトコンベ
アー等の上で溶剤を一部乾燥した後で凝固洛中に導入し
ても差し支えない。

また凝固浴に用いる溶媒には前記高重合度ポリビニルア
ルコールの溶剤と混和性を有するもので例えばメタノー
ル、エタノール、プロパツール、ブタノール等のアルコ
ール類、アセトン、ベンゼン、トルエン等か挙げられる
。

ポリビニルアルコールフィルムを得る方法としては、上
記以外にいわゆるゲル延伸法と呼ばれている方法も採用
可能である。

即ち、ポリビニルアルコールを重合体濃度が３０％以下
になるよう溶剤に溶解してポリビニルアルコール製膜原
液を調製する。該溶液をスリット状口金を通して空気又
は不活性雰囲気中に吐出させ、次いで表面か冷却された
ローラーやベルトコンベアーの上に、あるいは凝固液中
に導入してゲル化フィルムを形成させる。該ゲル化フィ
ルムは脱溶媒の後延伸させられる。該製膜法は前記乾・
湿式製膜法とほとんど同じであるが重合体濃度が原液と
変化しないようにゲル化フィルムを形成させる点で差が
ある。

この場合のポリビニルアルコール製膜原液の溶媒として
は、グリセリン、エチレングリコール、トリエＪ−ジノ
グリコール、テトラエチレングリコール、トリメチニー
ルプロパン等の多価アルコール、ベンゼンスルホンアミ
ド、カプロラクタム等が例尽できる。

前記のごとくして得られるボリヒニルアルコール未延伸
フィルムは次ぎに延伸及び染色か施される。延伸と染色
は別々に行っても同時に行っても良し゛。別々に行なう
場合、延伸と染色の順序も任意である。延伸は一軸方向
に３．５倍以上好ましくは４．５倍以上延伸することか
望ましい。この際、前記と直角方向にも若干の延伸（幅
方向の収縮を防止する程度あるいはそれ以上の延伸）を
行−〕でも差し支えない。延伸時の温度条件は５０〜１
３０℃から選ぶのが普通である。

フィルムへの染色つまり偏光素子の吸着はフィルムに偏
光素子を含有する液体を接触させることによって行なわ
れる。通常はヨウ素−ヨウ化カリの水溶液が用いられ、
ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／（！、ヨウ化カリの濃度
は１０〜５０ｇ／ｆｆ、ヨウ素／ヨウ化カリの重量比は
２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜４８０秒
程度か実用的である。水溶媒以外に水と相溶性のある打
機溶媒を少看含有させても差し支えない。

接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任意の手段が適
用出来る。

延伸及び染色の終了したフィルムは次いでホウ素化合物
によって処理される。ホウ素化合物としてはホウ酸、ホ
ウ砂か実用的である。

ホウ素化合物は水溶液又は水−有機溶媒混合液の形で濃
度０．５〜２モル／Ｑ程度で用いられ、液中には少量の
ヨウ化カリを共存させるのが実用上望ましい。

処理法は浸漬法か望ましいが勿論塗布法、噴霧法も実施
可能である。

処理時の温度は５０〜７０℃程度、処理時間は５〜２０
分程度が好ましく、又必要に応じて処理中に、あるいは
処理後に延伸操作を行っても良い。

このようにして得られた偏光フィルムはその両面あるい
は片面に光学的透明度と機械的強度に優れた保護膜を貼
合して、偏光板として使用される。保護膜としては従来
から知られているセルロースアセテート系フィルム、ア
クリル系フィルム、４フッ化エチレン−６フツ化プロピ
レン系共重合体等のフッ素系樹脂フィルム、ポリエステ
ル系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルムか挙
げられる。

５作　　用］ 本発明の偏光フィルムは膜厚精度が高くしかも高温、高
湿状態での耐久性が改善され長時間放置してもその偏光
度が低下しない。

かかる特性を利用して液晶表示体の用途に用いられ、特
に車両用途、各種工業計器類の表示等に有用である。

［実施例〕 次に実例をあげて本発明の偏光フィルムを更に詳しく説
明する。

実施例１ 平均重合度３８００、ケン化度９９．５モル％のポリビ
ニルアルコール７０部及び平均重合度１７００、ケン化
度９９．７モル％のポリビニルアルコール３０１を水に
溶解し、５．０重量％濃度の溶液を得た。該液をポリエ
チレンテレフタレートフィルム上に流延後、乾燥し原反
フィルムを得た。このフィルムをチャックに装着しヨウ
素０．２ｇ／Ｑ、ヨウ化カリ６０ｇ／ρよりなる水溶液
中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸７０ｔ／
ａ、ヨウ化カリ３０ｇ／’ρの組成の水溶液に浸漬する
と共に、同時に６０倍に一軸延伸しつつ５分間にわたっ
てホウ酸処理を行った。最後に室温で２４時間乾燥した
。

該フィルムの両面に３重量％濃度のポリビニルアルコー
ル水溶液を用いて、膜厚８０μの三酢酸セルロース膜を
ラミネートした。

得られｆコ偏光フィルムの単体透過率は４４％、偏光度
は９９．８％であった。更にこのフィルムを６０℃、相
対湿度９０％の雰囲気中に１０日間放置した時の単量体
透過率は４５％、偏光度は９８５％であった。又、安立
電気連続膜厚計を用いてフィルムの中方向の膜厚を測定
したところ、平均膜厚７０μ、最大値７１μ、最小値６
９μで膜厚精度は極めて良好であった。

対照例１ 平均重合度３８００、ケン化度９９．５モル％のポリビ
ニルアルコールのみを用いた以外は実施例１と同一の実
験を行った。

単体透過率は４４％、偏光度は９９．８％、高湿放置後
の単体透過率は４５％、偏光度９８．５％であり良好で
あったが、平均膜厚７２μ、最大値７６μ、最小値６７
μであり膜厚精度か悪かった。

実施例２ 重合度４５００、ケン度９９．３モル％のボリヒニルア
ルコール５０部、及び平均重合度１１００、ケシ化度９
９７モル％のポリビニルアルコールを５０部用シ）に以
外は実施例１と同一の実験を行った。結果を表に示す。

実施例３〜４ 低重合度ポリビニルアルコールとして平均重合度１５０
０、ケン化度９９．７モル％のもの（実施例３）及び平
均重合度１１００、ケン化度９９，７モル％のもの（実
施例４）を用いた以外は実施例１と同じ実験を行った。

結果を表に示す。

実施例５ 実施例１において原反フィルムを室温で乾燥した。つづ
いて１１０℃にて一軸方向に５．０倍延伸した。延伸フ
ィルムをチャックに装着し実施例１と同じ組成のヨウ素
液、ホウ酸液中でそれぞれ２４０秒、５分間処理しつつ
、更に１．３倍の再延伸を行った。結果を表に示す。

［効　　果］ 本発明においては低重合度のポリビニルアルコールを併
用することによって高重合度ポリビニルアルコール偏光
フィルムのもつ耐久性を保持しながら、膜厚精度の高い
製品が得られる。

特許出願人　　日本合成化学工業株式会社手続補正書 平成４年２月４日 。事件の表示 平成２年特許願第３３８７２０号 ２、発明の名称 偏光フィルム ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアル
   コールと平均重合度２６００未満の低重合度ポリビニル
   アルコールとの混合物からなるフィルムを一軸延伸して
   なる偏光フィルム。 ２、高重合度ポリビニルアルコールと低重合度ポリビニ
   ルアルコールとの混合重量比が４／６〜８／２である請
   求項１記載の偏光フィルム。 ３、低重合度ポリビニルアルコールとして平均重合度５
   ００〜２０００のポリビニルアルコールを使用すること
   を特徴とする請求項１記載の偏光フィルム。