JPH07120618A - 偏光フイルムの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏光性能に優れ、かつ高温時の寸法安定性に
も優れたポリビニルアルコール系偏光フイルムを提供す
ること。 【構成】 ポリビニルアルコール系樹脂フイルムを製膜
し、ヨウ素染料又は二色性染料で染色後ホウ素化合物で
処理して最終延伸倍率ａｂの偏光フイルムを製造するに
当たり、下記（I）式を満足するように染色或いはそれ
以前の工程でａ倍一軸延伸し、更にホウ素化合物処理工
程でｂ倍一軸延伸する。 ０．１＜（ａ−１）／（ａｂ−１） ・・・ （I） （但し、ａ＞１，ｂ＞１）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
系樹脂偏光フイルムの製造法に関し、更に詳しくは、光
学耐久性に優れ、かつ耐熱寸法安定性にも優れたポリビ
ニルアルコール系樹脂偏光フイルムの製造法に関する。

【０００２】

【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、
精度な計器類には高偏光度のフイルムが要請されてい
る。

【０００３】現在、知られている代表的な偏光フイルム
の一つにポリビニルアルコール系偏光フイルムがあり、
該偏光フイルムはポリビニルアルコール系フイルムにヨ
ウ素を染色させたものと二色性染料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、
これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸
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。そこで、上記の如き延伸
工程において、より高度の偏光性能をもつフイルムを製
造するための本出願人は、ホウ素化合物処理工程中に
４．５倍以下で一軸延伸した後、続いて２倍以下で一軸
延伸する２段延伸法を提案した。（特願平２−４１７６
８１号）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法により得られたポリビニルアルコール系偏光フイル
ムの場合、偏光性能については十分良好なものが得られ
るものの、高温時の寸法安定性についてはまだまだ改善
の余地があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる問
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリビニルアル
コール系樹脂フイルムを製膜し、ヨウ素染料又は二色性
染料で染色後ホウ素化合物で処理して最終延伸倍率ａｂ
倍の偏光フイルムを製造するに当たり、下記（I）式を
満足するように染色或いはそれ以前の工程でａ倍一軸延
伸し、更にホウ素化合物処理工程でｂ倍一軸延伸する場
合、偏光性能に優れ、かつ高温時の寸法安定性に優れた
偏光フイルムが得られることを見いだし本発明を完成す
るに到った。 ０．１＜（ａ−１）／（ａｂ−１） ・・・ （I） （但し、ａ＞１，ｂ＞１）

【０００６】本発明のかかる効果は、上記したようにホ
ウ素化合物での処理工程より前にまず一軸延伸し、ホウ
素化合物処理工程で最終延伸倍率に達するように一軸延
伸するという、特定の延伸条件を採用することによって
得られるものである。以下本発明を具体的に説明する。

【０００７】本発明の偏光フイルムは、ポリビニルアル
コール系樹脂フイ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、酢酸ビ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が、本発明では必ずし
もこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボ
ン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オ
レフィン類、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平均ケン化度は８５
〜１００モル％、好ましくは９８〜１００モル％が実用
的である。

【０００８】本発明の効果を得るためには、平均重合度
が５００〜５０００のいずれであっても良いが、通常は
５００〜４０００が有利である。該ポリビニルアルコー
ルは、公知の方法に従って製膜される。ポリビニルアル
コールを水、有機溶剤、水／有機溶剤混合溶剤等に溶解
し流延する方法が一般的である。溶液の濃度は５〜２０
重量％程度が実用的である。その他ポリビニルアルコー
ルの溶液を凝固浴中に導入してフイルム化するいわゆる
ゲル製膜法等も実施可能である。原反フイルムとしてそ
の膜厚は４０〜１２０μが適当である。

【０００９】次に、上記の原反フイルムを染色し、ホウ
素化合物処理するのであるが、該ホウ素化合物処理をす
る前に原反フイルムの延伸倍率ａとホウ素化合物処理時
の延伸倍率ｂの関係が上記の（I）式の関係を満たすよ
うに一軸延伸しておく必要がある。換言すれば、所望さ
れる最終延伸倍率ａｂを基にして、上記の（I）式の関
係を満たすように延伸倍率ａを設定するのである。該延
伸は、染色の前後或いは染色中のいずれでもよい。該フ
イルムへのヨード染色つまり偏光素子の吸着は、フイル
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／ｌ、ヨウ化カリの
濃度は１０〜５０ｇ／ｌ、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３０〜５００
秒程度が実用的である。水溶媒以外に水と相溶性のある
有機溶媒を少量含有させても差し支えない。

【００１０】接触手段としては、浸漬が好ましいが、塗
布、噴霧等の任意の手段も適用出来る。

【００１１】本発明におけるホウ素化合物処理前の原反
フイルムは上記の如く一軸延伸されるのであるが、通常
ａの倍率は、１．１〜６倍、好ましくは１．２〜４倍の
範囲から好適に選択される。本発明においては、最終延
伸倍率ａｂと該延伸倍率ａが、上記の（I）式を満足す
るように延伸することを特徴とするもので、つまり、
（I）式の値が０．１より大きいことが必須条件で、好
ましくは、０．１５〜０．９５の範囲である。該範囲よ
りも、小さいと耐熱寸法安定性に劣るようになり、逆に
大きいと偏光度変化や透過率変化の光学耐久性に劣る。
該延伸処理における延伸時の温度は３０〜７０℃程度、
処理時間は６０〜６００秒程度が好ましく、又必要に応
じて処理後前に多少の延伸操作を行っても良い。

【００１２】かかる範囲に延伸するにはロール延伸、テ
ンター延伸等の任意の方法が実施されるが、通常は前者
が行われる。ロール延伸は一段式、多段式のいずれも実
施可能である。

【００１３】このように延伸及び染色処理されたフイル
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、ホウ砂が実用的である。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／ｌ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
が望ましいが勿論塗布法、噴霧法も実施可能である。該
ホウ素化合物処理時に該フイルムは、最終延伸倍率ａｂ
になるまで再度延伸されて偏光フイルムとなる。該延伸
時においても、ホウ素化合物処理前の延伸方法が同様に
採用することができる。こうして得られた偏光フイルム
は、常法に従って適宜洗浄、乾燥、熱処理後その両面あ
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、乾燥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
イルム、アクリル系フイルム、ポリエステル系樹脂フイ
ルム、ポリオレフィン系樹脂フイルム、ポリカーボネー
ト系フイルム、ポリエーテルケトン系フイルム、ポリス
ルホン系フイルムが挙げられる。

【００１４】

【作用】本発明の偏光フイルムは、特別な延伸方法によ
り製造されているため、偏光性能に優れ、かつ高温時の
寸法安定性にも優れており、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、家庭用電化製品の表示等に有用である。

【００１５】

【実施例】次に実例をあげて本発明の偏光フイルムを更
に詳しく説明する。尚、本発明で言う偏光度は次式で示
される。

【００１６】〔（Ｈ₁₁−Ｈ₁）／（Ｈ₁₁＋Ｈ₁）〕^1/2
× １００（％）

【００１７】ここでＨ₁₁は２枚の偏光フイルムサンプル
の重ね合わせ時において、偏光フイ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（％）、Ｈ₁は２枚のサンプルの重ね
合わせ時において、偏光フイ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。

【００１８】実施例１ 平均重合度１７００、平均ケン化度９９．５モル％のポ
リビニルアルコールを水に溶解し、５．０重量％濃度の
水溶液を得た。該液をポリエチレンテレフタレートフイ
ルム上に流延後、乾燥して膜厚６０μのフイルムを得
た。このフイルムを１０cm巾に切断しチャックに装着し
た。該フイルムをヨウ素０．２ｇ／ｌ、ヨウ化カリ５０
ｇ／ｌよりなる水溶液中に３０℃にて１．５倍に一軸延
伸し、ついでホウ酸６０ｇ／ｌ、ヨウ化カリ３０ｇ／ｌ
の組成の水溶液に浸漬すると共に、４０〜６０℃の温度
にて２．７倍（最終延伸倍率４．０５倍）に一軸延伸し
た。最後に室温にて２４時間乾燥させて本発明の偏光フ
イルムを得た。該偏光フイルムの偏光性能を測定するた
めに、該フイルムの両面にアクリル系接着剤を介して膜
厚８０μのトリアセチルセルロースフイルムを貼着し５
０℃で乾燥して偏光板を得た。

【００１９】この偏光板の偏光度は９９．８％、単体透
過率は４１．５％であった。更に、該偏光板を７０℃９
０％ＲＨの条件下に２０日間放置した後に同様の測定を
行ったところ、偏光度は９９．５％、単体透過率は４
１．８％で、偏光度変化は−０．３％、単体透過率変化
は０．３％であった。また、該偏光フイルム（ＭＤ×Ｔ
Ｄ＝１８０ｍｍ×２５ｍｍ）を１０５℃（ドライ）で２
時間放置してＭＤ方向の寸法変化率を測定したところ−
１．１％であった。

【００２０】実施例２〜５及び比較例１〜３ ホウ素化合物処理前の延伸条件及びホウ素化合物処理時
の延伸条件を表１のごとく変化させて、実施例１に準じ
て偏光フイルムを作製して同様に評価を行った。但し、
実施例３では、染色処理工程前にａ倍の延伸処理を行
い、実施例４では、染色処理工程後にａ倍の延伸処理を
行った。又、実施例４、５では平均重合度３８００のポ
リビニルアルコールを用いた。評価結果を表２に示す。

【００２１】

【表１】 延伸倍率ａ 延伸倍率ｂ 最終延伸倍率ａｂ (a-1)/(ab-1)の値 実施例１ １．５ ２．７ ４．０５ ０．１６ 〃 ２ ２．０ ２．０ ４．００ ０．３３ 〃 ３ ３．８ １．０５ ３．９９ ０．９４ 〃 ４ ２．５ １．６ ４．００ ０．５０ 〃 ５ ２．２ １．６ ３．５２ ０．４７ 比較例１ １．２ ３．３ ３．９６ ０．０７ 〃 ２ １．４ ４．３ ６．０２ ０．０８ 〃 ３ １．１ ３．０ ３．３０ ０．０４

【００２２】

【表２】 偏 光 性 能＊ 寸法変化率 偏光度変化（％） 透過率変化（％） （％） 実施例１ −０．３ ０．３ −１．１ 〃 ２ −０．２ ０．３ −０．７ 〃 ３ −０．２ ０．３ −０．６ 〃 ４ −０．１ ０．２ −０．８ 〃 ５ −０．１ ０．２ −０．６ 比較例１ −２．０ ４．０ −２．１ 〃 ２ −２．０ ４．０ −２．４ 〃 ３ −１．７ ３．９ −１．９ ＊湿熱処理後の測定値（％）−処理前の測定値（％）の
差（％）を表す。

【００２３】

【発明の効果】本発明の偏光フイルムは、特別な延伸方
法により製造されているため、偏光性能に優れ、かつ高
温時の寸法安定性にも優れており、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、家庭用電化製品の表示等に有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリビニルアルコール系樹脂フイルムを
   製膜し、ヨウ素染料又は二色性染料で染色後ホウ素化合
   物で処理して最終延伸倍率ａｂ倍の偏光フイルムを製造
   するに当たり、下記（I）式を満足するように染色或い
   はそれ以前の工程でａ倍一軸延伸し、更にホウ素化合物
   処理工程でｂ倍一軸延伸することを特徴とする偏光フイ
   ルムの製造法。 ０．１＜（ａ−１）／（ａｂ−１） ・・・ （I） （但し、ａ＞１，ｂ＞１）