JPS63157105A - 偏光膜の製造方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は偏光性能お゛よび耐久性にすぐルた偏光膜の装
造方法に関する。更に詳しくは、ポリビニルアルコール
（以下ＰＶＡと略記する）系フィルムの表面及び／また
は内部に二色性染料を有し、水中延伸とその後に続く乾
熱延伸という二段のプロセスにより延伸することを特徴
とする、偏光性能及び耐久性にすぐれた偏光膜の製造方
法に関するものである。

Ｂ、従来技術 近年、液晶表示は時計、計算機、ゲーム機器などに用い
られそれとともに液晶表示に必要不可欠な偏光膜の使用
猛が急速にふえてきている。更にその使用分野もＯＡ機
器、自動車用機器、テレビなどに拡大しているか、例え
は自動車機器など厳しい環境条件で使用される場合、よ
り一層すぐれた偏光性能及び耐久性が要求される。

偏光膜には数多くの種類があるが、現在はポリビニルア
ルコール系フィルムに二色性物質を吸着配向させたもの
が大半を占め工業的に生産されている。更に二色性物質
の種類により、■沃素系偏光膜■二色性染料系偏光農の
二種類がある。その他に、ＰＶＡ系フィルムより脱水反
応を誘起させたり、またポリ塩化ビニルフィルムの脱塩
酸反応により、ポリエンを形成させて得たポリエン系偏
光膜も提案ざｎている。

しかしながら沃素系偏光膜は高偏光度を有するものの、
高温高湿下に放置すると沃素が昇華して、その偏光性を
失うという欠点がある。この高温高湿下での耐久性に欠
けるという欠点を改良する為、偏光膜を作製するにあた
ってホウ酸水浴液で処理したり、熱処理を施すという提
案や、保護フィルムとして疎水性樹脂をコーティングし
た積層フィルムとして使用すること等が提案されている
が、まだ満足すぺさ結果が得られていない。

沃素のかわりに高温高湿下でも昇華することのない二色
性染料を吸着配向させた偏光膜は、高温高湿下での耐久
性がすぐｔしており、また数種類の二色性染料を混合し
て沃素と同じニュートラルグレー色を呈するものや、自
動車機器やテレビに使用されるカラー表示のものも作製
し得る等、その色調においてもバラエティ−に富んでい
るが、偏光度が低いという欠点を有している。

またポリエン系偏光膜は熱や光によってポリエンの形成
反応が進み、偏光性能の経時変化が発現するという欠点
があり実用化されていない。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の状況下、ＰＶＡ系フィルムの表面及び／
または内部に二色性染料を有し、偏光度も高く、耐久性
にも優れた偏光膜の製造方法を提供せんとするものであ
る。

Ｄ６問題点を解決する為の手段 本発明者は上記事情に鑑み、鋭意検討した結果、ＰＶＡ
系フィルムに、■水中で延伸する工程と二色性染料で染
色する工程を含む第一工程、及び■乾熱延伸する第二工
程とを順次施し、かつ水中延伸倍率と乾熱延伸倍率の積
である総合延伸倍率を５倍より大にすることにより、従
来法の水中延伸のみ、あるいは乾熱延伸のみでは得らｎ
ない高倍率の延伸が達成され、偏光度も高く、耐久性に
優れた偏光膜が得られることを見出し、本発明を完成す
るに到った。

本発明の製造方法１；、延伸前のＰＶＡ系フィルムのラ
ンダムな分子鎖の配回を■水中で延伸する工程、■乾熱
延伸をする工程を順次施して最終的には高度に分子鎖が
配向した偏光膜を得るものである。

本発明におけるＰｙＡ系フィルムの基材として（ユ、酢
酸ビニル等のビニルエステルを重合して得ら几たポリビ
ニルエステル重合体を通常の方法でケン化した、いわゆ
る通常のＰＶＡを用いることができる。

重合度は３００以上、好ましくは５００以上、更に望ま
しくは１０００以上が適当で、ケン化度ぼ９０モル％以
上、好ましくは９５モル％以上、更に望ましくは９８モ
ル％以上の高ケン化物が適当である。

またこ几ら通常のＰＶａの他、不飽和カルボン酸又ぼそ
の誘導体、不飽和スルホン酸又はその誘導体、炭素数２
〜３θのα−オレフィン等で約１５モル％未満共重合変
性された変性ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマ
ール、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルブチラ
ール等のポリビニルアセタール ％のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等も用いる
ことができる。そしてこれらは偏光膜製造の為にはフィ
ルム状で用いられる。

−万、本発明において使用される二色性染料は、いわゆ
る二色性を有している染料で、直接染料、酸性染料、分
散染料などその種類についてはなんら制限はない。

例えば、住友化学製のＤｉｒｅｃｂ　Ｆａｓｔ　Ｙｅｌ
ｌｏｗ　ＧＮ　。

Ｄｉｒｅｃｔ　８ｋｙ　Ｂｌｕｅ　６Ｂ　、　Ｄｉｒｅ
ｃｔ　Ｂｒｏｗｎ　’ＡＡ　、　Ｓｕｎｌｉｇ）＋ｔ８
ｕｐｒａ　Ｂｅｄ　５ＢＷ，　８ｕｎｌｉｇｈｔ　８ｕ
ｐｒａ　Ｂｌｕｅ　ＦＢＧＬ　。

Ｓｕｎｌｉｇｈｔ　８ｕｐｒａ　Ｇｒｅｙ　Ｕ（ｊＬ　
、日本化薬製のＫａｙａｒｕｓＬｉｇｈｔ　Ｂｏｓｅ　
Ｆ）１，　Ｋａｙａｋｕ　Ｌ）＋ｒｅｃｔ　Ｖｉｏｌｅ
ｔ　ＬＮＡ　、　ＫａｙａｎｏｌＢｌｕｅ　Ｎ２Ｇ　、
　Ｋａｙａｎｏｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　ＧＯ　、　Ｋａｙａ
ｎｏｌ　Ｍｉ　ｆｌｉｎｇ　ＢｅｄＧＢＡなどがある。

上記ＰＶａ系フィルムを該二色性染料で染色するにぼ、
通常該染料のＯ．００１〜５重量％程１又の９度で、０
〜６０℃の染色浴中に１〜３０分程度浸漬することによ
り行なうことができる。更にグリセリンやジエチレング
リコールなどのグリコール類を可塑剤として、また滑剤
や界面活性剤などの添加剤を併用しても何ら差しつかえ
ないし、また従来公知のホウ酸処理を必要に応じて行な
ってもかまわない。

本発明においては、上記の如（して、該ＰＶＡ系フィル
ムを水中で延伸する工程と該二色性染料で染色する工程
がまず第一工程として施される。

水中延伸の温度は５〜６０℃、好ましくは１５〜４５℃
に設定される。延伸の温度が５℃以下では目的とする均
一延伸ができず、一方６０℃以上では膨潤度が大きくな
りすぎて分子鎖が良好に配向しない。また、水中延伸は
一軸方向に２倍以上、好ましくは３〜４倍延伸する。

ここで−軸延伸とは完全に一軸方向にのみフィルムを延
伸する（自由幅−軸延伸）他、延伸方向に直角の方向に
も幅方向の収縮を防止する為若干の延伸を行う事（一定
幅一軸延伸）をも意味する。

更にまた、上記第一工程である水中延伸工程と染色工程
の順序には何ら制限はなく、またこの両工程を同時に行
なうこと°もできる。このような水中延伸と染色を含む
第一工程か施されたＰＶＡ系フィルムは、次に乾熱延伸
する第二工程を経て、かつ水中延伸倍率と乾熱延伸倍率
の積である総合延伸倍率が５倍以上であるようにするこ
とにより、本発明の目的とする高度の偏光性能と優れた
耐久性を有する偏光膜が得らｎる。

次にこの乾熱延伸する第二工程について説明するが、そ
の前に第一工程を経た染色延伸ＰＶＡフィルム中に含ま
れる水分を適度に乾燥させるために、熱風等で、例えば
５０℃で１〜６０分程度の予備乾燥を経て、乾熱延伸す
る第二工程に移してもよい。

乾熱延伸は、熱風下に一軸方向に１．１倍以上、好まし
くは１．５〜５倍延伸される。また乾熱延伸の温度は８
０〜２２５℃、特に１８０〜２２０℃とするのが延伸性
の点で好ましい。

しかして、前記第一工程中の水中で延伸する倍率と上記
第二工程の乾熱延伸の際の倍率との積である総合延伸倍
率は５倍より大、好ましく會ま６〜１０倍となるように
することが必要であり、この範囲を外れると、良好な偏
光性能が得られないなどの問題があり好ましくない。

なお、乾熱延伸は従来公知の方法、例えばフィルム供給
ロールと引取ロールとの間に加熱装置を備えたもの、或
いは加熱した供給ロールと低温の引取ロールとからなる
ものなどが用いられる。

乾熱延伸した第二工程まで処理゛されたＰＶＡ系フィル
ムは、次に必要に応じて熱処理を施してもかまわない。

この熱処理は、緊張下のまま熱処理温度として乾熱延伸
時の温度以上の温度に加熱し、熱処理時間としては通常
１〜２０分間の範囲が好ましい。なお、熱処理は熱風、
赤外線ヒーター、熱ロール等の従来公知の手段が適宜採
用されてよい。

８０作用および発明の効果 このように上記第一、二の各工程を順次経ることを必須
工程として、本発明の製造方法により、最終的に偏光性
能及び耐久性が従来品に比して著しく向上した偏光膜が
得られるのであるが、これはまず第一工程中の水中延伸
においては、ＰＶＡ系フィルムが適当に水中膨潤するこ
とにより、ＰＶＡ系ポリマーに特有の分子内及び分子間
水素結合が切断されることにより好都合に延伸が進み、
更に第二工程の乾熱延伸を加えることにより、水中延伸
のみでは達成し得ないレベルまでＰＶＡ分子釦が高度に
配向結晶化するためと考えられる。

このようにして得られる本発明の偏光膜は、用途によっ
てはそのままでも使用できるが、片面もしくは両面に光
学的透明性と物理的強度に優几た保護膜を設けた形の偏
光板とすることも出来る。

以下実施例により本発明を説明する。なお実施例中の光
線透過率は単体の偏光膜または偏光板の光線透過率であ
る。

また偏光度は次式により算出した。

上式中、ｌ’ｌ１１は２枚の偏光膜または偏光板をその
延伸方向が平行になるように重ねたものの光線透過率で
あり、Ｈｌは２枚の偏光膜または偏光板をその延伸方向
が直交になるよう重ねたものの光線透過率である。

実施例１ 重合度１７５０、ケン化度９９．９％の未延伸ＰＶＡフ
ィルムを室温の水で洗浄したのち、３０℃の水中で一軸
方向に３倍延伸した。ひきつづき０．０５重Ｌ％の住友
化学製二色染料Ｄｉｒｅｃｔ　Ｓｋｙ　Ｂｌｕｅ　６Ｂ
を含む３０℃の水溶液中に７分間浸漬し、染料を吸着さ
せた後、ＰＶＡフィルム表面を水で洗浄し、５０℃の熱
風で１５分乾燥した。

次に該ＰＶＡフィルムを熱風下に１９０℃で一軸方向に
２．５倍乾熱延伸して偏光膜を得た。なお、この偏光膜
の総合延伸倍率は７．５倍である。

こうして得らｎた偏光膜の両面に、ウレタン系接着剤を
塗布した後、アセテートフィルムラ貼す合わせて偏光板
とした。この偏光板について、光線透過率、偏光度及び
耐久性の試験を行なった。

その試験結果を第１表に示す。なお、耐久性は８０℃×
９０％ＢＨ゛（１０００時間放置後の光線透過率の変化
により測定した。

実施例２ 実施例１で乾熱延伸の温度を１９０℃の代わりに１４０
℃とする以外は実施例工と同様にしてアセテートフィル
ムを貼り合わせた偏光板を用意した。実施例１と同様の
試験をし、試験結果を第１表に併記する。

実施例３ 実施例１と同様にして水中延伸および染料が吸着された
フィルムを用意し、これを３０℃のホウ酸水浴液（ホウ
酸濃度４重量％）に１分間浸漬し、以後実施例１と同様
にして洗浄、乾燥、乾熱延伸を行なった後、次に該延伸
ざ几だフィルムを緊張状態を保ったｆ、ま１９５℃で２
分ｈ！ｊ保持し、以後、実施例１と同様にしてアセテー
トフィルムを貼？）合せた偏光板を用意した。実施例１
と同様の試験をし、試験結果を第１表に併記する。

比較例１ 実施例１における水中で一軸方向に３倍延伸及び熱風下
で一軸方向に２・５倍の乾熱延伸の代わりに、水中で一
軸方向に２倍延伸及び熱風下で一軸方向に２倍の乾熱延
伸以外は実施例１と同様にしてアセテートフィルムを貼
り合せた偏光板を用意した。実施例１と同様の試験をし
、試験結果を第１表に併記する。なお、この偏光膜の総
合延伸倍率は４倍である。

比較例２ 実施例１（ま水中延伸と乾熱延伸の各々の倍率の積であ
る総合延伸倍率が７．５倍である。そこで実施例１で乾
熱延伸を行なわない代わりに、水中で一軸方向に３倍延
伸の代わりに、水中で一軸方向に７．５倍の延伸を試み
たがＰＶａフィルムが破断してしまい偏光膜は得られな
かった。

比較例３ 実施例１における水中で一軸方向に３倍延伸の代わりに
、水中で一軸方向に４倍延伸し、また乾熱延伸を省略し
た以外は実施例１と同様にしてアセテートフィルムを貼
り合わせた偏光板を用意した。実施例１と同様の試験を
し、試験結果を第１表に併記する。

第　　１　　表 一、本発明の偏光膜を用いて得られる偏光板は、上、記
各実施例及び第１表に記す試験結果から明らかなごとく
、良好な偏光性能及びすぐれた耐久性を有する事実か顕
著である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアルコール系フィルムに、［１］水中
   で延伸する工程と二色性染料で染色する工程を含む第一
   工程、及び［２］乾熱延伸する第二工程とを順次施し、
   かつ水中延伸倍率と乾熱延伸倍率の積である総合延伸倍
   率が５倍より大であることを特徴とする偏光膜の製造方
   法。
2. （２）第一工程の水中延伸の温度が５〜６０℃、延伸倍
   率が２倍以上である特許請求の範囲第１項記載の偏光膜
   の製造方法。
3. （３）第二工程の乾熱延伸の温度が８０〜２２５℃、延
   伸倍率が１．１〜５倍である特許請求の範囲第１項記載
   の偏光膜の製造方法。