JPS6345083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は良好な偏光性能を有する偏光フイルム
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

偏光フイルムは液晶デイスプレイの重要な素子
として広く使用されているが、その利用分野の拡
大により偏光フイルムに対しても耐湿性、耐熱性
等の耐久性が強く要求されるようになつてきた。
近年、従来のポリビニルアルコール／ヨウ素系か
らなる偏光フイルムに代り、耐久性のすぐれた熱
可塑性樹脂／染料系からなる偏光フイルムが検討
されているが、光学特性殊に偏光性能において前
者に匹摘するものが得られていない。

また、偏光フイルムの製造方法としては、ロー
ル間引張延伸による縦一軸延伸法で基材ポリマー
を一方向に配向せしめ、偏光素子（ヨウ素、染料
等）を同時に配列させる方法が一般に採られてい
る。中でも基材ポリマーの配向性を向上するの
で、長いロール間距離で引張延伸するいわゆる長
区間延伸法がこの延伸に良好であることが知られ
ており、これを応用して、ポリビニルアルコール
樹脂系あるいは脱塩化水素ポリビニル樹脂（ポリ
エン）系の偏光フイルムを製造できる。（特開昭
54−40874）。

しかしながら、この長区間延伸法により結晶性
熱可塑性樹脂フイルムを延伸すると、低速ロール
近くに延伸点が発生する、いわゆる“ネツキング
延伸”となり、その効果が現われない。また、加
熱条件、装置等の工夫を行つて長区間延伸が可能
ならしめたとしても、特に広巾のフイルムを高倍
率延伸しようとすると、ロールの間距離をかなり
長くとる必要があり、装置も大型化して製造コス
トが高くなるとともに品質的にも不安定になり易
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は偏光性能の良好な偏光フイルム
を比較的小型のロール延伸装置を用いて安定性よ
く製造する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記目的を達成するため鋭意検討
した結果、ロール間距離に関係なく、延伸されつ
つあるフイルムを回転する加熱ロール上で滑らせ
摩擦力を動かせることによりネツキングを防止す
ることが可能であり、その結果良好な偏光フイル
ムが得られることを見出し、更に検討を行い、本
発明を完成した。

すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂と光二色性
物質からなる偏光フイルムをロール延伸法により
製造するに際し、低速ロールと高速ロールの間に
少なくとも１本の強制駆動されたロールを設け、
該ロール表面に接するフイルムを延伸温度以上に
保ちながら滑らせることを特徴とする偏光フイル
ムの製造方法である。

本発明で用いる熱可塑性樹脂とは、透明なフイ
ルムに成膜することが可能でかつ延伸可能な熱可
塑性樹脂であり、例示するならば、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリオレフイン、ポリエーテ
ル、ポリスルホン、ポリビニル系等のホモもしく
はコポリマーをあげることができる。中でも、疎
水性で結晶性であるポリエステル系樹脂、ポリア
ミド系樹脂が好ましい。

本発明で用いる光二色性物質とは、光吸収性に
おいて異方性を有する物質であり、好ましいもの
として通常市販されている染料、顔料の中から選
ぶことができる。それらの中で、特に、上記樹脂
に分散溶解あるいは染色できるものが好ましい。

その含有量としては、最終の偏光フイルムとし
ての着色度によつて決められるが、通常0.001〜
10重量％、好ましくは0.01〜３重量％が適当であ
る。

本発明では、まず上記熱可塑性樹脂に光二色性
有機色素を添加し、あるいは添加しないで通常の
溶融押出法あるいは溶液キヤスト法により、でき
るだけ結晶化を抑制して成膜して、未延伸フイル
ムが製造される。この際に色素を添加しない場合
は、延伸前あるいは延伸後のフイルムにおいて染
色等により着色含有させる。

本発明においては、フイルム供給側である低速
ロールと高速ロールの間に少なくとも１本の強制
駆動されたロールを設ける。この低速ロールと高
速ロールの間に設けられたロールが強制駆動され
ず自由に回転するものではフイルムの滑りが均一
でなくなり、一方、回転が停止したものではロー
ル表面の摩擦や摩耗による変化が起き、フイルム
の滑りが安定しないので好ましくない。強制駆動
による回転方向は特に制限されないが、フイルム
移動方向と一致させるのが好ましい。

この強制駆動させるロールの表面粗度
（Hmax）は、用いる基材樹脂により選択される
が、フイルムの均一な滑りあるいはフイルムとの
粘着および滑り傷防止のためには、0.1〜5μｍ、
好ましくは0.5〜2μｍ程度であることが望まれる。
ここでいう表面粗度（Hmax）とはJIS Ｂ−0601
によつて測定される表面凸凹の最大高さである。

該ロールの表面材質は特に限定されないが、通
常、金属メツキあるいは樹脂、ゴム、セラミツク
等による皮覆加工されたものが望ましい。

上記ロールの表面温度は、基材樹脂フイルムの
延伸可能温度以上であることが望ましく、それ以
下であると該ロール上で延伸されないので良好な
偏光フイルムが得られない。

加熱手段としては、通常、水あるいは油類等の
熱媒体を該ロールに通ずることにより可能であ
り、また、フイルムに対する加熱方法として、通
常の熱ロールあるいは熱風による予備加熱、赤外
線照射加熱等を補助的に併用することもできる。

なお、上記ロールの表面温度は、延伸可能温度
以上であれば特に制限されないが、フイルムの粘
着防止あるいは基材ポリマーの配向性を向上させ
るため、延伸下限温度に近いものが好ましく、２
本以上の滑り用強制駆動されたロールを用いる場
合は供給側から順に温度を高くしておくことが望
ましい。

本発明における製造工程の一例としては、一対
のピンチロールからなるフイルム供給用低速ロー
ルより未延伸フイルムを供給し、予備加熱された
後、上記強制駆動されたロールにできるだけ長く
接触させ、引張延伸高速ロールにより所定の倍率
に延伸し、必要なら熱固定処理を行つて偏光フイ
ルムとする。この場合の延伸倍率は未延伸フイル
ムの樹脂組成、延伸温度および強制駆動されたロ
ールの温度によつても異なるが、通常３〜10ぐら
いであり、できるだけ低温度で高倍率に延伸する
のが良い。延伸倍率は高速ロールの表面速度
（Vs）／共給側の低速ロールの表面速度（Vp）
の比によつて求められる。

この時の低速ロールと高速ロール間に設けられ
たロールの表面速度（Vr）は特に限定されるも
のではないが、Vp≦Vr＜Vsにある速度で回転駆
動されているのが均一な滑りを起こさせるうえで
好ましいものである。

なお、このロールに対するフイルムの接触は、
できるだけ長いことがフイルムの滑り面積が広く
なり、本発明の効果が大きくなるので好ましい。
例えば、このロールの外径を大きくし、ほぼ全周
に近い距離で接触させたり、２本以上の滑りロー
ルを設けて多段階に分けて滑らせることにより、
全体の滑り長さを長くすることができる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によると、加熱ロール上でのフイ
ルムの滑りにともなう適度の摩擦抵抗が作用し、
ネツキングを起すことなく延伸されるので、結果
として偏光性能にすぐれた偏光フイルムが比較的
小型のロール延伸機で製造でき、コスト的にも大
きなメリツトがある。

なお、本発明の方法は従来のポリビニルアルコ
ール系の偏光フイルムの製造に適用でき、この場
合も本発明の範囲に含まれるものである。

本発明によつて得られる偏光フイルムは高偏光
性を示すのはもちろん、光学的均一性にもすぐれ
ており、耐湿性基材樹脂を用いたものは特に耐久
性を必要とする液晶デイスプレイ分野で好適に使
用される。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に説明する。

尚、実施例中でいう光線透過率とは、自己記録
式分光光度計を用いて偏光フイルム１枚の光線透
過率（To）を測定したものであり、偏光度（Ｖ）
とは偏光フイルム２枚をその吸収軸が互いに平行
位あるいは垂直位となるよう重ね合せて測定した
光線透過率（T‖あるいはT⊥）より次式で算出
した値である。

但し、いずれも最大吸光度波長（λmax）にお
ける透過率を用いた。

実施例 １ ポリエチレンテレフタレート樹脂ペレツト
（IV0.71）10Kgにアントラキノン系二色性染料”
Miketon Polyester Blue TGSF”（三井東圧化
学(株)製）20ｇを添加し、均一に混合した後、押出
機（40mmφ）を用いてＴダイ（400mm巾）より溶
融押出（290℃）し、急冷して150μｍ厚みの未延
伸フイルム（300mm巾）を成膜した。

このフイルムを１対のピンチロールよりなる供
給側低速ロール（表面速度３ｍ／分）に供給した
後、表面粗度（Hmax）0.5μｍにクロムメツキ仕
上げされ、70℃に加熱された400mmφの金属メツ
キロール（表面速度８ｍ／分）の約半周に接触さ
せ、一対のピンチロールからなる高速ロール（表
面速度12ｍ／分）により縦方向に４倍延伸した。

この時、加熱されたロール上でフイルムが滑つ
て横方向に収縮をともないながら延伸されている
のを確認した。更に、この延伸フイルムをアニー
ルロール（180℃）により熱処理を行い、偏光フ
イルム（70μｍ厚み）を得た。

この偏光フイルムの光線透過率（To）は40％、
偏光度（Ｖ）は85％であつた。

比較例 １ 実施例１において未延伸フイルムの厚みを
300μｍとし、低速ロールと高速ロールの間に設
けられたロールにゴム製のピンチロールを設けフ
イルムをこのロールに密着させると共にすべりを
防止した以外は実施例１と同様にして偏光フイル
ム（約70μｍ厚み）を作成し、光学特性を測定し
たところ、To＝39％、Ｖ＝64％と光線透過率は
ほぼ実施例１と同様であつたが偏光度が劣つてい
た。

実施例 ２ ナイロン−６樹脂ペレツト（IV0.6）10Kgにア
ゾ系二色性染料”Miketon Polyester Orange
3GSF”（三井東圧化学(株)製）10ｇを添加し、押
出機で約100μｍ厚みに成膜した。これを供給側
ピンチロール（表面速度５ｍ／分）に通した後、
平行に配置した表面粗度（Hmax）；1μｍ、外
径；300mmφの２本の滑りロール（表面温度；95
℃および105℃、表面速度；７ｍ／分および11
ｍ／分）にタスキ掛けし、高速ロール（表面速度
15ｍ／分）により３倍に縦延伸し、偏光フイルム
（約60μｍ厚み）を得た。

この偏光フイルムの光学特性はTo＝35％、87
％であつた。

比較例 ２ 実施例２において、未延伸フイルムの厚みを約
180μｍとし、中間に設けた２本のロールの上に
それぞれゴム製のロールを設けフイルムを密着さ
せた状態で延伸した以外は実施例２と同様にし
て、偏光フイルム（約60μｍ厚み）を作成し、光
学特性を評価したところTo＝36％、Ｖ＝50％で
あり、偏光度が実施例２より劣つていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂と光二色性物質からなる偏光フ
   イルムのロール延伸法により製造するに際し、低
   速ロールと高速ロールの間に少なくとも１本の強
   制駆動されたロールを設け、該ロール表面に接す
   るフイルムを延伸温度以上に保ちながら滑らせる
   ことを特徴とする偏光フイルムの製造方法。 ２ 低速ロールと高速ロールの間に設けられたロ
   ールの表面粗度（Hmax）が0.1〜5μｍである特
   許請求の範囲第１項記載の偏光フイルムの製造方
   法。 ３ 低速ロールと高速ロールの間に設けられたロ
   ールの表面速度が低速ロール表面速度以上、高速
   ロール表面速度未満である特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の偏光フイルムの製造方法。 ４ 熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂又はポリ
   アミド系樹脂であり、光二色性物質が有機色素で
   ある特許請求の範囲第１項記載の偏光フイルムの
   製造方法。