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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Polymerfolie aus Polyvinylalkohol,
die als Material zur Herstellung einer Polarisationsfolie mit wenigen
Farbunregelmäßigkeiten
oder Sprenkel geeignet ist und die beim Strecken nicht leicht verknittert
wird, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Außerdem betrifft die vorliegende
Erfindung die Verwendung der vorstehenden Polymerfolie aus Polyvinylalkohol
zur Herstellung einer Polarisationsfolie und eine Polarisationsfolie,
die unter Verwendung der vorstehenden Polymerfolie aus Polyvinylalkohol
hergestellt wird.
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Ein
Polarisator mit Funktionen der Durchlässigkeit und des Abschirmens
von Licht ist ein fundamentales aufbauendes Element einer Flüssigkristallanzeige
(LCD), zusammen mit einem Flüssigkristall mit
der Funktion, Licht zu schalten. Die Fachgebiete der Anwendung einer
solchen LCD erstrecken sich von kleinen Vorrichtungen, wie elektronischen
Rechnern, Armbanduhren und dgl. im anfänglichen Zeitraum ihrer Entwicklung
bis zu Vorrichtungen in einem weiten Bereich in den letzten Jahren,
wie Laptop-Personalcomputer, Textverarbeitung, Flüssigkristall-Farbprojektoren,
Navigationssysteme für
Kraftfahrzeuge, Flüssigkristallfernsehgeräte, Handys, Messapparaturen
in Innenräumen
und im Freien und dgl., aus, und es besteht der Bedarf an Polarisatoren, die
weniger Farbunregelmäßigkeiten
zeigen und eine größere Fläche als
herkömmliche
Produkte aufweisen.
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Zum
Erhalt eines Polarisators mit allgemeinen Aufbau wird eine Polymerfolie
aus Polyvinylalkohol (nachstehend wird in einigen Fällen das
Polymer aus Polyvinylalkohol als „PVA" abgekürzt und eine Polymerfolie aus
Polyvinylalkohol als „PVA-Folie" abgekürzt) vor
dem Färben
monoaxial gestreckt oder vor dem monoaxialen Strecken gefärbt und
einer Fixierbehandlung mit einer Borverbindung unterzogen (in einigen
Fällen
werden das Färben
und die Fixierbehandlung gleichzeitig durchgeführt), dann wird eine Schutzfolie,
wie Triacetcellulose (TAC)-Folie, Celluloseacetatbutyrat (CAB) und
dgl., auf die Polarisationsfolie laminiert.
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Jedoch
kann, auch wenn eine PVA-Folie scheinbar gleichförmig ist, eine aus einer solchen PVA-Folie
erhaltene Polarisationsfolie Farbunregelmäßigkeiten einschließen, die
von außen
nicht leicht beobachtet werden. Diese Farbunregelmäßigkeiten werden
nur im Endprodukt (Polarisator), das durch Laminieren einer Schutzfolie
und dgl. erhalten wird, leicht festgestellt. Wenn Farbunregelmäßigkeiten
in diesem Endprodukt gezeigt werden, werden auch indirekte Materialien,
wie eine Schutzfolie und dgl., die gute Artikel sind, als defekte
Artikel weggeworfen, was zu einem großen Verlust bei den Kosten
führt. Herkömmlich wurde
zur Verringerung der Farbunregelmäßigkeiten eine Verringerung
in der Unregelmäßigkeit
der Dicke und Unregelmäßigkeit
der Doppelbrechung untersucht, wie zum Beispiel in der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 6-138319 beschrieben. Durch Verringerung
der Unregelmäßigkeit
der Dicke und der Unregelmäßigkeit
der Doppelbrechung wurde es möglich,
Farbunregelmäßigkeiten
in einem gewissen Ausmaß zu
verringern und das zu diesem Zeitpunkt erforderliche Niveau zu erfüllen, jedoch
wurde festgestellt, dass es schwierig ist, Farbunregelmäßigkeiten
in problematischer Höhe
im Endprodukt (Polarisator) mit neuerdings erhöhter Leistung zu verringern.
Ferner wurde festgestellt, dass, auch wenn eine Unregelmäßigkeit
der Dicke und Unregelmäßigkeit
der Doppelbrechung als Unregelmäßigkeit
der gesamten Folienoberfläche
eingestuft werden, sie nicht korrekt den tatsächlichen Farbunregelmäßigkeiten
entsprechen, die durch das menschliche Auge wahrgenommen werden.
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Ferner
ist zum Erhalt einer Polarisationsfolie mit größerer Fläche zusammen mit erhöhter Größe einer
Flüssigkristallanzeige
erforderlich, eine breite PVA-Folie zu erhalten. Jedoch tritt bei
herkömmlichen
breiten PVA-Folien leicht eine Welle wegen der Falten an beiden
Endteilen auf, was zu einer schlechten Ausbeute entlang der Querrichtung
beim Strecken führt,
folglich wird eine Polarisationsfolie mit großer Fläche nicht leicht erhalten.
Insbesondere wird eine Falte leicht bei Folien mit einer Breite
von 2 m oder mehr gebildet.
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JP-A-5
337 967 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Folie aus
einer wässrigen
Lösung von
Polyvinylalkohol gemäß einem
Lösungsgießverfahren,
wobei der Wassergehalt der Folie zum Zeitpunkt des Lösens von
dem Gießgrundmaterial
auf unter 10 Gew.-% eingestellt wird.
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Daher
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine PVA-Folie bereitzustellen,
die als Ausgangssubstanz zur Herstellung einer breiten Polarisationsfolie
geeignet ist, weniger Farbunregelmäßigkeiten zeigt, nicht leicht
beim Strecken Falten bildet und eine Vergrößerung eines Flüssigkristallbildschirms
realisieren kann.
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Zum
Lösen der
vorstehend genannten Aufgaben beträgt in der erfindungsgemäßen PVA-Folie der
Retardationsunterschied zwischen zwei Punkten, die entlang der TD-Richtung
der Folie voneinander 1 cm getrennt sind, 5 nm oder weniger.
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Hier
wird die Retardation durch „Doppelbrechung × Foliendicke" einer PVA-Folie
dargestellt. Diese Doppelbrechung wird durch den Grad der molekularen
Orientierung der vorstehend genannten Folie bestimmt, die in einem
Herstellungsverfahren der Folie und dgl. verliehen wird. Ferner
ist die Maschinenrichtung (MD-Richtung) einer PVA-Folie die Längsrichtung
der Folie und die Querrichtung (TD-Richtung) zu dieser Maschinenrichtung
ist die Richtung der Folienbreite.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann durch Einstellen des Retardationsunterschieds zwischen
zwei Punkten, die entlang der TD-Richtung einer PVA-Folie voneinander
1 cm getrennt sind, von 5 nm oder weniger ein breiter guter Gegenstand
(Polarisationsfolie), der weniger Farbunregelmäßigkeiten zeigt und nicht leicht
Falten bei Strecken aus unbekannten Gründen bildet, mit hoher Ausbeute
hergestellt werden, was eine Vergrößerung eines Flüssigkristallbildschirms
ermöglicht.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
weist die Oberfläche
zum Trocknen einer PVA-Folie eine Länge von 3 m bis 20 m auf und
der Wassergehalt der PVA-Folie, wenn sie nach dem Durchgang durch
diese Trocknungsoberfläche
abgezogen wird, liegt im Bereich von 10 bis 50 Gew.-%. Außerdem werden
beide Seiten der Polymerfolie aus Polyvinylalkohol getrocknet, wobei
mit zwei Stufen der ersten Trocknungsoberfläche und einer nachfolgenden
zweiten Trocknungsoberfläche
oder in mehreren Stufen getrocknet wird, um eine Folie zu erzeugen,
wobei die eine Seite der Folie durch die erste Trocknungsoberfläche getrocknet
wird und die andere Seite der Folie durch die zweite Trocknungsoberfläche getrocknet
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine PVA-Folie, die als Ausgangsmaterial zur Herstellung
der gewünschten
Polarisationsfolie geeignet ist, mit Sicherheit erhalten werden.
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Außerdem offenbart
die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Polymerfolie aus
Polyvinylalkohol, wie vorstehend definiert, zur Herstellung einer
Polarisationsfolie. In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende
Erfindung eine Polarisationsfolie, die unter Verwendung der Polymerfolie
aus Polyvinylalkohol wie vorstehend definiert hergestellt wird.
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Zusätzlich offenbart
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Polymerfolie
aus Polyvinylalkohol für
eine Polarisationsfolie mit dem Verfahren zur Herstellung einer
Polymerfolie aus Polyvinylalkohol wie vorstehend definiert.
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Weitere
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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In
jeder Hinsicht wird die vorliegende Erfindung aus der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon im Zusammenhang mit
den beigefügten
Zeichnungen deutlicher verstanden. Jedoch sind die Ausführungsformen
und Zeichnungen nur zur Veranschaulichung und Erklärung und
sind in keiner Weise als Einschränkung
des Bereichs der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise aufzufassen,
wobei der Bereich durch die anhängenden
Ansprüche
festgelegt wird.
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1 ist
eine schematische die Front hervorhebende Ansicht einer Folienformvorrichtung
vom Trommeltyp, die ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet, wenn die Polymerfolie aus
Polyvinylalkohol für
eine Polarisationsfolie hergestellt wird.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf ein Strecken veranschaulicht.
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1 zeigt
eine Folienformvorrichtung vom Trommeltyp, die ein Schmelzextrusionsverfahren verwendet,
das einen Wasser enthaltenden PVA (kann organisches Lösungsmittel
und dgl. enthalten) als Beispiel zur Herstellung der erfindungsgemäßen PVA-Folie
schmilzt und extrudiert. Mit dieser Folienformvorrichtung wird zum
Beispiel eine konstante Menge eines geschmolzenen PVA 2 durch
eine flache Düse 1 auf
eine erste Rotationswalze 3 zum Gießen extrudiert und eine Oberfläche der
PVA-Folie 6 wird auf dieser Umfangsoberfläche getrocknet.
Danach wird die andere Oberfläche
der PVA- Folie 6 auf der
Umfangsoberfläche
einer zweiten Walze 4 getrocknet und schließlich durch
eine Abziehwalze 5 abgezogen, wobei eine PVA-Folie 6 erhalten
wird. Diese PVA-Folie 6 wird durch eine Feuchtigkeitskontrollvorrichtung,
Inspektionsvorrichtung und dgl., nicht gezeigt, geleitet und auf
einem Wickler aufgewickelt.
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In
der vorstehend beschriebenen Folienformvorrichtung wird gemäß der vorliegenden
Erfindung unter den Oberflächen
zum Trocknen der PVA-Folie 6 die Umfangsoberfläche der
vorstehend genannten ersten Walze 3 eine erste Trocknungsoberfläche 7 genannt
und die Umfangsoberfläche
der zweiten Walze 4 wird eine zweite Trocknungsoberfläche 8 genannt.
Hier ist, wie in der Figur gezeigt, bevorzugt, dass mehrere Walzen
der ersten Walze 3, zweiten Walze 4, n-ten Walze 9 (n
+ 1)-ten Walze 10 angebracht sind und das Trocknen über mehrere Stufen
von zwei Stufen oder mehr durchgeführt wird. Mit diesem Aufbau
werden beide Seiten der PVA-Folie 6 zusammen gleichförmig durch
eine erste und zweite Trocknungsoberfläche 7 und 8 und
dgl. getrocknet, so dass keine Farbunregelmäßigkeiten auftreten und dass
keine Falten beim Strecken gebildet werden, was den Erhalt der guten
PVA-Folie 6 ermöglicht.
Ferner nimmt eine Retardationsunregelmäßigkeit in einem kleinen Bereich
von etwa 1 cm nicht leicht zu.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Länge
(d bis f über
e) der vorstehend genannten zweiten Trocknungsoberfläche 8 auf
das 1,2-fache oder weniger der Länge
(a bis c über
b) der ersten Trocknungsoberfläche 7 eingestellt
wird. Insbesondere ist das 1-fache oder weniger bevorzugt und 0,95-fache
oder weniger stärker
bevorzugt und 0,9-fache oder weniger am stärksten bevorzugt. Wenn die
Länge (d
bis f über
e) der zweiten Trocknungsoberfläche 8 länger als
das 1,2-fache der Länge
(a bis c über
b) der ersten Trocknungsoberfläche 7 ist,
wird leicht eine Falte auf beiden Endteilen der PVA-Folie 6 beim
Strecken gebildet und nicht nur die Ausbeute der Breite der erhaltenen
Polarisationsfolie kann verschlechtert werden, sondern auch Farbunregelmäßigkeiten
können auftreten.
Ferner kann eine Retardationsunregelmäßigkeit in einem kleinen Bereich
von etwa 1 cm zunehmen. Anzumerken ist, dass die Länge (d bis
f über
e) der zweiten Trocknungsoberfläche 8 wünschenswerterweise
das 0,02-fache oder mehr der Länge
(a bis c über
b) der ersten Trocknungsoberfläche 7 beträgt.
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Die
vorstehend genannten Trocknungsoberflächen 7, 8, 11 und 12 werden
z.B. mit Dampf, Wärmemedium,
heißem
Wasser oder einer elektrischen Heizung erwärmt. Ferner können auch
zusätzlich Maßnahmen
verwendet werden, wie Sprühen
von heißer
Luft oder kalter Luft auf eine PVA-Folie und Saugen von Luft oder
Dampf um eine PVA-Folie und dgl. In den vorstehend genannten Ausführungsformen
werden mehrere Walzen 3, 4, 9 und 10 verwendet,
Riemen und dgl. können
ebenfalls stattdessen verwendet werden. Wenn die PVA-Folie 6 unter
Verwendung mehrerer Stufen der Trocknungsoberflächen 7, 8, 11 und 12 getrocknet
wird, ist es auch möglich,
Trocknungsverfahren unter Verwendung eines Flutungstrockners, wie
eines Spannrahmenverfahrens, freien Verfahrens und dgl., zu verwenden,
wobei es nicht auf Trocknungsverfahren unter Verwendung von Walzen
und Riemen in den letzteren Stufen beschränkt ist.
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Ferner
bedeutet in der vorstehend genannten Folienformvorrichtung die Länge (a bis
c über
b) der ersten Trocknungsoberfläche
der PVA-Folie, auf die hier in der vorliegenden Erfindung Bezug
genommen wird, eine Länge
einer Trocknungsoberfläche von
einer Position a, an der der vorstehend genannte geschmolzene PVA 2 zuerst
in Kontakt mit der Umfangsoberfläche
der ersten Walze 3 gebracht wird, durch die Position b,
bis zur Position c, an der PVA 2 von der ersten Walze 3 abgezogen
wird, und es ist wichtig, dass die Länge dieser ersten Trocknungsoberfläche im Bereich
von 3 m bis 200 m liegt. Wenn die Länge der ersten Trocknungsoberfläche weniger als
3 m oder über
200 m beträgt,
neigt die erhaltene Polarisationsfolie zur Bildung von Farbunregelmäßigkeiten.
Die Länge
dieser ersten Trocknungsoberfläche
liegt vorzugsweise im Bereich von 3,5 m bis 150 m, stärker bevorzugt
im Bereich von 4 m bis 100 m, weiter bevorzugt im Bereich von 5
m bis 80 m.
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Der
Wassergehalt der PVA-Folie 6 bei Durchgang durch die Länge (a bis
c über
b) der vorstehend genannten ersten Trocknungsoberfläche und
Abziehen von der ersten Walze 3 beträgt 50 Gew.-% oder weniger,
vorzugsweise 45 Gew.-% oder weniger, weiter bevorzugt 40 Gew.-%
oder weniger und 10 Gew.-% oder mehr. Wenn der Wassergehalt über 50 Gew.-% beträgt, treten
Farbunregelmäßigkeiten
auf, wenn die Folie zu einer Polarisationsfolie geformt wird, und
eine gute Polarisationsfolie wird nicht erhalten. Ferner nimmt die
Retardationsunregelmäßigkeit
in einem kleinen Bereich von etwa 1 cm leicht zu.
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Der
Wassergehalt (Gew.-%) der vorstehend genannten PVA-Folie 6 wurde
unter Verwendung eines Infrarotmessgeräts des Wassergehalts vom Fasertyp
gemessen.
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In
der vorliegenden Erfindung ist wichtig, dass in der erhaltenen PVA-Folie 6 der
Retardationsunterschied zwischen zwei Punkten, die entlang der TD-Richtung
voneinander 1 cm getrennt sind, 5 nm oder weniger beträgt. Der
Retardationsunterschied beträgt
vorzugsweise 4 nm oder weniger, stärker bevorzugt 3 nm oder weniger.
Wenn der Retardationsunterschied über 5 nm beträgt, werden
Farbunregelmäßigkeiten
der erhaltenen Polarisationsfolie leicht festgestellt und eine gute
Polarisationsfolie kann nicht erhalten werden. Auch wenn die Retardation zwischen
zwei Punkten, die über
1 cm voneinander getrennt sind, über
5 nm beträgt,
treten, wenn der Retardationsunterschied zwischen zwei Punkten,
die voneinander 1 cm getrennt sind, 5 nm oder weniger beträgt, Probleme
nicht leicht auf, da Farbunregelmäßigkeiten durch das menschliche
Auge nicht leicht festgestellt werden.
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Die
Dicke der PVA-Folie 6 beträgt vorzugsweise 5 bis 150 μm, am stärksten bevorzugt
35 bis 80 μm.
Obwohl die Breite der PVA-Folie 6 nicht besonders beschränkt ist,
wird vorzugsweise eine Folie mit einer Breite von 2 m verwendet,
da die erfindungsgemäße Folie
nicht leicht Falten bildet, auch wenn die Breite 2 m oder mehr beträgt, während eine
herkömmliche
Folie mit einer Breite von 2 m oder mehr leicht problematische Falten
beim Strecken bildet.
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Der
in der vorliegenden Erfindung verwendete PVA wird zum Beispiel durch
Hydrolyse eines Polyvinylesters hergestellt, der durch Polymerisation
eines Vinylesters erhalten wurde. Ferner werden modifizierte PVA,
erhalten durch Pfropfcopolymerisation des vorstehend genannten PVA
mit z.B. ungesättigten
Carbonsäuren
oder Derivaten davon, ungesättigten
Sulfonsäuren
oder Derivaten davon oder α-Olefinen
mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen in einem Anteil von weniger als 15
mol-%, modifizierte PVA, hergestellt durch Hydrolyse modifizierter
Polyvinylester, erhalten durch Copolymerisation eines Vinylesters
mit z.B. ungesättigten
Carbonsäuren
oder Derivaten davon, ungesättigten
Sulfonsäuren
oder Derivaten davon oder α-Olefinen
mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen in einem Anteil von weniger als 15
mol-%, sogenannte Polyvinylacetalharze, erhalten durch teilweises Vernetzen
von Hydroxylgruppen von nicht modifiziertem oder modifiziertem PVA
mit Aldehyden, wie Formalin, Butylaldehyd und Benzaldehyd, aufgeführt.
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Als
vorstehend genannter Vinylester werden Vinylacetat, Vinylformiat,
Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylpivalat, Vinylversatat, Vinyllaurat,
Vinylstearat und Vinylbenzoat beispielhaft genannt.
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Andererseits
wird das in dem modifizierten PVA verwendete Comonomer hauptsächlich zum Modifizieren
von PVA copolymerisiert, daher in einer Menge verwendet, bei der
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht verloren geht. Als
solches Comonomer werden zum Beispiel Olefine, wie Ethylen, Propylen,
1-Buten und Isobuten; Acrylsäure
und Salze davon, Acrylester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat,
i-Propylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butylacrylat, tert-Butylacrylat,
2-Ethylhexylacrylat, Dodecylacrylat und Octadecylacrylat;
Methacrylsäure und
Salze davon, Methacrylsäureester,
wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, i-Propylmethacrylat,
n-Butylmethacrylat, i-Butylmethacrylat,
tert-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Dodecylmethacrylat
und Octyldecylmethacrylat;
Acrylamidderivate, wie Acrylamid,
N-Methylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, Diacetonacrylamid,
Acrylamidpropansulfonsäure
und Salze davon, Acrylamidpropyldimethylamin und Salze davon und
N-Methylolacrylamid und Derivate davon;
Methacrylamidderivate,
wie Methacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-Ethylmethacrylamid, Methacrylamidpropansulfonsäure und
Salze davon, Methacrylamidpropyldimethylamin und Salze davon und N-Methylolmethacrylamid
und Derivate davon;
N-Vinylamide, wie N-Vinylformamid, N-Vinylacetamid und
N-Vinylpyrolidon, Vinylether, wie Methylvinylether, Ethylvinylether,
n-Propylvinylether, i-Propylvinylether, n-Butylvinylether, i-Butylvinylether,
tert-Butylvinylether, Dodecylvinylether und Stearylvinylether; Nitrile,
wie Acrylnitril und Methacrylnitril; Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Vinylfluorid und Vinylidenfluorid;
Allylverbindungen,
wie Allylacetat und Allylchlorid;
Maleinsäure und Salze oder Ester davon,
Itaconsäure
und Salze oder Ester davon und Vinylsilylverbindungen, wie Vinyltrimethoxysilan
und Isopropenylacetat, aufgeführt.
Unter ihnen sind α-Olefine
bevorzugt und ist Ethylen insbesondere bevorzugt. Die Modifikationsmenge
des modifizierten PVA ist vorzugsweise geringer als 15 mol-%.
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Der
Hydrolysegrad des PVA beträgt
vorzugsweise mindestens 90 mol-%, stärker bevorzugt mindestens 95
mol-%, weiterhin bevorzugt mindestens 98 mol-%, insbesondere am
stärksten
bevorzugt mindestens 99 mol-%, im Hinblick auf Polarisationseigenschaft
und Härteeigenschaft.
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Der
vorstehend genannte Hydrolysegrad stellt ein Verhältnis der
tatsächlich
hydrolysierten Einheiten in den Vinylalkoholeinheiten unter den
Einheiten dar, die durch Hydrolyse in Vinylalkohol umgewandelt werden
können.
Der Hydrolysegrad von PVA wurde mit einem in JIS beschriebenen Verfahren
gemessen.
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Der
Polymerisationsgrad von PVA beträgt vorzugsweise
mindestens 500 im Hinblick auf die Polarisationseigenschaft und
Haltbarkeit und stärker bevorzugt
ist ein Grad von 1000, weiter bevorzugt mindestens 1500 und insbesondere
am stärksten
bevorzugt mindestens 2500. Die Obergrenze des Polymerisationsgrads
von PVA beträgt
vorzugsweise mindestens 8000, stärker
bevorzugt mindestens 6000.
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Der
vorstehend genannte Polymerisationsgrad von PVA wird gemäß JIS K
6726 gemessen. Genauer wird PVA wieder hydrolysiert und gereinigt, dann
die Grenzviskosität
in Wasser bei 30°C
gemessen, aus welcher der Polymerisationsgrad berechnet wird.
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Zum
Herstellen einer PVA-Folie unter Verwendung des vorstehend genannten
PVA wird zum Beispiel eine durch Lösen von PVA in einem Lösungsmittel
hergestellte PVA-Lösung
einem Gießfolienformverfahren,
Naßfolienformverfahren
(Entnahme in ein schlechtes Lösungsmittel),
Gelfolienformverfahren (eine wässrige
PVA-Lösung
wird auf einmal abgekühlt
und geliert, dann wird das Lösungsmittel
durch Extraktion entfernt, wobei eine PVA-Folie erhalten wird) und
ein Kombationsverfahren davon zusätzlich zu einem verwendeten
Folienformverfahren mit einem Schmelzextrusionsverfahren unter Verwendung
von wasserhaltigem PVA unterzogen. Unter ihnen sind das Gießfolienformverfahren
und das Schmelzextrusionsfolienformverfahren bevorzugt, da eine
ausgezeichnete Polarisationsfolie erhalten wird.
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Beispiele
des Lösungsmittels
zum Lösen
von PVA, der bei der Herstellung einer PVA-Folie verwendet wird,
schließen
Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon,
Ethylenglycol, Glycerin, Propylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol,
Tetraethylenglycol, Trimethylolpropan, Ethylendiamin, Diethylentriamin,
Glycerin und Wasser ein und eines oder mehrere davon können verwendet
werden. Unter ihnen wird Wasser, Dimethylsulfoxid oder ein gemischtes
Lösungsmittel
von Wasser und Dimethylsulfoxid geeigneterweise verwendet.
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Die
PVA-Konzentration einer PVA-Lösung oder
von wasserhaltigem PVA, die zur Herstellung einer PVA-Folie verwendet
werden, beträgt
vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 60 Gew.-%,
weiter bevorzugt 13 bis 55 Gew.-%, insbesondere am stärksten bevorzugt
15 bis 50 Gew.-%. Diese PVA-Lösung
oder dieser wasserhaltige PVA können
auch falls erforderlich einen Weichmacher, ein grenzflächenaktives
Mittel, einen dichromatischen Farbstoff enthalten.
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Als
Weichmacher, der zur Herstellung einer PVA-Folie verwendet wird,
wird vorzugsweise ein mehrwertiger Alkohol zugegeben. Beispiele
des mehrwertigen Alkohols schließen Ethylenglycol, Glycerin,
Propylenglycol, Diethylenglycol, Diglycerin, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol
und Trimethylolpropan ein und einer oder mehrere davon können verwendet
werden. Unter ihnen werden Diglycerin, Ethylenglycol und Glycerin
geeigneterweise zum Verbessern der Streckeigenschaft verwendet.
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Die
Menge des mehrwertigen Alkohols als Zusatz beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-Teile, stärker bevorzugt
3 bis 25 Gew.-Teile und am stärksten
bevorzugt 5 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile PVA. Wenn
die Zugabemenge weniger als 1 Gew.-Teil beträgt, können sich die Trocknungseigenschaft
und Streckeigenschaft in einigen Fällen verschlechtern, und wenn
sie über
30 Gew.-Teile beträgt,
kann eine PVA-Folie zu weich werden, was in einigen Fällen zu
einer Verschlechterung in der Handhabung führt.
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Bei
Herstellung einer PVA-Folie wird vorzugsweise ein grenzflächenaktives
Mittel zugegeben. Die Art des grenzflächenaktiven Mittels ist nicht besonders
beschränkt
und anionische grenzflächenaktive
Mittel oder nichtionische grenzflächenaktive Mittel sind bevorzugt.
Als anionisches grenzflächenaktives
Mittel sind zum Beispiel anionische grenzflächenaktive Mittel vom Carbonsäuretyp,
wie Kaliumlaurat, anionische grenzflächenaktive Mittel vom Estersulfattyp,
wie Octylsulfat, und anionische grenzflächenaktive Mittel vom Sulfonsäuretyp,
wie Dodecylbenzolsulfonat, geeignet. Als nichtionisches grenzflächenaktives
Mittel sind zum Beispiel nichtionische grenzflächenaktive Mittel vom Alkylethertyp,
wie Polyoxyethylenoleylether, nichtionische grenzflächenaktive
Mittel vom Alkylphenylethertyp, wie Polyoxyethylenoctylphenylether,
nichtionische grenzflächenaktive
Mittel vom Alkylestertyp, wie Polyoxyethylenlaurat, nichtionische
grenzflächenaktive
Mittel vom Alkylamintyp, wie Polyoxyethylenlaurylaminether, nichtionische
grenzflächenaktive
Mittel vom Alkylamidtyp, wie Polyoxyethylenlaurinsäureamid,
nichtionische grenzflächenaktive
Mittel vom Polypropylenglycolethertyp, wie Polyoxyethylenpolyoxypropylenether,
nichtionische grenzflächenaktive
Mittel vom Alkanolamidtyp, wie Ölsäurediethanolamid,
und nichtionische grenzflächenaktive
Mittel vom Allylphenylethertyp, wie Polyoxyalkylenallylphenylether,
geeignet. Diese grenzflächenaktiven
Mittel können
allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
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Die
Menge des zugegebenen grenzflächenaktiven
Mittels beträgt
vorzugsweise 0,01 bis 1 Gew.-Teil, stärker bevorzugt 0,02 bis 0,5
Gew.-Teile und insbesondere am stärksten bevorzugt 0,05 bis 0,3
Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile PVA. Wenn die Zugabemenge
geringer als 0,01 Gew.-Teil ist, werden die Wirkungen der Verbesserung
der Streckeigenschaft und Verbesserung der Färbeeigenschaft nicht leicht
gezeigt, und wenn sie über
1 Gew.-Teil beträgt,
kann das grenzflächenaktive
Mittel an die Oberfläche
einer PVA-Folie
eluiert werden und ein Blockieren bewirken, was in einigen Fällen zu
einer Verschlechterung der Handhabung führt.
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Zur
Herstellung einer Polarisationsfolie aus der erfindungsgemäßen PVA-Folie
kann zum Beispiel die PVA-Folie vorteilhafterweise einem Färben, monoaxialen
Strecken, einer Fixierbehandlung, Färbebehandlung, weiter Wärmebehandlung
falls erforderlich unterzogen werden und die Verfahrensreihenfolge
des Färbens,
monoaxialen Streckens und der Fixierbehandlung ist nicht besonders
beschränkt. Ferner
kann ein monoaxiales Strecken auch zwei- oder mehrmals durchgeführt werden.
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Das
Färben
kann in jedem Zeitraum vor dem monoaxialen Strecken, während des
monoaxialen Streckens und nach dem monoaxialen Strecken durchgeführt werden.
Als bei dem Färben
verwendeter Farbstoff können
dichromatische Farbstoffe, wie Iod-Kaliumiodid; Direct Black 17,
19, 154; Direct Brown 44, 106, 195, 210, 223; Direct Red 2, 23,
28, 31, 37, 39, 79, 81, 240, 242, 247; Direct Blue 1, 15, 22, 78,
90, 98, 151, 168, 202, 236, 249, 270; Direct Violet 9, 12, 51, 98;
Direct Green 1, 85; Direct Yellow 8, 12, 44, 86, 87; Direct Orange
26, 39, 106, 107 allein oder in Kombination von zwei oder mehreren
verwendet werden. Im Allgemeinen wird das Färben üblicherweise durch Eintauchen
einer PVA-Folie in eine Lösung,
die den vorstehend genannten Farbstoff enthält, durchgeführt, jedoch
sind die Behandlungsbedingungen und Behandlungsverfahren davon,
wie Mischen mit einer PVA-Folie
vor Folienbilden und dgl., nicht besonders beschränkt.
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Für das monoaxiale
Strecken können
ein Nassstreckverfahren oder Trockenwärmestreckverfahren verwendet
werden und es kann in warmen Wasser, wie einer wässrigen Borsäurelösung (kann auch
in einer Lösung,
die den vorstehend genannten Farbstoff enthält, oder einem nachstehend
beschriebenen Fixierbehandlungsbad sein) oder an Luft unter Verwendung
einer PVA-Folie nach Wasserabsorption durchgeführt werden. Die Strecktemperatur
ist nicht besonders beschränkt,
und wenn eine PVA-Folie in warmem Wasser (Nassstrecken) gestreckt
wird, sind Temperaturen von 30 bis 90°C geeignet, und wenn ein Trockenwärmestrecken
durchgeführt
wird, sind Temperaturen von 50 bis 180°C geeignet. Das Streckverhältnis beim
monoaxialen Strecken (im Fall des Mehrstufenstreckens das gesamte
Streckverhältnis)
beträgt
vorzugsweise mindestens das 4-fache und insbesondere am stärksten bevorzugt
mindestens das 5-fache, im Hinblick auf die Polarisationseigenschaft.
Die Obergrenze des Streckverhältnisses
ist nicht besonders beschränkt
und Verhältnisse
von 8-fach oder weniger sind bevorzugt, da dann gleichförmiges Strecken
leicht erhalten werden kann. Die Dicke einer Folie nach Strecken
beträgt
vorzugsweise 3 bis 75 μm,
stärker
bevorzugt 5 bis 50 μm.
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Die
Fixierbehandlung wird häufig
durchgeführt,
um die Adsorption des vorstehend genannten Farbstoffs auf eine PVA-Folie
zu verstärken.
In ein für die
Fixierbehandlung verwendetes Behandlungsbad werden üblicherweise
Borsäure
und/oder eine Borverbindung gegeben. Falls erforderlich kann eine Iodverbindung
ebenfalls in das Behandlungsbad gegeben werden.
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Die
Trocknungsbehandlung der vorstehend genannten PVA-Folie wird bei
einer Temperatur von vorzugsweise 30 bis 150°C, stärker bevorzugt 50 bis 150°C, durchgeführt.
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Auf
einer wie vorstehend erhaltenen Polarisationsfolie wird eine Schutzfolie,
die optisch transparent ist und mechanische Festigkeit aufweist,
normalerweise auf jeder Oberfläche
oder auf einer Oberfläche
davon laminiert, um einen zu verwendenden Polarisator bereitzustellen.
Als Schutzfolie werden z.B. eine Triacetellulose (TAC)-Folie, Celluloseacetatbutyrat
(CAB)-Folie, Acrylfolie
oder Polyesterfolie verwendet. Ferner werden als Klebstoff zum Laminieren
PVA-Klebstoffe und Urethanklebstoffe aufgeführt und unter ihnen sind PVA-Klebstoffe
geeignet.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung im
Einzelnen, schränken aber
den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht ein. Der Wassergehalt,
der Retardationsunterschied und das dichromatische Verhältnis in
den Beispielen wurden mit den folgenden Verfahren beurteilt.
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Wassergehalt:
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Der
Wassergehalt der PVA-Folie wurde unter Verwendung eines Infrarotmessgeräts des Wassergehalts
vom Fasertyp (IM-3SCV, MODEL-1900 (L), hergestellt von K. K. Fuji
Work) gemessen.
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Retardationsunterschied:
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Die
Retardation an einem beliebigen Punkt einer PVA-Folie wurde unter
Verwendung eines automatischen Doppelbrechungsmessgeräts (KOBRA21SDH,
hergestellt von Oji Keisoku Kiki K. K.) gemessen. Ferner wurde die
Retardation einer Position, die entlang der Breiterichtung der Folie
1 cm voneinander getrennt ist, gemessen und der Unterschied zwischen
beiden gemessenen Werten erhalten.
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Dichromatisches Verhältnis:
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Das
dichromatische Verhältnis
wurde als Index zum Beurteilen der Polarisationseigenschaften der
erhaltenen Polarisationsfolie verwendet. Dieses dichromatische Verhältnis wurde
aus der folgenden Formel unter Verwendung der Durchlässigkeit
Ts (%) und dem Polarisationsgrad P (%), erhalten durch Berechnung
und Messung im 2°-Bildfeld
und C-Lichtquelle unter Verwendung eines Spektrophotometers gemäß Standards
of Electronic Industries Association of Japan (EIAJ) LD-201-1983,
erhalten. Dichromatisches Verhältnis =
log (Ts/100 – Ts/100 × P/100)/log
(Ts/100 + Ts/100 × P/100)
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Beispiel 1
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100
Gew.-Teile PVA mit einem Hydrolysegrad von 99,9 mol-% und einem
Polymerisationsgrad von 1750 wurden mit 10 Gew.-Teilen Glycerin
und 140 Gew.-Teilen Wasser getränkt
und das Gemisch schmelzgeknetet und auf einer Metallwalze (entspricht
der ersten Walze) mit einer ersten Trocknungsoberfläche einer
Länge von
8 m schmelzextrudiert und zu einer Folie geformt, die bei einem
Wassergehalt von 38 Gew.-% abzogen wurde, dann die freie Oberfläche (gegenüberliegende
Oberfläche
zu der mit der ersten Walze in Kontakt gebrachten Oberfläche) der
PVA-Folie mit einer Metallwalze (entspricht der zweiten Walze) mit
einer zweiten Trocknungsoberfläche
einer Länge
von 4 m in Kontakt gebracht und getrocknet, wobei eine PVA-Folie
mit einer Breite von 2,5 m und einer Dicke von 75 μm erhalten
wurde. Der Maximalwert des Retardationsunterschieds zwischen zwei
Punkten, die 1 cm voneinander getrennt sind, dieser Folie betrug
3 nm.
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Die
vorstehend genannte PVA-Folie wurde einem vorhergehenden Quellen,
Färben,
monoaxialen Strecken, einer Fixierbehandlung, Trocknen und Wärmebehandlung
in dieser Reihenfolge unterzogen, um eine Polarisationsfolie herzustellen.
Genauer wurde die vorstehend genannte PVA-Folie 5 Minuten in Wasser
von 30°C
getaucht, um das primäre Quellen
zu bewirken, und in eine wässrige
Lösung mit
35°C mit
einer Iodkonzentration von 0,4 g/l und einer Kaliumiodidkonzentration
von 40 g/l für
3 Minuten getaucht. Nachfolgend wurde ein monoaxiales Strecken auf
das 5,5-Fache in einer wässrigen
Lösung mit
40°C mit
einer Borsäurekonzentration
von 4% durchgeführt,
dann die gestreckte Folie in eine wässrige Lösung mit 30°C mit einer Kaliumiodidkonzentration
von 40 g/l, einer Borsäurekonzentration
von 40 g/l und einer Zinkchloridkonzentration von 10 g/l für 5 Minuten
getaucht, um eine Fixierbehandlung durchzuführen. Danach wurde die PVA-Folie
entfernt und mit warmer Luft mit 40°C getrocknet und weiter 5 Minuten
bei 100°C
wärmebehandelt,
während
die Länge
konstant gehalten wurde.
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Die
so erhaltene Polarisationsfolie wies eine Dicke von 22 μm auf und
war ein guter Gegenstand ohne Farbunregelmäßigkeit. Sie wies eine Durchlässigkeit
von 43,2%, einen Polarisationsgrad von 98,8% und ein dichromatisches
Verhältnis
von 34,6 auf.
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Beispiel 2
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Eine
wässrige
Lösung
mit einer PVA-Konzentration von 15 Gew.-%, die 100 Gew.-Teile PVA mit
einem Hydrolysegrad von 99,9 mol-% und einem Polymerisationsgrad
von 4000 und 10 Gew.-Teile Glycerin enthielt, wurde auf einen Metallriemen
mit einer ersten Trocknungsoberfläche einer Länge von 50 m gegossen und zu
einer Folie geformt, die bei einem Wassergehalt von 30 Gew.-% abzogen
wurde, dann die freie Oberfläche
(gegenüberliegende
Oberfläche
zu der mit dem Riemen in Kontakt gebrachten Oberfläche) der
PVA-Folie mit einer Metallwalze mit einer zweiten Trocknungsoberfläche mit
einer Länge von
4 m in Kontakt gebracht und getrocknet, wobei eine PVA-Folie mit
einer Breite von 3 m und einer Dicke von 75 μm erhalten wurde. Der Maximalwert
des Retardationsunterschieds zwischen zwei Punkten, die 1 cm voneinander
getrennt sind, dieser Folie betrug 2 nm.
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Die
vorstehend genannte PVA-Folie wurde einem vorhergehenden Quellen,
Färben,
monoaxialen Strecken, einer Fixierbehandlung, Trocknen und Wärmebehandlung
in dieser Reihenfolge unterzogen, um eine Polarisationsfolie herzustellen.
Genauer wurde die vorstehend genannte PVA-Folie 5 Minuten in Wasser
von 30°C
getaucht, um das primäre Quellen
zu bewirken, und in eine wässrige
Lösung mit
35°C mit
einer Iodkonzentration von 0,4 g/l und einer Kaliumiodidkonzentration
von 40 g/l für
3 Minuten getaucht. Nachfolgend wurde ein monoaxiales Strecken auf
das 5,6-Fache in einer wässrigen
Lösung mit
40°C mit
einer Borsäurekonzentration
von 4% durchgeführt,
dann die gestreckte Folie in eine wässrige Lösung mit 30°C mit einer Kaliumiodidkonzentration
von 40 g/l, einer Borsäurekonzentration
von 40 g/l und einer Zinkchloridkonzentration von 10 g/l für 5 Minuten
getaucht, um eine Fixierbehandlung durchzuführen. Danach wurde die PVA-Folie
entfernt und mit warmer Luft mit 40°C getrocknet und weiter 5 Minuten
bei 100°C
wärmebehandelt,
während
die Länge
konstant gehalten wurde.
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Die
so erhaltene Polarisationsfolie wies eine Dicke von 22 μm auf und
war ein guter Gegenstand ohne Farbunregelmäßigkeit. Sie wies eine Durchlässigkeit
von 42,9%, einen Polarisationsgrad von 99,7% und ein dichromatisches
Verhältnis
von 43,0 auf.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
PVA-Folie wurde mit der gleichen Behandlung wie in Beispiel 1 erhalten,
außer
dass der Wassergehalt einer PVA-Folie bei Abziehen nach Durchgang
durch die erste Trocknungsoberfläche
53 Gew.-% in Beispiel 1 betrug. Der Maximalwert des Retardationsunterschieds
zwischen zwei Punkten der Folie, die voneinander 1 cm getrennt sind,
betrug 10 nm.
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Die
vorstehend genannte PVA-Folie wurde der gleichen Behandlung wie
in Beispiel 1 unterzogen. Es bestand die Tendenz, dass beide Endteile gewellt
waren und leicht Falten beim Strecken auftraten. Die erhaltene Polarisationsfolie
wies viele Farbunregelmäßigkeiten
auf und war keine Folie, die als Endgrad (Endprodukt) angesehen
wird. Die physikalischen Eigenschaften wurden unter Verwendung von Teilen
mit relativ kleinen Farbunregelmäßigkeiten
beurteilt, wobei festgestellt wurde, dass die Durchlässigkeit
43,2%, der Polarisationsgrad 98,3% und das dichromatische Verhältnis 31,76
betrug.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine
PVA-Folie wurde mit der gleichen Behandlung wie in Beispiel 2 erhalten,
außer
dass der Wassergehalt einer PVA-Folie bei Abziehen nach Durchgang
durch die erste Trocknungsoberfläche
55 Gew.-% in Beispiel 2 betrug. Der Maximalwert des Retardationsunterschieds
zwischen zwei Punkten der Folie, die voneinander 1 cm getrennt sind,
betrug 7 nm.
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Die
vorstehend genannte PVA-Folie wurde der gleichen Behandlung wie
in Beispiel 2 unterzogen. Es bestand die Tendenz, dass beide Endteile gewellt
waren und leicht Falten beim Strecken auftraten. Die Farbunregelmäßigkeiten
waren signifikant und eine gute Polarisationsfolie konnte nicht
erhalten werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezug auf die begleitenden Ausführungen, die nur zur Veranschaulichung
zu verwenden sind, vollständig
beschrieben wurde, ist der Fachmann ohne weiteres in der Lage, zahlreiche Änderungen
und Modifikationen innerhalb des klar erkennbaren Bereichs nach
Lesen der hier in der vorliegenden Erfindung dargestellten Beschreibung
zu erkennen. Demgemäß sind solche Änderungen
und Modifikationen, wenn sie nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung,
wie in den anhängenden
Patentansprüchen dargestellt,
abweichen, als darin eingeschlossen aufzufassen.