JP2006199926A

JP2006199926A - ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法

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Publication number: JP2006199926A
Application number: JP2005307426A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Hayakawa; 誠一郎早川; Toshiyuki Edasawa; 敏行枝澤; Akihiko Chigami; 昭彦千神
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: JP4906310B2

Abstract

【課題】平坦性に優れ、フィルムロールの外観が良好で、フィルムの長尺巻きに優れ、光学ムラのない偏光膜を得るためのポリビニルアルコール系フィルムおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】サイズが１ｍ×１ｍのポリビニルアルコール系フィルムを平坦な定盤上に設置したときに、表面うねりの最底部から最頂部までの高さ（ｈ）が、１ｃｍ以下であるポリビニルアルコール系フィルムである。（Ａ）キャスティング法によりポリビニルアルコール系フィルムを製膜する工程、（Ｂ）製膜されたポリビニルアルコール系フィルムを加熱して、含水率を１〜５重量％に調整する工程、（Ｃ）加熱されたポリビニルアルコール系フィルムをスリットしたのち、フィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取る工程、および（Ｄ）巻き取ったポリビニルアルコール系フィルムを梱包する工程により、ポリビニルアルコール系フィルムを製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムに関する。さらに詳しくは、本発明は、平坦性に優れ、ポリビニルアルコール系フィルムロールの外観が良好で、フィルムの長尺巻きにも優れたポリビニルアルコール系フィルムであり、更に、光学ムラのない偏光膜を製造するためのポリビニルアルコール系フィルムおよびその製造方法に関する。

従来、ポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を水などの溶媒に溶解して原液を調製したのち、溶液流延法（キャスティング法）により製膜して、金属加熱ロールなどを使用して乾燥することにより製造される。このようにして得られるポリビニルアルコール系フィルムは、透明性や染色性に優れたフィルムとして多くの用途に利用されており、その有用な用途の一つに偏光膜があげられる。かかる偏光膜は、液晶ディスプレイの基本構成要素として用いられており、近年では高品位で高信頼性の要求される機器へとその使用が拡大されている。

このような中、液晶テレビなどの画面の大型化にともない、従来品より一段と平坦性に優れ、かつ幅広長尺な偏光膜、およびその原反となるポリビニルアルコール系フィルムが必要とされている。偏光膜が、厚みムラやうねりなどのために平坦でない場合には、偏光性能の面内均一性が不足したり、組み立てられた液晶セルに応力が生じ、液晶セル自体の変形や、耐久性の低下を引き起こす。このような問題への対策として、たとえば、ＴＤ方向（横方向）の厚み変動が０．５μｍ／ｍｍ以下のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の製造に用いることが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。

しかし、ポリビニルアルコール系フィルムの厚み変動だけを低減しても、ポリビニルアルコール系フィルムロールとした場合の外観が必ずしも良好とは言えず、外観不良となったフィルムロールからフィルムを巻き出して、偏光膜を製造する場合には、フィルムのうねりのため、染色、延伸、ホウ酸処理といった各工程に供するにあたりフィルムの搬送性が劣ることとなる。

また、ポリビニルアルコール系フィルムが平坦でない場合は、ロールに巻き取ることが困難であるばかりではなく、ロールの表層付近のフィルムに大きな負荷がかかり、フィルムの均一性が損なわれる。均一性が損なわれると、偏光膜における光学的な色ムラが発生する。保管および輸送中にフィルムが吸湿した際には、この現象は更に増大し、偏光膜製造前に表層に近いフィルムの大部分を破棄せざるを得ない。

特開２００２−３１７２０号公報

本発明は、幅広長尺化に対応した、平坦性に優れたポリビニルアルコール系フィルムおよびその製造方法を提供することを目的とする。とくに、ロールに巻き取ったときに、ポリビニルアルコール系フィルムロールの外観が良好なポリビニルアルコール系フィルムを提供することを目的とする。更には、光学ムラの無い偏光膜の提供を目的とする。

本発明は、サイズが１ｍ×１ｍのポリビニルアルコール系フィルムを平坦な定盤上に設置したときに、表面うねりの最大高さ（ｈ）が、１ｃｍ以下であるポリビニルアルコール系フィルムに関するものである。

前記ポリビニルアルコール系フィルムは、ロールに巻き取ったときに、ロール最外層フィルムの幅方向におけるろ波最大うねりが、５ｍｍ以下であることが好ましい。

更に、前記ポリビニルアルコール系フィルムにおいて、重量平均分子量１２００００〜３０００００のポリビニルアルコール系樹脂を用いてなることが好ましく、フィルム厚みが３０〜７０μｍであることが好ましく、また、フィルム幅が２ｍ以上であることが好ましい。

また、本発明は、
（Ａ）キャスティング法によりポリビニルアルコール系フィルムを製膜する工程、
（Ｂ）製膜されたポリビニルアルコール系フィルムを加熱して、含水率を１〜５重量％に調整する工程、
（Ｃ）加熱されたポリビニルアルコール系フィルムをスリットしたのち、フィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取る工程、および
（Ｄ）巻き取ったポリビニルアルコール系フィルムを梱包する工程
からなる前記ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法に関するものである。

前記工程（Ｄ）は、湿度３０〜７０％ＲＨの環境下、フィルム中の含水率を１〜５重量％に維持した状態で行なわれることが好ましい。

前記工程（Ｃ）は、工程（Ｃ）が、加熱されたポリビニルアルコール系フィルムを、一旦ロールに巻き取ったのち、該ロールより巻き出してスリットし、さらにフィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取る工程であることが好ましい。
前記工程（Ｂ）の加熱終了から、前記工程（Ｄ）の梱包終了までは、４８時間以内に行われることが好ましい。

さらに、本発明は、前記ポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光膜、さらには、偏光膜の少なくとも片面に保護膜を設けてなる偏光板に関するものである。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、平坦性に優れているため、幅広長尺なフィルムであっても容易にロールに巻き取ることができ、得られるフィルムロールの外観も良好である。また、平坦性に優れているため、とくに幅広長尺の偏光膜の製造に、原反として好ましく用いられ、更に、光学的な色むらの無い偏光膜を得ることができる。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、サイズが１ｍ×１ｍのポリビニルアルコール系フィルムを平坦な定盤上に設置したときに、表面うねりの最大高さ（ｈ）が、１ｃｍ以下であるポリビニルアルコール系フィルムである。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を製膜して得られるものである。ポリビニルアルコール系樹脂としては、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得られる樹脂が用いられる。しかし、本発明のポリビニルアルコール系フィルムにおいては、必ずしもこれに限定されるものではなく、酢酸ビニルと、少量の酢酸ビニルと共重合可能な成分との共重合体をケン化して得られる樹脂を用いることもできる。酢酸ビニルと共重合可能な成分としては、たとえば、不飽和カルボン酸や、その塩、エステル、アミドまたはニトリルなど；エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン、イソブテンなどの炭素数２〜３０のオレフィン類；ビニルエーテル類；不飽和スルホン酸塩などを用いることができる。

ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量はとくに限定されないが、好ましくは１２００００〜３０００００、より好ましくは１４００００〜２６００００、さらに好ましくは１６００００〜２０００００である。重量平均分子量が１２００００未満ではポリビニルアルコール系樹脂を光学フィルムとする場合に充分な光学性能が得られず、３０００００をこえるとフィルムを偏光膜とする場合に延伸が困難となり、工業的な生産が難しく好ましくない。尚、本発明におけるポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法により測定される重量平均分子量である。

また、ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度はとくに限定されないが、好ましくは９７〜１００モル％、より好ましくは９８〜１００モル％、さらに好ましくは９９〜１００モル％である。ケン化度が９７モル％未満ではポリビニルアルコール系樹脂を光学フィルムとする場合に充分な光学性能が得られず好ましくない。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、サイズが１ｍ×１ｍのフィルムを平坦な定盤上に設置したときに、表面うねりの最大高さ（ｈ）が、１ｃｍ以下であることが必要で、好ましくは７ｍｍ以下である。最大高さ（ｈ）が１ｃｍをこえる場合は、フィルムを用いて偏光膜を製造する際に搬送が困難となり、また、製造される偏光膜にも大きなうねりが存在することになる。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、長さ３０００ｍ以上のフィルムをロールに巻き取ったときに、ロール最外層フィルムの幅方向におけるろ波最大うねりが、５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３ｍｍ以下、更に好ましくは２ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以下である。ここでいうろ波最大うねりとは、ＪＩＳ−Ｂ−０６１０によるろ波最大うねりであり、低域カットオフは０．１ｍｍ、高域カットオフは５ｃｍ、測定長さは１０ｃｍ、測定速度は１ｃｍ／秒とする。ろ波最大うねりが５ｍｍをこえる場合は、フィルムを用いて偏光膜を製造する際に、製造前に巻き取られたフィルムの一部を廃棄することになり好ましくない。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を用いてポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調製し、この水溶液をドラム型ロールやエンドレスベルトに流延して製膜、乾燥することで連続的に製造されるが、とくに製造方法は限定されない。たとえば、
（Ａ）キャスティング法によりポリビニルアルコール系フィルムを製膜する工程、
（Ｂ）製膜されたポリビニルアルコール系フィルムを加熱して、含水率を１〜５重量％に調整する工程、
（Ｃ）加熱されたポリビニルアルコール系フィルムをスリットしたのち、フィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取る工程、および
（Ｄ）巻き取ったポリビニルアルコール系フィルムを梱包する工程
により製造することができる。

以下、前記工程（Ａ）、工程（Ｂ）、工程（Ｃ）および工程（Ｄ）からなる製造方法について説明する。

工程（Ａ）においては、まず、前述したようなポリビニルアルコール系樹脂の含水率を調整して得られるポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを水に溶解して、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調製する。ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の調製方法は、とくに限定されず、たとえば、多軸押出機を用いて調製してもよく、また、上下循環流発生型撹拌翼を備えた溶解缶において、缶中に水蒸気を吹き込んで含水ポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを溶解させて水溶液を調製することもできる。ポリビニルアルコール系樹脂水溶液には、ポリビニルアルコール系樹脂以外に、必要に応じて、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどの一般的に使用される可塑剤や、ノニオン性、アニオン性またはカチオン性の界面活性剤を含有させることが、機械特性や生産性の点より好ましい。

このようにして得られるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の濃度は、好ましくは１５〜６０重量％、より好ましくは１７〜５５重量％、さらに好ましくは２０〜５０重量％である。濃度が１５重量％未満では乾燥負荷が大きくなるため生産能力に劣り、６０重量％をこえると粘度が高くなりすぎて均一な溶解ができず、好ましくない。

次に、得られたポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、脱泡処理される。脱泡方法としては、静置脱泡や多軸押出機による脱泡などの方法があげられる。多軸押出機としては、ベントを有した多軸押出機であれば、とくに限定されないが、通常はベントを有した２軸押出機が用いられる。

脱泡処理ののち、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、一定量ずつＴ型スリットダイに導入され、ドラム型ロール又はエンドレスベルト、特に好ましくはドラム型ロールに流延されて、キャスティング法により製膜される。

Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度は８０〜１００℃であることが好ましく、より好ましくは８５〜９８℃である。Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度が８０℃未満では流動不良となり、１００℃をこえると発泡して好ましくない。

流延に際しては、ドラム型ロール又はエンドレスベルトで行われるが、幅広化や長尺化、膜厚の均一性などの点からドラム型ロールで行うことが好ましい。

ドラム型ロールの直径は、好ましくは２０００〜５０００ｍｍ、より好ましくは２４００〜４５００ｍｍ、とくに好ましくは２８００〜４０００ｍｍである。ドラム型ロールの直径が２０００ｍｍ未満では、乾燥長が不足し速度が出ず、５０００ｍｍをこえると輸送性に劣り好ましくない。ドラム型ロールの幅は、好ましくは１０００〜５０００ｍｍ、より好ましくは２０００〜４５００ｍｍ、とくに好ましくは３０００〜４０００ｍｍである。ドラム型ロールの幅が１０００ｍｍ未満では、生産性に劣り、５０００ｍｍをこえると輸送性に劣ることとなり好ましくない。ドラム型ロールの回転速度は５〜３０ｍ／分であることが好ましく、６〜２０ｍ／分であることがより好ましい。回転速度が５ｍ／分未満では、生産性に劣り、３０ｍ／分をこえると乾燥が不足することとなり好ましくない。また、ドラム型ロールの表面温度は７０〜９９℃であることが好ましく、７５〜９７℃であることがより好ましい。表面温度が７０℃未満では乾燥不良となり、９９℃をこえると発泡して好ましくない。

工程（Ａ）において製膜されたフィルムは、加熱により、含水率が１〜５重量％になるように調整される（工程（Ｂ））。ここで、加熱とは、単なるフィルムの水分除去（乾燥）以外に、結晶化を目的とした熱処理をも含むものである。フィルムの含水率は、１〜５重量％であることが好ましく、特には１．５〜４重量％であることが好ましく、更には２．０〜３．０重量％であることがより好ましい。フィルムの含水率が１重量％未満では、うねりが発生する傾向があり、５重量％をこえると乾燥が不充分となり好ましくない。

乾燥方法は、とくに限定されず、たとえば、フィルムの表面と裏面とを複数の乾燥ロールに交互に通過させることにより行なうことができる。

乾燥ロールの直径は、好ましくは１００〜１０００ｍｍ、より好ましくは１５０〜９００ｍｍ、とくに好ましくは２００〜８００ｍｍである。乾燥ロールの直径が１００ｍｍ未満では莫大な本数が必要となり、１０００ｍｍをこえるとフィルム搬送が不安定となり、好ましくない。乾燥ロールの好ましい本数は、通常２〜３０本である。

また、乾燥ロールの表面温度は、とくに限定されないが、５０〜１５０℃、さらには６０〜１２０℃であることが好ましい。表面温度が５０℃未満では乾燥不良となり、１５０℃をこえると乾燥しすぎることとなり、外観不良を招き好ましくない。

工程（Ｂ）において含水率を調整されたポリビニルアルコール系フィルムは、スリットされ、フィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取られる（（工程（Ｃ））。

ロールに巻き取られるときのフィルム中の含水率は、好ましくは１〜５重量％、より好ましく１．５〜４重量％、特に好ましくは２．０〜３．０重量％である。含水率が１重量％未満では、巻き取り後のフィルムが吸水し、とくにロール表層部にうねりが発生する傾向があり、５重量％をこえると逆にフィルムが脱水してうねりが発生する傾向がある。

フィルム中の含水率を前記範囲に調整するためには、工程（Ｂ）ののち、フィルムを湿度３０〜７０％ＲＨの環境下に移送し、そこでスリットおよび巻き取りを行なうことが好ましい。環境湿度が低すぎたり高すぎたりすると、フィルムの含水率が大きく変動し、フィルムに新たなうねりを生じさせることになり好ましくない。

ポリビニルアルコール系フィルムは、用途や出荷先によって幅が異なる。前述したような流延工程、製膜工程および乾燥工程を、幅が異なるフィルムごとに変更するのは現実的ではない。したがって、工程（Ｂ）において含水率が調整されたポリビニルアルコール系フィルムは、一旦ロールに巻き取られて（仮巻き取りと呼ぶ）、保管されたのち、再び該ロールから巻き出され、所望の幅にスリットされることが好ましい。スリットされたフィルムは、連続してロールに巻き取られる（本巻き取りと呼ぶ）。

このとき、加熱処理（乾燥や熱処理）から仮巻き取りまでの時間が短すぎると、フィルムの冷却が充分でなく、仮巻き取り後に熱収縮に基づく応力が発生する。仮巻き取り後に発生した応力は、フィルムにうねりをもたらし、このうねりは本巻き取り後も残存する。したがって、仮巻き取り後のロール最外層フィルムの表面温度は、１０〜４０℃であることが好ましく、２０〜３０℃であることがより好ましい。加熱後に冷却ロールなどで積極的にフィルムを冷却することは可能であるが、急激な冷却は新たな応力、すなわちうねりを生じさせることになり好ましくない。

ロールに巻き取られたフィルムは、幅が２ｍ以上であることが好ましく、２．５〜４ｍであることがより好ましい。幅が２ｍ未満では、偏光膜製造時の生産性に劣ることとなり好ましくない。また、巻き取られたフィルムの長さは、２０００ｍ以上、特には３０００ｍ以上、更には３０００〜８０００ｍであることがより好ましい。長さが２０００ｍ未満では偏光膜製造時の生産性に劣り好ましくない。

工程（Ｃ）においてロールに巻き取られたポリビニルアルコール系フィルムは、その後速やかに梱包される（工程（Ｄ））。

梱包は、湿度３０〜７０％ＲＨの環境下、フィルム中の含水率を１〜５重量％に維持した状態で行なわれることが好ましい。環境湿度が低すぎたり高すぎたりすると、フィルムの含水率が大きく変動し、フィルムに新たなうねりを生じさせることになり好ましくない。

梱包には、ガスバリアフィルムを用いることが好ましい。ガスバリアフィルムの種類は、水蒸気の透過性を減ずるものであれば、とくに限定されないが、必要に応じて内面に吸湿剤を塗布したものを用いることもある。たとえば、内面に吸湿剤を塗布したガスバリアフィルムとしては、ポリエステルフィルムにケイ素酸化物やアルミナを蒸着したフィルム、これらに更にポリエチレンを積層したフィルム、ポリエステル、アルミニウム箔およびポリエチレンの積層フィルムなどの内面に、シリカゲル、ゼオライト、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、クレー系化合物、多孔質ポリマーなどをコーティングした複合フィルムなどを用いることができる。

さらに、梱包の際には、梱包内部の湿度を適度な湿度に保つために、吸湿剤の入った袋を梱包内部に配置してもよい。吸湿剤としては、シリカゲル、ゼオライト、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、クレー系化合物、多孔質ポリマーなどを用いることができる。工程（Ｂ）における加熱後のフィルムの含水率は１〜５重量％であるが、梱包までの間に、その含水率は数％上昇するおそれがあり、含水率が上昇する場合は、梱包後、この数％の水分を吸湿剤により除去することにより、保管および輸送中に、フィルムが吸湿してうねりが増大するのを防ぐことができる。

工程（Ｂ）における加熱から工程（Ｄ）における梱包までの時間は、４８時間以内、好ましくは３〜４８時間、より好ましくは４〜３６時間、さらに好ましくは５〜２４時間である。ここで、加熱から梱包までの時間とは、所望されるフィルムの長さ分の加熱処理が終了してから、ロールに巻き取られた（本巻き取りされた）フィルムが梱包されるまでの時間をいう。

加熱から梱包までの時間が４８時間をこえる場合、すなわち、ロールへの仮巻き取り、保管、スリット、本巻き取り、梱包までの時間が長くなるほど、フィルムのうねりは増大する。うねりが増大する原因は、フィルム内の応力緩和に基づくものや、面内の吸湿ムラなどがあげられる。適度な応力緩和や適度な吸湿は、フィルム製造上必要ではあるが、長時間になるほど各工程特有の外乱因子が新たな応力や無駄な吸湿を生む。各工程特有の外乱因子とは、たとえば、仮巻き取り時の張力や、仮巻き取りロールの保管時の温度や湿度である。一方、加熱から仮巻き取りまでの時間が短すぎると、フィルムの冷却が充分でなく、本巻き取り後に熱収縮に基づく応力が発生する。乾燥後に冷却ロールなどで積極的にフィルムを冷却することは可能であるが、急激な冷却は新たな応力、すなわちうねりを生じる。この冷却時間を考慮すると、加熱から梱包までの時間は、３時間以上であることが好ましい。

本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、平坦性に優れ、フィルムロールの外観にも優れているため、とくに偏光膜の製造に、原反として好ましく用いられる。

偏光膜の製造に用いられるポリビニルアルコール系フィルムの膜厚は、好ましくは３０〜１００μｍ、さらに好ましくは３０〜７０μｍであり、偏光性能向上の点で特に好ましくは４０〜６０μｍである。膜厚が３０μｍ未満では延伸が難しく、１００μｍをこえると膜厚精度が低下して好ましくない。

本発明の偏光膜は、通常の染色、延伸、ホウ酸架橋および熱処理などの工程を経て製造される。偏光膜の製造方法としては、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸してヨウ素または二色性染料の溶液に浸漬し染色したのち、ホウ素化合物処理する方法、延伸と染色を同時に行なったのち、ホウ素化合物処理する方法、ヨウ素または二色性染料により染色して延伸したのち、ホウ素化合物処理する方法、染色したのち、ホウ素化合物の溶液中で延伸する方法などがあり、適宜選択して用いることができる。このように、ポリビニルアルコール系フィルム（未延伸フィルム）は、延伸と染色、さらにホウ素化合物処理を別々に行なっても同時に行なってもよいが、染色工程、ホウ素化合物処理工程の少なくとも一方の工程中に一軸延伸を実施することが、生産性の点より望ましい。

延伸は一軸方向に３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、延伸方向の直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度、またはそれ以上の延伸）を行なっても差し支えない。延伸時の温度は、４０〜１７０℃から選ぶのが望ましい。さらに、延伸倍率は最終的に前記範囲に設定されればよく、延伸操作は一段階のみならず、製造工程の任意の範囲の段階に実施すればよい。

フィルムへの染色は、フィルムにヨウ素または二色性染料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−ヨウ化カリウムの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウムの濃度は１０〜５０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム／ヨウ素の重量比は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。処理浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水溶液には、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。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧などの任意の手段が適用できる。

染色処理されたフィルムは、つ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または水−有機溶媒混合液の形で濃度０．３〜２モル／Ｌ程度で用いられ、液中には少量のヨウ化カリウム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、もちろん塗布法、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３〜２０分程度が好ましく、また必要に応じて処理中に延伸操作を行なってもよい。

このようにして得られる本発明の偏光膜の偏光度は、好ましくは９９％以上、より好ましくは９９．５％以上である。偏光度が９９％未満では液晶ディスプレイにおけるコントラストを確保することができなくなる傾向がある。

なお、偏光度は、２枚の偏光膜を、その配向方向が同一方向になるように重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ₁₁）と、２枚の偏光膜を、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、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ₁）より、下式にしたがって算出される。
〔（Ｈ₁₁−Ｈ₁）／（Ｈ₁₁＋Ｈ₁）〕^1/2

さらに、本発明の偏光膜の単体透過率は、好ましくは４３％以上である。４３％未満では液晶ディスプレイの高輝度化を達成できなくなる傾向がある。

単体透過率は、分光光度計を用いて偏光膜単体の光線透過率を測定して得られる値である。

このようにして得られる偏光膜は、その片面または両面に光学的に等方性の高分子フィルムまたはシートを保護膜として積層接着して、偏光板として用いることもできる。保護膜としては、たとえば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンエステル、ポリ−４−メチルペンテン、ポリフェニレンオキサイドなどのフィルムまたはシートがあげられる。

また、偏光膜には、薄膜化を目的として、上記保護膜の代わりに、その方面または両面にウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレア樹脂などの硬化性樹脂を塗布し、積層させることもできる。

偏光膜（少なくとも片面に保護膜あるいは硬化性樹脂を積層させたものを含む）は、その一方の表面に必要に応じて、透明な感圧性接着剤層が通常知られている方法で形成されて、実用に供される場合もある。感圧性接着剤層としては、アクリル酸エステル、たとえば、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどとα−モノオレフィンカルボン酸、たとえばアクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸などとの共重合物（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールのようなビニル単量体を添加したものも含む。）を主体とするものが、偏光フィルムの偏光特性を阻害することがないのでとくに好ましいが、これに限定されることなく、透明性を有する感圧性接着剤であれば使用可能で、たとえばポリビニルエーテル系、ゴム系などでもよい。

本発明の偏光膜は、平坦性に優れ、フィルムロールの外観に優れる本発明のポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造されるため、光学ムラがなく偏光性能の面内均一性にも優れており、電子卓上計算機、電子時計、ワープロ、パソコン、携帯情報端末機、自動車や機械類の計器類などの液晶表示装置、サングラス、防目メガネ、立体メガネ、表示素子（ＣＲＴ、ＬＣＤなど）用反射低減層、医療機器、建築材料、玩具などに好ましく用いられる。

重量平均分子量：ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法により以下の条件で測定した。

１）ＧＰＣ
装置：Ｗａｔｅｒｓ製２４４型ゲル浸透クロマトグラフ
カラム：東ソー（株）製ＴＳＫ−ｇｅｌ−ＧＭＰＷ_XL（内径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ、２本）
溶媒：０．１Ｍ−トリス緩衝液（ｐＨ７．９）
流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
温度：２３℃
試料濃度：０．０４０％
ろ過：東ソー（株）製０．４５μｍマイショリディスクＷ−２５−５
注入量：０．２ｍｌ
検出感度（示差屈折率検出器）：４倍

２）ＬＡＬＬＳ
装置：Ｃｈｒｏｍａｔｒｉｘ製ＫＭＸ−６型低角度レーザー光散乱光度計
温度：２３℃
波長：６３３ｎｍ
第２ビリアル係数×濃度：０ｍｏｌ／ｇ
屈折率濃度変化（ｄｎ／ｄｃ）：０．１５９ｍｌ／ｇ
フィルター：ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ製０．４５μｍフィルターＨＡＷＰ０１３００
ゲイン：８００ｍＶ

実施例１
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造）
５００ｌのタンクに１８℃の水２００ｋｇを入れ、撹拌しながら、重量平均分子量１２５０００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂４０ｋｇを加え、１５分間撹拌を続けた。その後一旦水を抜いたのち、さらに水２００ｋｇを加え１５分間撹拌した。得られたスラリーを脱水し、含水率４３重量％のポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを得た。

得られたポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキ７０ｋｇを溶解缶に入れ、可塑剤としてグリセリン４．２ｋｇ、剥離剤としてポリオキシエチレンドデシルアミン４２ｇおよび水１０ｋｇを加え、缶底から水蒸気を吹き込んだ。内部樹脂温度が５０℃になった時点で撹拌（回転数：５ｒｐｍ）を行ない、内部樹脂温度が１００℃になった時点で系内を加圧した。１５０℃まで昇温したのち、水蒸気の吹き込みを停止し（水蒸気の吹き込み量は合計７５ｋｇ）、３０分間撹拌（回転数：２０ｒｐｍ）を行なった。均一に溶解させたのち、濃度調整により濃度２９重量％のポリビニルアルコール系樹脂水溶液を得た。

次に、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液（液温１４７℃）を、ギアポンプ（Ｐ１）より２軸押出機に供給し、脱泡したのち、ギアポンプ（Ｐ２）より排出した。排出されたポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、Ｔ型スリットダイ（ストレートマニホールドダイ）よりドラム型ロールに流延して製膜した。かかる流延製膜の条件は下記のとおりとした。

ドラム型ロール
直径：３２００ｍｍ
幅：４０００ｍｍ
回転速度：８ｍ／分
表面温度：９０℃
Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度：９５℃

製膜後、膜の表面と裏面とに、下記の条件にて乾燥ロールに交互に通過させながら乾燥を行なった。

乾燥ロール
直径：３２０ｍｍ
幅：４０００ｍｍ
本数：１０本
回転速度：８ｍ／分
表面温度：８０℃

乾燥を終えたフィルム（含水率：３重量％）を、湿度５０％ＲＨの調湿部屋に移送したのち、連続して、外径１６５ｍｍ、幅４０００ｍｍのロール（芯管）に仮巻き取りし、フィルムの長さが４１００ｍとなったところで切断した。厚さは６０μｍであった。切断直後のロール最外層フィルムの表面温度は４０℃であり、２時間保管後には２５℃であった。続いて、フィルムロールからフィルムを巻き出し、幅３０００ｍｍとなるようスリットし、連続して幅４０００ｍｍのロール（芯管）に、長さ４０００ｍにて本巻き取りした（巻き取ったフィルムの含水率：３重量％）。乾燥から本巻き取り終了までの時間は４時間であった。

得られたフィルムロールの最外層フィルムの幅方向に対して中央を基準にした長さ１０ｃｍの部分と、中央から１ｍ離れた位置を基準にした長さ１０ｃｍの部分（左右２箇所）に関して、表面うねりをレーザー変位計（（株）キーエンス製、レーザーフォーカス変位計ＬＴ）を用いて測定した。３箇所のろ波最大うねりの平均値は３ｍｍであった。

ついで、得られたロール全体を、ガスバリアフィルム（三菱樹脂（株）製、テックバリア）で梱包した（フィルムの含水率：３重量％）。乾燥から梱包終了までの時間は６時間であった。このときフィルムロールの外観は極めて良好であった。

また、梱包後、一旦開封し、フィルムロール表層部、フィルムロール中央部、フィルムロール最内部から、それぞれ１ｍ×１ｍのフィルムを採取した（採取はフィルムの幅方向に対して中央を基準にした。）。かかるフィルムを、２３℃、５０％ＲＨの恒温恒湿室で、平坦な定盤上に１時間静置後、各フィルムの表面うねりを、１ｃｍ間隔で前記レーザー変位計を用いて測定した。定盤面を基準として表面うねりの最大高さ（ｈ）は、表層部６ｍｍ、中央部４ｍｍ、内部３ｍｍであった。

（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜について、偏光度および単体透過率を高速多波長複屈折測定装置（大塚電子（株）製、ＲＥＴＳ−２０００波長：５５０ｎｍ）を用いて測定したところ、偏光度は９９．９％、単体透過率は４３．２％であった。

また、得られた偏光膜をクロスニコル状態の２枚の偏光板（単体透過率４３．５％、偏光度９９．９％）の間に４５°の角度で挟んだ後に、表面照度１４０００ルックスのライトボックスを用いて、透過モードで観察したところ、光学的な色ムラは観察されなかった。

実施例２
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造）
乾燥から梱包までの時間を３０時間（仮巻き取りからスリットまでの保管を２０時間、本巻き取りから梱包までの時間を１０時間）とした以外は、実施例１と同様にしてフィルムロールを得た。フィルムの含水率は、乾燥後が３重量％、本巻き取り時が４重量％、梱包時が４．５重量％であった。得られたフィルムロールの最外層フィルムのろ波最大うねりを実施例１と同様にして測定した。３箇所のろ波最大うねりの平均値は２ｍｍであった。

また、梱包後、一旦開封し、フィルムロール表層部、フィルムロール中央部、フィルムロール最内部から、それぞれ１ｍ×１ｍのフィルムを採取し、実施例１と同様にして表面うねりを測定した。表面うねりの最大高さ（ｈ）は、表層部７ｍｍ、中央部５ｍｍ、内部３ｍｍであった。

（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜について、偏光度および単体透過率を測定したところ、偏光度は９９．７％、単体透過率は４３．１％であった。

実施例３
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造）
５００ｌのタンクに１８℃の水２００ｋｇを入れ、撹拌しながら、重量平均分子量１４１０００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂４０ｋｇを加え、１５分間撹拌を続けた。その後一旦水を抜いたのち、さらに水２００ｋｇを加え１５分間撹拌した。得られたスラリーを脱水し、含水率４３重量％のポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを得た。

得られたポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキ７０ｋｇを溶解缶に入れ、可塑剤としてグリセリン４．２ｋｇ、剥離剤としてポリオキシエチレンドデシルアミン４２ｇおよび水１０ｋｇを加え、缶底から水蒸気を吹き込んだ。内部樹脂温度が５０℃になった時点で撹拌（回転数：５ｒｐｍ）を行ない、内部樹脂温度が１００℃になった時点で系内を加圧した。１５０℃まで昇温したのち、水蒸気の吹き込みを停止し（水蒸気の吹き込み量は合計７５ｋｇ）、３０分間撹拌（回転数：２０ｒｐｍ）を行なった。均一に溶解させたのち、濃度調整により濃度２７重量％のポリビニルアルコール系樹脂水溶液を得た。

乾燥を終えたフィルム（含水率：３重量％）を、湿度５０％ＲＨの調湿部屋に移送したのち、連続して、外径１６５ｍｍ、幅４０００ｍｍのロール（芯管）に仮巻き取りし、フィルムの長さが４１００ｍとなったところで切断した。厚さは５０μｍであった。切断直後のロール最外層フィルムの表面温度は４０℃であり、２時間保管後には２５℃であった。続いて、フィルムロールからフィルムを巻き出し、幅３０００ｍｍとなるようスリットし、連続して幅４０００ｍｍのロール（芯管）に本巻き取りした（巻き取ったフィルムの含水率：３重量％）。乾燥から本巻き取り終了までの時間は４時間であった。

得られたフィルムロールの最外層フィルムのろ波最大うねりを実施例１と同様にして測定した。３箇所のろ波最大うねりの平均値は１ｍｍであった。

また、梱包後、一旦開封し、フィルムロール表層部、フィルムロール中央部、フィルムロール最内部から、それぞれ１ｍ×１ｍのフィルムを採取し（採取はフィルムの幅方向に対して中央を基準にした。）、実施例１と同様にして表面うねりを測定したところ、表面うねりの最大高さ（ｈ）は、表層部５ｍｍ、中央部４ｍｍ、内部３ｍｍであった。

（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜について、偏光度および単体透過率を測定したところ、偏光度は９９．９％、単体透過率は４３．３％であった。

実施例４
重量平均分子量１６５０００のポリビニルアルコール系樹脂を用いて、濃度２５重量％の水溶液を製膜する以外は実施例３と同様にしてフィルムロールを得た。得られたフィルムロールの最外層フィルムのろ波最大うねりを実施例１と同様にして測定した。３箇所のろ波最大うねりの平均値は０．５ｍｍであった。

また、梱包後、一旦開封し、フィルムロール表層部、フィルムロール中央部、フィルムロール最内部から、それぞれ１ｍ×１ｍのフィルムを採取し、実施例１と同様にして表面うねりを測定した。表面うねりの最大高さ（ｈ）は、表層部４ｍｍ、中央部３ｍｍ、内部２ｍｍであった。

（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜について、偏光度および単体透過率を測定したところ、偏光度は９９．９％、単体透過率は４３．５％であった。

比較例１
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造）
乾燥から梱包までの時間を７２時間（仮巻き取りからスリットまでの保管を４８時間、本巻き取りから梱包までの時間を２４時間）とした以外は、実施例１と同様にしてフィルムロールを得た。フィルムの含水率は、乾燥後が３重量％、本巻き取り時が６重量％、梱包時が７重量％であった。得られたロールの最外層フィルムのろ波最大うねりを実施例１と同様にして測定した。３箇所のろ波最大うねりの平均値は１７ｍｍであった。フィルムロールの外観は幅方向にしわが生じており不良であった。

また、梱包後、一旦開封し、フィルムロール表層部、フィルムロール中央部、フィルムロール最内部から、それぞれ１ｍ×１ｍのフィルムを採取し、実施例１と同様にして表面うねりを測定した。表面うねりの最大高さ（ｈ）は、表層部２０ｍｍ、中央部１５ｍｍ、内部１０ｍｍであった。

（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜について、偏光度および単体透過率を測定したところ、偏光度は９８．７％、単体透過率は４３．５％であった。

また、得られた偏光膜をクロスニコル状態の２枚の偏光板（単体透過率４３．５％、偏光度９９．９％）の間に４５°の角度で挟んだ後に、表面照度１４０００ルックスのライトボックスを用いて、透過モードで観察したところ、光学的な色ムラが観察された。

比較例２
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造）
５００ｌのタンクに１８℃の水２００ｋｇを入れ、撹拌しながら、重量平均分子量１２５０００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂４０ｋｇを加え、１５分間撹拌を続けた。その後一旦水を抜いたのち、さらに水２００ｋｇを加え１５分間撹拌した。得られたスラリーを脱水し、含水率４３重量％のポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを得た。

得られたポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキ７０ｋｇを溶解缶に入れ、可塑剤としてグリセリン４．２ｋｇ、剥離剤としてポリオキシエチレンドデシルアミン４２ｇおよび水１０ｋｇを加え、缶底から水蒸気を吹き込んだ。内部樹脂温度が５０℃になった時点で撹拌（回転数：５ｒｐｍ）を行ない、内部樹脂温度が１００℃になった時点で系内を加圧した。１５０℃まで昇温したのち、水蒸気の吹き込みを停止し（水蒸気の吹き込み量は合計７５ｋｇ）、３０分間撹拌（回転数：２０ｒｐｍ）を行なった。均一に溶解させたのち、濃度調整により濃度１２重量％のポリビニルアルコール系樹脂水溶液を得た。

ドラム型ロール
直径：３２００ｍｍ
幅：４０００ｍｍ
回転速度：６ｍ／分
表面温度：８０℃
Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度：７０℃

乾燥ロール
直径：３２０ｍｍ
幅：４０００ｍｍ
本数：１０本
回転速度：６ｍ／分
表面温度：８０℃

乾燥を終えたフィルム（含水率：１２重量％）を、湿度５０％ＲＨの調湿部屋に移送したのち、連続して、外径１６５ｍｍ、幅４０００ｍｍのロール（芯管）に仮巻き取りし、フィルムの長さが４１００ｍとなったところで切断した。厚さは５０μｍであった。切断直後のロール最外層フィルムの表面温度は４０℃であり、２時間保管後には２５℃であった。続いて、フィルムロールからフィルムを巻き出し、幅３０００ｍｍとなるようスリットし、連続して幅４０００ｍｍのロール（芯管）に、長さ４０００ｍにて本巻き取りした（巻き取ったフィルムの含水率：１１重量％）。乾燥から本巻き取り終了までの時間は４時間であった。

得られたフィルムロールの最外層フィルムのろ波最大うねりを実施例１と同様にして測定した。３箇所のろ波最大うねりの平均値は１５ｍｍであった。

ついで、得られたロール全体を、ガスバリアフィルム（三菱樹脂（株）製、テックバリア）で梱包した（フィルムの含水率：１０重量％）。乾燥から梱包終了までの時間は６時間であった。このときフィルムロールの外観は極めて良好であった。

また、梱包後、一旦開封し、フィルムロール表層部、フィルムロール中央部、フィルムロール最内部から、それぞれ１ｍ×１ｍのフィルムを採取し（採取はフィルムの幅方向に対して中央を基準にした。）、実施例１と同様にして表面うねりを測定したところ、表面うねりの最大高さ（ｈ）は、表層部１８ｍｍ、中央部１５ｍｍ、内部１０ｍｍであった。

（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜について、偏光度および単体透過率を測定したところ、偏光度は９８．２％、単体透過率は４３．４％であった。

実施例及び比較例の結果を表１に示す。

Claims

サイズが１ｍ×１ｍのポリビニルアルコール系フィルムを平坦な定盤上に設置したときに、表面うねりの最大高さ（ｈ）が、１ｃｍ以下であることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム。
フィルムの長さ３０００ｍ以上が巻き取られたロール状のポリビニルアルコール系フィルムであって、ロール最外層フィルムの幅方向におけるろ波最大うねりが、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のポリビニルアルコール系フィルム。
重量平均分子量１２００００〜３０００００のポリビニルアルコール系樹脂を用いてなることを特徴とする請求項１または２記載のポリビニルアルコール系フィルム。
フィルムの厚みが３０〜７０μｍであることを特徴とする請求項１、２または３記載のポリビニルアルコール系フィルム。
フィルム幅が２ｍ以上であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のポリビニルアルコール系フィルム。
（Ａ）キャスティング法によりポリビニルアルコール系フィルムを製膜する工程、
（Ｂ）製膜されたポリビニルアルコール系フィルムを加熱して、含水率を１〜５重量％に調整する工程、
（Ｃ）加熱されたポリビニルアルコール系フィルムをスリットしたのち、フィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取る工程、および
（Ｄ）巻き取ったポリビニルアルコール系フィルムを梱包する工程
からなることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法。
工程（Ｄ）が、湿度３０〜７０％ＲＨの環境下、フィルム中の含水率を１〜５重量％に維持した状態で行なわれることを特徴とする請求項６記載のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法。
工程（Ｃ）が、加熱されたポリビニルアルコール系フィルムを、一旦ロールに巻き取ったのち、該ロールより巻き出してスリットし、さらにフィルム中の含水率を１〜５重量％に調整した状態でロールに巻き取る工程であることを特徴とする請求項６または７記載のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法。
工程（Ｂ）の加熱から、工程（Ｄ）の梱包までが、４８時間以内に行われることを特徴とする請求項６、７または８記載のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法。
偏光膜の原反フィルムとして用いることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のポリビニルアルコール系フィルム。
請求項１、２、３、４、５または１０記載のポリビニルアルコール系フィルムからなることを特徴とする偏光膜。
請求項１１記載の偏光膜の少なくとも片面に保護膜を設けてなることを特徴とする偏光板。