JP2007308670A - トリアセチルセルロースフィルムの選択的アルカリ鹸化処理法並びにその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムの鹸化処理において、表面が高機能付与加工されたもう１方の片側を苛性アルカリ浴に浸すことなく、偏光子と接着する他方のＴＡＣフィルム面側を選択的に苛性アルカリで鹸化処理する。
【解決手段】アルカリ性で安定した増粘性を有すアクリル酸を主体としたアクリル系共重合物を含有する水溶液に苛性ソーダ又は苛性カリを溶解してなる塗付液を調整し、ＴＡＣフィルム表面にコートする（苛性アルカリ水溶液だけでは表面張力によりフィルム面に保持できない）。次いで加熱乾燥し、ＴＡＣフィルムの表面のアセチル基を鹸化反応処理する。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明はＴＡＣフィルムの片面を、アクリル系共重合体を含む苛性ソーダ（ＮａＯＨ）又は苛性カリ（ＫＯＨ）アルカリ性コティーグ液を塗布コートし、乾燥箱などを加熱空間を通過中に大半の水分を蒸発除去した後、乾燥残渣を水洗除去した後、必要に応じフィルムを乾燥してＴＡＣフィルムの片面だけをケン化処理する方法に関する。

ＴＡＣフィルムは液晶表示などに用いられる偏光フイルムを構成する主要材料である。すなわち、ＴＡＣフィルムはＰＶＡフイルムを沃素などにより染色し延伸してなる偏光子を、主として保護する目的で片側又は両側からこの偏光子をラミネートする材料の９０％以上を占めるフィルムである。ラミネートする際の接着剤としてはＰＶＡの水溶液が用いられる。
このＴＡＣフィルムを偏光子の延伸したＰＶＡフィルムからなる偏光子と接着するためにＴＡＣフィルムの表面を苛性アルカリにより鹸化処理によりＴＡＣフィルム表面の−ＯＣＯＣＨ_３基の一部を親水基である−ＯＨに加水分解する必要がある。
これまでのＴＡＣフィルムの鹸化処理法はＮａＯＨ又はＫＯＨ等のアルカリ温水溶液（３０℃〜６０℃）中にＴＡＣフィルムを数分間潜らせた後、水洗し必要に応じ乾燥するケン化処理方法が用いられている。
しかし偏光フィルムは主用途の液晶表示などの場合、偏光子と接着する面の反対側を樹脂類及びその他の薬剤をバインダーと共に塗布加工する場合が多い。具体的には、ハード（ＨＣ）コート、アンチグレア（ＡＧ）コート、アンチリフレクト（ＡＲ）コート、帯電防止（ＡＳ）コート、視野角拡大改善（ＷＶ）のためのフィルム表面加工などがそれに当る（以後、これ等を機能付与加工と総称する）。
これ等の機能付与加工はＴＡＣ表面との密着性を保つ意味から上述の苛性アルカリによる鹸化処理前に行うのが一般的である。従って機能付与加工後アルカリ鹸化を行うことになるがＴＡＣフィルムを鹸化する条件、すなわち加熱された苛性アルカリ水中に潜らせるのでは機能付与加工面がダメージを受ける場合が少なくなく、ＴＡＣフィルムと偏光子との接着面だけを選択的に鹸化処理することが望まれている。
ＴＡＣフィルムの未加工面を選択的にアルカリケン化処理する方法として機能付与加工面を酢酸ビニル、ポリエチレン，ポリエステル等のフィルムで保護し、アルカリ水溶液が機能付与加工面に直接触れない方法が提案されている。
しかし、本法は加工のコストアップの要因にであり、またアルカリ鹸化条件により保護フィルムと機能付与加工面の間の剥離やアルカリ液の侵食による機能付与面の局部的ダメージなど新たな品質問題発生の原因になっている。

本発明の詳細と利点

このような状況に鑑み、研究者は鋭意検討の結果ＴＡＣフィルムの片面を、アクリル系共重合体を含む苛性ソーダ（ＮａＯＨ）又は苛性カリ（ＫＯＨ）アルカリ性コート液を塗付コートし、乾燥箱などを通過中に大半の水分を蒸発除去した後乾燥残渣を水洗除去して必要に応じて乾燥してＴＡＣフィルムの片面だけを鹸化処理する方法を見出した。即ち本発明は、

水溶性アクリル系共重合体を０．１％以上含有する苛性ソーダ又は苛性カリ性のコート液をＴＡＣフィルムの片面に塗布し加熱炉中で加熱乾操し大半の水分を加熱除去後塗付面の固形残渣を水洗除去して、ＴＡＣフィルムの片面だけを選択的に鹸化が可能になり、鹸化処理必要面の反対面が強アルカリによる機能付与加工面の損傷を受けることはない。又、予め機能付与加工面を酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリエステルなどのフィルムで保護する方法より材料コスト分有利なだけではなく、保護フィルムによる押し傷など２次的品質問題も少なことが用意に類推できる。

本発明方法によるＴＡＣフィルムの鹸化処理装置は従来の苛性アルカリ浴中にＴＡＣフィルム全体を潜らせる方法に比べ設備の小型化が可能であり、偏光板製造装置へのインライン化がより容易であり、設備全体の投資額の削減に繋がと推察できる。

〔００３〕においてＮａＯＨまたはＫＯＨのコート液が、乾燥後の固形残渣を水で洗浄除去時、無色透明のため洗浄除去状態が判り難い。染料又は顔料で着色することにより、アクリルポリマーインクの残渣除去を目視検査だけで用意に確認できる。

本発明の要点は本水溶性アクリル系共重合体が強アルカリに安定な増粘性を有すことを利用し、ＴＡＣフィルムの表面鹸化処理に必要量の苛性アルカリをＴＡＣフィルム上に保持させることにある。次いでそのまま加熱乾燥し、ＴＡＣフィルムの表面加水分解を促進させた後、乾燥残渣を水で洗い落とし必要に応じ水きり乾燥する。本法はフィルム全体を加温苛性アルカリ水中に潜らせる法より遥かに勝る処理スピードを達成でき、且つフィルムの片側だけを選択的にアルカリ鹸化処理が可能な方法である。増粘剤としてはアルカリ性に安定な水溶性アクリルポリマーで、市販されている（メタ）アクリル酸を主体とする共重合体である。
本法に用いられる苛性アルカリとしてはＮａＯＨ（苛性ソーダ）、ＫＯＨ（苛性カリ）が挙げられる。苛性アルカリ濃度は苛性アルカリの種類、意図する生産スピードや加熱条件により決まってくるが、生産性、鹸化ＴＡＣフィルムの品質維持、コーテングに望ましい粘度維持等から０．２Ｎ〜１Ｎが望ましい。
コート液をＴＡＣフィルム上にコートする方法はロールコート、グラビアコート、ダイコートなど何れも可能であるが、あり程度の厚み精度が確保されフィルム表面を傷をつけない配慮がなされればスポンジ状ゴムロールによる塗付で充分目的を達成できる。
加熱熱源の種類は問わないが、機能付与加工面への影響、フィルムのカールなどを考慮し熱源が限定される場合がある。加熱温度は５０℃〜９０℃が望ましい。本法により機能付与加工面に保護フィルムなどの覆いを施すことなく、ＴＡＣフィルム片面だけを選択的に鹸化処理が可能になった。
又、従来の苛性アルカリ水溶液中にＴＡＣフィルムを継続的に潜らせる方法では苛性アルカリを逐次補充し濃度を一定に保ってもＴＡＣフィルムから溶出する可塑剤などが蓄積し、時間の経過と共にＴＡＣフィルムの鹸化度合いに変化が起こるため、苛性アルカリ浴を新たに調整し直す必要があった。
本法は常に一定組成の鹸化用インクが補給される方法で安定したアルカリ鹸化ＴＡＣフィルムが得られ、安定したラミネート品質が保たれる。アルカリ濃度、乾燥温度、生産スピードの組合せによりＴＡＣフィルム表面から鹸化反応が進む深さをコントロールでき、目的に合った鹸化処理が可能になる。
以下、実施例により本発明の具体例を示す。

アクリル系重合体増粘剤ビニゾール１０２０（大同化成工業製）を７重量部秤取し、攪拌下９０重量部の水に加える。次いでフレーク状苛性ソーダ３部を少量づつ加え固形分が完全に溶解するまで攪拌する。１時は全体が固化する状態になるが徐々に流動する状態になり、１時間攪拌後は流動性良好になり６５ｃｐｓ（７０ｒｐｍ）の糊状アルカリコート液が得られた。このＮａＯＨ水アルカリコート液を市販のスポンジ製のペイント塗りロールでＴＡＣフィルムの片面に塗った。コート厚は平均０．９ｍｍであった。このフィルムを温度８０℃設定した乾燥箱に導き乾燥した。乾燥箱滞留距離は２ｍ、滞留時間は２分である。乾燥箱を出て来たフィルム上のコート液は半乾き状態でフィルム表面に付着している。これを４０℃イオン交換水で洗い落とし引き続いて水切りロールで表面に付着した水を搾り取った。こうして得られたＴＡＣフィルムと水滴の接触角度を測定した。（表１）尚、延伸ＰＶＡフィルムと本発明片側鹸化処理フィルムの処理側を延伸ＰＶＡの両側からラミネートした。使用した接着剤は鹸化度９９％以上のＰＶＡ（クラレ社製）粉末を水に溶解して得られた３．５％水溶液を使用した。初期接着を含め何ら問題はなかった。

実施例１のビニゾール１０２０の替わりに１０２９（大同化成工業製）を使用した。
その他の薬剤、処理および操作条件は全て実施例１と同じ条件にした。
得られた糊状ＮａＯＨコート液の粘度は６２ｃｐｓであった。
同様に本発明法のコートによる片面アルカリ鹸化処理法で処理したフィルムの水滴接触角度を測定した。（表１）

実施例１のＮａＯＨの替わりにＫＯＨを５重量部用いた。得られた糊状ＫＯＨ水溶液の粘度は７７ｃｐｓであった。スポンジロールによりコートしＴＡＣフィルの片面にコーとした。平均糊状インクのコート厚みは１．４ｍｍであった。
更に、このコートしたＴＡＣフィルムを乾燥炉に導き同条件で片面鹸化処理を行い水洗乾燥後水滴接触角度を測定した結果は表１の通りである。
また、本実施例により片面鹸化処理した２枚のＴＡＣフィルムの鹸化処理面でＰＶＡ偏光子を３．５％ＰＶＡ水溶液を用いてラミネートした結果は全く問題の無いＴＡＣを保護層とする偏光フィルムが得られた。

実施例１同様にして得られた糊状ＮａＯＨコート液に赤色染料、アイゼンプリムラレッド４ＢＨ（保土ヶ谷化学製）０．０１重両部を入れて赤色に着色したコート液を作った。これを実施例１と同様にＴＡＣフィルムにコートし同様に加熱処理後４０℃イオン交換水で乾燥残渣を洗い落とした。洗い落とした後も残渣の洗い残し部分は赤色に着色しており、容易に識別可能であった。
こうして得られてＴＡＣフィルムの表面に水滴を落としフィルムとの接触角度を測定し同じフィルムの未処理側のそれと比較した。

表１

尚、延伸偏光子との本発明の片面アルカリ鹸化ＴＡＣフィルム処理側とのラミネートを試みた。使用した接着剤は３．５％ＰＶＡ水溶液である。初期接着を含め何ら問題は見られなかった。

連続式ＴＡＣフィルムの選択的ケン化処理装置である。

Claims (7)

1. アクリル系共重合体を０．１％以上含有する苛性ソーダ又は苛性カリ性の水溶液からなるコート液をトリアセチルセルローズフィルム（以後「ＴＡＣフィルム」と称する）片面に塗布し加熱炉など加熱空間で加熱乾操し大半の水分を加熱除去後、塗布面の固形残渣を水洗除去してＴＡＣフィルムの片面だけを選択的にアルカリケン化処理法。
2. 請求項１において苛性ソーダ又は苛性カリ性のコート液の苛性ソーダ又苛性カリ濃度が０．１Ｎ〜３Ｎ範囲である鹸化処理コート液。
3. 請求項１においてアクリル共重合体が（メタ）アクリル酸を主体とする共重合体で、水あるいは温水に溶けやすく除去しやすいアクリル系重合体。
4. 請求項１において苛性ソーダ又は苛性カリ性のコート液が後の洗浄除去の際に除去されたことが判り易くするために染料又は顔料で薄く着色されたコート液。
5. 請求項１において乾燥残渣を水洗除去し必要に応じて希硫酸水中でアルカリ残分を中和除去する方法。
6. 請求項１においてアクリル系共重合体を０．１％以上含有するアルカリケン化液の粘土が２０ｃｐｓ．（７０ｒｐｍ．ｓｐｉｎｄｌｅ：＃３）以上であるコート水溶液。
7. 請求項１において必要に応じてＴＡＣフィルムの片面だけの選択的鹸化後乾燥し巻き取るまでの連続製造装置。

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