JP2013210520A - 偏光子の製造システム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光子の光学特性を低下させずに生産性を向上させ、かつ処理液の液切れ性を維持できる、偏光子の製造システムを提供する。
【解決手段】長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを少なくとも１つの処理手段で処理する偏光子の製造システムであって、前記処理手段は、処理液を収納した処理槽を有し、前記処理手段で処理された前記ポリビニルアルコール系フィルムを前記処理槽から挟持しながら搬送するニップロールが、繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる弾性層とを有するゴムロールを１対有して構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを少なくとも１つの処理手段（処理工程）で処理する偏光子の製造システムおよびその製造方法に関する。処理工程としては、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、洗浄工程が挙げられ、それらの内いずれか少なくとも１つの処理工程で本発明を適用することができる。

画像表示装置（特に、液晶表示装置）には、偏光子等の光学フィルムが用いられている。通常、前記偏光子は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを染色・一軸延伸することで作製されている。ＰＶＡ系フィルムを一軸延伸すると、ＰＶＡ分子に吸着（染色）した二色性物質が配向するため、偏光子となる。

偏光子の製造方法として、未配向のＰＶＡフィルムを膨潤浴中で膨潤した後、ヨウ素または二色性染料を吸着させ、さらにホウ酸を含有する水溶液中で、架橋、延伸等の処理を施すことが提案されている（特許文献１、２）。これらの膨潤浴（槽）、架橋浴、延伸浴、洗浄浴との間には、後段の浴へフィルムを搬送するために、ニップロール（一対ロール）あるいは単ロールが配置されている。このニップロールは金属製のロール芯の外周にゴム層を形成したロールで構成され、このニップロールで処理フィルムを挟みながら搬送させることで、処理フィルムに付着した処理液を取り除き（液切れ処理）、後段の浴内に前段の処理液が持ち込まれることを抑制している。

特開平１０‐１５３７０９号公報 特開２００４‐３４１５１５号公報

近年、画像表示装置の大型化および偏光子の生産性向上のために、偏光子の広幅化が要求されている。広幅の偏光子を製造するために、上記ニップロールのロール面長を拡大しなければならず、それによってロール自重が増大する。ロール自重が増大すると、ロール形状の直線性が損なわれることが懸念される。偏光子の製法においては、僅かな直線性の低下でも致命的である。特に直線性が低下することに比例して、液切れ性能が低下する。この液切れ性能の低下によって、わずかな水滴がフィルムに残るだけでも、水滴の残った部分が局所的に膨潤してフィルムにシワやムラが生じる原因になる。また、水滴の跡でさえフィルムの汚染の原因になる。

また、延伸工程では、延伸のストレスによってロール形状の直線性が損なわれ易く、延伸安定性が低下することが懸念される。偏光子は、高度な（光学）軸精度が要求されており、わずかな延伸安定性の低下によって発生した吸収軸のバラツキでさえ、光学特性を大きく低下させる原因になる。

また、ニップロールとして、クラウンロール（中央部が両端部よりもロール直径が大きいロール）を用いることが考えられる。しかし上記液切れ性能と延伸安定性能の両方を高度に維持することは難しいと考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、液切れ性能と延伸安定性能の両方を高度に維持して、高精度の光学特性を有する偏光子を製造できる、偏光子の製造システム、製造方法を提供することを目的とする。また、偏光子製造用のゴムロールを提供する。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光子製造用のゴムロールにより、前記目的を達成できることを見出し、本発明の偏光子の製造システム、製造方法を完成するに至った。

即ち、本発明のゴムロールは、繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる弾性層とを有する。

このゴムロールは、高強度、高剛性および軽量であり、これを一対として構成したニップロールとすることができる。例えば、前段の処理槽から処理フィルムを挟持しながら後段の処理槽（あるいは別工程）へ搬送させるために用いることができ、ロールの直線性が低下することがなく、液切れ性を高度に維持できる。また、延伸処理に用いた場合でも延伸ストレスで直線性が低下することがなく、延伸安定性を高度に維持できる。

上記発明の一実施形態として、前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチックである。

この構成では、炭素繊維強化プラスチックを軸芯に用いているため、より高強度、高剛性および軽量であり、上記効果をより発揮できる。

上記発明の一実施形態として、軸芯およびゴムロールはクラウンロール形状であることが好ましい。

上記発明の一実施形態として、前記弾性層は、カーボンを含有する。カーボンを含有させることで、耐久性が向上するため好ましい。

上記発明の一実施形態として、前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチック、繊維強化プラスチックとして、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、ケブラー繊維強化プラスチック（ＫＦＲＰ）、ダイニーマ繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）およびボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）の中で、いずれか１つまたは複数の組み合わせの構成である。

また、他の本発明は、長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを少なくとも１つの処理手段で処理する偏光子の製造システムであって、
前記処理手段は、処理液を収納した処理槽を有し、
前記処理手段で処理された前記ポリビニルアルコール系フィルムを前記処理槽から挟持しながら搬送するニップロールが、繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる、カーボンを含有する弾性層とを有するゴムロールを１対有して構成される。

この構成によって、ポリビニルアルコール系フィルムの幅広化に対応して、処理手段の後段に配置されるニップロールの軸芯に繊維強化プラスチックを用いたことで、ニップロールの直線性が低下することなく、処理液の液切れ性能も高度に維持して、高精度の光学特性を有する偏光子を製造できる。

本発明において「長尺のポリビニルアルコール系フィルム」は、単層構造のポリビニルアルコール系フィルムや熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層が塗工形成されたフィルムを含む。この熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層が塗工形成されたフィルムを延伸することで薄型の偏光子を得ることができる。

上記発明の一実施形態として、前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチックである。

この構成では、炭素繊維強化プラスチックを軸芯に用いているため、より高強度、高剛性および軽量であるため、上記効果をより発揮できる。

上記発明の一実施形態として、前記処理手段は、処理液に接触させながらポリビニルアルコール系フィルムを延伸する延伸処理手段、および／または洗浄処理を行う洗浄処理手段である。

この構成によれば、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸処理する延伸処理手段で上記ニップロールを用いているため、延伸ストレスでニップロールの直線性が低下することがなく、延伸安定性が低下することがない。そのため、乾燥処理後のフィルム透過率のバラツキを抑えて、光学特性の面内均一性に優れた偏光子を得ることができる。また、ポリビニルアルコール系フィルムを洗浄処理する洗浄手段で上記ニップロールを用いているため、ニップロールの直線性が低下することがなく液切れ性能を高度に維持でき、液跡による汚染やシワのない偏光子を得ることができる。

上記発明の一実施形態として、前記処理手段は、膨潤処理槽、染色処理槽、架橋処理槽をさらに有し、膨潤処理槽と染色処理槽との間の処理フィルムの搬送を上記ニップロールで行い、染色処理槽と架橋処理槽との間の処理フィルムの搬送を上記ニップロールで行い、架橋処理槽で処理された処理フィルムの搬送を上記ニップロールで行う。

上記発明の一実施形態として、軸芯およびゴムロールはクラウンロール形状であることが好ましい。

上記発明の一実施形態として、前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチック、繊維強化プラスチックとして、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、ケブラー繊維強化プラスチック（ＫＦＲＰ）、ダイニーマ繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）およびボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）の中で、いずれか１つまたは複数の組み合わせの構成である。

また、他の本発明は、長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを少なくとも１つの処理工程で処理する偏光子の製造方法であって、
処理槽内の前記処理液に前記長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを接触させて処理フィルムを得る湿式処理工程と、
前記湿式処理工程で処理された前記ポリビニルアルコール系フィルムをニップロールで前記処理槽から挟持しながら搬送する搬送工程とを有し、
前記ニップロールは、繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる、カーボンを含有する弾性層とを有するゴムロールを１対有して構成される。

この構成によって、ポリビニルアルコール系フィルムの幅広化に対応して、処理工程の後段に配置されるニップロールの軸芯に繊維強化プラスチックを用いたことで、ニップロールの直線性が低下することなく、処理液の液切れ性能も高度に維持して、高精度の光学特性を有する偏光子を製造できる。

上記発明の一実施形態として、前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチックである。

上記発明の一実施形態として、前記湿式処理工程は、延伸処理を行う延伸処理工程および／または洗浄処理を行う洗浄処理工程である。

上記発明の一実施形態として、前記処理工程は、膨潤処理工程、染色処理工程、架橋処理工程をさらに含み、膨潤処理工程と染色処理工程との間の処理フィルムの搬送を上記ニップロールで行い、染色処理工程と架橋処理工程との間の処理フィルムの搬送を上記ニップロールで行い、架橋処理槽で処理された処理フィルムの搬送を上記ニップロールで行う。
上記発明の一実施形態として、軸芯およびゴムロールはクラウンロール形状であることが好ましい。

上記発明の一実施形態として、前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチック、繊維強化プラスチックとして、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、ケブラー繊維強化プラスチック（ＫＦＲＰ）、ダイニーマ繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）およびボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）の中で、いずれか１つまたは複数の組み合わせの構成である。

実施形態１の偏光子の製造システム（方法）を示す概念図である。 別実施形態のニップロールの一例を示す概念図である。 実施形態１のゴムロールの一例を示す概念図である。

（実施形態１）
実施形態１の偏光子の製造システム（方法）を図１を参照しながら説明する。図１において、図面左側に、ＰＶＡ系フィルムの被処理フィルムＦがロール状に配置されており、フィードロール８によって図面右方向に搬送される。各種処理液が各処理槽に収納されており、図面左から膨潤処理槽１、染色処理槽２、架橋処理槽３、延伸処理槽４、洗浄処理槽５が順に配置される。

前後の処理槽間には、第１〜第５ニップロール（１０、２０、３０、４０、５０）がそれぞれ配置されており、処理液で処理された処理フィルムの搬送および処理液の液切り処理を行っている。第１〜第５ニップロール（１０、２０、３０、４０、５０）は、不図示のモータと連動して回転駆動する駆動ロール（１２、２２、３２、４２、５２）と、この駆動ロールに連動して回転する従動ロール（１１、２１、３１、４１、５１）とを有して構成されている。なお、別実施形態として、両方のロールが駆動ロールとして構成されていてもよい。実施形態１の一対のニップロールは、２つのロール（例えば、駆動ロール５２、従動ロール５１）が水平方向で配置されているが、本発明のニップロールは、これに制限されず、所定角度で傾斜していてもよい。例えば、図２に示すように、２つのロール（例えば、駆動ロール５２、従動ロール５１）が垂直方向で配置されていてもよい。

上記第４、第５ニップロール４０、５０を構成する一対のゴムロールは、炭素繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる弾性層とを有する。例えば、図３に示すように、第５ニップロール５０の駆動ロール５２は、炭素繊維強化プラスチックを有する軸芯５２ａと、軸芯５２ａの外周に被服される弾性層５２ｂとを有する構成である。従動ロール５１、第４ニップロール４０の駆動ロール４２、従動ロール４１も同様の軸芯、弾性層を有する。

本発明のニップロールを構成するゴムロールの長手方向長さ（幅）は、例えば、１３００ｍｍ以上の場合に好適であり、１５５０ｍｍ以上の場合により好適に用いられる。

炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維にプラスチック材料（例えば、エポキシ樹脂）を含浸した後，硬化させて成形した複合材料である。炭素繊維は、ポリアクリルニトリル繊維（ＰＡＮ系）とコールタールピッチを原料に高温で炭化して作った繊維（ピッチ系）が例示される。炭素繊維強化プラスチックの製造は、オートクレーブ法、ハンドレイアップ法、フィラメントワインディング法、シートワインディング法、プルトルージョン成型法が例示される。

炭素繊維の弾性率は、例えば、２００〜９５０ＧＰａであり、好ましくは２５０〜８００ＧＰａ、より好ましくは３００〜７５０ＧＰａである。炭素繊維の比重は、例えば、１．３〜１．９であり、好ましくは１．５〜１．７である。

弾性層５２ｂの材料は、耐処理液性の各種樹脂、合成ゴムが例示される。弾性層にカーボンが配合される場合には、その配合量は、例えば、弾性層の材料に対し、２０〜４０重量％の配合量の範囲が挙げられる。弾性層５２ｂの厚みは、例えば、３〜２０ｍｍであり、好ましくは６〜１５ｍｍ、より好ましくは８〜１２ｍｍである。上記厚みに設定することで、処理液の液切り性がより向上する。

第１〜第３ニップロール１０、２０、３０を構成する一対のゴムロールは、ステンレス製の軸芯を有する軸芯と、軸芯の外周に設けられる弾性層とを有する。

洗浄処理槽５の後段には、乾燥処理部６が配置され、乾燥処理部６によって処理フィルムが乾燥され、その後適宜処理フィルムの少なくとも片面に透明保護フィルムを設け、再びロールＦ１として巻回される。

本実施形態１のＰＶＡ系フィルムには、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等があげられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものがあげられる。ポリビニルアルコールの重合度は、１００〜１００００程度が好ましく、１０００〜１００００がより好ましい。ケン化度は８０〜１００モル％程度のものが一般に用いられる。ＰＶＡ系フィルムは、単層構造のフィルムである。

上記の他、ＰＶＡ系フィルムとしては、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルム、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。

前記ＰＶＡ系フィルム中には、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を含有することもできる。可塑剤としては、ポリオールおよびその縮合物等が挙げられ、たとえばグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。可塑剤等の使用量は、特に制限されないがポリビニルアルコール系フィルム中２０重量％以下とするのが好適である。

また、長尺のポリビニルアルコール系フィルムとして、単層構造のポリビニルアルコール系フィルム以外に、熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層が塗工形成されたフィルムが例示される。この熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層が塗工形成されたフィルムを延伸することで薄型の偏光子を得ることができる。

上記単層構造のＰＶＡ系フィルムの厚さは、例えば１５〜１１０μｍの範囲内が好ましく、２０〜１１０μｍの範囲内がより好ましく、２５〜１００μｍの範囲内が更に好ましく、３０〜８０μｍの範囲内が特に好ましい。単層構造のＰＶＡ系フィルムの厚さが１５μｍ未満であると、ＰＶＡ系フィルムの機械的強度が低すぎて、均一な延伸が困難になり、偏光子を製造する場合には、色斑が発生しやすい。その一方、単層構造のＰＶＡ系フィルムの厚さが１１０μｍを超えると、十分な膨潤が得られないため偏光子の色斑が強調されやすくなるので、好ましくない。

上記熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層が塗工形成されたフィルムの厚さは、３０〜２００μｍの範囲内が好ましく、４０〜１８０μｍの範囲内がより好ましく、５０〜１６０μｍの範囲内が更に好ましい。

本実施形態１の偏光子の製造方法は、図１に示す処理槽の順に、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、および洗浄工程を含む。ロールから繰り出される被処理フィルム（ＰＶＡ系フィルム）Ｆに、順次に、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、洗浄工程が施され、最終的に乾燥工程が施されて偏光子が製造される。本実施形態では、膨潤工程は膨潤処理槽１で行われ、染色工程は染色処理槽２で行われ、架橋工程は架橋処理槽３で行われ、延伸工程は延伸処理槽４で行われ、洗浄工程は洗浄処理槽５で行われる。各工程の槽間には上記ニップロールが配置され、このニップロールによって後段の槽（処理手段）へＰＶＡ系フィルム（処理後のフィルム）を搬送する。ニップロールは処理液の液切りを行い、また延伸処理も行う。

前記膨潤工程は、原反フィルムとしてのＰＶＡ系フィルムを、膨潤液（処理液）に接触させる工程である。当該工程を行うことにより、ＰＶＡ系フィルムが水洗され、ＰＶＡ系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができると共に、ＰＶＡ系フィルムを膨潤させることで染色ムラ等の不均一性を防止することが可能になる。

前記膨潤液としては、例えば水を使用することができる。更に、膨潤液中には、グリセリンやヨウ化カリウム等を適宜加えてもよい。添加する濃度は、グリセリンの場合５重量％以下、ヨウ化カリウムの場合１０重量％以下であることが好ましい。膨潤液の温度は、２０〜４５℃の範囲が好ましく、２５〜４０℃の範囲内がより好ましく、３０〜３５℃の範囲内が更に好ましい。また、膨潤液との接触時間は特に限定されないが、通常は２０〜３００秒間であることが好ましく、３０〜２００秒間であることがより好ましく、３０〜１２０秒間であることが特に好ましい。

膨潤工程では、適宜に延伸することができる。前記延伸倍率は、ＰＶＡ系フィルムの元長に対して、通常、６．５倍以下とされる。好ましくは、光学特性の点から、前記延伸倍率は、１．２〜６．５倍、更には２〜６．３倍、更には３〜６．２倍にするのが好ましい。膨潤工程において、延伸を施すことにより、膨潤工程後に施される延伸工程での延伸を小さく制御することができ、フィルムの延伸破断が生じないように制御できる。一方、膨潤工程での、延伸倍率が大きくなると、延伸工程での延伸倍率が小さくなり過ぎ、特に、架橋工程の後に延伸工程を施す場合には光学特性の点で好ましくない。

前記染色工程は、前記ＰＶＡ系フィルムを、ヨウ素または二色性染料を含む染色液（処理液）に接触させることによって、前記ヨウ素または二色性染料をＰＶＡ系フィルムに吸着させる工程である。染色工程は、延伸工程とともに行うことができる。

前記染色液としては、ヨウ素を溶媒に溶解した溶液が使用できる。前記溶媒としては、水が一般的に使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒が更に添加されてもよい。ヨウ素の濃度としては、０．０１〜１０重量％の範囲にあることが好ましく、０．０２〜７重量％の範囲にあることがより好ましく、０．０２５〜５重量％であることが特に好ましい。また、染色効率をより一層向上させるために、更にヨウ化物を添加することが好ましい。このヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。これらヨウ化物の添加割合は、前記染色浴に於いて、０．０１０〜１０重量％であることが好ましく、０．１０〜５重量％であることがより好ましい。これらのなかでも、ヨウ化カリウムを添加することが好ましく、ヨウ素とヨウ化カリウムの割合（重量比）は、１：５〜１：１００の範囲にあることが好ましく、１：６〜１：８０の範囲にあることがより好ましく、１：７〜１：７０の範囲にあることが特に好ましい。

前記染色液との接触時間は特に限定されないが、通常は１０〜２００秒の範囲内が好ましく、１５〜１５０秒の範囲内がより好ましく、２０〜１３０秒の範囲内が更に好ましい。また、染色液の温度は、５〜４２℃の範囲が好ましく、１０〜３５℃の範囲内がより好ましく、１２〜３０℃の範囲内が更に好ましい。

前記架橋工程は、例えば、架橋剤を含む架橋液（処理液）にＰＶＡ系フィルムを接触させて架橋する工程である。架橋工程の順序は特に制限されない。架橋工程は、延伸工程とともに行うことができる。架橋工程は複数回行うことができる。前記架橋剤としては、従来公知の物質を使用することができる。例えば、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物や、グリオキザール、グルタルアルデヒド等が挙げられる。これらは一種単独で、又は二種類以上を併用してもよい。

前記架橋液としては、前記架橋剤を溶媒に溶解した溶液を使用することができる。前記溶媒としては、例えば水を使用できるが、更に水と相溶性のある有機溶媒を含んでもよい。前記溶液に於ける架橋剤の濃度は特に限定されないが、１〜１０重量％の範囲であることが好ましく、２〜６重量％の範囲内であることがより好ましい。

前記架橋液中には、偏光子の面内において均一な光学特性が得られる点から、ヨウ化物を添加してもよい。このヨウ化物としては特に限定されず、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。また、ヨウ化物の含有量は、０．０５〜１５重量％の範囲内であることが好ましく、０．５〜８重量％の範囲内であることがより好ましい。前記に例示したヨウ化物は一種単独で、又は二種類以上を併用してもよい。二種類以上を併用する場合は、ホウ酸とヨウ化カリウムの組み合わせが好ましい。ホウ酸とヨウ化カリウムの割合（重量比）としては、１：０．１〜１：３．５の範囲にあることが好ましく、１：０．５〜１：２．５の範囲にあることがより好ましい。

前記架橋液の温度は特に限定されないが、通常は２０〜７０℃の範囲内が好ましく、２０〜４０℃の範囲内がより好ましい。また、ＰＶＡ系フィルムとの接触時間は特に限定されないが、通常は５〜４００秒の範囲内が好ましく、５０〜３００秒の範囲内がより好ましく、１５０〜２５０秒の範囲内が更に好ましい。

前記延伸工程は、通常、一軸延伸を施すことにより行う。一軸延伸は、前記のように処理槽の前後方に配置したニップロールの周速度差を利用して行うことができる。なお、別実施形として、この延伸方法は、染色工程、架橋工程とともに施すことができる。また、延伸は、例えば、染色工程を施した後、延伸を行うことが一般的である。

延伸工程では、総延伸倍率が、ＰＶＡ系フィルムの元長に対して、総延伸倍率で２〜６．５倍の範囲になるように行う。好ましくは２．５〜６．３倍、更に好ましくは３〜６．２倍である。即ち、前記総延伸倍率は、延伸工程以外の、後述の膨潤工程等において延伸を伴う場合には、それらの工程における延伸を含めた累積の延伸倍率をいう。総延伸倍率は、膨潤工程等における延伸倍率を考慮して適宜に決定される。総延伸倍率が低いと、配向が不足して、高い光学特性（偏光度）の偏光子が得られにくい。一方、総延伸倍率が高すぎると延伸処理中にフィルムが破断または切れ易くなり、また偏光子が薄くなりすぎて、続く工程での加工性が低下するおそれがある。

延伸工程に用いる処理液にヨウ化化合物を含有させることができる。当該処理液にヨウ化化合物を含有させる場合、ヨウ化化合物濃度は０．１〜１０重量％程度、更には０．２〜５重量％で用いるのが好ましい。

前記処理浴の温度は特に限定されないが、通常は２０〜９０℃の範囲内が好ましく、２０〜７８℃の範囲内がより好ましい。また、ＰＶＡ系フィルムとの接触時間は特に限定されないが、通常は５〜１００秒の範囲内が好ましく、１０〜８０秒の範囲内がより好ましく、２０〜７０秒の範囲内が更に好ましい。

偏光子の製造方法では、前記工程を施した後に、洗浄工程が施される。洗浄工程は、ヨウ化物含有水溶液（処理液）により行うことができる。前記ヨウ化物含有水溶液におけるヨウ化物としては、前述のものが使用でき、その中でも、例えば、ヨウ化カリウムやヨウ化ナトリウム等が好ましい。このヨウ化物含有水溶液によって、前記架橋工程において使用した残存するホウ酸を、ＰＶＡ系フィルムから洗い流すことができる。前記水溶液が、ヨウ化カリウム水溶液の場合、その濃度は、例えば、０．５〜２０重量％の範囲内が好ましく、１〜１５重量％の範囲内がより好ましく、１．５〜７重量％の範囲内が更に好ましい。

前記ヨウ化物含有水溶液の温度は特に限定されないが、通常は１５〜４０℃の範囲内が好ましく、２０〜３５℃の範囲内がより好ましい。また、ＰＶＡ系フィルムとの接触時間は特に限定されないが、通常は２〜３０秒の範囲内が好ましく、３〜２０秒の範囲内がより好ましい。

前記各工程を施した後には、最終的に、乾燥工程を施して、偏光子を製造する。前記乾燥工程としては、自然乾燥、風乾、加熱乾燥等、適宜な方法を用いることができるが、通常、加熱乾燥が好ましく用いられる。加熱乾燥を行う場合、加熱温度は特に限定されないが、通常は２５〜８０℃の範囲内が好ましく、３０〜７０℃の範囲内がより好ましく、３０〜６０℃の範囲内が更に好ましい。また、乾燥時間は１〜１０分間程度であることが好ましい。

得られた偏光子は、常法に従って、その少なくとも片面に透明保護フィルムを設けた偏光板とすることができる。透明保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、トリアセチルセルロール等のセルロール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂（ノルボルネン系樹脂）、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物があげられる。

＜別実施形態＞
上記実施形態１では、第４、第５ニップロール４０、５０は、炭素繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる弾性層とを有するゴムロールを１対有して構成していたが、第１〜第３ニップロール１０、２０、３０も同様に構成してもよい。

上記実施形態１では、炭素繊維強化プラスチック製の軸芯を用いていたが、これに制限されず、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、ケブラー繊維強化プラスチック（ＫＦＲＰ）、ダイニーマ繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）およびボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）の中で、いずれか１つまたは複数の組み合わせの構成であってもよい。

＜実験例＞
上記ニップロールの直線性の評価として、圧力測定フィルム（富士フィルム製プレスケール低圧用 ２．５〜１０ＭＰａ）を用いて発色幅を測定し評価した。ゴムロール同士を押さえつけるためのエアシリンダーボア径が１００ｍｍであり、エアシリンダーに供給される圧縮エアーが４ｋｇｆ／ｃｍ^２とした。

軸芯は、炭素繊維（東洋テナックス社製、商品名「テナックス」）およびエポキシ樹脂を用いて、シートワインディング法で製造した炭素繊維強化プラスチック(ＣＦＲＰ)である。実施例１は、同じ太さ（同径）の軸芯であり、そのピンチロール有効幅が３０００ｍｍであり、軸芯の外周にディッピング法で、シリコンゴム製の弾性層を形成してゴムロールとした。ゴムロールの直径は２００ｍｍである。

実施例２は、クラウン量０．７ｍｍのクラウンロール形状の軸芯としたこと以外、実施例１と同じである。クラウン量は、ロールの長手方向中心位置の直径からロール端部の直径を引いた値である。

比較例１は、ステンレス製(ＳＵＳ)の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例１と同じである。

比較例２は、クラウン量３．０ｍｍのクラウンロール形状のステンレス製の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例１と同じである。

上記実施例１，２、比較例１，２は、延伸処理槽４と洗浄処理槽５との間に設置して、上記圧力測定フィルムを用いた。評価結果を表１に示す。

次に、実施例３は、炭素繊維（東洋テナックス社製、商品名「テナックス」）およびエポキシ樹脂を用いて、シートワインディング法で製造した炭素繊維強化プラスチック製の軸芯（同径、ピンチロール有効幅２５００ｍｍ）の外周にディッピング法で、シリコンゴム製の弾性層を形成しゴムロールとした。ゴムロールの直径は２００ｍｍである。

実施例４は、クラウン量０．５ｍｍのクラウンロール形状の軸芯としたこと以外、実施例３と同じである。

比較例３は、ステンレス製の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例３と同じである。

比較例４は、クラウン量２．５ｍｍのクラウンロール形状のステンレス製の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例３と同じである。

上記実施例３，４、比較例３，４は、洗浄処理槽５の後段に設置して、上記圧力測定フィルムを用いた。評価結果を表２に示す。

実施例１〜４は、比較例１〜４に比べていずれも左右の両端部および中央部の発色性が同程度であり、押し圧の均一性がよい（ロール直線性が維持されている）ことが示されており、特に比較例２、４のクラウン量が大きなロールを用いるよりも炭素繊維強化プラスチック製の軸芯（同径）のゴムロールの方がよい結果であった。

＜実施例＞
次に実施形態１の製造システム（図１）を用いて偏光子を製造し、液切れ性能として液残りを評価し、光学特性として透過率のバラツキを評価した。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

原反ＰＶＡ系フィルム（（株）クラレ製，商品名：ＶＦ−ＰＳ７５０）として、幅２０００ｍｍ、厚さは７５μｍを準備した。膨潤工程、染色工程、架橋・延伸工程及び洗浄工程の各工程で使用するそれぞれの処理槽は、水平に設置した。ＰＶＡ系フィルムの搬送速度は１２ｍ／ｍｉｎとした。

膨潤処理槽には膨潤液（水,液温３０℃）を満たした。また、膨潤液とＰＶＡ系フィルムの接触時間は３０秒とし、縦方向に延伸をしながら膨潤を行った。縦方向延伸倍率は未延伸状態のＰＶＡ系フィルムに対し２．４倍とした。

染色処理槽には染色液（０．０３５重量％のヨウ素水溶液（０．０７重量％のヨウ化カリウム含有），液温２５℃）を満たした。また、染色液とＰＶＡ系フィルムの接触時間は３０秒とし、縦方向に延伸をさせながら染色を行った。縦方向の延伸倍率は未延伸状態のＰＶＡ系フィルムに対し３．３倍とした。

架橋処理槽には架橋液（２．５重量％のホウ酸と２重量％のヨウ化カリウムを含む水溶液、液温３５℃）を満たした。また、架橋液とＰＶＡ系フィルムの接触時間は６０秒とし縦方向に延伸をさせながら染色を行った。縦方向の延伸倍率は未延伸状態のＰＶＡ系フィルムに対し３．５倍とした。

延伸処理槽には架橋液（２．５重量％のホウ酸と２重量％のヨウ化カリウムを含む水溶液、液温６０℃）を満たした。また、架橋液とＰＶＡ系フィルムの接触時間は６０秒とし縦方向に延伸をさせながら染色を行った。縦方向の延伸倍率は未延伸状態のＰＶＡ系フィルムに対し６.５５倍とした。

洗浄処理槽には調整液（２．５重量％のヨウ化水素水溶液，液温３０℃）を満たした。また、調整液とＰＶＡ系フィルムの接触時間は１５秒とした。

乾燥工程として、洗浄工程後のＰＶＡ系フィルムに対し乾燥温度４０℃、乾燥時間２００秒で行った。その後、ＰＶＡ系フィルムの両端部を切断し、ポリエチレンテレフタレートを合紙として巻き取った。これにより、ロール状の偏光子を作製した。得られた偏光子の厚みは３０μｍであった。

＜液切れ性能の評価＞
実施例５，６、比較例５，６は、洗浄処理槽の後段に、炭素繊維強化プラスチック製の軸芯と、軸芯の外周に被服された弾性層（カーボン含有）とで構成されたゴムロールを１対有して構成した第５ニップロール５０を配置した。他のニップロールは、ステンレス製の軸芯のゴムロールを用いた。

実施例５の第５ニップロール５０は以下のとおりである。炭素繊維（東洋テナックス社製、商品名「テナックス」）およびエポキシ樹脂を用いて、シートワインディング法で製造した炭素繊維強化プラスチック製の軸芯（同径、ピンチロール有効幅２５００ｍｍ）の外周にディッピング法で、シリコンゴム製の弾性層を形成し、第５ニップロール５０のゴムロールとした。ゴムロールの直径は２００ｍｍである。

実施例６は、クラウン量０．５ｍｍのクラウンロール形状の軸芯としたこと以外、実施例５と同じである。

比較例５は、ステンレス製の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例５と同じである。

比較例６は、クラウン量２．５ｍｍのクラウンロール形状のステンレス製の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例５と同じである。

洗浄処理槽後のニップロールを通過した後、上記乾燥工程後のＰＶＡ系フィルムの液残りを評価した。その結果を表３に示す。「○」は洗浄処理槽通過後に液残りがわずかしかない状態（乾燥工程で除去可能な程度）、「△」は洗浄処理槽通過後に液残りがある状態（乾燥工程後に若干残る程度）、「×」は洗浄処理槽通過後に液残りがある状態（乾燥工程では除去不可の液残りがある程度）である。

実施例５，６は、比較例５，６に比べて液残りが少なく、液切れ性能がよいことが示されており、特に比較例６のクラウン量が大きなロールを用いたときと、実施例５の炭素繊維強化プラスチック製の軸芯（同径）のゴムロールを用いたときが、同じ結果であった。

＜透過率の評価＞
実施形態７、比較例７は、延伸処理槽と洗浄処理槽の間に、炭素繊維強化プラスチック製の軸芯と、軸芯の外周に被服された弾性層（カーボン含有）とで構成されたゴムロールを１対有して構成した第４ニップロール４０を配置した。他のニップロールは、ステンレス製の軸芯のゴムロールを用いた。

実施例７の第４ニップロール４０は以下のとおりである。第４ニップロール４０のゴムロールの軸芯は、炭素繊維（東洋テナックス社製、商品名「テナックス」）およびエポキシ樹脂を用いて、シートワインディング法で製造した炭素繊維強化プラスチック(ＣＦＲＰ)である。この軸芯は、クラウン量０．７ｍｍのクラウンロール形状であり、そのピンチロール有効幅が３０００ｍｍ、軸芯の外周にディッピング法で、シリコンゴム製の弾性層を形成しゴムロールとした。ゴムロールの直径は２００ｍｍとした。

比較例７は、クラウン量３．０ｍｍのクラウンロール形状のステンレス製の軸芯のゴムロールを用いたこと以外、実施例７と同じである。上記乾燥工程後のＰＶＡ系フィルムの透過率を測定した評価結果を表４に示す。バラツキ値は、測定した透過率のフィルム幅方向中央部を（値＝０）としたときのフィルム幅方向の左右端部のバラツキである。透過率は、大塚電子社製インライン透過率計を用いて測定した。

表４から分かる通り、実施例７は比較例７に比べて、透過率のバラツキが低く、炭素繊維強化プラスチック製の軸芯を用いたゴムロールの有効性が確認された。また、ステンレス製の軸芯よりもクラウン量を小さくできる。

Ｆ 被処理フィルム（ＰＶＡ系フィルム）
４ 延伸処理槽
５ 洗浄処理槽
４０ 第４ニップロール
５０ 第５ニップロール
５１ａ、５２ａ 軸芯
５１ｂ、５２ｂ 弾性層

Claims (8)

1. 繊維強化プラスチックを有する軸芯と、
   前記軸芯の外周に設けられる弾性層とを有する偏光子製造用のゴムロール。
2. 前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチックである、請求項１に記載の偏光子製造用のゴムロール。
3. 長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを少なくとも１つの処理手段で処理する偏光子の製造システムであって、
   前記処理手段は、処理液を収納した処理槽を有し、
   前記処理手段で処理された前記ポリビニルアルコール系フィルムを前記処理槽から挟持しながら搬送するニップロールが、繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる、カーボンを含有する弾性層とを有するゴムロールを１対有して構成される、偏光子の製造システム。
4. 前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチックである、請求項３に記載の偏光子の製造システム。
5. 前記処理手段は、処理液に接触させながらポリビニルアルコール系フィルムを延伸する延伸処理手段、および／または洗浄処理を行う洗浄処理手段である、請求項３または４に記載の偏光子の製造システム。
6. 長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを少なくとも１つの処理工程で処理する偏光子の製造方法であって、
   処理槽内の前記処理液に前記長尺状のポリビニルアルコール系フィルムを接触させて処理フィルムを得る湿式処理工程と、
   前記湿式処理工程で処理された前記ポリビニルアルコール系フィルムをニップロールで前記処理槽から挟持しながら搬送する搬送工程とを有し、
   前記ニップロールは、繊維強化プラスチックを有する軸芯と、前記軸芯の外周に設けられる、カーボンを含有する弾性層とを有するゴムロールを１対有して構成される、偏光子の製造方法。
7. 前記繊維強化プラスチックが、炭素繊維強化プラスチックである、請求項６に記載の偏光子の製造方法。
8. 前記湿式処理工程は、延伸処理を行う延伸処理工程および／または洗浄処理を行う洗浄処理工程である、請求項６または7に記載の偏光子の製造方法。
   

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