JP2018010281A - ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法、ならびに偏光膜 - Google Patents
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Abstract
Description
上記特許文献1は、厚さ6μmのポリビニルアルコール層を6倍程度延伸し、厚さ3μm程度の偏光膜を製造するものであるが、かかる延伸工程中にポリビニルアルコール層及び/または熱可塑性樹脂フィルムが破断してしまうという問題があった。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、重量平均分子量が120,000〜160,000、かつ平均ケン化度が99.0〜99.9モル%のポリビニルアルコール系樹脂から製造される厚さ45μm以下のポリビニルアルコール系フィルムであって、JIS K7127:1999に準じて23℃50%RHの環境下で引っ張り試験をした際の破断伸度が6倍以上である。
かかる厚さは、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液中の樹脂濃度、キャスト型への吐出量(吐出速度)、延伸倍率などにより調整される。
かかる浸漬条件でのポリビニルアルコール系樹脂の溶出量が多すぎると、偏光膜製造工程において、溶出するポリビニルアルコール系樹脂が薬液を汚染し、薬液の交換頻度や槽内の洗浄頻度が増大する傾向がある。なお、本発明においては、偏光膜製造の工程が数十℃で数分間であることを鑑み、60℃5分間での水に対する溶出量を指標とした。
一般的に、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の水溶液を連続キャスト法により製膜し、得られたフィルムを乾燥することで得られるが、本発明は、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を加圧溶解して調製することが好ましい。
かかるポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを温水や熱水に溶解して、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調整する。
かかる加圧溶解時の圧力は、特に限定されないが、0.1〜1MPa程度が好ましい。
(A)連続キャスト法により製膜する工程。
(B)得られたフィルムを、加熱して乾燥、必要に応じて熱処理する工程。
以下、キャスト型がキャストドラムの場合について説明する。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、延伸性に優れるため、薄型偏光膜用の原反として好ましく用いられ、特にフレキシブルな有機ELディスプレイの反射防止膜の原反として好ましく用いられる。
なお、偏光度は、一般的に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
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。
以下、本発明の偏光板の製造方法について説明する。
尚、例中「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
(1)ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量
GPC−MALS法により、以下の条件で測定した。
装置:ゲル浸透クロマトグラフ多角度光散乱光度計
構成
ポンプ:Waters製515
検出器:示差屈折率計Waters製RI−2410型(感度:128×)
多角度光散乱検出器Wyatt Technology製DAWN EOS
カラム:東ソー(株)製TSK−gel−GMPWXL 2本、G2500PWXL 1本
溶媒:0.1M 硝酸ナトリウム水溶液
流速:0.7mL/分
温度:23℃
試料調整:試料5mgに溶媒5mLを加え、約90℃で2時間攪拌した(試料濃度約0.1%)。目視で溶解していることを確認した後、0.45μmフィルターを用いて濾過を行った。
注入量:0.2ml
屈折率濃度変化(dn/dc):0.1593ml/g
JIS K 6726に準じて測定した。
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、23℃50%RHの恒温恒湿器内で24時間調湿した後、120mm×15mmの試験片を切り出し、島津製作所社製「精密万能試験機、オートグラフ(AG−IS)」を用いて、JIS K7127:1999(引っ張り速度1000mm/分、チャック間距離50mm)に準じて、23℃50%RHの環境下で、MD(長さ方向)の破断伸度(倍)を測定した。
得られたポリビニルアルコール系フィルムを、23℃50%RHの恒温恒湿器内で24時間調湿した後、100mm×100mm(0.01m2)の試験片を1枚切り出し、1Lのイオン交換水に60℃5分間浸漬して溶出液を得た。かかる溶出液10mLに発色試薬(イオン交換水500g、ヨウ化カリウム7.4g、ヨウ素0.65g、ホウ酸10.6g)10mLを室温で混合した後、分光光度計(島津製作所社製UV−3100PC)を用いて波長690nmの吸光度を測定し、あらかじめ作成した検量線からポリビニルアルコール系樹脂の濃度(ppm)を算出し、面積換算することで溶出量(ppm/m2)とした。
100mm×100mm(0.01m2)の試験片を150枚切り出し、全数(合計1.5m2)を浸漬すること以外は上記と同様にして、30℃2分間浸漬した場合の溶出量(ppm/m2)を求めた。
得られた偏光膜の幅方向の中央部と両端部(膜端から10cm内側とする)から、長さ4cm×幅4cmの試験片を切り出し、自動偏光フィルム測定装置(日本分光(株)製:VAP7070)を用いて、偏光度(%)と単体透過率(%)を測定した。
得られた偏光膜の幅方向の中央部と両端部(膜端から10cm内側とする)から、長さ30cm×幅30cmの試験片を切り出し、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°の角度で挟んだのちに、表面照度14,000lxのライトボックスを用いて、透過モードで光学的な色ムラを観察し、以下の基準で評価した。
(評価基準)
○・・・色ムラが観察されなかった
×・・・色ムラが観察された
(ポリビニルアルコール系フィルムの作製)
重量平均分子量142,000、平均ケン化度99.1モル%のポリビニルアルコール系樹脂1,000kg、水2,500kg、可塑剤としてグリセリン100kgを溶解缶に入れ、撹拌しながら昇温及び加圧して、120℃で1時間溶解させた。かかる加圧溶解後、樹脂濃度25%に濃度調整を行い、均一に溶解したポリビニルアルコール系樹脂水溶液を得た。
次に該ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、ベントを有する2軸押出機に供給して脱泡した後、T型スリットダイ吐出口より、回転するキャストドラムに吐出(吐出速度1.9m/分)及び流延して製膜した。キャストドラムからフィルムを剥離し、フィルムの表面と裏面とを20本の金属加熱ロールに交互に接触させながら乾燥(80〜120℃)を行い、次いでフローティングドライヤーを用いて、120℃30秒の熱処理を行った。最後に、両端部をスリットしてロールに巻き取り、厚さ45μm、幅5m、長さ5kmのポリビニルアルコール系フィルムを得た。得られたポリビニルアルコール系フィルムの特性を表1に示す。
得られたポリビニルアルコール系フィルムをロールから巻き出し、搬送ロールを用いて水平方向に搬送し、まず、水温30℃の水槽に浸漬して膨潤させながら2分間で2.0倍に延伸した。次に、ヨウ素0.9g/L、ヨウ化カリウム30g/Lよりなる28℃の水溶液中に浸漬して染色しながら0.5分間で1.6倍に延伸し、ついでホウ酸25g/L、ヨウ化カリウム30g/Lよりなる60℃の水溶液に浸漬してホウ酸架橋しながら2.2倍に一軸延伸した。最後に、ヨウ化カリウム水溶液で洗浄を行い、50℃で2分間乾燥して総延伸倍率7.0倍の偏光膜(厚さ14μm)を得た。かかる偏光膜の製造中に破断は起きなかった。得られた偏光膜の特性を表2に示す。
表1に示される条件で製造する以外は、実施例1と同様にして、ポリビニルアルコール系フィルム、及び偏光膜を得た。得られたポリビニルアルコール系フィルムの特性を表1に、得られた偏光膜の特性を表2に示す。
なお、比較例1においては、実施例1と同様にして、偏光膜の製造を試みたが、ホウ酸架橋工程における延伸中に破断が生じた。また、比較例2においては、偏光膜製造後にホウ酸架橋槽の薬液を目視で確認したところ、ポリビニルアルコール系樹脂の溶出による析出物が見られた。
Claims (7)
- 重量平均分子量が120,000〜160,000、かつ平均ケン化度が99.0〜99.9モル%のポリビニルアルコール系樹脂から製造される厚さ45μm以下のポリビニルアルコール系フィルムであって、JIS K7127:1999に準じて23℃50%RHの環境下で引っ張り試験をした際の破断伸度が6倍以上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。
- ポリビニルアルコール系フィルムを60℃の水に5分間浸漬した際に、溶出するポリビニルアルコール系樹脂が20,000ppm/m2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。
- ポリビニルアルコール系フィルムを30℃の水に2分間浸漬した際に、溶出するポリビニルアルコール系樹脂が50ppm/m2以下であ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。
- 幅4m以上、長さ4km以上であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 重量平均分子量が120,000〜160,000、かつ平均ケン化度が99.0〜99.9モル%のポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を、キャスト型に吐出及び流涎して製膜し、乾燥して得られるポリビニルアルコール系フィルムの製造方法であって、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液が110〜130℃で調液されて得られるものであることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法。
- 請求項1〜4いずれか記載のポリビニルアルコール系フィルムを用いて得られる偏光膜。
- 有機EL用の反射防止膜であることを特徴とする請求項6記載の偏光膜。
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