JP2018090691A - ポリビニルアルコールフィルムおよびそれを用いた偏光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スジ状の欠点が少なく、しかも表面が荒れておらず表面平滑性が良好であるとともに、透明性にも優れたＰＶＡフィルムを提供する。【解決手段】ポリビニルアルコール（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)を含有する樹脂組成物からなるポリビニルアルコールフィルムであって、ポリビニルアルコール（Ａ）１００質量部に対するノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)の合計含有量が０．１０〜５．０質量部であり、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）に対する、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール（Ｄ）の合計の質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］が０．１０〜０．８０であり、かつアニオン系界面活性剤（Ｃ）に対する脂肪族モノアルコール(Ｄ)の質量比（Ｄ／Ｃ）が０．０５〜０．８である、ポリビニルアルコールフィルム【選択図】なし

Description

本発明は、表面平滑性に優れ、しかも透明性も良好なポリビニルアルコールフィルム（以下、「ポリビニルアルコール」を「ＰＶＡ」と略記することがある）、およびそれを用いた偏光フィルムの製造方法に関する。

ＰＶＡフィルムは、透明性、光学特性、機械的強度、水溶性などに関するユニークな性質を利用して様々な用途に使用されている。特に、その優れた光学特性を利用して、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の基本的な構成要素である偏光板を構成する偏光フィルムの製造原料（原反フィルム）としてＰＶＡフィルムが使用されており、その用途が拡大している。
ＬＣＤ用偏光板には高い光学性能が求められ、その構成要素である偏光フィルムに対しても高い光学性能が要求される。

偏光板は、一般的に、原反のＰＶＡフィルムに染色、一軸延伸、および必要に応じてホウ素化合物等による固定処理等を施して偏光フィルムを製造した後、当該偏光フィルムの表面に三酢酸セルロース（ＴＡＣ）フィルムなどの保護膜を貼り合わせることによって製造される。そして、原反のＰＶＡフィルムは、一般的に、キャスト製膜法等のＰＶＡを含む製膜原液を乾燥させる方法によって製造される。

これまでにＰＶＡフィルムやその製造方法に関する多くの技術が知られている。特許文献１には、カルシウムとケイ素の含有量がそれぞれ所定量以下に制御されたＰＶＡフィルムが記載されている。特許文献１の実施例には、ＰＶＡのウェットケーキ７０ｋｇ、グリセリン４ｋｇ及びポリオキシエチレンラウリルアミン４０ｇを含み、さらにＰＶＡ１００部に対して、カルシウムを０．０１４部、ケイ素を０．００２部含むＰＶＡ水溶液を流延して得られたＰＶＡフィルムが記載されている。特許文献１には、ＰＶＡ水溶液（製膜原液）中のカルシウムとケイ素の含有量を低減させて、ＰＶＡ水溶液を流延する際にスリットダイにこれらが析出して付着するのを防止することにより、得られるフィルムにスジが形成されることを抑制することについて記載されている。また、ＰＶＡ水溶液（製膜原液）中のケイ素の含有量を低減させることによって、ＰＶＡ水溶液をドラム型ロールに流延して形成されたフィルムを当該ロールから容易に剥離できるようになるため光学ムラが抑制されると記載されている。しかしながら、特許文献１に記載されたＰＶＡフィルムは表面荒れが生じて平滑性が不十分であったため、得られる偏光フィルムの透明性が不十分であった。

特開２００７−９０５６号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、スジ状の欠点が少なく、しかも表面が荒れておらず平滑性が良好であるとともに、透明性にも優れたＰＶＡフィルム及びそれを用いた偏光フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、製膜原液にノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)を所定の比率で含有させることによって表面平滑性に優れたＰＶＡフィルムが得られることを見出した。本発明者らはこれらの知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成させた。

すなわち、本発明は
［１］ＰＶＡ（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)を含有する樹脂組成物からなるポリビニルアルコールフィルムであって、ポリビニルアルコール（Ａ）１００質量部に対するノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)の合計含有量が０．１０〜５．０質量部であり、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）に対する、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール（Ｄ）の合計の質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］が０．１０〜０．８０であり、かつアニオン系界面活性剤（Ｃ）に対する脂肪族モノアルコール(Ｄ)の質量比（Ｄ／Ｃ）が０．０５〜０．８である、ポリビニルアルコールフィルム、
［２］アニオン系界面活性剤（Ｃ）が炭素数９以上のアルキル鎖を有するアニオン系界面活性剤を含む、前記［１］に記載のＰＶＡフィルム、
［３］アニオン系界面活性剤（Ｃ）が硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤を含む、前記［１］または［２］に記載のＰＶＡフィルム、
［４］アニオン系界面活性剤（Ｃ）のカウンターカチオンがアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のＰＶＡフィルム、
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載のＰＶＡフィルムを染色する工程と延伸する工程とを有する偏光フィルムの製造方法、に関する。

本発明のＰＶＡフィルムは、スジ状の欠点が少なく、しかも表面が荒れていないため表面平滑性が良好であるとともに、透明性にも優れる。したがって、当該ＰＶＡフィルムを原反として用いることによって、透明性が高い光学フィルム、特に偏光フィルムが得られる。

本発明のＰＶＡフィルムはＰＶＡ（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)を含有する樹脂組成物からなる。

ＰＶＡ（Ａ）としては、ビニルエステルを重合して得られるビニルエステル系重合体をけん化することにより製造されたものを使用することができる。ビニルエステルとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル等を挙げることができる。これらは１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよいが前者が好ましい。入手性、コスト、ＰＶＡ（Ａ）の生産性などの観点からビニルエステルとして酢酸ビニルが好ましい。

ビニルエステルと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、エチレン；プロピレン、１−ブテン、イソブテン等の炭素数３〜３０のオレフィン；アクリル酸またはその塩；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルへキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル；メタクリル酸またはその塩；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｉ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２−エチルへキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル；アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、Ｎ−メチロールアクリルアミドまたはその誘導体等のアクリルアミド誘導体；メタクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、Ｎ−メチロールメタクリルアミドまたはその誘導体等のメタクリルアミド誘導体；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルアミド；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｉ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル；酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物；マレイン酸またはその塩、エステルもしくは酸無水物；イタコン酸またはその塩、エステルもしくは酸無水物；ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物；酢酸イソプロペニルなどを挙げることができる。これらの他のモノマーは１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。中でも、他のモノマーとして、エチレンおよび炭素数３〜３０のオレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。

前記ビニルエステル系重合体に占める上記他のモノマーに由来する構造単位の割合に特に制限はないが、ビニルエステル系重合体を構成する全構造単位のモル数に基づいて、１５モル％以下であることが好ましく、５モル％以下であることがより好ましい。

ＰＶＡ（Ａ）の重合度に必ずしも制限はないが、重合度が下がるにつれてフィルム強度が低下する傾向があることから２００以上であることが好ましく、より好適には３００以上、さらに好適には４００以上、特に好適には５００以上である。また、重合度が高すぎると水溶液あるいは溶融したＰＶＡ（Ａ）の粘度が高くなり、製膜が難しくなる傾向があることから、１０，０００以下であることが好ましく、より好適には９，０００以下、さらに好適には８，０００以下、特に好適には７，０００以下である。ここでＰＶＡ（Ａ）の重合度とは、ＪＩＳ Ｋ６７２６−１９９４の記載に準じて測定される平均重合度を意味し、ＰＶＡ（Ａ）を再けん化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度［η］（単位：デシリットル／ｇ）から次式により求められる。
重合度 ＝ （［η］×１０^３／８．２９）^{（１／０．６２）}

ＰＶＡ（Ａ）のけん化度に特に制限はなく、例えば６０モル％以上のＰＶＡ（Ａ）を使用することができるが、ＰＶＡフィルムを偏光フィルム等の光学フィルム製造用の原反フィルムとして使用する場合などにおいては、ＰＶＡ（Ａ）のけん化度は９５モル％以上であることが好ましく、９８モル％以上であることがより好ましく、９９モル％以上であることがさらに好ましい。ここでＰＶＡ（Ａ）のけん化度とは、ＰＶＡ（Ａ）が有する、けん化によってビニルアルコール単位に変換され得る構造単位（典型的にはビニルエステル系モノマー単位）とビニルアルコール単位との合計モル数に対して当該ビニルアルコール単位のモル数が占める割合（モル％）を意味する。ＰＶＡ（Ａ）のけん化度は、ＪＩＳ Ｋ６７２６−１９９４の記載に準じて測定することができる。

ＰＶＡ（Ａ）は、１種のＰＶＡを単独で用いてもよいし、重合度、けん化度、変性度などが異なる２種以上のＰＶＡを併用してもよい。但し、ＰＶＡフィルムが、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸性官能基を有するＰＶＡ；酸無水物基を有するＰＶＡ；アミノ基等の塩基性官能基を有するＰＶＡ；これらの中和物など、架橋反応を促進させる官能基を有するＰＶＡを含有すると、ＰＶＡ分子間の架橋反応によって当該ＰＶＡフィルムの二次加工性が低下することがある。したがって、光学フィルム製造用の原反フィルムのように、優れた二次加工性が求められる場合においては、ＰＶＡ（Ａ）における、酸性官能基を有するＰＶＡ、酸無水物基を有するＰＶＡ、塩基性官能基を有するＰＶＡおよびこれらの中和物の含有量はそれぞれ０．１質量％以下であることが好ましく、いずれも含有しないことがより好ましい。

前記樹脂組成物におけるＰＶＡ（Ａ）の含有率は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることがさらに好ましい。

本発明で用いられるノニオン系界面活性剤（Ｂ）としては、例えば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル型；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル型；ポリオキシエチレンラウレート等のアルキルエステル型；ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル等のアルキルアミン型；ポリオキシエチレンラウリン酸アミド等のアルキルアミド型；ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル等のポリプロピレングリコールエーテル型；ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド型；ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル等のアリルフェニルエーテル型などが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

ノニオン系界面活性剤（Ｂ）が、炭素数９以上のアルキル鎖（アルキル基）を有するノニオン系界面活性剤を含むことが好ましい。このようなノニオン系界面活性剤は、極性が低いため、ＰＶＡフィルムの透明性を悪化させ易かった。それに対して本発明では、炭素数９以上のアルキル鎖（アルキル基）を有するノニオン系界面活性剤とともに、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)を併用することによって、高い透明性を有するＰＶＡフィルムを得ることができる。そして、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）として炭素数９以上のアルキル鎖を有するノニオン系界面活性剤を含むものを用いることによって、製膜時におけるスジ状の欠点の発生をさらに低減させることができる。上記のような観点から、アルキル鎖の炭素数（アルキル鎖長）は１０以上であることがより好ましい。一方、アルキル鎖の炭素数は３０以下であることが好ましく、２２以下であることがより好ましく、１６以下であることがさらに好ましく、１２以下であることが特に好ましい。前記アルキル鎖は直鎖であってもよいし分岐鎖であってもよいが、直鎖であることが好ましい。また上記のアルキル鎖はノニオン系界面活性剤（Ｂ）の主鎖部分（最長鎖）中に含まれることが好ましい。ノニオン系界面活性剤（Ｂ）における前記アルキル鎖を有するノニオン系界面活性剤の含有量は９０質量％以上であることが好ましく、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）が実質的に前記アルキル鎖を有するノニオン系界面活性剤のみを含有することがより好ましい。

またノニオン系界面活性剤（Ｂ）がアルカノールアミド型のノニオン系界面活性剤を含むことも好ましく、脂肪酸のジアルカノールアミドを含むことがより好ましい。このようなノニオン系界面活性剤は、金属に配位したりして相互作用することにより、ＰＶＡフィルムの透明性を悪化させ易かった。それに対して本発明では、アルカノールアミド型のノニオン系界面活性剤とともに、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)を併用することによって、高い透明性を有するＰＶＡフィルムを得ることができる。そして、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）としてアルカノールアミド型のノニオン系界面活性剤を含むものを用いることによって、製膜時におけるスジ状の欠点の発生をさらに低減させることができる。ノニオン系界面活性剤（Ｂ）におけるアルカノールアミド型のノニオン系界面活性剤の含有量は９０質量％以上であることが好ましく、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）が実質的にアルカノールアミド型のノニオン系界面活性剤のみを含有することがより好ましい。

本発明で用いられるアニオン系界面活性剤（Ｃ）としては、例えば、ヤシ油脂肪酸トリエタノールアミン、ラウリン酸トリエタノールアミン、ラウロイルサルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン等のカルボン酸型；ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル（１２，１３）エーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム等の硫酸エステル型；ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン、ジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリル二ナトリウム、スルホコハク酸ラウリル二ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル（１２〜１４）スルホコハク酸二ナトリウム、ヤジ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸タウリンナトリウム等のスルホン酸型；ラウリルリン酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキル（１２〜１５）エーテルリン酸等のリン酸エステル型が挙げられる。これらは１種のアニオン系界面活性剤のみを単独で用いてもよいし、２種以上のアニオン系界面活性剤を併用してもよい。

アニオン系界面活性剤（Ｃ）が、炭素数９以上のアルキル鎖（アルキル基）を有するアニオン系界面活性剤を含むことが好ましい。このようなアニオン系界面活性剤は、そのカウンターカチオンの影響によりＰＶＡと相互作用して、製膜時にゲル成分が発生するおそれがある。それに対して本発明では、炭素数９以上のアルキル鎖（アルキル基）を有するアニオン系界面活性剤とともに、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）と脂肪族モノアルコール(Ｄ)を併用することによって、ゲル成分の発生を抑制することができる。そして、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）と同様にアニオン系界面活性剤（Ｃ）が炭素数９以上のアルキル鎖を有するアニオン系界面活性剤を含むと製膜時におけるスジ状の欠点の発生がさらに低減する。上記のような観点から、上記アルキル鎖の炭素数（アルキル鎖長）は１０以上であることがより好ましい。一方、上記アルキル鎖の炭素数は３０以下であることが好ましく、２２以下であることがより好ましく、１６以下であることがさらに好ましく、１２以下であることが特に好ましい。上記のアルキル鎖は直鎖であってもよいし分岐鎖であってもよいが、直鎖であることが好ましい。また上記のアルキル鎖はアニオン系界面活性剤（Ｃ）の主鎖部分（最長鎖）中に含まれることが好ましい。アニオン系界面活性剤（Ｃ）における前記アルキル鎖を有するアニオン系界面活性剤の含有量は９０質量％以上であることが好ましく、アニオン系界面活性剤（Ｃ）が実質的に前記アルキル鎖を有するアニオン系界面活性剤のみを含有することがより好ましい。

アニオン系界面活性剤（Ｃ）が、硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤を含有することも好ましい。このようなアニオン系界面活性剤は、そのカウンターカチオンの影響によりＰＶＡと相互作用して、製膜時にゲル成分が発生するおそれがある。それに対して本発明では、硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤とともに、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）と脂肪族モノアルコール(Ｄ)を併用することによって、ゲル成分の発生を抑制することができる。そして、アニオン系界面活性剤（Ｃ）として硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤を含むものを用いることによって製膜時におけるスジ状の欠点の発生がさらに低減する。アニオン系界面活性剤（Ｃ）における硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤の含有量は９０質量％以上であることが好ましく、アニオン系界面活性剤（Ｃ）が実質的に硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤のみを含有することがより好ましい。

脂肪族モノアルコール(Ｄ)は炭素数が６〜３０である必要がある。これにより、界面活性剤との相溶性が向上してスジ状の欠点が少なく、しかも表面が荒れていない平滑性に優れたＰＶＡフィルムが得られる。前記炭素数は９以上が好ましい。一方、前記炭素数は、２２以下が好ましい。脂肪族モノアルコール（Ｄ）は、飽和アルコールであっても不飽和アルコールであってもよいが、前者が好ましい。また、脂肪族モノアルコール（Ｄ）は、直鎖アルコールであっても分岐アルコールでも良いが、前者が好ましい。

炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール（Ｄ）としては、例えば１−オクタノール、２−エチルヘキサノール、１−ノナノール、１−デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セタノール、パルミトレイルアルコール、１−ヘプデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、エライドリノレニルアルコール、リシルレイルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール、リグノセリルアルコール、セリルアルコール、１−ヘプタコサノール、モンタニルアルコール、１−ノナコサノール、ミリシルアルコール、１−ドトリアコンタノール、ゲジルアルコール、セテアリルアルコールが挙げられる。これらは１種類を単独でも用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

前記樹脂組成物中における、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）と、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール（Ｄ）の合計との質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］が０．１０〜０．８０である必要がある。これにより、表面平滑性に優れたＰＶＡフィルムが得られる。一方、質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］は０．４５以下が好ましく、０．３５以下がより好ましい。

光学フィルムの透明性には、原反のＰＶＡフィルムの表面平滑性が影響する。このため、本発明者らは、ＰＶＡフィルムの表面平滑性を向上させるためにノニオン系界面活性剤の添加量を通常よりも増やしたところ、得られるＰＶＡフィルムに表面荒れが生じるとともに透明性も低下した。そこで、さらに検討を進めたところ、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）とともに、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)を所定の比率で用いることによって、表面荒れが生じることなく、優れた表面平滑性を有し、なおかつ透明性にも優れたＰＶＡフィルムが得られることを見出した。表面平滑性が顕著に向上する理由は明確ではないが、以下のように推定される。後述するように、本発明のＰＶＡフィルムは、ＰＶＡ（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)を含む製膜原液等を用いて製造することができる。このとき、ＰＶＡ（Ａ）を核として、ＰＶＡ（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)が相互作用していると考えられる。ここで、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)を用いることによって、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）の相溶性が向上するため、製膜時における樹脂組成物とダイとのすべり性が良好となるものと考えられる。その結果、表面荒れが生じることなく平滑性に優れ、しかも透明性にも優れたＰＶＡフィルムが得られるものと考えられる。

前記樹脂組成物における、アニオン系界面活性剤（Ｃ）と炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)との質量比（Ｄ／Ｃ）が０．０５〜０．８である必要がある。質量比（Ｄ／Ｃ）が０．０５未満である場合、ＰＶＡと、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）又はアニオン系界面活性剤（Ｃ）との親和性が低下することから成形時に膜厚ムラが生じる。また製膜時にスジ状欠点が発生する。質量比（Ｄ／Ｃ）が０．１５以上であることが好ましい。一方、質量比（Ｄ／Ｃ）が０．８を超える場合、脂肪族モノアルコール(Ｄ)がＰＶＡフィルムの表面に移行してブロッキングが生じて取り扱い性が低下する。質量比（Ｄ／Ｃ）が０．４以下であることが好ましい。

前記樹脂組成物において、ビニルアルコール（Ａ）１００質量部に対するノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)の合計含有量が０．１０〜５．０質量部である必要がある。当該合計含有量が５．０質量部を超える場合、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）又は脂肪族モノアルコール(Ｄ)がＰＶＡフィルムの表面に移行してブロッキングが生じやすくなり取り扱い性が低下する。前記合計含有量は、２質量部以下が好ましく、１質量部以下がより好ましい。一方、前記合計含有量が０．１０質量部未満の場合、得られるＰＶＡフィルムにおいて、スジ状の欠点が増加するとともに、表面が荒れて平滑性が不良となる。前記合計含有量は、０．１５質量部以上が好ましい。

ＰＶＡフィルムに柔軟性を付与させることができる観点から、本発明のＰＶＡフィルムは可塑剤を含有することが好ましい。好ましい可塑剤としては多価アルコールが挙げられ、具体的には、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン等を挙げることができる。これらは１種の可塑剤のみを用いてもよいし、２種以上の可塑剤を併用してもよい。中でも、ＰＶＡ（Ａ）との相溶性や入手性などの観点から、エチレングリコールまたはグリセリンが好ましい。

可塑剤の含有量は、ＰＶＡ（Ａ）１００質量部に対して１〜３０質量部の範囲内であることが好ましい。

前記樹脂組成物は、ＰＶＡ、界面活性剤、脂肪族モノアルコールおよび可塑剤以外の他の成分を、必要に応じてさらに含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば、水分、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、着色剤、充填剤（無機物粒子・デンプン等）、防腐剤、防黴剤、上記した成分以外の他の高分子化合物などが挙げられる。前記樹脂組成物中の他の成分の含有量は１０質量％以下が好ましい。

本発明のＰＶＡフィルムの厚みは特に制限されず、ＰＶＡフィルムの用途などに応じて適宜設定することができ、例えば３００μｍ以下とすることができる。本発明のＰＶＡフィルムを偏光フィルム等の光学フィルム製造用の原反フィルムとして使用する場合には当該厚みは５〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。なお、ＰＶＡフィルムの厚みは、任意の１０ヶ所において測定された値の平均値として求めることができる。

本発明のＰＶＡフィルムの形状は特に制限されないが、より均一なＰＶＡフィルムを連続して円滑に製造することができる点や、得られたＰＶＡフィルムを用いて光学フィルム等を製造する場合などにおいて連続して使用すること点などから長尺のフィルムであることが好ましい。長尺のフィルムの長さ（流れ方向の長さ）は特に制限されず、用途などに応じて適宜設定することができ、例えば、５〜３０，０００ｍの範囲内とすることができる。長尺のフィルムはコアに巻き取るなどしてフィルムロールとすることが好ましい。

本発明のＰＶＡフィルムの幅に特に制限はなく、例えば０．５ｍ以上とすることができる。近年幅広の偏光フィルムが求められていることから、当該幅は１ｍ以上であることが好ましく、３ｍ以上であることがより好ましく、４．５ｍ以上であることがさらに好ましく、５．０ｍ以上であることが特に好ましく、５．５ｍ以上であることが最も好ましい。一方、ＰＶＡフィルムの幅があまりに広すぎると、ＰＶＡフィルムを製膜するための製膜装置の製造費用が増加したり、さらには、実用化されている製造装置で光学フィルムを製造する場合において均一に延伸することが困難になったりすることがあることから、ＰＶＡフィルムの幅は７．５ｍ以下であることが好ましく、７．０ｍ以下であることがより好ましく、６．５ｍ以下であることがさらに好ましい。

本発明によれば表面平滑性が良好なＰＶＡフィルムが得られる。ＰＶＡフィルムの表面平滑性の程度に特に制限はないが、ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４で規定される表面平滑性Ｒａが２．０μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以下であることがより好ましく、１．３μｍ以下であることがさらに好ましく、１．０μｍ以下であることが特に好ましく、０．５μｍ以下であることが最も好ましい。このように表面平滑性が良好なＰＶＡフィルムによれば、光透過率が高くて透明性に優れた光学フィルムを容易に得ることができる。

本発明によれば透明性が良好なＰＶＡフィルムが得られる。ＰＶＡフィルムの透明性の程度に特に制限はないが、カラーメーターで規定される濁度が３．００以下であることが好ましく、２．００以下であることがさらに好ましく、１．５０以下であることが特に好ましい。

本発明のＰＶＡフィルムの製造方法に特に制限はなく、例えば、ＰＶＡ（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）、炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)、液体媒体、および必要に応じてさらに上記した可塑剤やその他の成分を含有する製膜原液を用いて、流延製膜法や溶融押出製膜法など公知の方法により製造することができる。なお、製膜原液は、ＰＶＡ（Ａ）が液体媒体に溶解してなるものであってもよいし、ＰＶＡ（Ａ）が溶融したものであってもよい。

製膜原液における上記液体媒体としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどを挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上を使用することができる。そのうちでも、環境に与える負荷が小さいことや回収性の点から水が好ましい。

製膜原液の揮発分率（製膜時に揮発や蒸発によって除去される液体媒体などの揮発性成分の製膜原液中における含有割合）は製膜方法、製膜条件等によっても異なるが、５０〜９０質量％の範囲内であることが好ましく、５５〜８０質量％の範囲内であることがより好ましい。製膜原液の揮発分率が５０質量％以上であることにより、製膜原液の粘度が高くなりすぎず製膜が容易になる。一方、製膜原液の揮発分率が９０質量％以下であることにより、製膜原液の粘度が低くなりすぎず得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が向上する。

上記の製膜原液を用いて、流延製膜法や溶融押出製膜法によって本発明のＰＶＡフィルムを製造する際の具体的な製造方法に特に制限はなく、例えば、当該製膜原液をドラムやベルト等の支持体上に膜状に流延または吐出し、当該支持体上で乾燥させることにより得ることができる。得られたフィルムに対し、必要に応じて、乾燥ロールや熱風乾燥装置によりさらに乾燥したり、熱処理装置により熱処理を施したり、調湿装置により調湿したりしてもよい。製造されたＰＶＡフィルムは、コアに巻き取るなどしてフィルムロールとすることが好ましい。また、製造されたＰＶＡフィルムの幅方向の両端部を切り取ってもよい。

本発明のＰＶＡフィルムは、偏光フィルム、位相差フィルム、特殊集光フィルム等の光学フィルムを製造するための原反フィルムとして好適に使用することができる。本発明のＰＶＡフィルムを用いることによって、光透過率が高くて品質が高い光学フィルムを得ることができる。また、本発明のＰＶＡフィルムは、包装材料、ランドリーバッグ等の水溶性フィルム、人工大理石等を製造する際の離型フィルムなどとして使用することもできる。なかでも、本発明のＰＶＡフィルムは、偏光フィルム製造用の原反フィルムとして好適に使用される。

前記ＰＶＡフィルムを染色する工程と延伸する工程とを有する偏光フィルムの製造方法が本発明の好適な実施態様である。当該製造方法がさらに固定処理工程、乾燥処理工程、熱処理工程等を有していてもよい。染色と延伸の順序は特に限定されず、延伸処理の前に染色処理を行ってもよいし、延伸処理と同時に染色処理を行ってもよいし、または延伸処理の後に染色処理を行ってもよい。また、延伸、染色などの工程は複数回繰り返してもよい。特に延伸を２段以上に分けると均一な延伸を行いやすくなるため好ましい。

ＰＶＡフィルムの染色に用いる染料としては、ヨウ素または二色性有機染料（例えば、ＤｉｒｅｃｔＢｌａｃｋ １７、１９、１５４；ＤｉｒｅｃｔＢｒｏｗｎ ４４、１０６、１９５、２１０、２２３；ＤｉｒｅｃｔＲｅｄ ２、２３、２８、３１、３７、３９、７９、８１、２４０、２４２、２４７；ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ １、１５、２２、７８、９０、９８、１５１、１６８、２０２、２３６、２４９、２７０；ＤｉｒｅｃｔＶｉｏｌｅｔ ９、１２、５１、９８；ＤｉｒｅｃｔＧｒｅｅｎ １、８５；ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ ８、１２、４４、８６、８７；ＤｉｒｅｃｔＯｒａｎｇｅ ２６、３９、１０６、１０７などの二色性染料）などを使用することができる。これらの染料は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。染色は、通常、上記染料を含有する溶液中にＰＶＡフィルムを浸漬することにより行うことができるが、その処理条件や処理方法は特に制限されるものではない。

ＰＶＡフィルムを延伸する方法として、一軸延伸方法および二軸延伸方法が挙げられ、前者が好ましい。ＰＶＡフィルムを流れ方向（ＭＤ）等に延伸する一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法のいずれで行ってもよいが、得られる偏光フィルムの性能および品質の安定性の観点から湿式延伸法が好ましい。湿式延伸法としては、ＰＶＡフィルムを、純水、添加剤や水溶性の有機溶媒等の各種成分を含む水溶液、または各種成分が分散した水分散液中で延伸する方法が挙げられる。湿式延伸法による一軸延伸方法の具体例としては、ホウ酸を含む温水中で一軸延伸する方法、前記染料を含有する溶液中や後述する固定処理浴中で一軸延伸する方法などが挙げられる。また、吸水後のＰＶＡフィルムを用いて空気中で一軸延伸してもよいし、その他の方法で一軸延伸してもよい。

一軸延伸する際の延伸温度は特に限定されないが、湿式延伸する場合は好ましくは２０〜９０℃、より好ましくは２５〜７０℃、さらに好ましくは３０〜６５℃の範囲内の温度が採用され、乾熱延伸する場合は好ましくは５０〜１８０℃の範囲内の温度が採用される。

一軸延伸処理の延伸倍率（多段で一軸延伸を行う場合は合計の延伸倍率）は、偏光性能の点からフィルムが切断する直前までできるだけ延伸することが好ましく、具体的には４倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましく、５．５倍以上であることがさらに好ましい。延伸倍率の上限はフィルムが破断しない限り特に制限はないが、均一な延伸を行うためには８．０倍以下であることが好ましい。

偏光フィルムの製造にあたっては、一軸延伸されたＰＶＡフィルムへの染料の吸着を強固にするために、固定処理を行うことが好ましい。固定処理としては、一般的なホウ酸および／またはホウ素化合物を添加した処理浴中にＰＶＡフィルムを浸漬する方法等を採用することができる。その際に、必要に応じて処理浴中にヨウ素化合物を添加してもよい。

一軸延伸処理、または一軸延伸処理と固定処理を行ったＰＶＡフィルムを次いで乾燥処理や熱処理を行うことが好ましい。乾燥処理や熱処理の温度は３０〜１５０℃が好ましく、特に５０〜１４０℃であることが好ましい。温度が低すぎると、得られる偏光フィルムの寸法安定性が低下しやすくなる。一方、温度が高すぎると染料の分解などに伴う偏光性能の低下が発生しやすくなる。

上記のようにして得られた偏光フィルムの両面または片面に、光学的に透明で、かつ機械的強度を有する保護膜を貼り合わせて偏光板にすることができる。その場合の保護膜としては、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）フィルム、酢酸・酪酸セルロース（ＣＡＢ）フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが使用される。また、保護膜を貼り合わせるための接着剤としては、ＰＶＡ系接着剤やウレタン系接着剤などが一般に使用されており、そのうちでもＰＶＡ系接着剤が好ましく用いられる。

上記のようにして得られた偏光板は、アクリル系などの粘着剤を被覆した後、ガラス基板に貼り合わせて液晶ディスプレイ装置の部品として使用することができる。偏光板をガラス基板に貼り合わせる際に、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルムなどを同時に貼り合わせてもよい。

以下に、本発明を実施例等により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

［表面平滑性の測定方法］
実施例で得られたＰＶＡフィルムから３ｃｍ角のサンプル片を採取した。株式会社キーエンス製レーザー顕微鏡「ＶＫ−Ｘ２００」（顕微鏡倍率は２０倍）を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４に準じて、前記ＰＶＡフィルムの各コーナー付近４点とフィルム中央部の１点のＲａ値をそれぞれ求め、その平均値を表面平滑性の指標とした。

［スジ状の欠点の評価方法］
ＰＶＡフィルム上の、製膜時の流れ方向（ＭＤ方向）に平行に存在するスジ状の欠点を目視で観察して評価した。具体的には、以下の実施例で得られたＰＶＡフィルムから切り出したサンプル片をＭＤ方向が水直になるように吊り下げ、その背後に３０Ｗの直管状蛍光灯を水直に置いて点灯し、サンプル片を通して蛍光灯を見たときに観察されるスジ状の欠点について、以下の基準で評価した。
Ａ：スジ状の欠点が全くない
Ｂ：スジ状の欠点がごくわずかにあるが実用上問題ない
Ｃ：スジ状の欠点がわずかにあるが実用上問題ない
Ｄ：スジ状の欠点が多数ある

［濁度の測定方法］
以下の実施例で得られたＰＶＡフィルムから、ＭＤ方向が１５ｃｍ、幅方向（ＴＤ方向）が１６５ｃｍの長方形のサンプルを採取した。濁度（ΔＬ値）の測定は、スガ試験機株式会社製のカラーメーター「ＳＭ-Ｔ４５」を用いて反射法により行った。ＴＤ方向５０ｃｍ当たり１０ヶ所測定して、その平均値をＰＶＡフィルムの濁度とした。ここでΔＬ値はサンプルに垂直な方向から４５°傾いた方向から光を照射した際の反射光の強度であり、白濁性の尺度となる。ΔＬが高ければ白濁していることを意味しており、透明性を損なっていると解釈できる。

実施例１
ＰＶＡ（Ａ）として、重合度２４００、けん化度９９．９モル％のＰＶＡ（酢酸ビニルの単独重合体のけん化物）のチップを用いた。当該ＰＶＡのチップ１００質量部を３５℃の蒸留水２５００質量部に２４時間浸漬した後、遠心脱水を行い、ＰＶＡ含水チップを得た。得られたＰＶＡ含水チップ中の揮発分率は７０質量％であった。当該ＰＶＡ含水チップ３３３質量部（乾燥状態のＰＶＡは１００質量部）に対して、グリセリンを１２質量部、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）としてラウリン酸ジエタノールアミドを０．２質量部、アニオン系界面活性剤（Ｃ）としてラウリル硫酸ナトリウムを０．０８質量部、脂肪族モノアルコール(Ｄ)としてラウリルアルコールを０．０２質量部混合した後、得られた混合物をベント付き二軸押出機で加熱溶融（最高温度１３０℃）して製膜原液とした。

この製膜原液を熱交換器で１００℃に冷却した後、１８０ｃｍ幅のコートハンガーダイから表面温度が９０℃であるドラム上に押出製膜して、さらに熱風乾燥装置を用いて乾燥し、次いで、製膜時のネックインにより厚くなったフィルムの両端部を切り取ることにより、膜厚４５μｍ、幅１６５ｃｍのＰＶＡフィルムを連続的に製造した。製造されたＰＶＡフィルムのうちの長さ４０００ｍ分を円筒状のコアに巻き取ってフィルムロールとした。得られたＰＶＡフィルムについて上記した方法により表面平滑性、スジ状の欠点および濁度を評価した結果を表１に示す。

実施例２〜５、比較例１〜６
ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)の使用量を表１に示されるとおりに変更したこと以外は実施例１と同様にしてＰＶＡフィルム（およびフィルムロール）の製造および評価を行った。結果を表１に示す。

表１に示されるとおり、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）と、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)の合計との質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］が０．１０〜０．８０であり、ＰＶＡ（Ａ）１００質量部に対するノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)の合計含有量が０．１０〜５．０質量部である実施例１〜５のＰＶＡフィルムは、表面平滑性Ｒａが２．０μｍ未満であり、表面平滑性に優れていた。またスジ状の欠点が少なく、濁度も低かった。一方、質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］が０．１０〜０．８０から外れるＰＶＡフィルム（比較例１〜４、６）は、表面平滑性Ｒａが２．０μｍを超えており、表面平滑性が劣っていたうえに、スジ状の欠点が多数発生したもの（比較例４）もあった。また、脂肪族モノアルコール(Ｄ)を含まないＰＶＡフィルム（比較例５）は、表面平滑性が劣っていたうえにスジ状の欠点が多数発生した。

上記実施例で示されているとおり、本発明のＰＶＡフィルムは、スジ状の欠点が少なく、しかも表面が荒れておらず表面平滑性が良好であるとともに、透明性にも優れる。このようなＰＶＡフィルムを原反フィルムとして用いることによって、光透過率が高く品質の高い光学フィルム、特に偏光フィルムが得られる。また、本発明のＰＶＡフィルムを原反フィルムとして用いることによって、光学フィルム等を高い歩留まりで製造することが可能になり、コストが低減される。

Claims (5)

1. ポリビニルアルコール（Ａ）、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および炭素数６〜３０である脂肪族モノアルコール(Ｄ)を含有する樹脂組成物からなるポリビニルアルコールフィルムであって、ポリビニルアルコール（Ａ）１００質量部に対するノニオン系界面活性剤（Ｂ）、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール(Ｄ)の合計含有量が０．１０〜５．０質量部であり、ノニオン系界面活性剤（Ｂ）に対する、アニオン系界面活性剤（Ｃ）および脂肪族モノアルコール（Ｄ）の合計の質量比［（Ｃ＋Ｄ）／Ｂ］が０．１０〜０．８０であり、かつアニオン系界面活性剤（Ｃ）に対する脂肪族モノアルコール(Ｄ)の質量比（Ｄ／Ｃ）が０．０５〜０．８である、ポリビニルアルコールフィルム。
2. アニオン系界面活性剤（Ｃ）が炭素数９以上のアルキル鎖を有するアニオン系界面活性剤を含む、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
3. アニオン系界面活性剤（Ｃ）が硫酸エステル型のアニオン系界面活性剤を含む、請求項１又は２に記載のポリビニルアルコールフィルム。
4. アニオン系界面活性剤（Ｃ）のカウンターカチオンがアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンである、請求項１〜３のいずれかに記載のポリビニルアルコールフィルム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のポリビニルアルコールフィルムを染色する工程と延伸する工程とを有する偏光フィルムの製造方法。