JP2019035956A

JP2019035956A - 偏光フィルムの製造方法及び製造システム

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Publication number: JP2019035956A
Application number: JP2018148462A
Authority: JP
Inventors: 維廷徐; Wei-Ting Hsu; 建生郭; Chien-Sheng Kuo
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2019-03-07
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Abstract

【課題】槽液に投入する薬剤を減らすことができるか、及び／又は、槽液の交換時間を延長することができる偏光フィルムの製造システム及び偏光フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体を処理するために用いられる複数の処理設備を含む、偏光フィルムを製造するためのシステムであって、処理設備は、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有する処理槽を含み、槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、偏光フィルム前駆体が処理槽を通過するときに、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする、偏光フィルムの製造システムが提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、製造方法及びシステムに関する。本発明は、特に偏光フィルムを製造するための方法及びシステムに関する。

偏光板は、液晶表示装置において広範に用いられる光学素子である。液晶表示装置の発展に伴い、液晶表示装置の中に備えられている素子に対する品質の要求が高まっている。偏光板は、通常、偏光フィルム上に保護フィルムを貼り合わせてなる（例えば、特許文献１）。
偏光フィルムは、可撓性の偏光フィルム前駆体が複数の処理設備を通過するようにすることにより得られる。処理設備は、例えば処理槽であり、その中の槽液の条件が、偏光フィルムの品質に対して影響をもたらすため、適切な方式で槽液の変化を一定範囲内に制御する必要がある。例えば、一般に、必要な処理槽に各種平衡用の薬剤を投入し、かつ定期的に槽液を交換する。

特開２００４−２４５９２５号公報

本発明の目的は、槽液に投入する薬剤を減らすことができるか、及び／又は、槽液の交換時間を延長することができる偏光フィルムの製造システム及び偏光フィルムの製造方法を提供することにある。

ある実施形態では、本発明は、偏光フィルムを製造するために用いられるシステムを提供する。このシステムは、複数の処理設備を含む。これらの処理設備は、偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体を処理するために用いられる。これらの処理設備は、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有する処理槽を含む。この槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする。

ある実施形態では、本発明は、偏光フィルムを製造するために用いられるシステムを提供する。このシステムは、複数の処理設備を含む。処理設備は、偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体を処理するために用いられる。これらの処理設備は、処理槽を含む。このシステムは、処理槽と連通した外部タンクをさらに含む。外部タンクは、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有する。この槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする。

ある実施形態では、本発明は、偏光フィルムを製造するために用いられる方法を提供する。この方法は、偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体が複数の処理設備を通過するようにする。これらの処理設備は、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有する処理槽を含む。この方法は、この槽液が、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるよう制御することをさらに含む。

本発明の上記及びその他の側面についてよりよく理解できるようにするため、次に実施例の形態及び実施例を挙げて、図面と合わせて次の通り詳細に説明する。

槽液に投入する薬剤を減らすことができるか、及び／又は、槽液の交換時間を延長することができる偏光フィルムの製造システム及び偏光フィルムの製造方法を提供することができる。

実施形態による偏光フィルムを製造するために用いられるシステムの一部の模式図である。実施形態による偏光フィルムを製造するために用いられるシステムの一部の模式図である。実施例及び比較例に用いられる１つの実験配置の模式図である。実施例及び比較例に用いられる別の実験配置の模式図である。

次に、実施形態のシステム及び方法をより明晰に理解をできるようにするため、図面と合わせ、実施形態によるシステム及び方法について詳細に説明する。図面及びその関連する説明は、列挙して説明する用途のみに用いられるものであり、本発明を限定するためのものではないことは明白である。また、１つの実施形態又は実施例における素子、条件及び特徴は、別の実施形態又は実施例に有利に取り込むことができるが、これについてさらに列挙していないことが予期できる。

実施形態による偏光フィルムを製造するために用いられるシステムは、複数の処理設備を含む。これらの処理設備は、偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体を処理するために用いられる。これらの処理設備には、少なくとも１つの処理槽を含み、処理槽の中には槽液を有し、この槽液の中に含有される一部のイオンは、槽液中で自発的酸化還元反応を生じやすく、形成される偏光フィルムの品質に対して悪影響をもたらす生成物を発生させる。例えば、架橋槽及び／又は補色槽中のヨウ素イオンなど、処理槽中のヨウ素イオン（Ｉ⁻）は、自発的に酸化してヨウ素分子（Ｉ_２）となり、製造される偏光フィルムの品質に対して悪影響をもたらし、例えば、偏光フィルムの光学的性質に影響をもたらす。

実施形態では、このような少なくとも１つの処理槽の槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、偏光フィルム前駆体が処理槽を通過するときに、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする。例えば、このような環境制御は、ひいては、例えばシステム停止（例えば、メンテナンス又は槽液の交換）のときにのみ停止することができる。

ある実施形態では、処理槽に対してモニタリング又は手作業の処理等が必要となり、光源を必要とする場合を除き、この処理槽に光が照射されないようにし、暗い場所に置いてもよい。
ある実施形態では、照光環境は、波長５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の中にあることである。
ある実施形態では、非酸化性雰囲気は、窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気である。
ある実施形態では、非酸化雰囲気を処理槽に注入する通気量は、５Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎとしてもよく、好ましくは５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎである。雰囲気環境の制御気圧は、システムのこの処理槽以外の部分の環境気圧よりも大きくすることができる。例えば、この制御気圧とこの環境気圧の気圧差は、１Ｐａ（パスカル）〜３０Ｐａとしてもよい。
ある実施形態では、処理槽中の雰囲気環境は第１の体積を有し、処理槽中の槽液は第２の体積を有し、第１の体積を第２の体積で除した比は、０．０１と０．５の間であってもよく、好ましくは０．０１と０．０５の間である。
ある実施形態では、この処理槽の中で還元剤を合わせて使用してもよい。還元剤は、重量％が１０％±２％の水溶液としてもよい。還元剤を槽液に注入する流量は、０．１Ｌ／ｍｉｎ〜１Ｌ／ｍｉｎとしてもよい。

それに対応して、実施形態に係る偏光フィルムを製造するために用いられる１つの方法は、偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体が複数の処理設備を通過するようにすることを含む。これらの処理設備には、少なくとも１つの処理槽を含み、処理槽の中には槽液を有し、この槽液の中に、例えばヨウ素イオンなどの前記自発的反応するイオンを含有する。

実施形態では、この方法は、この槽液が、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるよう制御することをさらに含む。例えば、このような環境制御は、ひいては、例えばシステム停止（例えば、メンテナンス又は槽液の交換）のときにのみ停止することができる。

ある実施形態では、この処理槽に対してモニタリング又は手作業の処理等が必要となり、光源を必要とする場合を除き、この処理槽に光が照射される時間をできる限り少なくしてもよく、ひいては使用時に暗い場所に置いてもよい。
ある実施形態では、偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、この槽液が波長５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の照射を受けるようにする。
ある実施形態では、偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、槽液が窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気下にあるようにする。非酸化性雰囲気の制御気圧を、システムのこの処理槽以外の部分の環境気圧よりも大きくしてもよい。例えば、この制御気圧とこの環境気圧の気圧差は、１Ｐａ〜３０Ｐａとしてもよい。
ある実施形態では、この処理槽の槽液中のヨウ素イオン含有量を定期的にモニタリングし、ヨウ素イオン含有量が０．５ｍＭ以上であるときに、還元剤を槽液中に投入するか、又は槽液を交換してもよい。

図１は、実施形態に係る偏光フィルムを製造するために用いられるシステムの模式図である。前記の染色槽及び架橋槽以外に、図１は、偏光フィルムを製造するために用いられる他の処理設備も示している。具体的には、図１において、システムの処理設備は、膨潤槽２１、染色槽２２、架橋槽２３、補色槽２４、洗浄槽２５、及び乾燥炉２６を含むように描かれている。システムにおけるすべての処理設備は、いずれも選択的に増減、重複配置、又はその他の調整が可能である。例えば、１つのシステムでは、複数の染色槽２２を含んでもよい。１つのシステムでは、複数の架橋槽２３を含んでもよい。１つのシステムでは、補色槽２４を省略してもよい。
図１に示すように、システムの処理設備は、処理スペース３０の中に設けてもよく、処理スペース３０は、例えば処理室又は処理部屋としてもよいが、それに限定されない。
偏光フィルム前駆体１０は、システムの複数のロール３１により搬送され、各処理設備（２１〜２６）を順次通過して、偏光フィルム１０’を形成する。偏光フィルム１０’は、光線を非偏光から偏光に変換することができ、例えば、二色性色素を吸着配向させたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム又は液晶材料に染料分子を吸収させて形成される。

偏光フィルム１０’を形成するために用いられる偏光フィルム前駆体１０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はその他の適した材料を含んでもよい。例えば、偏光フィルム前駆体１０は、ＰＶＡのフィルムであってもよい。ポリビニルアルコールは、鹸化ポリ酢酸ビニルにより形成されてもよい。ある実施形態では、ポリビニルアルコールの鹸化度は、８５モル％〜１００モル％であってもよい。ある実施形態では、ポリ酢酸ビニルは、酢酸ビニルのモノマー、又は酢酸ビニルと酢酸ビニルの共重合体、及び酢酸ビニルと共重合可能なその他のモノマーの共重合体であってもよい。ある実施形態では、ポリビニルアルコールは、変性を経ており、例えば、アルデヒド類変性を経たポリビニルホルマール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｆｏｒｍａｌ）、アルキルアセタール化ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、又はポリビニルブチラール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｂｕｔｙｒａｌ）などである。ある実施形態では、偏光フィルム前駆体１０の厚さは約１μｍ（マイクロメートル）〜２００μｍである。

偏光フィルム前駆体１０に対して膨潤処理を行うため、偏光フィルム前駆体１０は、まずロール３１によって膨潤槽２１まで案内してもよい。膨潤処理は、偏光フィルム前駆体１０の表面の異物及び偏光フィルム前駆体１０中の可塑剤を除去することができ、後続の染色処理及び架橋処理の実施に役立つ。膨潤槽２１中の槽液は、主に、偏光フィルム前駆体１０に反応する純水である。ある実施形態では、膨潤処理の温度は１０℃〜５０℃であり、膨潤処理の時間は５秒〜３００秒である。

ある実施形態では、延伸した偏光フィルム前駆体１０を用いてもよい。別の実施形態では、偏光フィルムを製造するために用いられるシステムにおいて、偏光フィルム前駆体１０に対して延伸処理を行ってもよい。延伸処理は、膨潤槽２１、及び／又は後続する染色槽２２、架橋槽２３を通過するときに行ってもよい。例えば、膨潤槽２１の入口に設けられたロール３１と膨潤槽２１の出口に設けられたロール３１には周速差が存在し、一軸延伸処理を行うことができる。

偏光フィルム前駆体１０に対して染色処理を行うため、偏光フィルム前駆体１０は、次いでロール３１によって染色槽２２まで案内される。染色槽２２中の槽液は、染色剤を含有する。染色剤は、二色性色素を用いても、適切なその他の水溶性二色素染料を用いてもよい。ある実施形態では、染色剤は、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含む。例えば、染色剤は、ヨウ素を０．００３重量部〜０．２重量部及びヨウ化カリウムを３重量部〜３０重量部含む水溶液であってもよい。ある実施形態では、染色処理の温度は１０℃〜５０℃であり、染色処理の時間は１０秒〜６００秒である。染色処理の効果をよりよくするため、槽液中にその他の添加物を含んでもよい。例えば、ある実施形態では、ホウ酸を別途添加する。

偏光フィルム前駆体１０に対して架橋処理を行うため、偏光フィルム前駆体１０は、次いでロール３１によって架橋槽２３まで案内される。架橋槽２３中の槽液は、架橋剤を含有する。架橋剤は、ホウ酸を用いてもよい。架橋槽２３中の槽液は、さらに光学調整剤を含有してもよい。光学調整剤の濃度を変えると、偏光フィルムの色相を調整することができる。光学調整剤は、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛、又はその組み合わせを用いてもよい。
ある実施形態では、槽液は、ホウ酸を１重量部〜１０重量部、及びヨウ化カリウムを１重量部〜３０重量部含む水溶液である。
ある実施形態では、架橋処理の温度は１０℃〜７０℃としてもよく、架橋処理の時間は１秒〜６００秒である。
ある実施形態では、架橋処理は、酸性環境下で行い、ｐＨは例えば２〜５である。そのため、架橋槽の槽液は、さらにｐＨ調整剤を含有してもよい。
ｐＨ調整剤は、過塩素酸、ヨウ化水素酸、臭化水素酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、フッ化水素酸、ギ酸、アスコルビン酸、及び／又は酢酸を用いてもよい。
ある実施形態では、前記のヨウ素系光学調整剤を用いることにより、槽液中に形成されるヨウ素イオン（Ｉ⁻）が、架橋処理で用いる酸性環境下で、自発的に酸化してヨウ素分子（Ｉ_２）となるが、ヨウ素イオン、ヨウ素分子の濃度を維持及び制御するために、架橋槽の槽液にさらに還元剤を含有してもよい。還元剤は、硫酸塩、チオ硫酸塩、亜ジチオン酸塩、亜硫酸塩、亜硫酸、亜硝酸塩、鉄塩、及び／又はスズ塩を用いてもよい。

選択的に、ある実施形態では、偏光フィルム前駆体１０に対して補色処理を行うため、偏光フィルム前駆体１０は、次いでロール３１によって補色槽２４まで案内される。補色処理は、偏光フィルム１０’が必要とする色相を達成するよう、偏光フィルム前駆体１０をさらに調整する。補色槽２４中の槽液は、架橋槽２３中の槽液と類似の、ひいては同一の構成を有する。ある実施形態では、補色処理の温度は１０℃〜７０℃であり、補色処理の時間は１秒〜１５分間である。

偏光フィルム前駆体１０に対して洗浄処理を行うため、偏光フィルム前駆体１０は、次いでロール３１によって洗浄槽２５まで案内される。洗浄処理は、水中に浸し、水を吹き付けて噴霧を行うか、又は前記方式の組み合わせにより行ってもよい。ある実施形態では、洗浄処理の温度は２℃〜４５℃であり、洗浄処理の時間は２秒〜１２０秒である。

偏光フィルム前駆体１０に対して乾燥処理を行うため、洗浄処理した偏光フィルム前駆体１０は、次いでロール３１によって乾燥炉２６まで案内されてもよく、乾燥処理後に偏光フィルム１０’となる。ある実施形態では、乾燥処理の温度は３５℃〜１０５℃であり、乾燥処理の時間は１０秒〜３００秒である。

このようなシステムにおいて、前記照光及び雰囲気が制御される少なくとも１つの処理槽は、架橋槽２３及び／又は補色槽２４を含んでもよい。なお、図１には図示されていないが、ある実施形態では、染色槽２２も含んでもよい。例えば、染色槽２２、架橋槽２３、補色槽２４、又は複数の架橋槽２３（例えば、３つの架橋槽２３）、又は染色槽２２、架橋槽２３及び補色槽２４のすべてを制御してもよい。これは、必要に応じて調整することができる。また、槽液が照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかに位置する少なくとも１つの処理槽は、染色槽、架橋槽及び補色槽からなる群より選ぶことができる。

照光の制御の面については、ある実施形態では、図１に示すように、システムは、１つ又は複数の光源３２を含んでもよく、光源３２はすべての処理設備を照射する。光源３２が存在する目的は、自動化工程であっても、システムのモニタリング、又は手作業の操作処理等を行う目的のため、可視光の光源３２を提供する必要があるためである。しかしながら、槽液中に自発的に反応するイオンを含有する少なくとも１つの処理槽（２３、２４）で行う照光の制御に合わせるため、実施形態に係る光源３２が発する波長は４３０ｎｍ以上であり、且つ好ましくは５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光であり、前記照光環境をもたらす。例えば、５００ｎｍ（青緑の光）、５５０ｎｍ（緑の光）、及び６１０ｎｍ（赤い光）などの単一の波長を発する光源３２を選択してもよい。また、例えば、発する光が波長４３０ｎｍ以下の波長域を含まない限り、１つの波長域の波長を発する光源３２を選択してもよい。

ある実施形態では、光源３２の照度は、１５０〜１０００ルーメンとしてもよく、例えば４００〜７００ルーメンである。
ある実施形態では、光源３２の数は、２０〜６０個としてもよく、例えば３０〜４０個である。
ある実施形態では、光源３２の槽液からの垂直高さｄ３は、２〜１０メートルとしてもよい。
別の実施形態では、制御しようとする少なくとも１つの処理槽（２３、２４）と他の処理設備（２１、２２、２５、２６）とを光学的に隔離して、この処理槽を単独で制御し、少なくとも偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、処理槽中の槽液が波長４３０ｎｍ以下の光の照射を受けないようにしてもよい。例えば、偏光フィルム前駆体がこの処理槽を通過するときに、処理槽を暗い場所に置いてもよい。又は、システムのモニタリング、又は手作業の補助操作処理等を行う目的のために、特別に、この処理槽に１つの光源を提供し、この光源が発する光の波長は４３０ｎｍ以上であり、好ましくは５５０ｎｍ〜７８０ｎｍである。

雰囲気の制御の面については、ある実施形態では、図１に示すように、システムは、雰囲気制御設備３３を含んでもよく、雰囲気制御設備３３は、この少なくとも１つの処理槽（２３、２４）中の槽液が前記雰囲気環境下にあるようにする。
図１に示すように、雰囲気制御設備３３は、例えばタンクカバーである。タンクカバーは、気体注入口３４を含む。タンクカバーは、気体排出口も提供する。例えば、このタンクカバー及びこの少なくとも１つの処理槽（２３、２４）は、偏光フィルム前駆体１０が処理槽を出入りする位置に、気体排出口３５が形成されている。

ある実施形態では、雰囲気制御設備３３は、処理槽中の槽液が窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気下にあるようにし、不活性ガス雰囲気は、例えばヘリウム雰囲気、ネオン雰囲気、アルゴン雰囲気、クリプトン雰囲気、キセノン雰囲気、及び／又はラドン雰囲気である。
ある実施形態では、ガス雰囲気は、窒素雰囲気又はアルゴン雰囲気を選ぶことが好ましい。
ある実施形態では、この窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気の制御気圧Ｐ１は、システムのこの少なくとも１つの処理槽以外の部分の環境気圧Ｐ２よりも大きくしてもよい。このようにして、制御気圧Ｐ１と環境気圧Ｐ２の気圧差により、偏光フィルム前駆体１０がこの少なくとも１つの処理槽を出入りする位置が封止されていなくても、気体排出口３５が自然に形成され、この少なくとも１つの処理槽（２３、２４）中の槽液が非酸化性雰囲気下にあるようにし、酸化性ガスの環境雰囲気（例えば空気）により影響を受けないようにする。
ある実施形態では、制御気圧Ｐ１と環境気圧Ｐ２の気圧差は、１Ｐａ〜３０Ｐａとしてもよい。すなわち、Ｐ１−Ｐ２＝１〜３０Ｐａである。
ある実施形態では、非酸化雰囲気を処理槽に注入する通気量は、５Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎであり、例えば５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎである。
ある実施形態では、処理槽中の雰囲気環境は第１の体積Ｖ１を有し、処理槽中の槽液は第２の体積Ｖ２を有し、第１の体積Ｖ１を第２の体積Ｖ２で除した比は、０．０１と０．５の間であり、例えば０．０１と０．０５の間である。
ある実施形態では、１つのタンクカバーは１つの処理槽に対応する。
別の実施形態では、１つのタンクカバーは、複数の処理槽に対応してもよく、例えば、１つのタンクカバーを用いて、雰囲気を制御する必要のあるすべての処理槽を覆ってもよい。

照光及び雰囲気の制御により、前記自発的に反応するイオンの反応を大幅に抑制することができ、例えば、反応速度を緩慢にすることによって、関連する投入剤の使用を減らし、及び／又は槽液の交換時間を延長することができる。
例えば、ある実施形態では、架橋槽２３（及び補色槽２４）の槽液中のヨウ素イオン含有量を定期的にモニタリングし、ヨウ素イオン含有量が所定値（例えば０．５ｍＭ）以上であるとき、還元剤を槽液中に投入するか、又は槽液を交換する（例えば、槽液自体は、還元剤をすでに含有しているが、基準を超える状況が発生した場合）。
ある実施形態では、架橋槽２３（及び補色槽２４）の槽液中のヨウ素イオン含有量が０．５ｍＭ以上であるとき、偏光フィルム１０’の品質が明らかに影響を受けていることがわかるため、それを前記所定値とする。架橋槽２３（及び補色槽２４）が照光及び雰囲気の制御を受ける場合、１つの側面として、還元剤の用量を減らし、還元剤のアニオンが槽液中で累積して偏光フィルム１０’の品質に影響をもたらす状況を軽減することができる。また、活性炭の使用を省略又は減少することもできる。もう１つの側面として、槽液の交換時間を延長し、システムを停止する必要がある時間を短くすることができ、生産量を高め、又は製造速度を速めることができる。

ある実施形態では、システムは、さらに前記槽液を含む１つ又は複数の処理設備（膨潤槽２１、染色槽２２、架橋槽２３、補色槽２４、洗浄槽２５を含むが、それらに限られない）にそれぞれ対応して連通する１つ又は複数の外部タンクを含んでもよい。このようにして、槽液の提供及び回収を行うことができる。
ある実施形態では、槽液交換の過程で、ろ過等の処理も行ってもよい。前記制御を受けたい少なくとも１つの処理槽（染色槽２２、架橋槽２３、補色槽２４）に連通した外部タンクは、同じ槽液を有するため、類似の方式を用いて制御してもよい。図２に示すように、外部タンク４０は、処理スペース３０の外に設けられており、染色槽２２、架橋槽２３、補色槽２４のいずれかに連通している。外部タンク４０中には、ヨウ素イオンを含有する槽液を有する。この槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、槽液のある照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は槽液のある雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする。

ある実施形態では、前記いずれかの実施形態に記載の処理槽に対する制御方式を用いて、外部タンク４０を制御してもよい。例えば、図２に示すように、例えばタンクカバーの雰囲気制御設備４３を用いて、タンクカバーの気体注入口４４により窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気を注入し、タンクカバーと外部タンク４０との間に隙間を残して気体排出口４５を提供してもよい。且つ、窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気の制御気圧を外部タンク４０外の環境気圧よりも大きくし、例えば前記の制御気圧Ｐ１と環境気圧Ｐ２との間に類似する関係を有するようにしてもよい。

次に、照光及び雰囲気の制御によって提供可能な長所についてより明確に理解できるようにするため、具体的な実施例及び比較例を提供する。

［試料の準備］
純水６０ｇ、ホウ酸２．５ｇ、ヨウ化カリウム７．２ｇ及び硫酸０．１ｇを均等に混ぜ、沈殿物がなくなるまで撹拌し、架橋槽／補色槽中の槽液を模した試料とした。

［照光制御実験］
［実験配置］
照光制御実験の実験配置は、図３に示すように、容器１４１の中に前記方式で調製した試料１４２を入れ、全体を空気中に暴露した。光源１３２で照射し、光源１３２と試料１４２の距離ｄ１は２５ｃｍとした。実施例１〜３及び比較例１〜３について、それぞれ波長６１０ｎｍの赤い光の光源、波長５５０ｎｍの緑の光の光源、波長５００ｎｍの青緑の光の光源、波長４３０ｎｍの青い光の光源、波長３４０ｎｍの紫外光光源、及び波長２８０ｎｍの紫外光光源を用い、照度はいずれも７００ルーメンとした。照射を行う前及び照射の１時間後に、それぞれ試料１４２を取り出し、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４５０，Ｓｈｉｍａｄｚｕ）を用いて、吸収波長３５０ｎｍに設定されたヨウ素の極大吸収ピークを計測し、これにより試料１４２のヨウ素分子濃度（ｍＭ）を測定した。

［結果の考察］
照光制御実験の実験結果は、表１に記載する通りであった。表１の比較例１〜３からわかるように、照射した光の波長が４３０ｎｍ以下であるとき、１時間以内に還元剤の投入又は槽液の交換を行う必要があった。
これに対し、実施例１〜３のように波長４３０ｎｍ以上の光を用いて照射したとき、少なくとも１時間間隔でモニタリングした場合、槽液中のヨウ素イオン含有量は、注意していないときに所定値（例えば０．５ｍＭ）を超えておらず、形成された偏光フィルムの品質に影響を及ぼしていない。表１の実施例１〜２からさらにわかるように、波長５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内の光源を用いたとき、架橋槽／補色槽の調整／交換時間は、倍以上まで延長することができた。

［雰囲気制御実験］
［実験配置］
雰囲気制御実験の実験配置は、図４に示すように、容器２４１の中に前記方式で調製した試料２４２を入れ、容器２４１をプラグ２３３により封止し、試料２４２まで延伸した管２３４を挿入して気体注入口とし、試料２４２に接しない管２３５を挿入して気体排出口とした。実施例４〜５及び比較例４〜５について、試料２４２を入れた後、プラグ２３３を用いて密閉空間を構成し、真空引きし、さらに管２３４によりアルゴン、窒素、酸素、空気をそれぞれ注入し、気体流量は３００ｃｃ／ｍｉｎとした。光源２３２で照射し、光源２３２と試料２４２の距離ｄ２は３０ｃｍとした。白い光の光源を用い、照度は７００ルーメンとした。照射を行う前及び照射の１日後に、それぞれ試料２４２を取り出し、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４５０，Ｓｈｉｍａｄｚｕ）を用いて、吸収波長３５０ｎｍに設定されたヨウ素の極大吸収ピークを計測し、これにより試料２４２のヨウ素分子濃度（ｍＭ）を測定した。

［結果の考察］
照光制御実験の実験結果は、表２に記載する通りであった。表２の実施例４〜５と比較例４〜５を比較してわかるように、非酸化性ガスと、酸化性ガスを含む酸素及び空気とを用いて、ヨウ素分子の増加濃度は、１桁の差が認められた。そのため、架橋槽／補色槽の槽液を非酸化性ガス下で制御すると、調整／交換時間を大幅に延長することもできる。

上述したように、本発明は、実施形態を上記の通り提供したが、本発明を限定するためのものではない。当業者は、本発明の主旨及び範囲を逸脱せずに、各種の変更及び修正を行うことができる。そのため、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で定めるものを基準とする。

１０偏光フィルム前駆体、１０’ 偏光フィルム、２１膨潤槽、２２染色槽、２３架橋槽、２４補色槽、２５洗浄槽、２６乾燥炉、３０処理スペース、３１ロール、３２光源、３３雰囲気制御設備、３４気体注入口、３５気体排出口、４０外部タンク、４３雰囲気制御設備、４４気体注入口、４５気体排出口、１３２光源、１４１容器、１４２試料、２３２光源、２３３プラグ、２３４管、２３５管、２４１容器、２４２試料、ｄ１距離、ｄ２距離、ｄ３距離、Ｐ１制御気圧、Ｐ２環境気圧、Ｖ１第１の体積、Ｖ２第２の体積。

Claims

偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体を処理するために用いられる複数の処理設備を含む、偏光フィルムを製造するためのシステムであって、
前記処理設備は、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有する処理槽を含み、前記槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、前記偏光フィルム前駆体が前記処理槽を通過するときに、前記槽液のある前記照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は前記槽液のある前記雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする、偏光フィルムの製造システム。
偏光フィルムを形成するよう、偏光フィルム前駆体を処理するために用いられ、処理槽を含む複数の処理設備と、
前記処理槽に連通し、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有し、前記槽液は、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、前記槽液のある前記照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は前記槽液のある前記雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるようにする外部タンクと、を含む、偏光フィルムの製造システム。
前記照光環境は、波長５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の中にある、請求項１又は２に記載のシステム。
前記非酸化性雰囲気は、窒素雰囲気及び／若しくは不活性ガス雰囲気であり、且つ／又は前記非酸化雰囲気の通気量は５Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎである、請求項１又は２に記載のシステム。
前記雰囲気環境の制御気圧は、環境気圧よりも大きい、請求項１又は２に記載のシステム。
前記制御気圧と前記環境気圧の気圧差は、１Ｐａ〜３０Ｐａである、請求項５に記載のシステム。
１つ又は複数の光源を含み、前記光源は、波長５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発して前記照光環境をもたらし、且つ／又は前記光源の照度は、１５０〜１０００ルーメンであり、且つ／又は前記１つ又は複数の光源の数は、２０〜６０個であり、且つ／又は前記光源の前記槽液からの垂直高さは、２〜１０メートルである、請求項１又は２に記載のシステム。
前記雰囲気環境は第１の体積を有し、前記槽液は第２の体積を有し、前記第１の体積を前記第２の体積で除した比は、０．０１と０．５の間である、請求項１又は２に記載のシステム。
気体通入口を含むタンクカバーを含み、前記タンクカバーは、気体排出口も提供する、請求項１又は２に記載のシステム。
前記槽液は、さらに還元剤を含有し、前記還元剤は、重量％が１０％の水溶液であり、且つ前記還元剤を前記槽液に注入する流量は、０．１Ｌ／ｍｉｎ〜１Ｌ／ｍｉｎである、請求項１又は２に記載のシステム。
前記処理槽は、染色槽、架橋槽及び補色槽からなる群より選ばれる、請求項１に記載のシステム。
偏光フィルムを形成するよう、ヨウ素イオンを含有する槽液をその中に有する処理槽を含む複数の処理設備に偏光フィルム前駆体を通過させることと、
前記槽液が、照光環境及び雰囲気環境の少なくともいずれかにおいて、前記偏光フィルム前駆体が前記処理槽を通過するときに、前記槽液のある前記照光環境が波長４３０ｎｍ以上の光の中にあり、且つ／又は前記槽液のある前記雰囲気環境が非酸化性雰囲気であるように制御することと、を含む、偏光フィルムの製造方法。
前記偏光フィルム前駆体が前記処理槽を通過するときに、前記槽液が波長５５０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の照射を受けるようにする、請求項１２に記載の方法。
前記偏光フィルム前駆体が前記処理槽を通過するときに、前記槽液が窒素雰囲気及び／又は不活性ガス雰囲気下にあるようにする、請求項１２に記載の方法。
前記非酸化性雰囲気の制御気圧を、前記システムの前記処理槽以外の部分の環境気圧よりも大きくする、請求項１２に記載の方法。
前記制御気圧と前記環境気圧の気圧差は、１Ｐａ〜３０Ｐａである、請求項１５に記載の方法。
前記処理槽の前記槽液中のヨウ素イオン含有量を定期的にモニタリングし、前記ヨウ素イオン含有量が０．５ｍＭ以上であるときに、還元剤を前記槽液中に投入するか、又は前記槽液を交換することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
前記処理槽は、染色槽、架橋槽及び補色槽からなる群より選ばれる、請求項１２に記載の方法。