JP2020020992A - 偏光フィルムの製造方法及び偏光フィルムの製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する工程と、
架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、前記シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る工程と、
前記第1架橋処理液を含む架橋処理液に、前記染色処理液で処理する工程後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する工程と、を含む、偏光フィルムの製造方法。
前記第1架橋処理液を得る工程は、前記架橋槽の外部にある外部槽で行う、〔1〕又は〔2〕に記載の偏光フィルムの製造方法。
前記抜き出される少なくとも一部の架橋処理液を、前記外部槽に供給する工程と、
前記外部槽から前記架橋槽に前記第1架橋処理液を供給する工程と、をさらに含む、〔3〕に記載の偏光フィルムの製造方法。
前記ヨウ化物塩は、ヨウ化カリウムを含む、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する染色処理部と、
架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、前記シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る第1架橋処理液調製部と、
前記第1架橋処理液を含む架橋処理液に、前記染色処理部で処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する架橋槽と、を含む、偏光フィルムの製造装置。
前記抜き出される少なくとも一部の架橋処理液を、前記第1架橋処理液調製部に供給する第1供給部と、
前記第1架橋処理液調製部から前記架橋槽に前記第1架橋処理液を供給する第2供給部と、をさらに含む、〔10〕に記載の偏光フィルムの製造装置。
図1は、本実施形態の偏光フィルムの製造方法及びそれに用いる偏光フィルムの製造装置の一例を示す模式図である。図1中の矢印は、フィルム搬送方向又は液の流れ方向を示す。図1に示す偏光フィルム25の製造方法では、長尺のPVA系樹脂フィルム10から連続的に長尺の偏光フィルム25を得ることができる。具体的には、PVA系樹脂フィルム10を巻出ロール11から連続的に巻き出しつつ、膨潤槽13での膨潤処理工程、染色処理液を収容する染色槽15(染色処理部)での染色処理工程、架橋処理液を収容する架橋槽17での架橋処理工程、及び、洗浄槽19での洗浄処理工程を順に行い、最後に乾燥炉21を通すことにより乾燥処理を行って偏光フィルム25を得ることができる。長尺物として製造される偏光フィルム25は、巻取ロール27に順次巻き取ってもよいし、巻き取ることなく、偏光フィルム25の片面又は両面に保護フィルム等の熱可塑性樹脂フィルムを接着する偏光板作製工程に供されてもよい。
PVA系樹脂フィルム10を用いて偏光フィルム25を製造する偏光フィルム25の製造方法であって、
PVA系樹脂フィルム10を、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する工程と、
架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る工程と、
第1架橋処理液を含む架橋処理液に、染色処理液で処理する工程後のPVA系樹脂フィルム10を浸漬する工程と、を含む。
染色処理液で処理する工程は、PVA系樹脂フィルム10を、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する染色処理工程であり、PVA系樹脂フィルム10にヨウ素を吸着、配向させる等の目的で行われる。染色処理液で処理するPVA系樹脂フィルム10は、図1に示す膨潤槽13において膨潤処理が行われた後のフィルムであることが好ましい。ヨウ素を含有する染色処理液で処理する方法としては、例えば図1に示すように、フィルム搬送経路に沿ってPVA系樹脂フィルム10を搬送しながら、染色処理液に所定時間浸漬した後、染色処理液から引き出すことによって行うことができる。染色処理液で処理する方法は、PVA系樹脂フィルム10に染色処理液を塗布する方法によって行ってもよい。
第1架橋処理液を得る工程は、架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加する工程と、シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る工程とを含む。第1架橋処理液を得る工程は、架橋槽17での架橋処理に用いる架橋処理液の一部をなす第1架橋処理液を得るために行われる。架橋処理に用いる架橋処理液は、架橋剤及びヨウ化物塩を含むため、第1架橋処理液を得る工程では、架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物の添加や紫外線照射等を行う。
浸漬する工程は、第1架橋処理液を含む架橋処理液に、染色処理液で処理する工程後のPVA系樹脂フィルム10を浸漬する工程であり、PVA系樹脂フィルム10に架橋処理を行う架橋処理工程とすることができる。架橋処理工程は、架橋による耐水化や色相調整等の目的で行われる。架橋処理液にPVA系樹脂フィルム10を浸漬する方法としては、架橋槽17に収容されている、上記した第1架橋処理液を得る工程で得た第1架橋処理液を含む架橋処理液に、PVA系樹脂フィルムを浸漬する方法を挙げることができる。
本実施形態の偏光フィルム25の製造装置は、上記した偏光フィルム25の製造方法に用いる装置である。図1に示す偏光フィルム25の製造装置では、長尺のPVA系樹脂フィルム10に対して連続的に、膨潤槽13内の膨潤処理液、染色槽15(染色処理部)内の染色処理液、架橋槽17内の架橋処理液、及び、洗浄槽19内の洗浄処理液に順次浸漬する処理を行い、最後に乾燥炉21を通すことにより乾燥処理を行って、長尺の偏光フィルム25を得ることができる。
PVA系樹脂フィルム10を用いて偏光フィルム25を製造する偏光フィルム25の製造装置であって、
PVA系樹脂フィルム10を、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する染色槽15(染色処理部)と、
架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る第1架橋処理液調製部30と、
第1架橋処理液を含む架橋処理液に、染色槽15で処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する架橋槽17と、を含む。
図1に示す染色槽15は、偏光フィルム25の製造方法における、PVA系樹脂フィルム10を、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する工程を行うために用いることができる。染色槽15は、その内部に染色処理液を収容しており、例えば膨潤槽13で膨潤処理されたPVA系樹脂フィルム10を染色処理液に浸漬するために用いられる。PVA系樹脂フィルム10は、染色槽15内の染色処理液内に設けられたガイドロール1d,1eに支持されて搬送されながら、染色処理液により染色処理される。染色処理液で処理されて染色槽15から引き出されたPVA系樹脂フィルム10は、ガイドロール1f、ニップロール2cを順に通過して架橋槽17に導入される。
第1架橋処理液調製部30は、偏光フィルム25の製造方法における第1架橋処理液を得る工程を行うために用いることができ、第1架橋処理液調製部30は、架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射することができる。これにより、第1架橋処理液調製部30は、架橋槽17での架橋処理に用いる架橋処理液の一部をなす第1架橋処理液を調製する。第1架橋処理液調製部30は、架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加するためのシュウ酸化合物供給部や、シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射する紫外線照射装置を備えることができる。また、第1架橋処理液調製部30は、架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液に対して活性炭処理を行う活性炭処理部33を備えていてもよい。
架橋槽17は、偏光フィルム25の製造方法における、第1架橋処理液を含む架橋処理液に、染色処理液で処理する工程後のPVA系樹脂フィルム10を浸漬する工程を行うために用いることができる。架橋槽17は、その内部に第1架橋処理液を含む架橋処理液を収容しており、染色槽15で染色されたPVA系樹脂フィルム10を架橋処理液に浸漬するために用いられる。PVA系樹脂フィルム10は、架橋槽17内の架橋処理液内に設けられたガイドロール1g,1hに支持されて搬送されながら、架橋処理液で処理される。架橋処理液で処理されて架橋槽17から引き出されたPVA系樹脂フィルム10は、ガイドロール1i、ニップロール2dを順に通過して洗浄槽19に導入される。
本実施形態の偏光フィルムの製造方法で用いるPVA系樹脂フィルム10は、ポリビニルアルコール系樹脂を用いて形成されたフィルムである。ポリビニルアルコール系樹脂とは、ビニルアルコール由来の構成単位を50質量%以上含む樹脂をいう。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂を鹸化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂の鹸化度は、JIS K 6727(1994)に準拠して求めることができ、例えば80.0〜100.0モル%の範囲とすることができる。
本実施形態の偏光フィルムの製造方法で得られる偏光フィルム25は、延伸されたPVA系樹脂フィルムにヨウ素が吸着配向されているものである。偏光フィルム25の厚みは、通常2〜40μmであり、偏光フィルムの薄膜化の観点から、30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましい。
膨潤処理工程は、PVA系樹脂フィルム10の異物除去、可塑剤除去、易染色性の付与、フィルムの可塑化等の目的で必要に応じて実施される処理である。図1に示すように、膨潤処理工程は、PVA系樹脂フィルム10を、膨潤処理液を収容する膨潤槽13に所定時間浸漬した後、引き出すことによって実施することができる。
染色処理工程及び染色槽15について、上記で説明した以外の点について説明する。染色処理工程で用いる染色処理液としては、ヨウ素及びヨウ化物塩を含有する水溶液を用いることができる。ヨウ化物塩としては、例えば、アルカリ金属のヨウ化物塩、アルカリ土類金属のヨウ化物塩、ヨウ化亜鉛等が挙げられ、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛であることが好ましく、ヨウ化カリウムであることがより好ましい。ヨウ化カリウムと他のヨウ化物塩とを併用してもよい。
染色処理工程及び染色槽15について、上記で説明した以外の点について説明する。架橋処理工程で用いる架橋処理液は、ヨウ化物塩及び架橋剤を含有する液(通常は水溶液)を用いることができる。ヨウ化物塩としては、例えば、アルカリ金属のヨウ化物塩、アルカリ土類金属のヨウ化物塩、ヨウ化亜鉛等が挙げられ、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛であることが好ましく、ヨウ化カリウムであることがより好ましい。ヨウ化カリウムと他のヨウ化物塩とを併用してもよい。架橋剤としては、例えば、ホウ酸やホウ砂等のホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等が挙げることができ、ホウ酸であることが好ましい。2種以上の架橋剤を併用することもできる。
洗浄処理工程は、架橋処理工程後のPVA系樹脂フィルム10に付着した余分な薬剤を除去する等の目的で実施される処理である。図1に示すように、洗浄処理工程は、架橋処理工程(架橋槽17に浸漬された)後のPVA系樹脂フィルム10をフィルム搬送経路に沿って搬送させ、洗浄処理液を収容する洗浄槽19に所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。
上記した膨潤処理工程、染色処理工程、架橋処理工程、及び洗浄処理工程の少なくとも1つの工程で処理を行いながら延伸処理を行ってもよい。これらの工程で行われる延伸処理は、湿式延伸であり、通常一軸延伸である。延伸処理工程は、架橋処理工程又はそれより前の1又は2以上の段階で行われることが好ましい。ヨウ素の染色性を高めて良好な偏光特性を有する偏光フィルム25を得るために、染色処理工程に供されるPVA系樹脂フィルム10は、少なくともある程度延伸処理が施されていることがより好ましい。
乾燥処理部は、PVA系樹脂フィルム10のフィルム搬送経路上であって、図1に示す製造装置では、洗浄槽19の下流側に配置され、洗浄処理工程後のPVA系樹脂フィルム10を乾燥させるためのゾーンである。乾燥処理工程では、洗浄処理工程後のPVA系樹脂フィルム10を引き続き搬送させながら、乾燥炉21に当該フィルムを導入することによって乾燥処理を施すことができ、これにより偏光フィルム25が得られる。
架橋液処理液を純水で1000倍に希釈し、0.22μmのPTFE製フィルターで濾過処理した。得られた希釈液をイオンクロマトグラフ装置測定を用いて分析し、得られたスペクトルの面積積分値を、濃度既知のシュウ酸水溶液の分析で得られたスペクトルの面積積分値と比較して、シュウ酸濃度を定量した。分析装置には、Metrohm社製の883 Basic IC Plusを用い、カラムにはMetrosep A Supp 5 150/4.0を用いた。移動相には、1.0mMの濃度でNaHCO3、並びに3.2mMの濃度でNa2CO3を含む水溶液に、質量の5%相当のアセトンを加えた水溶液を用いた。
厚み60mm、幅50mmの小片PVAフィルムを、膨潤槽中の膨潤処理液、染色槽中の染色処理液にこの順に漬けながら2.2倍延伸し、さらに架橋処理液に漬けながら、累積5.8倍まで延伸した。PVAの延伸方向両端を保持するチャックの間に取り付けたロードセルで、延伸中のPVAの張力を測定し、架橋槽中の架橋処理液中で5.8倍延伸が完了した時点での張力を記録した。
純水に、ホウ酸、ヨウ化カリウム、シュウ酸二水和物、及び水酸化カリウムを加えて、ホウ酸濃度が3.4%、ヨウ化カリウム濃度が10.1%、シュウ酸二水和物濃度が1.7%、水酸化カリウム濃度が0.9%となるようにして、シュウ酸含有液を調製した。得られたシュウ酸含有液のpHは3.9であり、シュウ酸イオン濃度は0.9%であった。
シュウ酸含有液に対して照射する光を、波長340nmの紫外光に変更したこと以外は、実施例1と同様にして光照射後のシュウ酸含有液を得た。実施例1と同様の手順で、得られた光照射後のシュウ酸含有液を用いて、シュウ酸イオン濃度の測定、及び、架橋槽でのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの張力の測定を行った。これらの結果を表1に示す。
純水に、ホウ酸及びヨウ化カリウムを加えて、ホウ酸濃度が3.5%、ヨウ化カリウム濃度が10.3%となるようにしてシュウ酸未含有液を調製した。得られたシュウ酸未含有液のpHは4.0であった。実施例1と同様の手順で、得られたシュウ酸未含有液を用いて、架橋槽でのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの張力の測定を行った。その結果を表1に示す。
実施例1と同様にしてシュウ酸含有液を得たが、シュウ酸含有液に光照射を行わなかった。実施例1と同様の手順で、得られた光照射後のシュウ酸含有液を用いて、シュウ酸イオン濃度の測定、及び、架橋槽でのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの張力の測定を行った。その結果を表1に示す。
シュウ酸含有液に対して照射する光を、表1に示す光に変更したこと以外は、実施例1と同様にして光照射後のシュウ酸含有液を得た。実施例1と同様の手順で、得られた光照射後のシュウ酸含有液を用いて、シュウ酸イオン濃度の測定、及び、架橋槽でのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの張力の測定を行った。これらの結果を表1に示す。
Claims (11)
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを用いて偏光フィルムを製造する偏光フィルムの製造方法であって、
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する工程と、
架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、前記シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る工程と、
前記第1架橋処理液を含む架橋処理液に、前記染色処理液で処理する工程後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する工程と、を含む、偏光フィルムの製造方法。 - 前記第1架橋処理液を得る工程は、前記架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液を活性炭処理する工程を含む、請求項1に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記浸漬する工程は、前記架橋処理液を収容する架橋槽に、前記染色処理液で処理する工程後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する工程であり、
前記第1架橋処理液を得る工程は、前記架橋槽の外部にある外部槽で行う、請求項1又は2に記載の偏光フィルムの製造方法。 - 前記架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液は、前記架橋槽内の前記架橋処理液から抜き出される少なくとも一部の架橋処理液であり、
前記抜き出される少なくとも一部の架橋処理液を、前記外部槽に供給する工程と、
前記外部槽から前記架橋槽に前記第1架橋処理液を供給する工程と、をさらに含む、請求項3に記載の偏光フィルムの製造方法。 - 前記架橋槽に収容されている前記架橋処理液のpHは2以上4以下である、請求項3又は4に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記架橋槽に収容されている前記架橋処理液中のシュウ酸イオン濃度は、前記架橋処理液に対して0.5質量%以下である、請求項3〜5のいずれか1項に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記架橋剤は、ホウ素化合物を含み、
前記ヨウ化物塩は、ヨウ化カリウムを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の偏光フィルムの製造方法。 - ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを用いて偏光フィルムを製造する偏光フィルムの製造装置であって、
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、ヨウ素を含有する染色処理液で処理する染色処理部と、
架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液にシュウ酸化合物を添加し、前記シュウ酸化合物を添加した液に紫外線を照射して第1架橋処理液を得る第1架橋処理液調製部と、
前記第1架橋処理液を含む架橋処理液に、前記染色処理部で処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する架橋槽と、を含む、偏光フィルムの製造装置。 - 前記第1架橋処理液調製部は、前記架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液を活性炭処理する活性炭処理部をさらに含む、請求項8に記載の偏光フィルムの製造装置。
- 前記第1架橋処理液調製部は、前記架橋槽の外部に設けられている、請求項8又は9に記載の偏光フィルムの製造装置。
- 前記架橋剤及びヨウ化物塩を含有する液は、前記架橋槽内の架橋処理液から抜き出される少なくとも一部の架橋処理液であり、
前記抜き出される少なくとも一部の架橋処理液を、前記第1架橋処理液調製部に供給する第1供給部と、
前記第1架橋処理液調製部から前記架橋槽に前記第1架橋処理液を供給する第2供給部と、をさらに含む、請求項10に記載の偏光フィルムの製造装置。
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