JP2021189387A - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕 ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを作製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に処理液を付着させることにより、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに前記処理液で被覆された第1面を形成する被覆面形成工程と、
前記第1面における前記処理液の量を調整する調整工程と、をこの順に有し、
前記調整工程は、
前記第1面に前記処理液を補充することにより被覆された状態を維持する工程、あるいは前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから前記処理液を除去することにより前記処理液の液滴を実質的に有さない状態に前記第1面を調整する工程のいずれかである、偏光フィルムの製造方法。
〔2〕 前記調整工程は、前記被覆面形成工程の終了後3.1秒以内に開始される、〔1〕に記載の偏光フィルムの製造方法。
〔3〕 前記調整工程の開始時点において、前記第1面は前記処理液で被覆された状態が維持されている、〔1〕または〔2〕に記載の偏光フィルムの製造方法。
〔4〕 前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、少なくとも前記被覆面形成工程の開始から前記調整工程の終了まで連続的に搬送される、〔1〕から〔3〕のいずれか1項に記載の偏光フィルムの製造方法。
本実施形態に係る製造方法は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを作製する偏光フィルムの製造方法である。具体的には、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに処理液を付着させることにより、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに上記処理液で被覆された第1面を形成する被覆面形成工程と、上記第1面における上記処理液の量を調整する調整工程と、をこの順に有する。特に上記調整工程は、上記第1面に前記処理液を補充することにより被覆された状態を維持する工程、あるいは上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから前記処理液を除去することにより上記処理液の液滴を実質的に有さない状態に上記第1面を調整する工程のいずれかである。このような特徴によって本実施形態に係る製造方法は、偏光フィルムに斑点欠陥が形成されることを抑制することができる。
偏光フィルムは、例えば一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素(ヨウ素、二色性染料等)を吸着配向させることにより得ることができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムを意味し、例えばケン化したポリ酢酸ビニル系樹脂などが例示される。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体(例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体)などが挙げられる。共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常約1000〜10000程度、好ましくは約1500〜5000程度である。ケン化度は、通常85モル%以上、好ましくは90モル%以上、より好ましくは99〜100モル%である。これらのポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えばアルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラールなどを使用することができる。
本実施形態に係る製造方法は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを作製する偏光フィルムの製造方法である。以下、本明細書においてポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを作製するまでの一連の製造工程を「処理工程」の用語を用いて説明する。すなわち本実施形態に係る製造方法は、1または複数の処理工程を行うことにより、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを作製することができる。上記1または複数の処理工程としては、例えば上述したポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対して膨潤、染色、架橋、補色および洗浄などの各種の処理を行う膨潤工程、染色工程、架橋工程(ホウ酸工程)、補色工程および洗浄工程などを挙げることができる。
膨潤工程は、原反フィルム10表面の異物除去、原反フィルム10中の可塑剤除去、易染色性の付与、原反フィルム10の可塑化等の目的で行われる。処理条件は、上記目的が達成でき、かつ原反フィルム10の極端な溶解および失透等の不具合を生じない範囲で決定される。
染色工程は、膨潤処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素等の二色性色素を吸着させ、これを配向させる等の目的で行われる。処理条件は、上記目的が達成でき、かつフィルムの極端な溶解および失透等の不具合が生じない範囲で決定される。染色工程は、膨潤処理後の膨潤フィルムをニップロール51、ガイドロール34〜35およびニップロール52によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送し、染色浴14に所定時間浸漬し、次いで染色フィルムとして引き出すことによって染色処理を行うことができる。二色性色素の染色性を高めるために、染色工程に供される膨潤フィルムは、少なくともある程度の一軸延伸処理を施したフィルムであることが好ましく、染色処理前の一軸延伸処理の代わりに、あるいは染色処理前の一軸延伸処理に加えて、染色処理時に一軸延伸処理を行うことが好ましい。
架橋工程は、上記染色フィルムに対し、耐水性を付与する目的で行われる。上記架橋工程は、1回または複数回行ってもよい。架橋工程は、ニップロール52,ガイドロール38〜40およびニップロール53aによって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送されてきた染色フィルムを、架橋浴15に所定時間浸漬し、次いで架橋フィルムとして引き出すことによって架橋処理を行うことができる。
補色工程は、上記架橋フィルムに対し、色相調整する目的で行われる。上記補色工程は、ニップロール53a,ガイドロール42〜44およびニップロール53bによって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送されてきた架橋フィルムを、補色浴16に所定時間浸漬し、次いで色補正フィルムとして引き出すことによって補色処理を行うことができる。架橋フィルムを浸漬するときの補色浴の温度は、通常20〜65℃程度であり、架橋フィルムの浸漬時間は、通常1〜300秒程度、好ましくは2〜100秒である。
ここで上述のようにポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、一連の処理工程の間(すなわち、1または複数の処理工程のうちいずれかの工程の前後および/またはいずれか1以上の処理工程中)に、湿式または乾式にて一軸延伸処理されることが好ましい。一軸延伸処理の具体的方法は、例えば、フィルム搬送経路を構成する2つのニップロール(例えば、処理浴の前後に配置される2つのニップロール)間に周速差をつけて縦一軸延伸を行うロール間延伸、特許第2731813号公報に記載されるような熱ロール延伸、テンター延伸等であることができ、好ましくはロール間延伸である。一軸延伸工程は、開始材料であるポリビニルアルコール系樹脂フィルムの原反フィルムから偏光フィルムを得るまでの間に複数回にわたって実施することができる。延伸処理は、フィルムのシワの発生を抑制することに対しても有効である。
本実施形態に係る製造方法において、洗浄工程は、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに処理液を付着させることにより、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに上記処理液で被覆された第1面を形成する被覆面形成工程と、上記第1面における上記処理液の量を調整する調整工程と、をこの順に有することができる。特に上記調整工程は、上記第1面に上記処理液を補充することにより被覆された状態を維持する工程、あるいは上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから上記処理液を除去することにより上記処理液の液滴を実質的に有さない状態に上記第1面を調整する工程のいずれかであることができる。
第1態様の洗浄工程は、上述のように上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに洗浄液を付着させることにより、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに上記洗浄液で被覆された第1面を形成する被覆面形成工程と、上記第1面における上記洗浄液の量を調整する調整工程と、をこの順に有する。特に、上記調整工程は、上記第1面に上記洗浄液を補充することにより被覆された状態を維持する工程である。第1態様の洗浄工程において洗浄浴17は、上述した第1ガイドロール45、第2ガイドロール46、第1ニップロール53bおよび第2ニップロール54によって構築されたフィルム搬送経路に沿って上記フィルムを搬送しつつ、洗浄処理を行うことができる。さらに洗浄浴17は、上記フィルムの第1面における洗浄液の量を調整する調整手段Aとして、洗浄液を放出するシャワー(不図示)を備えることができる。該シャワーは、上記第1面に洗浄液を付着させることが可能な位置であれば、任意の位置に設けることができ、あるいはロール上に存在するポリビニルアルコール系樹脂フィルムへ洗浄液を付着させることができる位置に設置することができる。ロール上に存在するポリビニルアルコール系樹脂フィルムへ洗浄液を付着させる場合、上記シャワーは、上記ロールと接続させてもよい。なお上記シャワーより放出される洗浄液の流量は、上記フィルムのサイズに合わせて適宜調整することができる。
被覆面形成工程は、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに洗浄液を付着させることにより、上記フィルムに上記洗浄液で被覆された第1面を形成する工程である。被覆面形成工程は、具体的には、まず補色浴16から引き出されたフィルム(色補正フィルム)が、フィルム搬送経路に沿って第1ニップロール53bの位置まで搬送される。この第1ニップロール53bの位置において上記フィルムは、第1ニップロール53bが作用することにより補色液が除去された上で、洗浄浴17内へ導入される。このとき上記フィルムは、上記補色液からなる液滴が実質的に存在しないため、補色液で濡れた部分および乾いた部分が生じることがない。次いで上記フィルムは、上記フィルム搬送経路に沿って第1ガイドロール45および第2ガイドロール46を経ることにより洗浄浴17内の洗浄液に浸漬され、または洗浄浴17内の洗浄液が付着した後、洗浄浴17から引き出される。これにより、洗浄液で被覆された第1面を上記フィルムに形成することができる。
調整工程として、上記第1面に洗浄液を補充する工程が挙げられる。調整工程は、具体的には、洗浄浴17から引き出された上記フィルムを搬送し、シャワーを用いて洗浄液を上記第1面に向けて放出することにより、上記第1面に洗浄液を補充することができる。すなわち調整工程は、上記シャワーにより、上記第1面が洗浄液で被覆された状態が維持される工程であることが好ましい。
第2態様の洗浄工程は、上述のように上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに洗浄液を付着させることにより、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに上記洗浄液で被覆された第1面を形成する被覆面形成工程と、上記第1面における上記洗浄液の量を調整する調整工程と、をこの順に有する。特に、上記調整工程は、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから上記洗浄液を除去することにより上記洗浄液の液滴を実質的に有さない状態に上記第1面を調整する工程である。第2態様の洗浄工程は、第1態様の洗浄工程と同様に、洗浄浴17の上述した第1ガイドロール45、第2ガイドロール46、第1ニップロール53bおよび第2ニップロール54によって構築されたフィルム搬送経路に沿って上記フィルムを搬送しつつ、洗浄処理を行うことができる。一方、第2態様の洗浄工程において洗浄浴17は、第1態様の洗浄工程とは異なり、上記フィルムの第1面における洗浄液の量を調整する調整手段Aとして、搬送中の上記フィルムから洗浄液を除液する除液手段(不図示)を備える。以下、第2態様の洗浄工程に関し、第1態様の洗浄工程と重複する構成(ニップロール、ガイドロールなど)についてはその説明を繰り返さない。
第2態様の洗浄工程における被覆面形成工程は、第1態様の洗浄工程における被覆面形成工程と同じとすることができる。これにより上記フィルムに洗浄液で被覆された第1面を形成することができる。
調整工程として、上記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから上記洗浄液を除去することにより上記洗浄液の液滴を実質的に有さない状態に上記第1面を調整する工程が挙げられる。ここで「洗浄液の液滴」とは、上記洗浄液がはじき始めることによって形成される液滴を意味し、上記液滴が形成されることによって濡れた部分と乾いた箇所とが形成されることとなる。調整工程は、具体的には、ます洗浄浴17から引き出された上記フィルムを上記の除液手段の位置まで搬送する。除液手段としては、上記フィルムから洗浄液を除去することが可能な従来公知の手段をいずれも用いることができ、たとえば水切りロール、吸引ロール、エアーを吹き付けて除液を行う手段、上記フィルムに接触して除液を行うスクレイパー等を例示することができる。上記除液手段の位置において、上述した除液手段が作用することにより、上記洗浄液の液滴を実質的に有さないように、上記フィルムから上記洗浄液を除去することができる。
本実施形態に係る製造方法は、上述した各処理工程以外の工程を含むことができる。その他の工程としてたとえば、乾燥工程を挙げることができる。乾燥工程は、洗浄工程の後、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させる処理を行う工程である。上記乾燥工程における乾燥方法については特に制限されないが、例えば図1に示す乾燥炉21を用いて熱風乾燥することができる。この場合において乾燥温度は、例えば30〜100℃程度であり、乾燥時間は、例えば30〜600秒程度である。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させる処理は、遠赤外線ヒーターを用いて行うこともできる。以上のようにして偏光フィルムを作製することができる。偏光フィルムの厚みは、例えば約5〜50μm程度である。
本実施形態に係る製造方法により得られる偏光フィルムに関し、斑点欠陥が形成されることが抑制されたか否かについては、クロス透過試験(所謂クロスニコル試験)を適用した次の方法により評価することができる。まず上述した製造方法により偏光フィルムを得る。上記偏光フィルムから10枚の150mm×200mmサイズの切片を切り出すことにより、10枚の斑点欠陥検査用サンプルを得る。次に、上記斑点欠陥検査用サンプルに対してクロスニコル試験を行うための重合わせ用偏光フィルム(視感度補正単体透過率Ty:43%、視感度補正偏光度Py:99.99%)を準備する。次に、上記斑点欠陥検査用サンプルと重合わせ用偏光フィルムとをクロスニコル状態で重合わせ、これをバックライトで照らすことによって目視観察を行う。次に、目視により確認された上記サンプル上の斑点欠陥の箇所を市販の油性ペンを用いてマーキングする。最後に、上記サンプルにおいて上述したマーキングの箇所の面積を求めることにより、上記サンプルに占める斑点欠陥の面積比率(%)を算出する。この場合において、上記10枚の斑点欠陥検査用サンプルにおいて上記斑点欠陥の面積比率が平均10%以下である場合、偏光フィルムの表面に斑点が形成されることが抑制されたと評価することができる。上記面積比率は、平均7%以下であることが好ましい。
本実施形態に係る製造方法により、表面に赤斑点が形成されることが抑制された偏光フィルムを得ることができる。上記偏光フィルムの視感度補正単体透過率Tyは、視感度補正偏光度Pyとのバランスを考慮し、43〜50%であることが好ましく、43〜49%であることがより好ましく、44〜48%であることがさらに好ましい。視感度補正偏光度Pyは、幅方向のいずれの位置においても、90.0%以上であることが好ましく、98.0%以上であることがより好ましい。
単体透過率(%)=(MD+TD)/2
偏光度(%)={(MD−TD)/(MD+TD)}×100
に基づいて各波長における単体透過率及び偏光度を算出する。
偏光板は、以上のようにして作製された偏光フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介して保護フィルムを貼合することにより得ることができる。保護フィルムとしては、例えば、トリアセチルセルロースおよびジアセチルセルロースのようなアセチルセルロース系樹脂からなるフィルム;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂からなるフィルム;ポリカーボネート系樹脂フィルム、シクロオレフィン系樹脂フィルム;アクリル系樹脂フィルム;ポリプロピレン系樹脂の鎖状オレフィン系樹脂からなるフィルムが挙げられる。
<試料1>
(偏光フィルムの製造)
図1に示す偏光フィルム製造装置を用いて、以下の手順で偏光フィルムを作製した。まず厚さ75μm、幅3000mmのポリビニルアルコールフィルム(クラレビニロンVF−PS#7500、重合度2400、ケン化度99.9モル%以上)を、純水にフィルムが弛まないように緊張状態を保ったまま浸漬し、フィルムを十分に膨潤させた(膨潤工程)。次に、ヨウ素とヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬して染色しつつ、一軸延伸を行った(染色工程)。
(偏光フィルムの製造)
調整工程を被覆面形成工程の終了後から2.1秒で開始するようにしたこと以外、試料1と同じ方法とすることにより試料2の偏光フィルムを製造した。
(偏光フィルムの製造)
調整工程を被覆面形成工程の終了後から2.5秒で開始するようにしたこと以外、試料1と同じ方法とすることにより試料3の偏光フィルムを製造した。
(偏光フィルムの製造)
調整工程を被覆面形成工程の終了後から3.1秒で開始するようにしたこと以外、試料1と同じ方法とすることにより試料4の偏光フィルムを製造した。
(偏光フィルムの製造)
被覆面形成工程の終了後から図1の第2ニップロール54により洗浄液を除去するまでの間(4.1秒間)に調整工程を行わなかったこと以外、試料1と同じ方法により試料5の偏光フィルムを製造した。試料5の偏光フィルムにおいては、図1の第2ニップロール54により洗浄液を除去する時点で、上記洗浄液で被覆された状態が液滴に変化した箇所がフィルム上に複数存在していた。
<斑点欠陥の形成抑制評価>
上述した試料1〜試料5の偏光フィルムに対し、上述の方法により偏光フィルムに斑点欠陥が形成されることが抑制されたか否かについて評価した。結果を表1に示す。
AA:斑点欠陥がまったく確認されなかった(斑点欠陥の面積比率は0%)。
A:斑点欠陥が若干観察されたが、その形成が十分に抑制されていた(斑点欠陥の面積比率は0%超過7%以下)。
B:斑点欠陥が観察されたが、その形成が抑制されているといえ、視認性の影響は許容範囲内であると推定された(斑点欠陥の面積比率は7%超過10%以下)。
C:斑点欠陥が観察され、その形成が抑制されているといえなかった(斑点欠陥の面積比率は10%超過)。
調整工程の開始時点における上記フィルムの第1面を撮影することにより画像を得、当該画像において上記第1面の洗浄液で被覆された面積の比率(%)を求めた。結果を表1に示す。上記の画像は、CANON IXY650(製品名、株式会社キャノン株式会社製)を用いて、上記フィルムの全幅が映るように上記フィルムから1m程度離れた位置より撮影することにより得た。上記の画像においては、フィルム幅×搬送長さ50cm分の領域を撮影したフィルムを等倍で解析することにより被覆率を求めた。なお試料5の偏光フィルムについては、調整工程を行わなかったことから、第2ニップロール54の位置において、フィルムを撮影することにより画像を得、当該画像における上記第1面の洗浄液で被覆された面積の比率(%)を求めた。
Claims (4)
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを作製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に処理液を付着させることにより、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに前記処理液で被覆された第1面を形成する被覆面形成工程と、
前記第1面における前記処理液の量を調整する調整工程と、をこの順に有し、
前記調整工程は、
前記第1面に前記処理液を補充することにより被覆された状態を維持する工程、あるいは前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから前記処理液を除去することにより前記処理液の液滴を実質的に有さない状態に前記第1面を調整する工程のいずれかである、偏光フィルムの製造方法。 - 前記調整工程は、前記被覆面形成工程の終了後3.1秒以内に開始される、請求項1に記載の偏光フィルムの製造方法。
- 前記調整工程の開始時点において、前記第1面は前記処理液で被覆された状態が維持されている、請求項1または請求項2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は、少なくとも前記被覆面形成工程の開始から前記調整工程の終了まで連続的に搬送される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の偏光フィルムの製造方法。
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