JP3774414B2 - ポリビニルアルコールフィルム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ装置の部品として用いられる偏光板の材料として有用なポリビニルアルコールフィルム、ならびにそれを用いた一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光フィルムおよび偏光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光の透過および遮蔽機能を有する偏光板は、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の基本的な構成要素である。このＬＣＤの適用分野も、開発初期の頃の電卓および腕時計などの小型機器から、近年では、ラップトップパソコン、ワープロ、液晶カラープロジェクター、車載用ナビゲーションシステム、液晶テレビ、パーソナルホンおよび屋内外の計測機器などの広範囲に広がり、従来品以上に色斑が少なくて大面積の偏光板が求められている。
【０００３】
偏光板は、一般にポリビニルアルコール系フィルム（以下、ポリビニルアルコールを「ＰＶＡ」、ポリビニルアルコール系フィルムを「ＰＶＡフィルム」と略記することがある）を一軸延伸させて染色するか、または染色して一軸延伸した後、ホウ素化合物で固定処理を行うことにより（染色と固定処理が同時の場合もある）得られた偏光フィルムに、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）フィルムや酢酸・酪酸セルロース（ＣＡＢ）フィルムなどの保護膜を貼り合わせた構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外観的には均一に見えるＰＶＡフィルムであっても、これにより得られる偏光フィルムには外部から判別困難な色斑が内在していることがある。この色斑は保護膜などを積層した最終製品（偏光板）でないと確認しにくい。この最終製品において色斑が発現すると、良品である保護膜などの副資材も不良品として廃棄されることになるので、製造上の大きな損失となる。従来色斑を減少させる方法として、特開平６−１３８３１９号公報などに記載されているように、ポリビニルアルコールフィルムの厚み斑や複屈折斑を減少させるという観点から検討がなされてきた。ポリビニルアルコールフィルムの厚み斑や複屈折斑を減少させることにより、色斑はある程度減少して当時の要求レベルを満足することが可能となったが、近年の性能が向上した最終製品（偏光板および液晶ディスプレイ装置）で問題となるようなレベルの色斑を減少させることは困難であることが分かってきた。
【０００５】
また、液晶ディスプレイ装置の大型化に伴い大面積の偏光フィルムが要求されるようになってきた。従来の液晶ディスプレイ装置は表示面積が比較的小さく偏光板単独で用いられていたために、色斑は問題になりにくかったが、表示面積が大面積の場合には、表示面積全体の均一性が要求されることや、視野角補正フィルムなど他のフィルムと組み合わせて用いられることが多くなってきたことなどの理由により、色斑の問題が顕在化してきた。特にポリビニルアルコールフィルムを一軸に延伸して製造される偏光板の場合には、フィルム中央部と端部における光学特性の差が問題となる場合がある。そのため、大画面の液晶ディスプレイ用の偏光板を製造する場合には、色斑が比較的少ない、例えば中央部のみから製品を採取しているため、生産効率が低くなるなどの問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、色斑が少なく、液晶ディスプレイの大型化に対応可能な偏光フィルムの製造原料として有用なポリビニルアルコールフィルムおよび延伸ポリビニルアルコールフィルムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかるポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）とが、０．９１≦Ｃ／Ａ≦０．９６の関係にあることが必要である。また、一軸延伸後のポリビニルアルコールフィルムとしては、幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）とが、０．９９０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係にあることが必要である。偏光フィルムの材料として用いられる従来のポリビニルアルコールフィルムは、延伸前のフィルムの均一性を向上させることにより色斑の低減を図っていたが、本発明では延伸前ではなく延伸後のポリビニルアルコールフィルムの均一性を向上させることを目的に延伸前のフィルムの幅方向の膨潤度を積極的に調整して変化させることに特徴がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の膨潤度が端部に行くに従い漸減することを特徴とする。ポリビニルアルコールフィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向の１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）とが、０．９１≦Ｃ／Ａ≦０．９６の関係にあることが必要であり、０．９２≦Ｃ／Ａ≦０．９５の関係にあることがさらに好ましい。Ｃ／Ａが０．９１より小さい場合でも、あるいは０．９６より大きい場合でも、一軸延伸後のポリビニルアルコールフィルムの透過率の変化が大きくなり、それに伴い偏光フィルムの偏光度の変化が大きくなるので好ましくない。
【０００９】
フィルムの幅方向の膨潤度を端部に行くに従い漸減する方法はいくつか考えられるが、色斑の発生を減らすためには、フィルム膨潤度がなだらかに変化する必要がある。その方法として、例えば、フィルムの乾燥時や熱処理時に、熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる、熱風の風速を幅方向に徐々に変化させる、熱風の温度を幅方向に徐々に変化させる、ロールの温度を幅方向に徐々に変化させるなどの方法があるが、膨潤度の制御が容易なことから、フィルムの乾燥時や熱処理時に熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる方法が好ましく、その際に、熱風の風量を幅方向に中央部から端部に行くに従い徐々に増加させるのが特に好ましい。
【００１０】
本発明のポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における膨潤度（Ｂ）とが、０．９６≦Ｂ／Ａ≦１．０の関係にあることがより好ましく、０．９７≦Ｂ／Ａ≦０．９９の関係にあることが特に好ましい。Ｂ／Ａが上記記載の範囲に入るポリビニルアルコールフィルムから得られる偏光フィルムについて、透過率の変化が低減する。
さらに、本発明のポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に１５０ｃｍの位置における膨潤度（Ｄ）とが、０．８４≦Ｄ／Ａ≦０．９２の関係にあることがより好ましく、０．８６≦Ｄ／Ａ≦０．９０の関係であることが特に好ましい。Ｂ／Ａが上記記載の範囲に入るポリビニルアルコールフィルムから得られる偏光フィルムについて、透過率の変化が著しく低減する。
【００１１】
本発明において偏光フィルムの製造に用いられる一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向における透過率が均一であることを特徴とする。このような一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）とが、０．９９０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係であることが必要であり、０．９９５≦ｂ／ａ≦１．００５の関係にあることがさらに好ましい。
【００１２】
フィルムの幅方向の透過率を本発明において規定した範囲に制御する方法として、フィルムの膨潤度を制御する方法、フィルムの熱水切断温度を制御する方法、フィルムのレターデーションを制御する方法などいくつか考えられるが、透過率を制御するという目的には、フィルムの膨潤度を制御する方法が最も簡便であることから特に好ましい。フィルムの膨潤度を制御する方法はいくつか考えられるが、色斑の発生を減らすためには、フィルム膨潤度がなだらかに変化する必要がある。その方法として、例えば、フィルムに乾燥時や熱処理時に、熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる、熱風の風速を幅方向に徐々に変化させる、熱風の温度を幅方向に徐々に変化させる、ロールの温度を幅方向に徐々に変化させるなどの方法があるが、膨潤度の制御が容易なことから、フィルム乾燥時や熱処理時に熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる方法が特に好ましい。
【００１３】
かかる一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に１００ｃｍの位置における透過率（ｃ）とが、０．９９０≦ｃ／ａ≦１．０１０の関係にあることがより好ましく、０．９９５≦ｃ／ａ≦１．００５の関係にあることが特に好ましい。
【００１４】
本発明において用いられるＰＶＡは、例えば、ビニルエステルを重合して得られたポリビニルエステルをけん化することにより製造される。また、該ＰＶＡを不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数２〜３０のα−オレフィンなどを５モル％未満の割合でグラフト共重合した変性ＰＶＡや、ビニルエステルと不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数２〜３０のα−オレフィンなどを１５モル％未満の割合で共重合した変性ポリビニルエステルをけん化することにより製造される変性ＰＶＡや、未変性または変性ＰＶＡをホルマリン、ブチルアルデヒド、ベンツアルデヒドなどのアルデヒド類で水酸基の一部を架橋したいわゆるポリビニルアセタール樹脂などを挙げることができる。
【００１５】
前記のビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが例示される。
【００１６】
一方、変性ＰＶＡに使用されるコモノマーは、主としてＰＶＡの変性を目的に共重合させるもので、本発明の趣旨を損なわない範囲で使用される。このようなコモノマーとして、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテンなどのオレフィン類；アクリル酸およびその塩；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などのアクリル酸エステル類；メタクリル酸およびその塩；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などのメタクリル酸エステル類；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およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩、Ｎ−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体など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およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩、Ｎ−メチロールメタクリルアミドおよびその誘導体など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−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニルアミド類；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などのビニルエーテル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル化合物；マレイン酸およびその塩またはそのエステル；イタコン酸およびその塩またはそのエステル；ビニルトリメトキシシランなど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。これらのなかでもα−オレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。変性ＰＶＡの変性量は１５モル％未満であるのが好ましい。
【００１７】
ＰＶＡのけん化度は、偏光フィルムおよび偏光板の偏光性能と耐久性の点から９５モル％以上が好ましく、９８モル％以上がより好ましく、９９モル％以上がさらに好ましく、９９．５モル％以上が最も好ましい。
【００１８】
前記けん化度とは、けん化によりビニルアルコール単位に変換されうる単位の中で、実際にビニルアルコール単位にけん化されている単位の割合を示したものである。なお、ＰＶＡのけん化度は、ＪＩＳ記載の方法により測定を行った。
【００１９】
ＰＶＡの重合度は、偏光フィルムおよび偏光板の偏光性能と耐久性の点から５００以上が好ましく、１０００以上がより好ましく、１５００以上がさらに好ましく、２５００以上が最も好ましい。ＰＶＡの重合度の上限は８０００以下が好ましく、６０００以下がより好ましい。
【００２０】
前記ＰＶＡの重合度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定される。すなわちＰＶＡを再けん化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度から求められる。
【００２１】
以上のＰＶＡを使用してＰＶＡフィルムを製造する方法として、含水ＰＶＡを使用した溶融押出方式による製膜法の他に、例えばＰＶＡを溶剤に溶解したＰＶＡ溶液を使用して、流延製膜法、湿式製膜法（貧溶媒中への吐出）、ゲル製膜法（ＰＶＡ水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去し、ＰＶＡフィルムを得る方法）、およびこれらの組み合わせによる方法などを採用することができる。これらのなかでも流延製膜法および溶融押出製膜法が、良好な偏光フィルムを得る観点から好ましい。
【００２２】
ＰＶＡフィルムを製造する際に使用されるＰＶＡを溶解する溶剤としては、例えば、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、グリセリン、水などを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を使用することができる。これらのなかでも、ジメチルスルホキシド、水、またはグリセリンと水の混合溶媒が好適に使用される。
【００２３】
ＰＶＡフィルムを製造する際に使用されるＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡにおけるＰＶＡの割合はＰＶＡの重合度に応じて変化するが、２０〜７０重量％が好適であり、２５〜６０重量％がより好適であり、３０〜５５重量％がさらに好適であり、３５〜５０重量％が最も好適である。ＰＶＡの割合が高いとＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡの粘度が高くなり過ぎて、フィルムの原液を調製する際に濾過や脱泡が困難となり、異物や欠点のないフィルムを得ることが困難となる。また、ＰＶＡの割合が２０％より低いとＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡの粘度が低くなり過ぎて、目的とする厚みを有するＰＶＡフィルムを製造することが困難になる。また、このＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡには、必要に応じて可塑剤、界面活性剤、二色性染料などを含有させてもよい。
【００２４】
ＰＶＡフィルムを製造する際に、可塑剤として、多価アルコールを添加することが好ましい。多価アルコールとしては、例えば、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、ジグリセリン、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などを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を使用することができる。これらの中でも延伸性向上効果からジグリセリンやエチレングリコールやグリセリンが好適に使用される。
【００２５】
多価アルコールの添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対し１〜３０重量部が好ましく、３〜２５重量部がさらに好ましく、５〜２０重量部が最も好ましい。１重量部より少ないと、ＰＶＡフィルムの染色性や延伸性が低下する場合があり、３０重量部より多いと、ＰＶＡフィルムが柔軟になりすぎて、取り扱い性が低下する場合がある。
【００２６】
ＰＶＡフィルムを製造する際には、界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤の種類としては特に限定はないが、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤が好ましい。アニオン性界面活性剤としては、たとえば、ラウリン酸カリウムなどのカルボン酸型、オクチルサルフェートなどの硫酸エステル型、ドデシルベンゼンスルホネートなどのスルホン酸型のアニオン性界面活性剤が好適である。ノニオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなど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など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など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など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など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などのポリプロピレングリコールエーテル型、オレイン酸ジエタノールアミドなど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などのアリルフェニルエーテル型などのノニオン性界面活性剤が好適である。これらの界面活性剤の１種または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２７】
界面活性剤の添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対して０．０１〜１重量部が好ましく、０．０２〜０．５重量部がさらに好ましく、０．０５〜０．３重量部が最も好ましい。０．０１重量部より少ないと、製膜性や剥離性向上の効果が現れにくく、１重量部より多いと、界面活性剤がＰＶＡフィルムの表面に溶出してブロッキングの原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【００２８】
また、本発明のＰＶＡフィルムから偏光フィルムを製造するには、例えばＰＶＡフィルムを染色、一軸延伸、固定処理および乾燥処理をし、さらに必要に応じて熱処理を行えばよく、染色、一軸延伸、固定処理の操作の順番に特に制限はない。また、一軸延伸を二回またはそれ以上行っても良い。
【００２９】
染色は、一軸延伸前、一軸延伸時、一軸延伸後のいずれでも可能である。染色に用いる染料としては、ヨウ素−ヨウ化カリウム；ダイレクトブラック １７、１９、１５４；ダイレクトブラウン ４４、１０６、１９５、２１０、２２３；ダイレクトレッド ２、２３、２８、３１、３７、３９、７９、８１、２４０、２４２、２４７；ダイレクトブルー １、１５、２２、７８、９０、９８、１５１、１６８、２０２、２３６、２４９、２７０；ダイレクトバイオレット ９、１２、５１、９８；ダイレクトグリーン １、８５；ダイレクトイエロー ８、１２、４４、８６、８７；ダイレクトオレンジ ２６、３９、１０６、１０７などの二色性染料などが、１種または２種以上の混合物で使用できる。通常染色は、ＰＶＡフィルムを上記染料を含有する溶液中に浸漬させることにより行うことが一般的であるが、ＰＶＡフィルムに混ぜて製膜するなど、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。
【００３０】
一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法により行うことができ、ホウ酸水溶液などの温水中（前記染料を含有する溶液中や後記固定処理浴中でもよい）で、または吸水後のＰＶＡフィルムを用いて空気中で行うことができる。延伸温度について特に限定はなく、ＰＶＡフィルムを温水中で延伸（湿式延伸）する場合は３０〜９０℃が好適であり、また乾熱延伸する場合は５０〜１８０℃が好適である。また、一軸延伸の延伸倍率（多段の一軸延伸の場合には合計の延伸倍率）は、偏光フィルムおよび偏光板の偏光性能の点から４倍以上が好ましく、特に５倍以上が特に好ましい。延伸倍率について厳密な意味での上限はないが、８倍以下であると均一な延伸が得られやすいので好ましい。延伸後のフィルムの厚さは、３〜７５μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましい。
【００３１】
ＰＶＡフィルムへの上記染料の吸着を強固にすることを目的に、固定処理を行うことが多い。固定処理に使用する処理浴には、通常、ホウ酸および／またはホウ素化合物が添加される。また、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。
【００３２】
得られた偏光フィルムの乾燥処理は、３０〜１５０℃で行うのが好ましく、５０〜１５０℃で行うのがより好ましい。
【００３３】
以上のようにして得られた偏光フィルムは、通常、そ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した保護膜を貼り合わせて偏光板として使用される。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、貼り合わせのための接着剤としては、ＰＶＡ系の接着剤やウレタン系の接着剤などを挙げることができるが、なかでもＰＶＡ系の接着剤が好適である。
【００３４】
以上のようにして得られた偏光板は、アクリル系等の粘着剤をコートした後、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され、あるいは位相差フィルムや視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等と貼り合わせて用いられる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、実施例中の膨潤度および偏光フィルムの透過率は以下の方法により評価した。
【００３６】
ポリビニルアルコールフィルムの膨潤度の測定：
約２ｇのポリビニルアルコールフィルムを採取し、幅約２ｍｍに切断する。３０℃の蒸留水に１０分間浸漬後に遠心脱水を行い、ｗｅｔ重量を測定した。さらに１０５℃で２４時間乾燥を行い、ｄｒｙ重量を測定した。そして、［ｗｅｔ重量］÷［ｄｒｙ重量］×１００の計算式により膨潤度を求めた。
偏光フィルムの透過率の測定：
約４×４ｃｍの偏光フィルムのサンプルを島津製作所製の分光光度計ＵＶ−２２００（積分球付属）を用いて、Ｃ光源、２度視野の可視光領域の視感度補正したＹ値を測定し、偏光膜の延伸軸方向に対して４５度と−４５度方向の平均値から透過率を求めた。
【００３７】
実施例１
けん化度９９．９５モル％、重合度２４００のＰＶＡ１００重量部に、グリセリン１０重量部および水１７０重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Ｔダイから金属ロールに溶融押出し、製膜した。金属ロールの外周に沿って取り付けた熱風吹き出しノズルの開度を調整することにより、中央部の風量を少なく端部の風量を多くした条件で乾燥を行い、幅３ｍのＰＶＡフィルムを得た。次いで、幅方向に均一な乾燥・熱処理を行い、得られたフィルムの膨潤度を測定したところ、フィルムの端部から５０ｃｍおきに１８５％、１９７％、２０４％、２１０％、２０５％、１９８％、１８７％であった。フィルムの幅方向の中央部における膨潤度（Ａ）は２１０％、中央部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）は１９７％と１９８％であり、Ｃ／Ａは０．９４であった。
【００３８】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３０秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／リットル、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットルの３５℃の水溶液中に３分間浸した。続いて、ホウ酸濃度４％の５０℃の水溶液中で５倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットル、ホウ酸濃度４０ｇ／リットル、塩化亜鉛濃度１０ｇ／リットルの３０℃の水溶液中に５分間浸漬して固定処理を行った。この後、ＰＶＡフィルムを取り出し、定長下、４０℃で熱風乾燥し、さらに１００℃で５分間熱処理を行った。
【００３９】
得られた偏光フィルムの幅は１．５ｍであり、端部からの透過率は中央部を基準として５０ｃｍおきに、４２．６８１％、４２．８１８％、４２．８２７％であった。一軸延伸後のフィルムの幅方向の中央部における透過率（ａ）は４２．８１８％、中央部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）は４２．６８１％と４２．８２７％であり、ｂ／ａは０．９９６８と１．０００２であった。得られた偏光フィルムを延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光フィルムの幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さいうえに、色斑が小さく良好であった。
【００４０】
得られた偏光フィルムに、４％のポリビニルアルコール水溶液を用いてトリアセテートフィルムを貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光板の幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さく、色斑も小さく良好であった。
【００４１】
実施例２
けん化度９９．９モル％、重合度４０００のＰＶＡ１００重量部に、グリセリン１０重量部および水２２０重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Ｔダイから金属ロールに溶融押出し、製膜した。金属ロールの外周に沿って取り付けた熱風吹き出しノズルの開度を調整することにより、中央部の風量を少なく端部の風量を多くした条件で乾燥を行い、幅４ｍのＰＶＡフィルムを得た。次いで、幅方向に均一な乾燥・熱処理を行い、得られたフィルムの膨潤度を測定したところ、フィルムの端部から５０ｃｍおきに１６９％、１８２％、１９２％、１９７％、２０２％、１９６％、１９０％、１７８％、１６６％であった。フィルムの幅方向の中央部における膨潤度（Ａ）は２０２％、中央部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）は１９２％と１９０％であり、Ｃ／Ａは０．９５と０．９４であった。
【００４２】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に０．５分間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／リットル、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットルの３５℃の水溶液中に３分間浸した。続いて、ホウ酸濃度４％の５０℃の水溶液中で５倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットル、ホウ酸濃度４０ｇ／リットル、塩化亜鉛濃度１０ｇ／リットルの３０℃の水溶液中に５分間浸漬して固定処理を行った。この後、ＰＶＡフィルムを取り出し、定長下、４０℃で熱風乾燥し、さらに１００℃で５分間熱処理を行った。
【００４３】
得られた偏光フィルムの幅は２ｍであり、端部からの透過率は５０ｃｍおきに、４３．７０５％、４３．５２１％、４３．３４１％、４３．４３０％、４３．３１４％であった。一軸延伸後のフィルムの幅方向の中央部における透過率（ａ）は４３．３４１％、中央部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）は４３．５２１％と４３．４３０％であり、ｂ／ａは１．００４と１．００２であった。得られた偏光フィルムを延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光フィルムの幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さく、色斑も小さく良好であった。
【００４４】
得られた偏光フィルムに、４％のポリビニルアルコール水溶液を用いてトリアセテートフィルムを貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光板の幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さく、色斑も小さく良好であった。
【００４５】
比較例１
けん化度９９．９５モル％、重合度２４００のＰＶＡ１００重量部に、グリセリン１０重量部および水１７０重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Ｔダイから金属ロールに溶融押出製膜した。金属ロールの外周に沿って取り付けた熱風吹き出しノズルの開度を調整することにより、中央部と端部の風量を均一にした条件で乾燥を行い、幅３ｍのＰＶＡフィルムを得た。次いで、幅方向に均一な乾燥・熱処理を行い、得られたフィルムの膨潤度を測定したところ、フィルムは端部から５０ｃｍおきに２１０％、２１５％、２１２％、２１２％、２１０％、２０８％、２１０％であった。フィルムの幅方向の中央部における膨潤度（Ａ）は２１２％、中央部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）は２１５％と２０８％であり、Ｃ／Ａは１．０１と０．９８であった。
【００４６】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３０秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／リットル、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットルの３５℃の水溶液中に３分間浸した。続いて、ホウ酸濃度４％の５０℃の水溶液中で５倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットル、ホウ酸濃度４０ｇ／リットル、塩化亜鉛濃度１０ｇ／リットルの３０℃の水溶液中に５分間浸漬して固定処理を行った。この後、ＰＶＡフィルムを取り出し、定長下、４０℃で熱風乾燥し、さらに１００℃で５分間熱処理を行った。
【００４７】
得られた偏光フィルムの幅は１．５ｍであり、端部からの透過率は中央部を基準として５０ｃｍおきに、４２．１３９％、４２．７８１％、４３．３８０％であった。一軸延伸後のフィルムの幅方向の中央部における透過率（ａ）は４２．７８１％、中央部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）は４２．１３９％と４３．３８０％であり、ｂ／ａは０．９８５と１．０１４であった。得られた偏光フィルムを延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光フィルムの幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が大きいうえに、色斑も大きく、大型液晶ディスプレイ用の偏光フィルムとして不適当であると予測された。
【００４８】
得られた偏光フィルムに、４％のポリビニルアルコール水溶液を用いてトリアセテートフィルムを貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光板の幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が大きいうえに、色斑も大きく大型液晶ディスプレイ用の偏光フィルムとして不良であった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、偏光フィルムにおける透過率の斑や偏光度の斑に起因する色斑を低減することが可能なＰＶＡフィルムが得られる。そして、このＰＶＡフィルムを用いて、色斑が少なく大型の液晶ディスプレイ用として好適な偏光フィルムを得ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ装置の部品として用いられる偏光板の材料として有用なポリビニルアルコールフィルム、ならびにそれを用いた一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光フィルムおよび偏光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光の透過および遮蔽機能を有する偏光板は、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の基本的な構成要素である。このＬＣＤの適用分野も、開発初期の頃の電卓および腕時計などの小型機器から、近年では、ラップトップパソコン、ワープロ、液晶カラープロジェクター、車載用ナビゲーションシステム、液晶テレビ、パーソナルホンおよび屋内外の計測機器などの広範囲に広がり、従来品以上に色斑が少なくて大面積の偏光板が求められている。
【０００３】
偏光板は、一般にポリビニルアルコール系フィルム（以下、ポリビニルアルコールを「ＰＶＡ」、ポリビニルアルコール系フィルムを「ＰＶＡフィルム」と略記することがある）を一軸延伸させて染色するか、または染色して一軸延伸した後、ホウ素化合物で固定処理を行うことにより（染色と固定処理が同時の場合もある）得られた偏光フィルムに、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）フィルムや酢酸・酪酸セルロース（ＣＡＢ）フィルムなどの保護膜を貼り合わせた構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、外観的には均一に見えるＰＶＡフィルムであっても、これにより得られる偏光フィルムには外部から判別困難な色斑が内在していることがある。この色斑は保護膜などを積層した最終製品（偏光板）でないと確認しにくい。この最終製品において色斑が発現すると、良品である保護膜などの副資材も不良品として廃棄されることになるので、製造上の大きな損失となる。従来色斑を減少させる方法として、特開平６−１３８３１９号公報などに記載されているように、ポリビニルアルコールフィルムの厚み斑や複屈折斑を減少させるという観点から検討がなされてきた。ポリビニルアルコールフィルムの厚み斑や複屈折斑を減少させることにより、色斑はある程度減少して当時の要求レベルを満足することが可能となったが、近年の性能が向上した最終製品（偏光板および液晶ディスプレイ装置）で問題となるようなレベルの色斑を減少させることは困難であることが分かってきた。
【０００５】
また、液晶ディスプレイ装置の大型化に伴い大面積の偏光フィルムが要求されるようになってきた。従来の液晶ディスプレイ装置は表示面積が比較的小さく偏光板単独で用いられていたために、色斑は問題になりにくかったが、表示面積が大面積の場合には、表示面積全体の均一性が要求されることや、視野角補正フィルムなど他のフィルムと組み合わせて用いられることが多くなってきたことなどの理由により、色斑の問題が顕在化してきた。特にポリビニルアルコールフィルムを一軸に延伸して製造される偏光板の場合には、フィルム中央部と端部における光学特性の差が問題となる場合がある。そのため、大画面の液晶ディスプレイ用の偏光板を製造する場合には、色斑が比較的少ない、例えば中央部のみから製品を採取しているため、生産効率が低くなるなどの問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、色斑が少なく、液晶ディスプレイの大型化に対応可能な偏光フィルムの製造原料として有用なポリビニルアルコールフィルムおよび延伸ポリビニルアルコールフィルムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかるポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）とが、０．９１≦Ｃ／Ａ≦０．９６の関係にあることが必要である。また、一軸延伸後のポリビニルアルコールフィルムとしては、幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）とが、０．９９０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係にあることが必要である。偏光フィルムの材料として用いられる従来のポリビニルアルコールフィルムは、延伸前のフィルムの均一性を向上させることにより色斑の低減を図っていたが、本発明では延伸前ではなく延伸後のポリビニルアルコールフィルムの均一性を向上させることを目的に延伸前のフィルムの幅方向の膨潤度を積極的に調整して変化させることに特徴がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の膨潤度が端部に行くに従い漸減することを特徴とする。ポリビニルアルコールフィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向の１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）とが、０．９１≦Ｃ／Ａ≦０．９６の関係にあることが必要であり、０．９２≦Ｃ／Ａ≦０．９５の関係にあることがさらに好ましい。Ｃ／Ａが０．９１より小さい場合でも、あるいは０．９６より大きい場合でも、一軸延伸後のポリビニルアルコールフィルムの透過率の変化が大きくなり、それに伴い偏光フィルムの偏光度の変化が大きくなるので好ましくない。
【０００９】
フィルムの幅方向の膨潤度を端部に行くに従い漸減する方法はいくつか考えられるが、色斑の発生を減らすためには、フィルム膨潤度がなだらかに変化する必要がある。その方法として、例えば、フィルムの乾燥時や熱処理時に、熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる、熱風の風速を幅方向に徐々に変化させる、熱風の温度を幅方向に徐々に変化させる、ロールの温度を幅方向に徐々に変化させるなどの方法があるが、膨潤度の制御が容易なことから、フィルムの乾燥時や熱処理時に熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる方法が好ましく、その際に、熱風の風量を幅方向に中央部から端部に行くに従い徐々に増加させるのが特に好ましい。
【００１０】
本発明のポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における膨潤度（Ｂ）とが、０．９６≦Ｂ／Ａ≦１．０の関係にあることがより好ましく、０．９７≦Ｂ／Ａ≦０．９９の関係にあることが特に好ましい。Ｂ／Ａが上記記載の範囲に入るポリビニルアルコールフィルムから得られる偏光フィルムについて、透過率の変化が低減する。
さらに、本発明のポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に１５０ｃｍの位置における膨潤度（Ｄ）とが、０．８４≦Ｄ／Ａ≦０．９２の関係にあることがより好ましく、０．８６≦Ｄ／Ａ≦０．９０の関係であることが特に好ましい。Ｂ／Ａが上記記載の範囲に入るポリビニルアルコールフィルムから得られる偏光フィルムについて、透過率の変化が著しく低減する。
【００１１】
本発明において偏光フィルムの製造に用いられる一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向における透過率が均一であることを特徴とする。このような一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）とが、０．９９０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係であることが必要であり、０．９９５≦ｂ／ａ≦１．００５の関係にあることがさらに好ましい。
【００１２】
フィルムの幅方向の透過率を本発明において規定した範囲に制御する方法として、フィルムの膨潤度を制御する方法、フィルムの熱水切断温度を制御する方法、フィルムのレターデーションを制御する方法などいくつか考えられるが、透過率を制御するという目的には、フィルムの膨潤度を制御する方法が最も簡便であることから特に好ましい。フィルムの膨潤度を制御する方法はいくつか考えられるが、色斑の発生を減らすためには、フィルム膨潤度がなだらかに変化する必要がある。その方法として、例えば、フィルムに乾燥時や熱処理時に、熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる、熱風の風速を幅方向に徐々に変化させる、熱風の温度を幅方向に徐々に変化させる、ロールの温度を幅方向に徐々に変化させるなどの方法があるが、膨潤度の制御が容易なことから、フィルム乾燥時や熱処理時に熱風の風量を幅方向に徐々に変化させる方法が特に好ましい。
【００１３】
かかる一軸延伸ポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に１００ｃｍの位置における透過率（ｃ）とが、０．９９０≦ｃ／ａ≦１．０１０の関係にあることがより好ましく、０．９９５≦ｃ／ａ≦１．００５の関係にあることが特に好ましい。
【００１４】
本発明において用いられるＰＶＡは、例えば、ビニルエステルを重合して得られたポリビニルエステルをけん化することにより製造される。また、該ＰＶＡを不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数２〜３０のα−オレフィンなどを５モル％未満の割合でグラフト共重合した変性ＰＶＡや、ビニルエステルと不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数２〜３０のα−オレフィンなどを１５モル％未満の割合で共重合した変性ポリビニルエステルをけん化することにより製造される変性ＰＶＡや、未変性または変性ＰＶＡをホルマリン、ブチルアルデヒド、ベンツアルデヒドなどのアルデヒド類で水酸基の一部を架橋したいわゆるポリビニルアセタール樹脂などを挙げることができる。
【００１５】
前記のビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが例示される。
【００１６】
一方、変性ＰＶＡに使用されるコモノマーは、主としてＰＶＡの変性を目的に共重合させるもので、本発明の趣旨を損なわない範囲で使用される。このようなコモノマーとして、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテンなどのオレフィン類；アクリル酸およびその塩；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などのアクリル酸エステル類；メタクリル酸およびその塩；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などのメタクリル酸エステル類；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およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩、Ｎ−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体など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およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩、Ｎ−メチロールメタクリルアミドおよびその誘導体など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−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニルアミド類；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などのビニルエーテル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル化合物；マレイン酸およびその塩またはそのエステル；イタコン酸およびその塩またはそのエステル；ビニルトリメトキシシランなど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。これらのなかでもα−オレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。変性ＰＶＡの変性量は１５モル％未満であるのが好ましい。
【００１７】
ＰＶＡのけん化度は、偏光フィルムおよび偏光板の偏光性能と耐久性の点から９５モル％以上が好ましく、９８モル％以上がより好ましく、９９モル％以上がさらに好ましく、９９．５モル％以上が最も好ましい。
【００１８】
前記けん化度とは、けん化によりビニルアルコール単位に変換されうる単位の中で、実際にビニルアルコール単位にけん化されている単位の割合を示したものである。なお、ＰＶＡのけん化度は、ＪＩＳ記載の方法により測定を行った。
【００１９】
ＰＶＡの重合度は、偏光フィルムおよび偏光板の偏光性能と耐久性の点から５００以上が好ましく、１０００以上がより好ましく、１５００以上がさらに好ましく、２５００以上が最も好ましい。ＰＶＡの重合度の上限は８０００以下が好ましく、６０００以下がより好ましい。
【００２０】
前記ＰＶＡの重合度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定される。すなわちＰＶＡを再けん化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度から求められる。
【００２１】
以上のＰＶＡを使用してＰＶＡフィルムを製造する方法として、含水ＰＶＡを使用した溶融押出方式による製膜法の他に、例えばＰＶＡを溶剤に溶解したＰＶＡ溶液を使用して、流延製膜法、湿式製膜法（貧溶媒中への吐出）、ゲル製膜法（ＰＶＡ水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去し、ＰＶＡフィルムを得る方法）、およびこれらの組み合わせによる方法などを採用することができる。これらのなかでも流延製膜法および溶融押出製膜法が、良好な偏光フィルムを得る観点から好ましい。
【００２２】
ＰＶＡフィルムを製造する際に使用されるＰＶＡを溶解する溶剤としては、例えば、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、グリセリン、水などを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を使用することができる。これらのなかでも、ジメチルスルホキシド、水、またはグリセリンと水の混合溶媒が好適に使用される。
【００２３】
ＰＶＡフィルムを製造する際に使用されるＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡにおけるＰＶＡの割合はＰＶＡの重合度に応じて変化するが、２０〜７０重量％が好適であり、２５〜６０重量％がより好適であり、３０〜５５重量％がさらに好適であり、３５〜５０重量％が最も好適である。ＰＶＡの割合が高いとＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡの粘度が高くなり過ぎて、フィルムの原液を調製する際に濾過や脱泡が困難となり、異物や欠点のないフィルムを得ることが困難となる。また、ＰＶＡの割合が２０％より低いとＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡの粘度が低くなり過ぎて、目的とする厚みを有するＰＶＡフィルムを製造することが困難になる。また、このＰＶＡ溶液または含水ＰＶＡには、必要に応じて可塑剤、界面活性剤、二色性染料などを含有させてもよい。
【００２４】
ＰＶＡフィルムを製造する際に、可塑剤として、多価アルコールを添加することが好ましい。多価アルコールとしては、例えば、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、ジグリセリン、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などを挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を使用することができる。これらの中でも延伸性向上効果からジグリセリンやエチレングリコールやグリセリンが好適に使用される。
【００２５】
多価アルコールの添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対し１〜３０重量部が好ましく、３〜２５重量部がさらに好ましく、５〜２０重量部が最も好ましい。１重量部より少ないと、ＰＶＡフィルムの染色性や延伸性が低下する場合があり、３０重量部より多いと、ＰＶＡフィルムが柔軟になりすぎて、取り扱い性が低下する場合がある。
【００２６】
ＰＶＡフィルムを製造する際には、界面活性剤を添加することが好ましい。界面活性剤の種類としては特に限定はないが、アニオン性またはノニオン性の界面活性剤が好ましい。アニオン性界面活性剤としては、たとえば、ラウリン酸カリウムなどのカルボン酸型、オクチルサルフェートなどの硫酸エステル型、ドデシルベンゼンスルホネートなどのスルホン酸型のアニオン性界面活性剤が好適である。ノニオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなど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など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など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など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など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などのポリプロピレングリコールエーテル型、オレイン酸ジエタノールアミドなど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などのアリルフェニルエーテル型などのノニオン性界面活性剤が好適である。これらの界面活性剤の１種または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００２７】
界面活性剤の添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対して０．０１〜１重量部が好ましく、０．０２〜０．５重量部がさらに好ましく、０．０５〜０．３重量部が最も好ましい。０．０１重量部より少ないと、製膜性や剥離性向上の効果が現れにくく、１重量部より多いと、界面活性剤がＰＶＡフィルムの表面に溶出してブロッキングの原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【００２８】
また、本発明のＰＶＡフィルムから偏光フィルムを製造するには、例えばＰＶＡフィルムを染色、一軸延伸、固定処理および乾燥処理をし、さらに必要に応じて熱処理を行えばよく、染色、一軸延伸、固定処理の操作の順番に特に制限はない。また、一軸延伸を二回またはそれ以上行っても良い。
【００２９】
染色は、一軸延伸前、一軸延伸時、一軸延伸後のいずれでも可能である。染色に用いる染料としては、ヨウ素−ヨウ化カリウム；ダイレクトブラック １７、１９、１５４；ダイレクトブラウン ４４、１０６、１９５、２１０、２２３；ダイレクトレッド ２、２３、２８、３１、３７、３９、７９、８１、２４０、２４２、２４７；ダイレクトブルー １、１５、２２、７８、９０、９８、１５１、１６８、２０２、２３６、２４９、２７０；ダイレクトバイオレット ９、１２、５１、９８；ダイレクトグリーン １、８５；ダイレクトイエロー ８、１２、４４、８６、８７；ダイレクトオレンジ ２６、３９、１０６、１０７などの二色性染料などが、１種または２種以上の混合物で使用できる。通常染色は、ＰＶＡフィルムを上記染料を含有する溶液中に浸漬させることにより行うことが一般的であるが、ＰＶＡフィルムに混ぜて製膜するなど、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。
【００３０】
一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法により行うことができ、ホウ酸水溶液などの温水中（前記染料を含有する溶液中や後記固定処理浴中でもよい）で、または吸水後のＰＶＡフィルムを用いて空気中で行うことができる。延伸温度について特に限定はなく、ＰＶＡフィルムを温水中で延伸（湿式延伸）する場合は３０〜９０℃が好適であり、また乾熱延伸する場合は５０〜１８０℃が好適である。また、一軸延伸の延伸倍率（多段の一軸延伸の場合には合計の延伸倍率）は、偏光フィルムおよび偏光板の偏光性能の点から４倍以上が好ましく、特に５倍以上が特に好ましい。延伸倍率について厳密な意味での上限はないが、８倍以下であると均一な延伸が得られやすいので好ましい。延伸後のフィルムの厚さは、３〜７５μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましい。
【００３１】
ＰＶＡフィルムへの上記染料の吸着を強固にすることを目的に、固定処理を行うことが多い。固定処理に使用する処理浴には、通常、ホウ酸および／またはホウ素化合物が添加される。また、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。
【００３２】
得られた偏光フィルムの乾燥処理は、３０〜１５０℃で行うのが好ましく、５０〜１５０℃で行うのがより好ましい。
【００３３】
以上のようにして得られた偏光フィルムは、通常、そ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した保護膜を貼り合わせて偏光板として使用される。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、貼り合わせのための接着剤としては、ＰＶＡ系の接着剤やウレタン系の接着剤などを挙げることができるが、なかでもＰＶＡ系の接着剤が好適である。
【００３４】
以上のようにして得られた偏光板は、アクリル系等の粘着剤をコートした後、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され、あるいは位相差フィルムや視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等と貼り合わせて用いられる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、実施例中の膨潤度および偏光フィルムの透過率は以下の方法により評価した。
【００３６】
ポリビニルアルコールフィルムの膨潤度の測定：
約２ｇのポリビニルアルコールフィルムを採取し、幅約２ｍｍに切断する。３０℃の蒸留水に１０分間浸漬後に遠心脱水を行い、ｗｅｔ重量を測定した。さらに１０５℃で２４時間乾燥を行い、ｄｒｙ重量を測定した。そして、［ｗｅｔ重量］÷［ｄｒｙ重量］×１００の計算式により膨潤度を求めた。
偏光フィルムの透過率の測定：
約４×４ｃｍの偏光フィルムのサンプルを島津製作所製の分光光度計ＵＶ−２２００（積分球付属）を用いて、Ｃ光源、２度視野の可視光領域の視感度補正したＹ値を測定し、偏光膜の延伸軸方向に対して４５度と−４５度方向の平均値から透過率を求めた。
【００３７】
実施例１
けん化度９９．９５モル％、重合度２４００のＰＶＡ１００重量部に、グリセリン１０重量部および水１７０重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Ｔダイから金属ロールに溶融押出し、製膜した。金属ロールの外周に沿って取り付けた熱風吹き出しノズルの開度を調整することにより、中央部の風量を少なく端部の風量を多くした条件で乾燥を行い、幅３ｍのＰＶＡフィルムを得た。次いで、幅方向に均一な乾燥・熱処理を行い、得られたフィルムの膨潤度を測定したところ、フィルムの端部から５０ｃｍおきに１８５％、１９７％、２０４％、２１０％、２０５％、１９８％、１８７％であった。フィルムの幅方向の中央部における膨潤度（Ａ）は２１０％、中央部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）は１９７％と１９８％であり、Ｃ／Ａは０．９４であった。
【００３８】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３０秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／リットル、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットルの３５℃の水溶液中に３分間浸した。続いて、ホウ酸濃度４％の５０℃の水溶液中で５倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットル、ホウ酸濃度４０ｇ／リットル、塩化亜鉛濃度１０ｇ／リットルの３０℃の水溶液中に５分間浸漬して固定処理を行った。この後、ＰＶＡフィルムを取り出し、定長下、４０℃で熱風乾燥し、さらに１００℃で５分間熱処理を行った。
【００３９】
得られた偏光フィルムの幅は１．５ｍであり、端部からの透過率は中央部を基準として５０ｃｍおきに、４２．６８１％、４２．８１８％、４２．８２７％であった。一軸延伸後のフィルムの幅方向の中央部における透過率（ａ）は４２．８１８％、中央部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）は４２．６８１％と４２．８２７％であり、ｂ／ａは０．９９６８と１．０００２であった。得られた偏光フィルムを延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光フィルムの幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さいうえに、色斑が小さく良好であった。
【００４０】
得られた偏光フィルムに、４％のポリビニルアルコール水溶液を用いてトリアセテートフィルムを貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光板の幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さく、色斑も小さく良好であった。
【００４１】
実施例２
けん化度９９．９モル％、重合度４０００のＰＶＡ１００重量部に、グリセリン１０重量部および水２２０重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Ｔダイから金属ロールに溶融押出し、製膜した。金属ロールの外周に沿って取り付けた熱風吹き出しノズルの開度を調整することにより、中央部の風量を少なく端部の風量を多くした条件で乾燥を行い、幅４ｍのＰＶＡフィルムを得た。次いで、幅方向に均一な乾燥・熱処理を行い、得られたフィルムの膨潤度を測定したところ、フィルムの端部から５０ｃｍおきに１６９％、１８２％、１９２％、１９７％、２０２％、１９６％、１９０％、１７８％、１６６％であった。フィルムの幅方向の中央部における膨潤度（Ａ）は２０２％、中央部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）は１９２％と１９０％であり、Ｃ／Ａは０．９５と０．９４であった。
【００４２】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に０．５分間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／リットル、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットルの３５℃の水溶液中に３分間浸した。続いて、ホウ酸濃度４％の５０℃の水溶液中で５倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットル、ホウ酸濃度４０ｇ／リットル、塩化亜鉛濃度１０ｇ／リットルの３０℃の水溶液中に５分間浸漬して固定処理を行った。この後、ＰＶＡフィルムを取り出し、定長下、４０℃で熱風乾燥し、さらに１００℃で５分間熱処理を行った。
【００４３】
得られた偏光フィルムの幅は２ｍであり、端部からの透過率は５０ｃｍおきに、４３．７０５％、４３．５２１％、４３．３４１％、４３．４３０％、４３．３１４％であった。一軸延伸後のフィルムの幅方向の中央部における透過率（ａ）は４３．３４１％、中央部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）は４３．５２１％と４３．４３０％であり、ｂ／ａは１．００４と１．００２であった。得られた偏光フィルムを延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光フィルムの幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さく、色斑も小さく良好であった。
【００４４】
得られた偏光フィルムに、４％のポリビニルアルコール水溶液を用いてトリアセテートフィルムを貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光板の幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が小さく、色斑も小さく良好であった。
【００４５】
比較例１
けん化度９９．９５モル％、重合度２４００のＰＶＡ１００重量部に、グリセリン１０重量部および水１７０重量部を含浸させたものを溶融混練し、脱泡後、Ｔダイから金属ロールに溶融押出製膜した。金属ロールの外周に沿って取り付けた熱風吹き出しノズルの開度を調整することにより、中央部と端部の風量を均一にした条件で乾燥を行い、幅３ｍのＰＶＡフィルムを得た。次いで、幅方向に均一な乾燥・熱処理を行い、得られたフィルムの膨潤度を測定したところ、フィルムは端部から５０ｃｍおきに２１０％、２１５％、２１２％、２１２％、２１０％、２０８％、２１０％であった。フィルムの幅方向の中央部における膨潤度（Ａ）は２１２％、中央部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）は２１５％と２０８％であり、Ｃ／Ａは１．０１と０．９８であった。
【００４６】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順番で連続的に処理して偏光フィルムを作成した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３０秒間浸して予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／リットル、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットルの３５℃の水溶液中に３分間浸した。続いて、ホウ酸濃度４％の５０℃の水溶液中で５倍に一軸延伸を行い、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／リットル、ホウ酸濃度４０ｇ／リットル、塩化亜鉛濃度１０ｇ／リットルの３０℃の水溶液中に５分間浸漬して固定処理を行った。この後、ＰＶＡフィルムを取り出し、定長下、４０℃で熱風乾燥し、さらに１００℃で５分間熱処理を行った。
【００４７】
得られた偏光フィルムの幅は１．５ｍであり、端部からの透過率は中央部を基準として５０ｃｍおきに、４２．１３９％、４２．７８１％、４３．３８０％であった。一軸延伸後のフィルムの幅方向の中央部における透過率（ａ）は４２．７８１％、中央部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）は４２．１３９％と４３．３８０％であり、ｂ／ａは０．９８５と１．０１４であった。得られた偏光フィルムを延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光フィルムの幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が大きいうえに、色斑も大きく、大型液晶ディスプレイ用の偏光フィルムとして不適当であると予測された。
【００４８】
得られた偏光フィルムに、４％のポリビニルアルコール水溶液を用いてトリアセテートフィルムを貼り合わせて偏光板を得た。得られた偏光板を延伸軸方向（０度）に対して平行状態に配置した２枚の偏光板の間に１０度の角度で置いたところ、偏光板の幅方向に対して中央部と端部の輝度の差が大きいうえに、色斑も大きく大型液晶ディスプレイ用の偏光フィルムとして不良であった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、偏光フィルムにおける透過率の斑や偏光度の斑に起因する色斑を低減することが可能なＰＶＡフィルムが得られる。そして、このＰＶＡフィルムを用いて、色斑が少なく大型の液晶ディスプレイ用として好適な偏光フィルムを得ることができる。
Claims (6)
- フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に１００ｃｍの位置における膨潤度（Ｃ）とが、０．９１≦Ｃ／Ａ≦０．９６の関係にあることを特徴とするポリビニルアルコールフィルム。
- フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における膨潤度（Ｂ）とが、０．９６≦Ｂ／Ａ≦１．０の関係に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フィルム。
- フィルムの幅方向の中心部における膨潤度（Ａ）と、中心部から幅方向に１５０ｃｍの位置における膨潤度（Ｄ）とが、０．８４≦Ｄ／Ａ≦０．９２の関係に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フィルム。
- ポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸して得られる偏光フィルムであって、フィルムの幅方向の中心部における透過率（ａ）と、中心部から幅方向に５０ｃｍの位置における透過率（ｂ）とが、０．９９０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係にあることを特徴とする偏光フィルム。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリビニルアルコールフィルムからなる偏光フィルム
- 請求項４または５記載の偏光フィルムからなる偏光板。
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