JP4498589B2 - ビニルアルコール系重合体フィルムの製造法および偏光フィルム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光フィルムの製造原料として有用で、表面平滑性と厚み均一性に優れたビニルアルコール系重合体フィルムの製造法と、これにより得られるビニルアルコール系重合体フィルムを用いて作製した偏光フィルム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等の小型機器から、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、液晶テレビ等の広範囲に広がり、従来以上に光学特性の均一性に優れた偏光板が求められている。
【０００３】
一般に偏光板は、ビニルアルコール系重合体フィルム（以下、これを「ＰＶＡフィルム」と略記し、また、これの原料であるビニルアルコール系重合体を「ＰＶＡ」と略記することがある）を一軸延伸し、染色することにより製造した偏光フィルムの両面に、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）膜などの保護膜を貼り合わせた構成をしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
偏光板の偏光性能を均一化させるためには、ＰＶＡフィルムを均一に延伸すること、ムラなく貼り合わせることなど多くの注意点があるが、最も重要な点は偏光フィルムの素材となるＰＶＡフィルムの表面を平滑にすることと、厚みを均一にすることである。ＰＶＡフィルムの表面平滑性が劣っていたり、厚みが不均一な場合には、得られる偏光板の偏光性能を均一化させることが困難である。
【０００５】
そこで本発明の目的は、特に偏光フィルム用として好適な厚みが均一で表面平滑性に優れたＰＶＡフィルムを得ることができる製造法と、これにより得られるＰＶＡフィルムを用いて作製した偏光性能が均一な偏光フィルムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の製造法は、ビニルアルコール系重合体を含有する製膜原料をダイから金属ロール上に吐出して製膜する際に、金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面と、金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面とのなす角度が２０°以下に設定され、ダイ吐出部と金属ロールの表面との間隔が５ｍｍ以下に設定され、ダイ内部のリップ面を金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面よりも上流側に２０°乃至３０°傾斜させてダイが設置されている。
【０００７】
以上の製造法によれば、表面平滑性に優れ、厚み均一性が良好なＰＶＡフィルムが得られる。
【０００８】
前記金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面よりもダイ内部のリップ面が、上流側に２０°乃至３０°傾斜させてダイが設置されていることにより、より良好なＰＶＡフィルムが得られる。
【０００９】
また製造時には、前記製膜原料がダイから吐出されて金属ロールに接触した直後に、製膜原料を水平方向かそれよりも下側方向に移動させることが好ましい。これによっても、より良好なＰＶＡフィルムが得られる。
【００１０】
以上の製造法は、偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを作製するときに好適に用いられる。また、このＰＶＡフィルムを用いることにより、偏光性能が均一な偏光フィルムが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の製造法に用いるＰＶＡフィルムの製造装置の一例として、含水ＰＶＡ（有機溶剤を含んでいても良い。以下同じ）を溶融して押し出す溶融押出製膜機の要部を示している。この製膜機は、フラットダイ１の吐出部３から定量の溶融ＰＶＡ（製膜原料）４を、定速で回転方向２に回転する金属ロール６上に押し出し、この金属ロール６の円周面の一部を通過させて、ＰＶＡフィルムを乾燥させる。この後、このＰＶＡフィルムは、図示しないフローティングドライヤーや乾燥用金属ロールや検査機などを通過してワインダーに巻き取られる。
【００１２】
本発明は、以上の製膜機を用いてＰＶＡフイルムを溶融押出製膜する際に、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａと、金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点８を結ぶ平面Ｂとのなす角度θ１が２０°以下、より好ましくは１０°以下、特に好ましくは５°以下の範囲に設定され、この範囲内に前記ダイ吐出部３が設置される。前記両平面Ａ，Ｂのなす角度θ１が２０°を超える位置にダイ吐出部３を設置すると、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が悪化する。
【００１３】
さらに、前記ダイ吐出部３から金属ロール６の表面までの間隔Ｄは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下に設定される。このとき、前記間隔Ｄは、フラットダイ１の幅方向（紙面に垂直方向）にわたって均一に保つことが重要である。前記間隔Ｄが１０ｍｍを超える場合は、製膜原料４が金属ロール６に均一に接触しにくくなり、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が悪化する。
【００１４】
ここで、前記吐出部３から金属ロール６の表面までの間隔Ｄとは、前記平面Ａとロール表面の交差する点９からダイ吐出部３までの高さであり、一般に言われるエアギャップＥ（ダイ吐出部３から製膜原料４が金属ロール６と接触する点５までの直線距離）ではない。
【００１５】
また、前記ダイ１を設置するに際しては、その内部のリップ面が作る平面Ｃを、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａに対して所定角度θ２だけ上流側（樹脂吐出方向後方側）に傾斜させる。この角度θ２は２０°乃至３０°である。ここで、前記リップ面が作る平面Ｃを前記平面Ａに対し上流側に１０°未満傾斜させたり、上流側に６０°を超えて傾斜させたり、また、図１の二点鎖線で示すように、リップ面が作る平面Ｃを下流側（樹脂吐出方向前方側）に傾けてダイ１の設置を行う場合は、得られるＰＶＡフィルムの表面平滑性が悪化する場合がある。
【００１６】
さらにまた、前記ダイ吐出部３から吐出された製膜原料４が金属ロール６に接触した直後には、製膜原料４を水平方向かそれよりも下側方向に移動させることが好ましい。この製膜原料４を上側方向に移動させた場合には、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が悪化する場合がある。
【００１７】
図２は、本発明の製造法に用いるＰＶＡフィルムの製造装置の他の例として、図１と同様な溶融押出製膜機の要部を示している。この実施形態では、前記リップ面が作る平面Ｃを上流側（樹脂吐出方向後方側）に傾けてダイ１を設置するとともに、そのダイ吐出部３を金属ロール６の中心軸７と頂点８を結ぶ平面Ｂ上に配置して、この平面Ｂと金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａのなす角度θ１を０°に設定している。
【００１８】
前記ダイ１の内部のリップ面は、表面にニッケル・クロム・酸化クロム・亜鉛・錫などをメッキしてあるステンレス鋼を用いることが好ましい。また、前記リップ面の金属表面またはメッキ表面の粗さ（平滑性）は、１Ｓ以下が好ましく、特に０．３Ｓ以下が最も好ましい。１Ｓを超える場合には、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性や表面の平滑性が悪化する場合がある。
【００１９】
ここで、表面粗さの単位「Ｓ」とは、表面の凹凸の程度を示すもので、その表面粗さを最大高さで表示したものである。最大高さ（Ｒmax ）とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準じ、対象物の断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の平均線に平行な最も高い山と最も深い谷に接する２直線間の間隔をマイクロメーター（μｍ）単位で表したものをいう。前記表面粗さ１Ｓとは、最大高さが１μｍである。
【００２０】
前記ＰＶＡフィルムの厚みは、２０μｍ乃至１５０μｍが好ましく、３０μｍ乃至８０μｍがより好ましい。ＰＶＡフィルムの厚みが２０μｍ未満では、偏光フィルムを製造する際の一軸延伸時に切断しやすく、一方１５０μｍを超えると、前記一軸延伸時に延伸斑が発生し、得られる偏光フィルムに染色斑や光学斑が発生しやすい。
【００２１】
前記金属ロール６は、スチーム・熱媒・温水・電気ヒーターなどにより加熱する。また、温風や冷風などをＰＶＡフィルムに吹き付けたり、ＰＶＡフィルム周囲の空気や蒸気などを吸引するなどの手段を用いても良い。
【００２２】
前記金属ロール６は、直径が２．５ｍ以上で、表面にニッケル・クロム・酸化クロム・亜鉛・錫などをメッキしてあることが好ましい。また、金属ロール６の金属表面またはメッキ表面の粗さは、３Ｓ以下が好ましく、特に０．５Ｓ以下が最も好ましい。粗さが３Ｓを超える場合には、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性や表面の平滑性が悪化する場合がある。
【００２３】
前記ＰＶＡは、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、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乃至３０のα−オレフィンなどを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乃至３０のα−オレフィンなどを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が用いられる。
【００２４】
前記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。
【００２５】
変性ＰＶＡに使用されるコモノマーは、主として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、オレフィン類、アクリル酸およびその塩またはそのエステル類、メタクリル酸およびその塩またはそのエステル類、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド誘導体、Ｎ−ビニルアミド類、ビニルエーテル類、ニトリル類、ハロゲン化ビニル類、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類、イタコン酸およびその塩またはそのエステル類、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。
【００２６】
変性ＰＶＡを用いる場合は、変性量は１５モル％以下が好ましく、５モル％以下がより好ましい。またコモノマーとしては、α−オレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。
【００２７】
ＰＶＡのけん化度は、得られる偏光フィルムの偏光性能と耐久性の点から９５モル％以上が好ましく、特に９９．５モル％以上が最も好ましく、ＰＶＡフィルムの染色性の点からは９９．９９モル％以下が好ましい。
【００２８】
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得る単位の中で、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。
【００２９】
ＰＶＡの重合度は、得られる偏光フィルムの偏光性能と耐久性の点から１０００以上が好ましく、特に２５００以上が最も好ましい。ＰＶＡ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。
【００３０】
前記ＰＶＡの重合度（Ｐo ）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［η］（単位：デシリットル／ｇ）から次式により求められる。
Ｐo ＝（［η］×１０3 ／８．２９）(1/0.62)
【００３１】
ＰＶＡフィルムを製造する際に使用される含水ＰＶＡには、必要に応じて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、ジグリセリンなどの溶媒が１種または２種以上含まれていても良い。また、可塑剤、界面活性剤、二色性染料などを含有させても良い。
【００３２】
ＰＶＡフィルムを製造する際には、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。この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が挙げられ、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。これらのなかでも延伸性の向上効果から、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。
【００３３】
多価アルコールの添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対し１重量部乃至３０重量部が好ましく、特に５重量部乃至２０重量部が最も好ましい。１重量部未満では、染色性や延伸性が低下する場合があり、一方、３０重量部を超えると、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。
【００３４】
また、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、例えば、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、例えば、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。
【００３５】
界面活性剤の添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対して０．０１重量部乃至１重量部が好ましく、０．０５重量部乃至０．３重量部が最も好ましい。０．０１重量部未満では延伸性向上や染色性向上の効果が現れにくく、１重量部を超えると、ＰＶＡフィルム表面に溶出してブロッキングの発生原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【００３６】
製膜原料（溶融ＰＶＡ）４の揮発分は、４０重量％乃至９０重量％が好適であり、特に４５重量％乃至８５重量％が最も好適である。揮発分が９０重量％を超える場合は、得られる偏光フィルムに色斑が発生しやすく、４０重量％未満の場合には、均一な厚みのＰＶＡフィルムが得られにくくなる場合がある。
【００３７】
ＰＶＡフイルムを製造する際に製膜原料４が吐出される金属ロール６の温度は、５０乃至１１０℃であることが好ましく、６０乃至１０５℃がより好ましく、７０乃至１００℃がさらに好ましい。前記金属ロール６の温度が５０℃より低いと吐出された製膜原料４の乾燥が不均一になる場合があり、１１０℃より高いと、溶融ＰＶＡが発泡する場合があるため、厚み均一性に優れたＰＶＡフィルムを得ることが困難となる場合がある。
【００３８】
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、さらに必要に応じて熱処理を行えば良い。各工程の順序は特に限定はなく、また染色と一軸延伸など二つの工程を同時に実施しても構わない。また、各工程を複数回繰り返しても良い。
【００３９】
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フィルムに塗工したり、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。
【００４０】
前記一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法が使用でき、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良い）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。延伸温度は特に限定されないが、ＰＶＡフィルムを温水中で延伸（湿式延伸）する場合は３０℃乃至９０℃が、また乾熱延伸する場合は５０℃乃至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、得られる偏光フィルムの偏光性能の点から４倍以上が好ましく、特に５倍以上が最も好ましい。延伸倍率の上限は特に制限はないが、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みは、３μｍ乃至７５μｍが好ましく、５μｍ乃至５０μｍがより好ましい。
【００４１】
延伸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良い。
【００４２】
前記延伸フィルムの乾燥処理（熱処理）は３０℃乃至１５０℃で行うのが好ましく、５０℃乃至１５０℃で行うのがより好ましい。
【００４３】
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、ポリカーボネート系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、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、ＰＶＡ系の接着剤が好適である。
【００４４】
【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。
実施例１
図２に記載した溶融押出製膜機を用いた。この実施例１では、前記ダイ１の吐出部３が金属ロール６の頂点８の真上に配置され、つまり金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａと、金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点９を結ぶ平面Ｂとのなす角度θ１が０°（Ａ，Ｂ＝０°）に設定されている。また、前記ダイ１の内部のリップ面が作る平面Ｃと、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとの傾斜角度θ２が２０°となるように、前記ダイ１の全体を上流側（樹脂吐出方向後方側）に傾けている。さらに、前記ダイ吐出部３と金属ロール６の表面との間隔Ｄが３ｍｍに設定されている。このとき、前記ダイ１の内部のリップ面の表面粗さは０．３Ｓとしている。
そして、けん化度９９．９モル％で重合度１７５０のＰＶＡ１００重量部とグリセリン１２重量部および水１３０重量部を押出機で溶融混練させ、表面の粗さが０．３Ｓの９０℃に加熱された直径２．５ｍの金属ロール６に押出した。この後９０℃の熱風で乾燥させ、続いて１５本の加熱金属ロールで表裏を交互に乾燥させて、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムは表面が平滑であり、フィルムの幅方向の厚み斑は１．５μｍと良好であった。
【００４５】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順に処理して偏光フィルムを作製した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に５分間浸漬させて予備膨潤し、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分間浸漬させた。続いて、ホウ酸濃度４％の４０℃の水溶液中で５．５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分間浸漬させて固定処理を行った。この後延伸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。
【００４６】
得られた偏光フィルムの厚みは２２μｍであり、色斑は無かった。そして、得られた偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察した結果、異常は見られなかった。
【００４７】
実施例２
図１に記載した溶融押出製膜機を用いた。この実施例２では、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａと、金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点８を結ぶ平面Ｂとのなす角度θ１が５°に設定されている。また、前記ダイ１の内部のリップ面が作る平面Ｃと、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとの傾斜角度θ２が３０°となるように、前記ダイ１の全体を上流側に傾けている。さらに、前記ダイ吐出部３と金属ロール６の表面との間隔Ｄが２ｍｍに設定されている。このとき、前記ダイ１の内部のリップ面の表面粗さは０．３Ｓとしている。
そして、けん化度９９．９モル％で重合度４０００のＰＶＡ１００重量部とグリセリン１０重量部および水１１０重量部を押出機で溶融混練させ、表面の粗さが０．３Ｓの９０℃に加熱した直径３．５ｍの金属ロール６に押出した。この後９０℃の熱風で乾燥させ、続いてピンテンタータイプのフローティングドライヤーで乾燥させて、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムは表面が平滑であり、フィルムの幅方向の厚み斑は１．５μｍと良好であった。
【００４８】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順に処理して偏光フィルムを作製した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に５分間浸漬させて予備膨潤し、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分間浸漬させた。続いて、ホウ酸濃度４％の４０℃の水溶液中で５．６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分間浸漬させて固定処理を行った。この後延伸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。
【００４９】
得られた偏光フィルムの厚みは２２μｍであり、色斑は無かった。そして、得られた偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察した結果、異常は見られなかった。
【００５０】
参考例１
実施例１において、前記ダイ１の内部のリップ面が作る平面Ｃと、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとの傾斜角度θ２を０°とした以外は、実施例１と同様にして、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムの表面には、フィルム長さ方向にわずかなスジが見られた。
【００５１】
そして、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察すると、薄い筋状の斑がわずかに観察されたが、ＬＣＤ用途には使用可能なレベルであった。
【００５２】
比較例１
実施例１において、前記金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点８を結ぶ平面Ｂと、金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとのなす角度θ１を９０°に設定した以外は、実施例１と同様にして、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムには、フィルム長さ方向にスジが見られ、フィルムの幅方向の厚み斑も８μｍと大きかった。
【００５３】
そして、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察すると、筋状の斑と不定形な斑が観察されて、ＬＣＤ用途には使用できなかった。
【００５４】
比較例２
実施例２において、ダイ吐出部３と金属ロール６の表面との間隔Ｄを２０ｍｍとした以外は、実施例２と同様にして、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムには、フィルム長さ方向にスジが見られ、フィルムの幅方向の厚み斑も８μｍと大きかった。
【００５５】
そして、実施例２と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察すると、筋状の斑と不定形な斑が観察されて、ＬＣＤ用途には使用できなかった。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特に偏光フィルム用として好適な厚みが均一で表面平滑性に優れたＰＶＡフィルムを得ることができる。また、このＰＶＡフィルムを用いて偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＰＶＡフィルムの製造法に用いるロール製膜機の一例の要部を示す正面図である。
【図２】本発明にかかるＰＶＡフィルムの製造法に用いるロール製膜機の他例の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
１…ダイ、３…ダイ吐出部、４…製膜原料（溶融ＰＶＡ）、６…金属ロール、７…金属ロールの中心軸、８…金属ロールの頂点、９…金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面が金属ロールの表面と交差する点、Ａ…金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面、Ｂ…金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面、Ｃ…ダイ内部のリップ面が作る平面、Ｄ…ダイ吐出部から金属ロール表面までの間隔、θ１…金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面と金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面とのなす角度。
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光フィルムの製造原料として有用で、表面平滑性と厚み均一性に優れたビニルアルコール系重合体フィルムの製造法と、これにより得られるビニルアルコール系重合体フィルムを用いて作製した偏光フィルム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等の小型機器から、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、液晶テレビ等の広範囲に広がり、従来以上に光学特性の均一性に優れた偏光板が求められている。
【０００３】
一般に偏光板は、ビニルアルコール系重合体フィルム（以下、これを「ＰＶＡフィルム」と略記し、また、これの原料であるビニルアルコール系重合体を「ＰＶＡ」と略記することがある）を一軸延伸し、染色することにより製造した偏光フィルムの両面に、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）膜などの保護膜を貼り合わせた構成をしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
偏光板の偏光性能を均一化させるためには、ＰＶＡフィルムを均一に延伸すること、ムラなく貼り合わせることなど多くの注意点があるが、最も重要な点は偏光フィルムの素材となるＰＶＡフィルムの表面を平滑にすることと、厚みを均一にすることである。ＰＶＡフィルムの表面平滑性が劣っていたり、厚みが不均一な場合には、得られる偏光板の偏光性能を均一化させることが困難である。
【０００５】
そこで本発明の目的は、特に偏光フィルム用として好適な厚みが均一で表面平滑性に優れたＰＶＡフィルムを得ることができる製造法と、これにより得られるＰＶＡフィルムを用いて作製した偏光性能が均一な偏光フィルムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の製造法は、ビニルアルコール系重合体を含有する製膜原料をダイから金属ロール上に吐出して製膜する際に、金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面と、金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面とのなす角度が２０°以下に設定され、ダイ吐出部と金属ロールの表面との間隔が５ｍｍ以下に設定され、ダイ内部のリップ面を金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面よりも上流側に２０°乃至３０°傾斜させてダイが設置されている。
【０００７】
以上の製造法によれば、表面平滑性に優れ、厚み均一性が良好なＰＶＡフィルムが得られる。
【０００８】
前記金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面よりもダイ内部のリップ面が、上流側に２０°乃至３０°傾斜させてダイが設置されていることにより、より良好なＰＶＡフィルムが得られる。
【０００９】
また製造時には、前記製膜原料がダイから吐出されて金属ロールに接触した直後に、製膜原料を水平方向かそれよりも下側方向に移動させることが好ましい。これによっても、より良好なＰＶＡフィルムが得られる。
【００１０】
以上の製造法は、偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを作製するときに好適に用いられる。また、このＰＶＡフィルムを用いることにより、偏光性能が均一な偏光フィルムが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の製造法に用いるＰＶＡフィルムの製造装置の一例として、含水ＰＶＡ（有機溶剤を含んでいても良い。以下同じ）を溶融して押し出す溶融押出製膜機の要部を示している。この製膜機は、フラットダイ１の吐出部３から定量の溶融ＰＶＡ（製膜原料）４を、定速で回転方向２に回転する金属ロール６上に押し出し、この金属ロール６の円周面の一部を通過させて、ＰＶＡフィルムを乾燥させる。この後、このＰＶＡフィルムは、図示しないフローティングドライヤーや乾燥用金属ロールや検査機などを通過してワインダーに巻き取られる。
【００１２】
本発明は、以上の製膜機を用いてＰＶＡフイルムを溶融押出製膜する際に、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａと、金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点８を結ぶ平面Ｂとのなす角度θ１が２０°以下、より好ましくは１０°以下、特に好ましくは５°以下の範囲に設定され、この範囲内に前記ダイ吐出部３が設置される。前記両平面Ａ，Ｂのなす角度θ１が２０°を超える位置にダイ吐出部３を設置すると、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が悪化する。
【００１３】
さらに、前記ダイ吐出部３から金属ロール６の表面までの間隔Ｄは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下に設定される。このとき、前記間隔Ｄは、フラットダイ１の幅方向（紙面に垂直方向）にわたって均一に保つことが重要である。前記間隔Ｄが１０ｍｍを超える場合は、製膜原料４が金属ロール６に均一に接触しにくくなり、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が悪化する。
【００１４】
ここで、前記吐出部３から金属ロール６の表面までの間隔Ｄとは、前記平面Ａとロール表面の交差する点９からダイ吐出部３までの高さであり、一般に言われるエアギャップＥ（ダイ吐出部３から製膜原料４が金属ロール６と接触する点５までの直線距離）ではない。
【００１５】
また、前記ダイ１を設置するに際しては、その内部のリップ面が作る平面Ｃを、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａに対して所定角度θ２だけ上流側（樹脂吐出方向後方側）に傾斜させる。この角度θ２は２０°乃至３０°である。ここで、前記リップ面が作る平面Ｃを前記平面Ａに対し上流側に１０°未満傾斜させたり、上流側に６０°を超えて傾斜させたり、また、図１の二点鎖線で示すように、リップ面が作る平面Ｃを下流側（樹脂吐出方向前方側）に傾けてダイ１の設置を行う場合は、得られるＰＶＡフィルムの表面平滑性が悪化する場合がある。
【００１６】
さらにまた、前記ダイ吐出部３から吐出された製膜原料４が金属ロール６に接触した直後には、製膜原料４を水平方向かそれよりも下側方向に移動させることが好ましい。この製膜原料４を上側方向に移動させた場合には、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性が悪化する場合がある。
【００１７】
図２は、本発明の製造法に用いるＰＶＡフィルムの製造装置の他の例として、図１と同様な溶融押出製膜機の要部を示している。この実施形態では、前記リップ面が作る平面Ｃを上流側（樹脂吐出方向後方側）に傾けてダイ１を設置するとともに、そのダイ吐出部３を金属ロール６の中心軸７と頂点８を結ぶ平面Ｂ上に配置して、この平面Ｂと金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａのなす角度θ１を０°に設定している。
【００１８】
前記ダイ１の内部のリップ面は、表面にニッケル・クロム・酸化クロム・亜鉛・錫などをメッキしてあるステンレス鋼を用いることが好ましい。また、前記リップ面の金属表面またはメッキ表面の粗さ（平滑性）は、１Ｓ以下が好ましく、特に０．３Ｓ以下が最も好ましい。１Ｓを超える場合には、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性や表面の平滑性が悪化する場合がある。
【００１９】
ここで、表面粗さの単位「Ｓ」とは、表面の凹凸の程度を示すもので、その表面粗さを最大高さで表示したものである。最大高さ（Ｒmax ）とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準じ、対象物の断面曲線から基準長さだけ抜き取った部分の平均線に平行な最も高い山と最も深い谷に接する２直線間の間隔をマイクロメーター（μｍ）単位で表したものをいう。前記表面粗さ１Ｓとは、最大高さが１μｍである。
【００２０】
前記ＰＶＡフィルムの厚みは、２０μｍ乃至１５０μｍが好ましく、３０μｍ乃至８０μｍがより好ましい。ＰＶＡフィルムの厚みが２０μｍ未満では、偏光フィルムを製造する際の一軸延伸時に切断しやすく、一方１５０μｍを超えると、前記一軸延伸時に延伸斑が発生し、得られる偏光フィルムに染色斑や光学斑が発生しやすい。
【００２１】
前記金属ロール６は、スチーム・熱媒・温水・電気ヒーターなどにより加熱する。また、温風や冷風などをＰＶＡフィルムに吹き付けたり、ＰＶＡフィルム周囲の空気や蒸気などを吸引するなどの手段を用いても良い。
【００２２】
前記金属ロール６は、直径が２．５ｍ以上で、表面にニッケル・クロム・酸化クロム・亜鉛・錫などをメッキしてあることが好ましい。また、金属ロール６の金属表面またはメッキ表面の粗さは、３Ｓ以下が好ましく、特に０．５Ｓ以下が最も好ましい。粗さが３Ｓを超える場合には、得られるＰＶＡフィルムの厚み均一性や表面の平滑性が悪化する場合がある。
【００２３】
前記ＰＶＡは、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、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乃至３０のα−オレフィンなどを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乃至３０のα−オレフィンなどを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が用いられる。
【００２４】
前記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。
【００２５】
変性ＰＶＡに使用されるコモノマーは、主として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、オレフィン類、アクリル酸およびその塩またはそのエステル類、メタクリル酸およびその塩またはそのエステル類、アクリルアミド誘導体、メタクリルアミド誘導体、Ｎ−ビニルアミド類、ビニルエーテル類、ニトリル類、ハロゲン化ビニル類、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類、イタコン酸およびその塩またはそのエステル類、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。
【００２６】
変性ＰＶＡを用いる場合は、変性量は１５モル％以下が好ましく、５モル％以下がより好ましい。またコモノマーとしては、α−オレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。
【００２７】
ＰＶＡのけん化度は、得られる偏光フィルムの偏光性能と耐久性の点から９５モル％以上が好ましく、特に９９．５モル％以上が最も好ましく、ＰＶＡフィルムの染色性の点からは９９．９９モル％以下が好ましい。
【００２８】
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得る単位の中で、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。
【００２９】
ＰＶＡの重合度は、得られる偏光フィルムの偏光性能と耐久性の点から１０００以上が好ましく、特に２５００以上が最も好ましい。ＰＶＡ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。
【００３０】
前記ＰＶＡの重合度（Ｐo ）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［η］（単位：デシリットル／ｇ）から次式により求められる。
Ｐo ＝（［η］×１０3 ／８．２９）(1/0.62)
【００３１】
ＰＶＡフィルムを製造する際に使用される含水ＰＶＡには、必要に応じて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、ジグリセリンなどの溶媒が１種または２種以上含まれていても良い。また、可塑剤、界面活性剤、二色性染料などを含有させても良い。
【００３２】
ＰＶＡフィルムを製造する際には、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。この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が挙げられ、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。これらのなかでも延伸性の向上効果から、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。
【００３３】
多価アルコールの添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対し１重量部乃至３０重量部が好ましく、特に５重量部乃至２０重量部が最も好ましい。１重量部未満では、染色性や延伸性が低下する場合があり、一方、３０重量部を超えると、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。
【００３４】
また、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、例えば、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、例えば、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。
【００３５】
界面活性剤の添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対して０．０１重量部乃至１重量部が好ましく、０．０５重量部乃至０．３重量部が最も好ましい。０．０１重量部未満では延伸性向上や染色性向上の効果が現れにくく、１重量部を超えると、ＰＶＡフィルム表面に溶出してブロッキングの発生原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【００３６】
製膜原料（溶融ＰＶＡ）４の揮発分は、４０重量％乃至９０重量％が好適であり、特に４５重量％乃至８５重量％が最も好適である。揮発分が９０重量％を超える場合は、得られる偏光フィルムに色斑が発生しやすく、４０重量％未満の場合には、均一な厚みのＰＶＡフィルムが得られにくくなる場合がある。
【００３７】
ＰＶＡフイルムを製造する際に製膜原料４が吐出される金属ロール６の温度は、５０乃至１１０℃であることが好ましく、６０乃至１０５℃がより好ましく、７０乃至１００℃がさらに好ましい。前記金属ロール６の温度が５０℃より低いと吐出された製膜原料４の乾燥が不均一になる場合があり、１１０℃より高いと、溶融ＰＶＡが発泡する場合があるため、厚み均一性に優れたＰＶＡフィルムを得ることが困難となる場合がある。
【００３８】
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、さらに必要に応じて熱処理を行えば良い。各工程の順序は特に限定はなく、また染色と一軸延伸など二つの工程を同時に実施しても構わない。また、各工程を複数回繰り返しても良い。
【００３９】
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フィルムに塗工したり、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。
【００４０】
前記一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法が使用でき、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良い）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。延伸温度は特に限定されないが、ＰＶＡフィルムを温水中で延伸（湿式延伸）する場合は３０℃乃至９０℃が、また乾熱延伸する場合は５０℃乃至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、得られる偏光フィルムの偏光性能の点から４倍以上が好ましく、特に５倍以上が最も好ましい。延伸倍率の上限は特に制限はないが、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みは、３μｍ乃至７５μｍが好ましく、５μｍ乃至５０μｍがより好ましい。
【００４１】
延伸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良い。
【００４２】
前記延伸フィルムの乾燥処理（熱処理）は３０℃乃至１５０℃で行うのが好ましく、５０℃乃至１５０℃で行うのがより好ましい。
【００４３】
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、ポリカーボネート系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、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、ＰＶＡ系の接着剤が好適である。
【００４４】
【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。
実施例１
図２に記載した溶融押出製膜機を用いた。この実施例１では、前記ダイ１の吐出部３が金属ロール６の頂点８の真上に配置され、つまり金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａと、金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点９を結ぶ平面Ｂとのなす角度θ１が０°（Ａ，Ｂ＝０°）に設定されている。また、前記ダイ１の内部のリップ面が作る平面Ｃと、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとの傾斜角度θ２が２０°となるように、前記ダイ１の全体を上流側（樹脂吐出方向後方側）に傾けている。さらに、前記ダイ吐出部３と金属ロール６の表面との間隔Ｄが３ｍｍに設定されている。このとき、前記ダイ１の内部のリップ面の表面粗さは０．３Ｓとしている。
そして、けん化度９９．９モル％で重合度１７５０のＰＶＡ１００重量部とグリセリン１２重量部および水１３０重量部を押出機で溶融混練させ、表面の粗さが０．３Ｓの９０℃に加熱された直径２．５ｍの金属ロール６に押出した。この後９０℃の熱風で乾燥させ、続いて１５本の加熱金属ロールで表裏を交互に乾燥させて、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムは表面が平滑であり、フィルムの幅方向の厚み斑は１．５μｍと良好であった。
【００４５】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順に処理して偏光フィルムを作製した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に５分間浸漬させて予備膨潤し、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分間浸漬させた。続いて、ホウ酸濃度４％の４０℃の水溶液中で５．５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分間浸漬させて固定処理を行った。この後延伸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。
【００４６】
得られた偏光フィルムの厚みは２２μｍであり、色斑は無かった。そして、得られた偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察した結果、異常は見られなかった。
【００４７】
実施例２
図１に記載した溶融押出製膜機を用いた。この実施例２では、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａと、金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点８を結ぶ平面Ｂとのなす角度θ１が５°に設定されている。また、前記ダイ１の内部のリップ面が作る平面Ｃと、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとの傾斜角度θ２が３０°となるように、前記ダイ１の全体を上流側に傾けている。さらに、前記ダイ吐出部３と金属ロール６の表面との間隔Ｄが２ｍｍに設定されている。このとき、前記ダイ１の内部のリップ面の表面粗さは０．３Ｓとしている。
そして、けん化度９９．９モル％で重合度４０００のＰＶＡ１００重量部とグリセリン１０重量部および水１１０重量部を押出機で溶融混練させ、表面の粗さが０．３Ｓの９０℃に加熱した直径３．５ｍの金属ロール６に押出した。この後９０℃の熱風で乾燥させ、続いてピンテンタータイプのフローティングドライヤーで乾燥させて、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムは表面が平滑であり、フィルムの幅方向の厚み斑は１．５μｍと良好であった。
【００４８】
前記ＰＶＡフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処理、乾燥、熱処理の順に処理して偏光フィルムを作製した。すなわち、前記ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に５分間浸漬させて予備膨潤し、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分間浸漬させた。続いて、ホウ酸濃度４％の４０℃の水溶液中で５．６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分間浸漬させて固定処理を行った。この後延伸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。
【００４９】
得られた偏光フィルムの厚みは２２μｍであり、色斑は無かった。そして、得られた偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察した結果、異常は見られなかった。
【００５０】
参考例１
実施例１において、前記ダイ１の内部のリップ面が作る平面Ｃと、前記金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとの傾斜角度θ２を０°とした以外は、実施例１と同様にして、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムの表面には、フィルム長さ方向にわずかなスジが見られた。
【００５１】
そして、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察すると、薄い筋状の斑がわずかに観察されたが、ＬＣＤ用途には使用可能なレベルであった。
【００５２】
比較例１
実施例１において、前記金属ロール６の中心軸７と金属ロール６の頂点８を結ぶ平面Ｂと、金属ロール６の中心軸７とダイ吐出部３を結ぶ平面Ａとのなす角度θ１を９０°に設定した以外は、実施例１と同様にして、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムには、フィルム長さ方向にスジが見られ、フィルムの幅方向の厚み斑も８μｍと大きかった。
【００５３】
そして、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察すると、筋状の斑と不定形な斑が観察されて、ＬＣＤ用途には使用できなかった。
【００５４】
比較例２
実施例２において、ダイ吐出部３と金属ロール６の表面との間隔Ｄを２０ｍｍとした以外は、実施例２と同様にして、厚さ７５μｍの偏光フィルム用ＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムには、フィルム長さ方向にスジが見られ、フィルムの幅方向の厚み斑も８μｍと大きかった。
【００５５】
そして、実施例２と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの５０ｃｍ四方をクロスニコル状態の２枚の偏光板の間に４５°の角度で挟んで透過光を観察すると、筋状の斑と不定形な斑が観察されて、ＬＣＤ用途には使用できなかった。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特に偏光フィルム用として好適な厚みが均一で表面平滑性に優れたＰＶＡフィルムを得ることができる。また、このＰＶＡフィルムを用いて偏光性能に優れた偏光フィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＰＶＡフィルムの製造法に用いるロール製膜機の一例の要部を示す正面図である。
【図２】本発明にかかるＰＶＡフィルムの製造法に用いるロール製膜機の他例の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
１…ダイ、３…ダイ吐出部、４…製膜原料（溶融ＰＶＡ）、６…金属ロール、７…金属ロールの中心軸、８…金属ロールの頂点、９…金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面が金属ロールの表面と交差する点、Ａ…金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面、Ｂ…金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面、Ｃ…ダイ内部のリップ面が作る平面、Ｄ…ダイ吐出部から金属ロール表面までの間隔、θ１…金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面と金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面とのなす角度。
Claims (4)
- ビニルアルコール系重合体を含有する製膜原料をダイから金属ロール上に吐出して製膜する際に、金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面と、金属ロールの中心軸と金属ロールの頂点を結ぶ平面とのなす角度が２０°以下に設定され、ダイ吐出部と金属ロールの表面との間隔が５ｍｍ以下に設定され、ダイ内部のリップ面を金属ロールの中心軸とダイ吐出部を結ぶ平面よりも上流側に２０°乃至３０°傾斜させてダイが設置されていることを特徴とするビニルアルコール系重合体フィルムの製造法。
- 請求項１において、ビニルアルコール系重合体を含有する製膜原料がダイから吐出されて金属ロールに接触した直後に、製膜原料を水平方向かそれよりも下側方向に移動させるビニルアルコール系重合体フィルムの製造法。
- 請求項１または２において、ビニルアルコール系重合体フィルムが偏光フィルム用であるビニルアルコール系重合体フィルムの製造法。
- 請求項３に記載の製造法で得られるビニルアルコール系重合体フィルムを用いて作製した偏光フィルム。
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