JP5046433B2 - ポリビニルアルコールフィルムの製造法 - 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素材として有用な、厚み斑が小さいポリビニルアルコールフィルムの製造法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、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、明るく鮮明な画面で使用されるようになってきたことから、従来品以上に厚み斑が小さくて光学性能に優れた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、これの原料であるポリビニルアルコールをビニルアルコール系重合体と言い、これを「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】
偏光板の光学性能を向上させるためには、ＰＶＡの重合度やけん化度など、偏光フィルムの加工工程における薬液処方や延伸方法などの加工条件が重要であるが、偏光板の素材となるＰＶＡフィルムの厚みの均質性が最も重要である。ＰＶＡフィルムの厚み斑が大きい場合は、光学的に均質な偏光フィルムが得られない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、厚み斑が小さいＰＶＡフィルムを得ることができ、特に偏光フィルム用のＰＶＡフィルムの製造法として有用で、光学斑が少なくて光学性能に優れた偏光フィルムとなり得るＰＶＡフィルムの製造法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、本発明は、ＰＶＡを水に溶解した溶液状態の製膜原料（ａ）を用いるキャスト製膜法、または、含水ＰＶＡからなる製膜原料（ｂ）を溶融して押出す溶融押出製膜法によって厚み２０〜１５０μｍのＰＶＡフィルムを製造する際に、一体成形されて滞留部がない方式であるフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイを用いて製膜する。その際、前記ＰＶＡは、けん化度が９０モル％以上９９．９９モル％以下であると共に平均重合度が５００以上１００００以下であり、前記製膜原料（ａ）および（ｂ）は、いずれも、ＰＶＡ１００重量部に対して、多価アルコールを１〜３０重量部、および、界面活性剤を０．０１〜１重量部含有すると共に揮発分率が５０〜９０重量％であり、前記Ｔダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が１０〜６０ｍｍであると共に、フレキシブルリップのリップエッジのＲ（半径）が５０μｍ以上２００μｍ以下である。また、以上の製造法によって、光学斑が少なくて光学性能に優れた偏光フィルムとなり得るＰＶＡフィルムを得る。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明では、ＰＶＡフィルムを製造するのに、１個以上の回転する金属製のドラムと乾燥装置や調湿装置及び巻き取り装置などを備えたドラム製膜機、またはエンドレスメタルベルトと乾燥装置や調湿装置及び巻取装置などを備えたベルト製膜機などが使用される。それぞれの装置の駆動にはモータや変速機などが使用されて速度調整される。前記ＰＶＡフィルムの乾燥温度は、５０〜１５０℃が一般的である。製膜方式としては、例えばＰＶＡを溶剤に溶解した溶液状態の製膜原料を用いるキャスト製膜法や、含水ＰＶＡ（有機溶剤などを含んでいても良い）からなる製膜原料を溶融して押出す溶融押出製膜法などが採用される。
【０００８】
ＰＶＡフィルムを製造するときには、フレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイを用い、これから前記ドラム製膜機のドラムや前記ベルト製膜機のエンドレスメタルベルト上に製膜原料を供給する。そして、これらドラムやエンドレスメタルベルト上でＰＶＡフィルムに含有する水分や有機溶剤等の揮発分を蒸発させて後工程に送り、乾燥および調湿を行って適切なＰＶＡフィルムに調整して巻き取る。
【０００９】
ＰＶＡフィルム製造用のダイとして、一体成形されて滞留部がない方式であるフレキシブルリップ方式のダイを用いることが重要である。このフレキシブルリップ方式のダイを用いれば、厚み斑が小さいＰＶＡフィルムが得られる。また、得られたＰＶＡフィルムは、特に偏光フィルムの素材として有用なものとなり、光学斑が小さくて光学性能に優れた偏光フィルムが得られる。
特に、厚み班はリップ間隔調整ボルトの間隔により、フィルムの凹凸に影響しやすいことから、調整ボルトの間隔は１０〜６０ｍｍであることが好ましく、２０〜５０ｍｍが特に好ましい。調整ボルトの間隔が１０ｍｍ未満になると、ボルト径の制約が大きく、実用的でない場合がある。また、調整ボルトの間隔が６０ｍｍを超えると、フィルム全体での凹凸間隔が大きくなり、偏光フィルムにした時に、光学的なムラになる場合がある。
【００１０】
このとき、フレキシブルリップのリップエッジのＲ（半径）は、２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましい。また前記ダイとしては、コートハンガータイプのＴダイが好ましい。ダイの材質は、表面粗度が小さくなるように加工でき、しかも耐腐食性があり、手入れ、清掃に対して引っ掻き強度のあるものならば特に限定はないが、特にステンレス鋼やクロームメッキされたステンレス鋼が好ましい。
【００１１】
また、得られるＰＶＡフィルムの厚みは、２０〜１５０μｍが好ましく、４０〜１２０μｍがより好ましい。
【００１２】
本発明のＰＶＡフィルムを構成するビニルアルコール系重合体（ＰＶＡ）としては、ビニルエステル系モノマーを重合して得られたビニルエステル系重合体をけん化し、ビニルエステル単位をビニルアルコール単位としたものを用いることができる。該ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル等を挙げることができ、これらのなかでも酢酸ビニルを用いるのが好ましい。
【００１３】
ビニルエステル系モノマーを共重合させる際に、必要に応じて、共重合可能なモノマーを、本発明の趣旨を損なわない範囲内（好ましくは１５モル％以下、より好ましくは５モル％以下の割合）で共重合させることもできる。
【００１４】
このようなビニルエステル系モノマーと共重合可能なモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等の炭素数３〜３０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等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等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等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等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−ビニルピロリドン等の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等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等のニトリル類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物；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等のビニルシリル化合物；酢酸イソプロペニル、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルアミド類を挙げることができる。
【００１５】
前記ＰＶＡフィルムを構成するＰＶＡの平均重合度は、フィルムの強度の点からは５００以上が好ましく、偏光性能の点からは１０００以上がより好ましく、２０００以上がさらに好ましく、３５００以上が特に好ましい。一方、ＰＶＡの重合度の上限は、フィルムの製膜性の点から１００００以下が好ましい。
【００１６】
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：ｄＬ／ｇ、Ｌはリットル）から次式により求められる。
Ｐo ＝（［η］×１０3 ／８．２９）(1/0.62)
【００１７】
前記ＰＶＡフィルムを構成するＰＶＡのけん化度は、偏光フィルムの耐久性の点からは９０モル％以上が好ましく、９５モル％以上がより好ましく、９８モル％以上がさらに好ましい。一方、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。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。
【００１８】
前記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。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、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等を挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を使用できる。これらの中でも延伸性の向上効果からエチレングリコールまたはグリセリンが好適に使用される。
【００１９】
多価アルコールの添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対して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重量部が特に好ましい。１重量部より少ないと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。
【００２０】
また、前記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。
【００２１】
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重量部がより好ましく、０．０５〜０．３重量部が特に好ましい。０．０１重量部より少ないと、延伸性向上や染色性向上の効果が現れにくく、１重量部より多いと、フィルム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。
【００２２】
前記ＰＶＡフィルムを製造する際に使用されるＰＶＡを含有する製膜原料の揮発分率は５０〜９０重量％が好ましく、５５〜８０重量％がより好ましい。揮発分率が５０重量％より小さいと、粘度が高くなるため製膜が困難となる場合がある。揮発分率が９０重量％より大きいと、粘度が低くなりすぎてＰＶＡフィルムの厚み均一性が損なわれる場合がある。
【００２３】
本発明にいう厚み班（Ｔ）とは、ＴＤ方向のフィルムの局所的な厚み変動を表し、ＴＤ方向単位ｍｍ当たりの厚み変動の最大値であり、厚み班（Ｔ）は、０．６μｍ以下が好ましく、０．４μｍ以下がより好ましく、０．３μｍ以下が特に好ましい。
【００２４】
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、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の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。
【００２５】
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が、ＰＶＡは一軸延伸により結晶化度が上がりやすく染色性が低下することがあるため、一軸延伸に先立つ任意の工程または一軸延伸工程中において染色するのが好ましい。
【００２６】
染色に用いる染料としては、ヨウ素−ヨウ化カリウムまたはDirect black 17 、19、154 ；Direct brown 44 、106 、195 、210 、223 ；Direct red 2、23、28、31、37、39、79、81、240 、242 、247 ；Direct blue 1 、15、22、78、90、98、151 、168 、202 、236 、249 、270 ；Direct violet 9 、12、51、98；Direct green 1、85；Direct yellow 8 、12、44、86、87；Direct orange 26、39、106 、107 等の二色性染料などが使用できる。染色は、通常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できるが、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。
【００２７】
前記ＰＶＡフィルムの長さ方向に行う一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法を使用でき、温水中（前記染料を含有する溶液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っても良い。延伸はＰＶＡフィルムが切断する少し手前まで、できるだけ延伸することが好ましく、具体的には４倍以上が好ましく、５倍以上が特に好ましい。延伸倍率が４倍より小さいと、実用的に十分な偏光性能や耐久性能が得られにくい。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３０〜９０℃が、また乾熱延伸する場合は５０〜１８０℃が好適である。延伸後のＰＶＡフィルムの厚みは、３〜７５μｍが好ましく、１０〜５０μｍがより好ましい。
【００２８】
前記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。固定処理に使用する処理浴には、通常、ホウ酸および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。
【００２９】
ＰＶＡフィルムの乾燥処理（熱処理）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。
【００３０】
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、通常、セルロースアセテート系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルム等が使用される。
【００３１】
【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、比較例に記載されている厚み斑Ｔは、次のようにして測定した。
【００３２】
厚み斑Ｔの測定：
アンリツ株式会社製フィルムシックネステスタＫＧ６０１Ａを用い、ＰＶＡフィルムのＴＤ方向の連続的な厚みプロフィールを、ＭＤ方向に１ｍ間隔で５ケ所について測定し、ＴＤ方向の単位ｍｍ当たりの厚み変動の最大値（厚み斑Ｔ）を求めた。
【００３３】
実施例１
けん化度９９．９モル％で重合度２４００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン１０重量部、パルミチン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率７２重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７５μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が２５ｍｍのフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はクロムメッキされたステンレス鋼である。またリップエッジのＲ（半径）は１００μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．１μｍであった。
【００３４】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００３５】
得られた偏光フィルムの厚みは２４μｍで染色斑は認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光膜を４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察しても光学的なスジ斑は認められず良好であった。
【００３６】
実施例２
けん化度９９．９モル％で重合度４０００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン１２重量部、パルミチン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率７８重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７３μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が３０ｍｍのフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はクロムメッキされたステンレス鋼である。またリップエッジのＲ（半径）は１５０μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．３μｍであった。
【００３７】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００３８】
得られた偏光フィルムの厚みは２５μｍで染色斑は認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光膜を４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察しても光学的なスジ斑は認められず良好であった。
【００３９】
実施例３
けん化度９９．９モル％で重合度１７００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン１４重量部、ラウリン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率６４重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７６μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイは、リップ間隔が３５ｍｍのフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はステンレス鋼であった。またリップエッジのＲ（半径）は５０μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．３５μｍであった。
【００４０】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００４１】
得られた偏光フィルムの厚みは２４μｍで染色斑はほとんど認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光フィルムを４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察すると、非常に薄い光学的なスジ斑がわずかに認められた。
【００４２】
比較例１
けん化度９９．９モル％で重合度２４００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン８重量部、ラウリン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率６８重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７６μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイはチョークバー方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はクロムメッキされたステンレス鋼であった。リップエッジのＲ（半径）は１００μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．７μｍであった。
【００４３】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００４４】
得られた偏光フィルムの厚みは２３μｍで、ＭＤ方向にスジ状の薄い部分が存在する染色斑が認められ、クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光フィルムを４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察すると、激しい光学的なスジ斑が認められ、不良であった。
【００４５】
比較例２
実施例３と同一組成の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７７μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイはリップ間隔調整ボルトの間隔が１００ｍｍのＩダイであり、材質はステンレス鋼である。また、リップエッジのＲ（半径）は１８０μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み班Ｔは０．９０μｍであった。
【００４６】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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厚みは２５μｍで染色班はほとんど認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光フィルムを４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察すると、激しい光学的なスジ斑が認められ、不良であった。
【００４８】
以上の実施例や比較例から明らかなように、ＰＶＡフィルムを製膜するとき、フレキシブルリップ方式以外の例えばチョークバー方式のダイを用いると、ＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔが大となり、また偏光フィルムとしたときの光学斑も大きくなる。このことから、ＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔを小として、光学斑が小さくて光学性能に優れた偏光フィルムを得るためには、フレキシブルリップからなるダイを用いてＰＶＡフィルムを製膜する必要のあることが理解できる。
【００４９】
以上の各実施形態および実施例では、偏光フィルム用のＰＶＡフィルムを製造する場合について説明したが、本発明のＰＶＡフィルム製造法は、偏光フィルム用以外の用途のＰＶＡフィルム製造にも適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の製造法によれば、厚み斑が小さいＰＶＡフィルムを得ることができ、特に偏光フィルム用のＰＶＡフィルムの製造法として利用した場合には、光学斑が少なくて光学性能に優れた偏光フィルムとなり得るＰＶＡ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、偏光フィルムの製造素材として有用な、厚み斑が小さいポリビニルアルコールフィルムの製造法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、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、明るく鮮明な画面で使用されるようになってきたことから、従来品以上に厚み斑が小さくて光学性能に優れた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、これの原料であるポリビニルアルコールをビニルアルコール系重合体と言い、これを「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】
偏光板の光学性能を向上させるためには、ＰＶＡの重合度やけん化度など、偏光フィルムの加工工程における薬液処方や延伸方法などの加工条件が重要であるが、偏光板の素材となるＰＶＡフィルムの厚みの均質性が最も重要である。ＰＶＡフィルムの厚み斑が大きい場合は、光学的に均質な偏光フィルムが得られない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、厚み斑が小さいＰＶＡフィルムを得ることができ、特に偏光フィルム用のＰＶＡフィルムの製造法として有用で、光学斑が少なくて光学性能に優れた偏光フィルムとなり得るＰＶＡフィルムの製造法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、本発明は、ＰＶＡを水に溶解した溶液状態の製膜原料（ａ）を用いるキャスト製膜法、または、含水ＰＶＡからなる製膜原料（ｂ）を溶融して押出す溶融押出製膜法によって厚み２０〜１５０μｍのＰＶＡフィルムを製造する際に、一体成形されて滞留部がない方式であるフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイを用いて製膜する。その際、前記ＰＶＡは、けん化度が９０モル％以上９９．９９モル％以下であると共に平均重合度が５００以上１００００以下であり、前記製膜原料（ａ）および（ｂ）は、いずれも、ＰＶＡ１００重量部に対して、多価アルコールを１〜３０重量部、および、界面活性剤を０．０１〜１重量部含有すると共に揮発分率が５０〜９０重量％であり、前記Ｔダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が１０〜６０ｍｍであると共に、フレキシブルリップのリップエッジのＲ（半径）が５０μｍ以上２００μｍ以下である。また、以上の製造法によって、光学斑が少なくて光学性能に優れた偏光フィルムとなり得るＰＶＡフィルムを得る。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明では、ＰＶＡフィルムを製造するのに、１個以上の回転する金属製のドラムと乾燥装置や調湿装置及び巻き取り装置などを備えたドラム製膜機、またはエンドレスメタルベルトと乾燥装置や調湿装置及び巻取装置などを備えたベルト製膜機などが使用される。それぞれの装置の駆動にはモータや変速機などが使用されて速度調整される。前記ＰＶＡフィルムの乾燥温度は、５０〜１５０℃が一般的である。製膜方式としては、例えばＰＶＡを溶剤に溶解した溶液状態の製膜原料を用いるキャスト製膜法や、含水ＰＶＡ（有機溶剤などを含んでいても良い）からなる製膜原料を溶融して押出す溶融押出製膜法などが採用される。
【０００８】
ＰＶＡフィルムを製造するときには、フレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイを用い、これから前記ドラム製膜機のドラムや前記ベルト製膜機のエンドレスメタルベルト上に製膜原料を供給する。そして、これらドラムやエンドレスメタルベルト上でＰＶＡフィルムに含有する水分や有機溶剤等の揮発分を蒸発させて後工程に送り、乾燥および調湿を行って適切なＰＶＡフィルムに調整して巻き取る。
【０００９】
ＰＶＡフィルム製造用のダイとして、一体成形されて滞留部がない方式であるフレキシブルリップ方式のダイを用いることが重要である。このフレキシブルリップ方式のダイを用いれば、厚み斑が小さいＰＶＡフィルムが得られる。また、得られたＰＶＡフィルムは、特に偏光フィルムの素材として有用なものとなり、光学斑が小さくて光学性能に優れた偏光フィルムが得られる。
特に、厚み班はリップ間隔調整ボルトの間隔により、フィルムの凹凸に影響しやすいことから、調整ボルトの間隔は１０〜６０ｍｍであることが好ましく、２０〜５０ｍｍが特に好ましい。調整ボルトの間隔が１０ｍｍ未満になると、ボルト径の制約が大きく、実用的でない場合がある。また、調整ボルトの間隔が６０ｍｍを超えると、フィルム全体での凹凸間隔が大きくなり、偏光フィルムにした時に、光学的なムラになる場合がある。
【００１０】
このとき、フレキシブルリップのリップエッジのＲ（半径）は、２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましい。また前記ダイとしては、コートハンガータイプのＴダイが好ましい。ダイの材質は、表面粗度が小さくなるように加工でき、しかも耐腐食性があり、手入れ、清掃に対して引っ掻き強度のあるものならば特に限定はないが、特にステンレス鋼やクロームメッキされたステンレス鋼が好ましい。
【００１１】
また、得られるＰＶＡフィルムの厚みは、２０〜１５０μｍが好ましく、４０〜１２０μｍがより好ましい。
【００１２】
本発明のＰＶＡフィルムを構成するビニルアルコール系重合体（ＰＶＡ）としては、ビニルエステル系モノマーを重合して得られたビニルエステル系重合体をけん化し、ビニルエステル単位をビニルアルコール単位としたものを用いることができる。該ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル等を挙げることができ、これらのなかでも酢酸ビニルを用いるのが好ましい。
【００１３】
ビニルエステル系モノマーを共重合させる際に、必要に応じて、共重合可能なモノマーを、本発明の趣旨を損なわない範囲内（好ましくは１５モル％以下、より好ましくは５モル％以下の割合）で共重合させることもできる。
【００１４】
このようなビニルエステル系モノマーと共重合可能なモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等の炭素数３〜３０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等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等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等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等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−ビニルピロリドン等の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等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等のニトリル類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物；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等のビニルシリル化合物；酢酸イソプロペニル、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルアミド類を挙げることができる。
【００１５】
前記ＰＶＡフィルムを構成するＰＶＡの平均重合度は、フィルムの強度の点からは５００以上が好ましく、偏光性能の点からは１０００以上がより好ましく、２０００以上がさらに好ましく、３５００以上が特に好ましい。一方、ＰＶＡの重合度の上限は、フィルムの製膜性の点から１００００以下が好ましい。
【００１６】
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：ｄＬ／ｇ、Ｌはリットル）から次式により求められる。
Ｐo ＝（［η］×１０3 ／８．２９）(1/0.62)
【００１７】
前記ＰＶＡフィルムを構成するＰＶＡのけん化度は、偏光フィルムの耐久性の点からは９０モル％以上が好ましく、９５モル％以上がより好ましく、９８モル％以上がさらに好ましい。一方、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。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。
【００１８】
前記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。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、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等を挙げることができ、これらのうち１種または２種以上を使用できる。これらの中でも延伸性の向上効果からエチレングリコールまたはグリセリンが好適に使用される。
【００１９】
多価アルコールの添加量としては、ＰＶＡ１００重量部に対して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重量部が特に好ましい。１重量部より少ないと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。
【００２０】
また、前記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。
【００２１】
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重量部がより好ましく、０．０５〜０．３重量部が特に好ましい。０．０１重量部より少ないと、延伸性向上や染色性向上の効果が現れにくく、１重量部より多いと、フィルム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。
【００２２】
前記ＰＶＡフィルムを製造する際に使用されるＰＶＡを含有する製膜原料の揮発分率は５０〜９０重量％が好ましく、５５〜８０重量％がより好ましい。揮発分率が５０重量％より小さいと、粘度が高くなるため製膜が困難となる場合がある。揮発分率が９０重量％より大きいと、粘度が低くなりすぎてＰＶＡフィルムの厚み均一性が損なわれる場合がある。
【００２３】
本発明にいう厚み班（Ｔ）とは、ＴＤ方向のフィルムの局所的な厚み変動を表し、ＴＤ方向単位ｍｍ当たりの厚み変動の最大値であり、厚み班（Ｔ）は、０．６μｍ以下が好ましく、０．４μｍ以下がより好ましく、０．３μｍ以下が特に好ましい。
【００２４】
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、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の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。
【００２５】
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が、ＰＶＡは一軸延伸により結晶化度が上がりやすく染色性が低下することがあるため、一軸延伸に先立つ任意の工程または一軸延伸工程中において染色するのが好ましい。
【００２６】
染色に用いる染料としては、ヨウ素−ヨウ化カリウムまたはDirect black 17 、19、154 ；Direct brown 44 、106 、195 、210 、223 ；Direct red 2、23、28、31、37、39、79、81、240 、242 、247 ；Direct blue 1 、15、22、78、90、98、151 、168 、202 、236 、249 、270 ；Direct violet 9 、12、51、98；Direct green 1、85；Direct yellow 8 、12、44、86、87；Direct orange 26、39、106 、107 等の二色性染料などが使用できる。染色は、通常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できるが、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。
【００２７】
前記ＰＶＡフィルムの長さ方向に行う一軸延伸は、湿式延伸法または乾熱延伸法を使用でき、温水中（前記染料を含有する溶液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っても良い。延伸はＰＶＡフィルムが切断する少し手前まで、できるだけ延伸することが好ましく、具体的には４倍以上が好ましく、５倍以上が特に好ましい。延伸倍率が４倍より小さいと、実用的に十分な偏光性能や耐久性能が得られにくい。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３０〜９０℃が、また乾熱延伸する場合は５０〜１８０℃が好適である。延伸後のＰＶＡフィルムの厚みは、３〜７５μｍが好ましく、１０〜５０μｍがより好ましい。
【００２８】
前記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。固定処理に使用する処理浴には、通常、ホウ酸および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。
【００２９】
ＰＶＡフィルムの乾燥処理（熱処理）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。
【００３０】
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、通常、セルロースアセテート系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルム等が使用される。
【００３１】
【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、比較例に記載されている厚み斑Ｔは、次のようにして測定した。
【００３２】
厚み斑Ｔの測定：
アンリツ株式会社製フィルムシックネステスタＫＧ６０１Ａを用い、ＰＶＡフィルムのＴＤ方向の連続的な厚みプロフィールを、ＭＤ方向に１ｍ間隔で５ケ所について測定し、ＴＤ方向の単位ｍｍ当たりの厚み変動の最大値（厚み斑Ｔ）を求めた。
【００３３】
実施例１
けん化度９９．９モル％で重合度２４００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン１０重量部、パルミチン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率７２重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７５μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が２５ｍｍのフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はクロムメッキされたステンレス鋼である。またリップエッジのＲ（半径）は１００μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．１μｍであった。
【００３４】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００３５】
得られた偏光フィルムの厚みは２４μｍで染色斑は認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光膜を４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察しても光学的なスジ斑は認められず良好であった。
【００３６】
実施例２
けん化度９９．９モル％で重合度４０００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン１２重量部、パルミチン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率７８重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７３μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が３０ｍｍのフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はクロムメッキされたステンレス鋼である。またリップエッジのＲ（半径）は１５０μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．３μｍであった。
【００３７】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００３８】
得られた偏光フィルムの厚みは２５μｍで染色斑は認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光膜を４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察しても光学的なスジ斑は認められず良好であった。
【００３９】
実施例３
けん化度９９．９モル％で重合度１７００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン１４重量部、ラウリン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率６４重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７６μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイは、リップ間隔が３５ｍｍのフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はステンレス鋼であった。またリップエッジのＲ（半径）は５０μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．３５μｍであった。
【００４０】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００４１】
得られた偏光フィルムの厚みは２４μｍで染色斑はほとんど認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光フィルムを４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察すると、非常に薄い光学的なスジ斑がわずかに認められた。
【００４２】
比較例１
けん化度９９．９モル％で重合度２４００のＰＶＡ１００重量部、グリセリン８重量部、ラウリン酸ジエタノールアミド０．１重量部および水からなる揮発分率６８重量％の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７６μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイはチョークバー方式でコートハンガータイプのＴダイであり、材質はクロムメッキされたステンレス鋼であった。リップエッジのＲ（半径）は１００μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔは、０．７μｍであった。
【００４３】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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。
【００４４】
得られた偏光フィルムの厚みは２３μｍで、ＭＤ方向にスジ状の薄い部分が存在する染色斑が認められ、クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光フィルムを４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察すると、激しい光学的なスジ斑が認められ、不良であった。
【００４５】
比較例２
実施例３と同一組成の製膜原料をドラム製膜機の金属製の第１ドラム（最上流側に位置するドラム）に吐出し、平均厚さ７７μｍのＰＶＡフィルムを得た。この時に用いたダイはリップ間隔調整ボルトの間隔が１００ｍｍのＩダイであり、材質はステンレス鋼である。また、リップエッジのＲ（半径）は１８０μｍであった。得られたＰＶＡフィルムの厚み班Ｔは０．９０μｍであった。
【００４６】
この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、ＰＶＡフィルムを３０℃の水中に３分間浸漬させて予備膨潤し、ヨウ素濃度０．４ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム濃度４０ｇ／Ｌの４０℃の水溶液中に４分間浸漬させた。続いて、ホウ酸４％の５０℃の水溶液中で５．３倍にロール方式による一軸延伸を行った。さらに、ヨウ化カリウム４０ｇ／Ｌ、ホウ酸４０ｇ／Ｌ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厚みは２５μｍで染色班はほとんど認められなかった。クロスニコル状態の２枚の偏光板の間に、得られた偏光フィルムを４５°の角度で挟み、透過光を目視で観察すると、激しい光学的なスジ斑が認められ、不良であった。
【００４８】
以上の実施例や比較例から明らかなように、ＰＶＡフィルムを製膜するとき、フレキシブルリップ方式以外の例えばチョークバー方式のダイを用いると、ＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔが大となり、また偏光フィルムとしたときの光学斑も大きくなる。このことから、ＰＶＡフィルムの厚み斑Ｔを小として、光学斑が小さくて光学性能に優れた偏光フィルムを得るためには、フレキシブルリップからなるダイを用いてＰＶＡフィルムを製膜する必要のあることが理解できる。
【００４９】
以上の各実施形態および実施例では、偏光フィルム用のＰＶＡフィルムを製造する場合について説明したが、本発明のＰＶＡフィルム製造法は、偏光フィルム用以外の用途のＰＶＡフィルム製造にも適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の製造法によれば、厚み斑が小さいＰＶＡフィルムを得ることができ、特に偏光フィルム用のＰＶＡフィルムの製造法として利用した場合には、光学斑が少なくて光学性能に優れた偏光フィルムとなり得るＰＶＡフィルムを得ることができる。
Claims (2)
- ポリビニルアルコールを水に溶解した溶液状態の製膜原料（ａ）を用いるキャスト製膜法、または、含水ポリビニルアルコールからなる製膜原料（ｂ）を溶融して押出す溶融押出製膜法によって厚み２０〜１５０μｍのポリビニルアルコールフィルムを製造する際に、一体成形されて滞留部がない方式であるフレキシブルリップ方式でコートハンガータイプのＴダイを用いて製膜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製造法であって、
前記ポリビニルアルコールは、けん化度が９０モル％以上９９．９９モル％以下であると共に平均重合度が５００以上１００００以下であり、
前記製膜原料（ａ）および（ｂ）は、いずれも、ポリビニルアルコール１００重量部に対して、多価アルコールを１〜３０重量部、および、界面活性剤を０．０１〜１重量部含有すると共に揮発分率が５０〜９０重量％であり、
前記Ｔダイは、リップ間隔調整ボルトの間隔が１０〜６０ｍｍであると共に、フレキシブルリップのリップエッジのＲ（半径）が５０μｍ以上２００μｍ以下である、
製造法。 - 請求項１において、偏光フィルム用ポリビニルアルコールフィルムを得るポリビニルアルコールフィルムの製造法。
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