JP5362059B2 - 偏光性積層フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の製造方法では、基材フィルムと、厚さが3μm以上のポリビニルアルコール系樹脂層とが積層された積層フィルムを用いる。
基材フィルムに用いられる樹脂としては、たとえば、透明性、機械的強度、熱安定性、延伸性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられ、それらのガラス転移温度Tgまたは融点Tmに応じて適切な樹脂を選択できる。基材フィルムは、その上に積層するポリビニルアルコール系樹脂層の延伸に適した温度範囲で延伸できるようなものを用いることが好ましい。
プライマー層としては、基材フィルムとポリビニルアルコール系樹脂層との両方にある程度強い密着力を発揮する材料であれば特に限定されない。たとえば、透明性、熱安定性、延伸性などに優れる熱可塑樹脂が用いられる。具体的にはアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂が挙げられるがこれに限定されるものではない。
ポリビニルアルコール系樹脂層に用いられる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けん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、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、たとえば、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、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
けん化度が高いほど、水酸基の割合が高いことを示しており、すなわち結晶化を阻害する酢酸基の割合が低いことを示している。
本発明における横延伸工程は、たとえば、図1に示す横延伸工程部10で行なわれる。横延伸工程部10では、テンターを用いることができる。本発明で用いられるテンターは、走行する積層フィルムの幅方向の両端部を走行方向に配列された複数のクリップで把持し、延伸ゾーンにおいて、クリップを積層フィルムとともに走行させながら幅方向のクリップ間隔を広げることによって積層フィルムを幅方向に延伸するとともに、走行方向のクリップ間隔を狭めることによって積層フィルムを走行方向に収縮する。
ここでは、延伸した積層フィルムの樹脂層を、二色性色素で染色する。二色性色素としては、たとえば、ヨウ素や有機染料などが挙げられる。有機染料としては、たとえば、レッドBR、レッドLR、レッドR、ピンクLB、ルビンBL、ボルドーGS、スカイブルーLG、レモンイエロー、ブルーBR、ブルー2R、ネイビーRY、グリーンLG、バイオレットLB、バイオレットB、ブラックH、ブラックB、ブラックGSP、イエロー3G、イエローR、オレンジLR、オレンジ3R、スカーレットGL、スカーレットKGL、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットBK、スプラブルーG、スプラブルーGL、スプラオレンジGL、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジS、ファーストブラックなどが使用できる。これらの二色性物質は、一種類でも良いし、二種類以上を併用して用いても良い。
偏光子層は、具体的には、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂層に二色性色素を吸着配向させたものである。
エチレンユニットを5重量%含むプロピレン/エチレンのランダム共重合体(住友化学(株)製「住友ノーブレン W151」、融点Tm=138℃)からなる樹脂層の両側にプロピレンの単独重合体であるホモポリプロピレン(住友化学(株)製「住友ノーブレンFLX80E4」、融点Tm=163℃)からなる樹脂層を配置した3層構造の基材フィルムを、多層押出成形機を用いた共押出成形により作製した。得られた基材フィルムの合計厚みは100μmであり、各層の厚み比(FLX80E4/W151/FLX80E4)は3/4/3であった。
ポリビニルアルコール粉末(日本合成化学工業(株)製「Z−200」、平均重合度1100、平均ケン化度99.5モル%)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(住友化学(株)製「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末6重量部に対して5重量部混合した。得られた混合水溶液を、コロナ処理を施した上記基材フィルムのコロナ処理面上にグラビアコーターを用いて連続で塗工し、80℃で10分間乾燥させることにより、厚み0.2μmのプライマー層を形成し、プライマー層/基材フィルムの構成からなるフィルムを作成した。さらに、基材フィルムの反対側に同様の処理を施し、0.2μmのプライマー層を形成してプライマー層/基材フィルム/プライマー層の構成からなるフィルムを得た。
ポリビニルアルコール粉末(クラレ(株)製「PVA124」、平均重合度2400、平均けん化度98.0〜99.0モル%)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液を、上記プライマー層上にカンマコーターを用いて連続で塗工し、80℃で5分間乾燥させることにより、基材フィルム/プライマー層/ポリビニルアルコール系樹脂層からなる3層構造の積層フィルムを作製した。ポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは10.6μmであった。さらに、基材フィルムの反対側の面にも同様の処理を施し、10.3μmのポリビニルアルコール系樹脂層を形成して、樹脂層/プライマー層/基材フィルム/プライマー層/樹脂層の構成からなる積層フィルムを得た。
上記の積層フィルムの両端部を、走行方向のクリップの間隔G1が表1に記載の値となるようにクリップで把持し、延伸ゾーンにおいて160℃の熱風下で幅方向に表1に記載の延伸倍率となるように延伸を行なった。幅方向の延伸と同時に走行方向のクリップ間距離を徐々に狭めていき、延伸ゾーンを出る時点で走行方向のクリップの間隔G2が表1に記載の値となるようにした。
延伸した積層フィルムについて、次の手順で偏光性延伸フィルムを作製した。まず、延伸フィルムをヨウ素とヨウ化カリウムとを含む水溶液である30℃の染色溶液に150秒間程度浸漬して、ポリビニルアルコール系樹脂層の染色を行ない、ついで10℃の純水で余分なヨウ素液を洗い流した。次に、ホウ酸とヨウ化カリウムとを含む水溶液である76℃の架橋溶液に600秒間浸漬させた。その後、10℃の純水で4秒間洗浄し、最後に80℃で300秒間乾燥させることにより、偏光子層を形成し、偏光性積層フィルムを得た。
偏光性積層フィルムを用いて、次の手順で偏光板を作製した。まず、ポリビニルアルコール粉末((株)クラレ製「KL−318」、平均重合度1800)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液に架橋剤(住友化学(株)製「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末2重量部に対して1重量部混合し、接着剤溶液とした。
上述の(1)〜(3)の工程を実施して作製した実施例1〜3の積層フィルムを、表1に記載の条件で(4)の延伸工程を実施し、走行方向に収縮させながら幅方向に延伸した。その結果、延伸時に耳状の過延伸部はほとんど形成されず、破断が生じることなく良好に延伸することができた。
上述の(1)に代えて、基材フィルムとしてシクロオレフィンポリマー系樹脂(ガラス転移温度Tgが135℃)を溶融押出して作製した180μmのフィルムを用いた点以外は、実施例1〜3と同様にして(2)および(3)の工程を実施して実施例4の積層フィルムを作製した。このように作製した実施例4の積層フィルムについて、表1に記載の条件で(4)の延伸工程を実施し、走行方向に収縮させながら幅方向に延伸した。その結果、延伸時に耳状の過延伸部はほとんど形成されず、破断を生じることなく良好に延伸することができた。
上述の(1)〜(3)の工程を実施して作製した比較例1〜5の積層フィルムを、表1に記載の条件で(4)の延伸工程を実施し、走行方向に収縮させながら幅方向に延伸した。その結果、延伸の途中から積層フィルムの幅方向の端部における耳状の過延伸部が伸び、そこに応力が集中して延伸途中で積層フィルムの破断を生じて安定的にフィルムを得ることができなかった。
実施例4と同様の基材フィルムを用い、上述の(2),(3)の工程を実施して比較例6〜8の積層フィルムを作製した。このように作製した比較例6〜8の積層フィルムについて、表1に記載の条件で(4)の延伸工程を実施し、走行方向に収縮させながら幅方向に延伸した。その結果、延伸の途中から積層フィルムの幅方向の端部における耳状の過延伸部が伸び、そこに応力が集中して延伸途中で積層フィルムの破断を生じて安定的にフィルムを得ることができなかった。
実施例1〜3で用いた基材フィルム、および実施例4で用いた基材フィルムと同じ基材フィルムについて、表2に示す条件で上述の(4)に示す方法で延伸を行なった。表2に結果を示す。
実施例2で得られた延伸後の積層フィルムを用いて、上述の(5)および(6)の工程を実施して実施例5の偏光板を作製した。得られた偏光板はムラもなく均一であった。また、得られた偏光板について、紫外可視分光光度計V−7100(日本分光(株)製)を用いて、単体透過率および偏光度を測定した。表3に結果を示す。
上述の(1)〜(3)の工程を実施して作製した積層フィルムを、延伸前の走行方向のクリップの間隔G1を50mmとし、延伸ゾーンにおいては、走行方向の収縮を行なわずに幅方向に5.8倍まで延伸した。なお、その他の延伸工程の条件は上述の(4)に記載の通りである。その後、上述の(5)および(6)の工程を実施して比較例9の偏光板を作製した。得られた偏光板は均一であった。また、得られた偏光板について、紫外可視分光光度計V−7100(日本分光(株)製)を用いて、単体透過率および偏光度を測定した。表3に結果を示す。
Claims (5)
- 基材フィルムと、厚さが3μm以上のポリビニルアルコール系樹脂層とが積層された積層フィルムを幅方向に延伸する横延伸工程と、
前記延伸した積層フィルムの前記ポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色して偏光性積層フィルムを形成する染色工程と、を含み、
前記横延伸工程は、走行する積層フィルムの幅方向の両端部を走行方向に配列された複数のクリップで把持し、延伸ゾーンにおいて、前記クリップを前記積層フィルムとともに走行させながら幅方向のクリップ間隔を広げることによって前記積層フィルムを幅方向に延伸するとともに、走行方向のクリップ間隔を狭めることによって前記積層フィルムを走行方向に収縮する工程であり、
前記延伸ゾーンに入る時点の走行方向のクリップ間隔は50〜100mmであり、前記延伸ゾーンから出る時点の走行方向のクリップ間隔は50mm以下であり、前記各クリップの幅は40mm以下である、偏光性積層フィルムの製造方法。 - 前記延伸ゾーンから出る時点の走行方向のクリップ間隔は、前記延伸ゾーンに入る時点の走行方向のクリップ間隔の50%以下である、請求項1に記載の偏光性積層フィルムの製造方法。
- 前記横延伸工程における延伸倍率は4倍以上である、請求項1または2に記載の偏光性積層フィルムの製造方法。
- 前記延伸した積層フィルムの前記ポリビニルアルコール系樹脂層の厚さは10μm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の偏光性積層フィルムの製造方法。
- 基材フィルムと、厚さが3μm以上のポリビニルアルコール系樹脂層とが積層された積層フィルムを幅方向に延伸する横延伸工程を含み、
前記横延伸工程は、走行する積層フィルムの幅方向の両端部を走行方向に配列された複数のクリップで把持し、延伸ゾーンにおいて、前記クリップを前記積層フィルムとともに走行させながら幅方向のクリップ間隔を広げることによって前記積層フィルムを幅方向に延伸するとともに、走行方向のクリップ間隔を狭めることによって前記積層フィルムを走行方向に収縮する工程であり、
前記延伸ゾーンに入る時点の走行方向のクリップ間隔は50〜100mmであり、前記延伸ゾーンから出る時点の走行方向のクリップ間隔は50mm以下であり、前記各クリップの幅は40mm以下である、積層フィルムの延伸方法。
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