JP5628025B2 - ポリビニルアルコールフィルム - Google Patents

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Description

本発明は、偏光性能が良好な偏光フィルムの原料として使用することのできるポリビニルアルコールフィルムに関する。
液晶表示装置（ＬＣＤ）はその開発初期の頃、電卓および腕時計等の小型機器で使用されていたが、近年ではノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、携帯電話、屋内外で用いられる計測機器等の広い範囲で使用されるようになっている。一方で、特に液晶テレビ等の用途においては、表示品質の向上、例えばコントラストの向上がますます求められており、ＬＣＤの部材の１つである偏光板に対しても、偏光性能の向上が強く求められている。
従来一般的に使用されている偏光板は、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと称することがある）からなる原反フィルムに、一軸延伸、ヨウ素や二色性染料による染色処理、ホウ素化合物による固定処理等を施し、得られた偏光フィルムの片面または両面に三酢酸セルロースフィルムや酢酸・酪酸セルロースフィルム等の保護膜を貼り合わせた構成を有している。このような偏光板の偏光性能を向上させる手法として、原料であるＰＶＡの構造を改良する手法、ＰＶＡフィルムの物性を制御する方法、偏光板の製造条件を工夫する方法等、様々な手法が提案されており、ＬＣＤのコントラスト向上に寄与してきた。
例えば特許文献１では、２５００以上、好ましくは６０００〜１００００の重合度を有するＰＶＡからなる偏光フィルムが光学特性に優れていることが記載されている。重合度の高いＰＶＡを用いることは偏光性能の向上には有利な手法であるが、工業的な実施は困難であった。
また、偏光性能を向上させる別の方法として、例えば特許文献２では、原反フィルムとして、熱水中での完溶温度（Ｘ）と平衡膨潤度（Ｙ）との関係が下式で示される範囲であるＰＶＡ系フィルムを用いる偏光フィルムの製造方法が記載されている。

Ｙ ＞ −０．０６６７Ｘ＋６．７３ ・・・・（Ｉ）
Ｘ ≧ ６５ ・・・・（II）

しかしながら、上記の発明に使用されるＰＶＡの重合度は好ましくは３５００〜５０００の範囲であり、該製造方法をそのまま高重合度ＰＶＡに適用しても、後述する比較例に示されるように、得られる偏光フィルムの偏光性能が充分でないことが判明した。すなわち、高重合度のＰＶＡからなる偏光フィルムを工業的に製造するには、ＰＶＡの構造、ＰＶＡフィルムの物性等に関する知見を総動員して、最適な原料の条件を見出すことが必要であった。
特開平１−１０５２０４号公報 特開平７−１２０６１６号公報
そこで、本発明の目的は、高い偏光性能を有する偏光フィルムを製造するための原料として有用な、高重合度のＰＶＡからなるフィルムを提供することにある。
発明者らは、ＰＶＡの構造およびＰＶＡフィルムの物性に関する知見を最大限に生かして検討を行った。その結果、重合度が５１００〜１００００のＰＶＡからなり、膨潤度が２００〜２４０％、幅方向の中央部のレターデーションが１０〜４０ｎｍであることを特徴とするＰＶＡフィルムが上記の目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。
この場合において、前記ＰＶＡのケン化度が９８モル％以上であることが好ましい。
また、ＰＶＡフィルムの厚みは１０〜１２０μｍであることが好ましい。
本発明は、重合度が５１００〜１００００のＰＶＡと水とを含有する製膜原液を原料として製膜する、上記のＰＶＡフィルムの製造方法をも包含する。
本発明はさらに、上記のＰＶＡフィルムを染色、延伸して得られる偏光フィルムをも包含する。
本発明のＰＶＡフィルムは、偏光性能が良好な偏光フィルムの原料として使用することができる。得られた偏光フィルムは、電卓、腕時計、ノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、携帯電話、屋内外で用いられる計測機器等の液晶表示装置の構成部品である偏光板の作製に有効に用いることができる。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いられるＰＶＡの重合度は、本発明の目的とする偏光フィルムの良好な偏光性能に対応するため、５１００〜１００００であることが必要であり、５２００〜９５００が好ましく、５４００〜９２００がより好ましい。ＰＶＡの重合度が５１００未満であると、偏光フィルムを製造したときに、高い偏光性能を発現することが困難となる。一方、ＰＶＡの重合度が１００００を超えると、ＰＶＡの生産性が低下する。なお、本発明でいうＰＶＡの重合度は、後述する実施例に記載の方法にしたがって測定した重合度（粘度平均重合度）を意味する。
また、ＰＶＡのケン化度は、９８モル％以上であることが好ましく、９９モル％以上がより好ましく、９９．５モル％以上がさらに好ましく、９９．８モル％以上が最も好ましい。ＰＶＡのケン化度が９８モル％未満であると、偏光フィルムの製造工程でＰＶＡが溶出し易くなり、溶出したＰＶＡがフィルムに付着して偏光フィルムの性能を低下させるおそれがある。
本発明において使用されるＰＶＡは、ビニルエステルを重合して得られるポリビニルエステル系重合体をケン化することにより製造することができる。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、安息香酸ビニル等を例示することができ、これらの中から１種または２種以上を選択する。これらの中でも酢酸ビニルが、入手の容易性、ＰＶＡの製造の容易性、コスト等の点から好ましく用いられる。重合温度に特に制限はないが、メタノールを重合溶媒として使用する場合は、重合温度はメタノールの沸点付近の６０℃前後であることが好ましい。
ＰＶＡは、本発明の効果が損なわれることがない限り、ビニルエステルの単独重合体のケン化物に限定されない。例えば、ＰＶＡに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−オレフィン等を５モル％未満の割合でグラフト共重合した変性ＰＶＡ；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−オレフィン等とを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のケン化物；ホルマリン、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類でＰＶＡの水酸基の一部を架橋したポリビニルアセタール系重合体などであってもよい。
上記のＰＶＡを製膜することにより本発明のＰＶＡフィルムが得られる。製膜方法としては、含水ＰＶＡを溶融押出する方法の他、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）、キャスト製膜法（ＰＶＡ水溶液を基盤上に流し、乾燥）、およびこれらの組み合わせによる方法等を採用することができる。これらの中でも、溶融押出製膜法および流延製膜法が、良好なＰＶＡフィルムが得られることから好ましい。製膜の際に使用される溶剤としては、水が好適に使用される。
主にＰＶＡと溶剤とからなる製膜原液の揮発分率は、製膜方法やＰＶＡの分子量によっても変化するが、５０〜９５質量％が好ましく、６０〜９５質量％がより好ましく、７０〜９５質量％がさらに好ましい。揮発分率が５０質量％未満であると、製膜原液の粘度が高くなり過ぎて、調製時の濾過や脱泡が困難となり、異物や欠点のないＰＶＡフィルムを得ることが困難となるおそれがある。また、揮発分率が９５質量％を超えると、製膜原液の粘度が低くなり過ぎて、目的とする厚みや高い厚み精度を有するＰＶＡフィルムを製造することが困難になるおそれがある。
本発明のＰＶＡフィルムを製造するにあたり、可塑剤を使用してもよい。可塑剤としては、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。可塑剤の使用量も特に制限されないが、通常はＰＶＡ１００質量部に対して、１０〜１５質量部の範囲内である。
製膜後のＰＶＡフィルムの乾燥方法としては、例えば熱風による乾燥や、熱ロールを用いた接触乾燥や、赤外線ヒーターによる乾燥等が挙げられる。これらの方法のうちの１種類を単独で採用してもよいし、２種類以上を組み合わせて採用してもよい。乾燥温度については特に制限はないが、５０〜７０℃の範囲内が好ましい。また、このときの乾燥時間は、製膜原液の濃度や製膜条件にもよるが、おおむね４５〜７５分である。
乾燥したＰＶＡフィルムを調湿して水分率（含水率）を調整した後、フィルムの平行な二辺のみ、好ましくは幅方向の二辺のみを固定し、１００〜１４０℃の範囲内で熱処理を行うことにより、水分減少に伴う応力発生によって、フィルムに穏やかな延伸を加えることができる。これにより、後述する低いレベルのレターデーションを安定的にフィルムに付与することが可能となる。このときのフィルムの水分率は、１〜１５質量％であることが好ましく、１〜１０質量％がより好ましく、２〜６質量％がさらに好ましい。熱処理の時間に特に制限はなく、また熱処理温度によっても異なるが、おおむね５分以内である。
こうして得られる本発明のＰＶＡフィルムの厚みは、１０〜１２０μｍであることが好ましく、１２〜８０μｍがより好ましく、１５〜７５μｍがさらに好ましく、２０〜６０μｍが最も好ましい。厚みが１０μｍ未満になると、後述する延伸工程においてフィルムの破断が発生し易くなるおそれがある。また、厚みが１２０μｍを超えると、延伸時にフィルムにかかる応力が大きくなり、充分な延伸が困難となるおそれがある。
本発明のＰＶＡフィルムの膨潤度は、２００〜２４０％であることが必要であり、２０５〜２３５％が好ましく、２１０〜２３０％がより好ましい。膨潤度が２００％未満であると、延伸時の張力が大きくなりすぎて、充分な延伸を行うことが困難となる。また、膨潤度が２４０％を超えると、吸水性が高いために、後述の偏光フィルムの製造工程においてフィルムにしわや端部カールが発生し易くなり、延伸時の破断の原因となる。膨潤度を所定の範囲に制御するためには、例えば、製膜後のＰＶＡフィルムを熱処理する際の温度や時間を上記の範囲内に調整すればよい。ＰＶＡフィルムの膨潤度は、実施例の項目において後述する方法により測定することができる。
本発明のＰＶＡフィルムにおいて、幅方向の中央部のレターデーションは、１０〜４０ｎｍであることが必要であり、１３〜３７ｎｍがより好ましく、１７〜３３ｎｍがさらに好ましく、２０〜３０ｎｍが最も好ましい。レターデーションが１０ｎｍ未満であると、偏光フィルムを製造する際の染色速度が遅くなるため染色斑が発生し易くなる。また、レターデーションが４０ｎｍを超えると、低い延伸倍率でもフィルムの切断が発生する。ＰＶＡフィルムのレターデーションは、実施例の項目において後述する方法により測定することができる。
ＰＶＡフィルムのレターデーションを所定の範囲に制御するためには、前述したＰＶＡフィルムを調湿した後に熱処理する方法の他、ＰＶＡフィルムを公知の方法で延伸する方法が挙げられ、これらに限定されるものではない。これらの中でも、発生したレターデーションを固定する観点から、調湿した後に熱処理する方法が好ましい。このとき、ＰＶＡフィルムの平行な二辺のみ、好ましくは幅方向の二辺のみを固定して熱処理することが重要である。フィルムを固定しないで、あるいは四方を固定して熱処理すると、フィルムにかかる応力が等方的となるため、レターデーションが発生せず、目的を達することができない。
続いて、本発明のＰＶＡフィルム原反を用いた偏光フィルムの製造方法について述べる。偏光フィルムの製造工程は、水分調整、染色、延伸、色調整等の工程を含むことができる。このとき、フィルムの湿式延伸を行うことが好ましい。また、必要に応じて、湿式延伸する工程に続いて、得られた延伸フィルムをさらにホウ酸水溶液中で延伸してもよい。さらに、必要に応じて、例えばホウ酸およびヨウ化カリウムを含む水溶液中で色調整し、乾燥して、偏光フィルムを製造することができる。
ＰＶＡフィルムの水分調整は、純水または蒸留水中に浸漬して行うことが好ましい。このときの温度としては、２０〜４０℃が好ましく、２５〜３５℃がより好ましく、２７〜３３℃がさらに好ましい。温度が２０℃未満であると、フィルム原反の含水率が低くなり、後の延伸の際にフィルムにかかる張力が高くなって、得られる偏光フィルムの偏光性能が低下するおそれがある。また、温度が４０℃を超えると、フィルム原反の吸水性が高くなり、後の工程においてフィルムにしわや端部カールが発生し易くなり、延伸時の破断の原因となるおそれがある。一方、フィルム原反を浸漬する時間としては、おおむね３０〜１２０秒の範囲内である。
ＰＶＡフィルムの染色は、例えばヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液中で行う。このときのヨウ素の濃度は０．０１〜０．１質量％、ヨウ化カリウムの濃度は１〜１０質量％にすることが好ましく、ヨウ素濃度０．０２〜０．０８質量％、ヨウ化カリウム濃度２〜８質量％がより好ましく、ヨウ素濃度０．０３〜０．０６質量％、ヨウ化カリウム濃度３〜６質量％がさらに好ましい。水溶液の温度については特に制限はないが、２５〜４０℃が好ましい。
ＰＶＡフィルム原反の湿式延伸は、上記の水分調整や染色とは別の工程として行ってもよいが、上記の水分調整用の水中で、または染色用の水溶液中で行うことが効率的で好ましく、染色用の水溶液、すなわちヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液中で行うことがより好ましい。ＰＶＡフィルム原反の湿式延伸の際、延伸前後のフィルムの長さの比で表される延伸倍率は２．０〜２．９倍とすることが好ましく、２．２〜２．８倍がより好ましく、２．４〜２．８倍がさらに好ましい。
ＰＶＡフィルムを湿式延伸する際の温度としては、偏光性能により優れた偏光フィルムを得ることができることから、２０〜４０℃が好ましく、２５〜４０℃がより好ましく、２５〜３５℃がさらに好ましく、２７〜３３℃が特に好ましい。
前述のとおり、ＰＶＡフィルムを湿式延伸する工程に続いて、得られた延伸フィルムをさらにホウ酸水溶液中で延伸してもよい。このときの延伸倍率は３倍以下であることが好ましく、１．２〜３倍がより好ましく、１．３〜２．９倍がさらに好ましく、１．４〜２．８倍が最も好ましい。
このときの水溶液中のホウ酸濃度は、２〜６質量％であることが好ましく、２〜５質量％がより好ましく、２〜４質量％がさらに好ましい。ホウ酸の濃度が２質量％未満の場合、得られる偏光フィルムに色斑が多くなるおそれがある。またホウ酸の濃度が６質量％を超える場合、ホウ酸によるＰＶＡの架橋が過剰となり、フィルムを高倍率で延伸することが困難となるおそれがある。
また、偏光フィルムの色相をニュートラルグレーに近づけるため、ホウ酸水溶液にヨウ化カリウムを添加することも好ましい。ヨウ化カリウムの濃度は３〜１０質量％が好ましく、４〜８質量％がより好ましい。ヨウ化カリウムの濃度が３質量％未満の場合、得られる偏光フィルムの青みが強くなるおそれがある。一方、ヨウ化カリウムの濃度が１０質量％を超える場合、得られる偏光フィルムの赤みが強くなるおそれがある。ホウ酸水溶液は、他の成分として例えば鉄、ジルコニウム等の金属化合物を含んでいてもよい。
上記延伸において、水溶液の温度に特に制限はないが、５０〜６０℃が好ましく、５５〜６０℃がより好ましく、５７〜６０℃がさらに好ましい。延伸温度が５０℃未満の場合、十分な延伸ができず、得られる偏光フィルムの偏光度が低下するおそれがある。また、延伸温度が６０℃を超えると、得られる偏光フィルムの透過度が低下するおそれがある。
全工程を通しての延伸倍率は４．５〜７．０倍とすることが好ましく、４．７〜６．５倍がより好ましく、５．０〜６．０倍がさらに好ましい。延伸倍率が４．５倍未満であると、得られる偏光フィルムの偏光性能が低くなるおそれがある。また、延伸倍率が７．０倍を超えると、延伸中にフィルムの破断が多発し、安定して偏光フィルムを製造することが困難となるおそれがある。
延伸後の色調整は、ホウ酸とヨウ化カリウムを含有した水溶液中で行うことが好ましい。このとき、水溶液に塩化亜鉛、ヨウ化亜鉛等の金属化合物を添加してもよい。水溶液の温度は、偏光性能の低下を防ぐため、延伸温度よりも低い方が好ましく、具体的には２０〜５０℃が好ましく、３０〜４０℃がより好ましい。色調整の時間については、特に制限はない。
得られた偏光フィルムの乾燥は、各種の乾燥機を用いてバッチ式、連続フロート式、連続ロール上接触式等の方法で行うことができる。乾燥温度としては、偏光フィルムからのヨウ素の昇華を防ぐため、またＰＶＡと架橋したホウ酸の脱離反応を抑えるため、４０〜８０℃で行うことが好ましく、４５〜７０℃がより好ましく、５０〜６０℃がさらに好ましい。乾燥時間については特に制限はなく、装置や乾燥温度によって異なるが、例えば３〜６分の範囲内である。
以下に本発明を実施例等により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。実施例等において、ＰＶＡの粘度平均重合度Ｐ、ＰＶＡフィルムの膨潤度、ＰＶＡフィルムのレターデーションＲｅ、偏光フィルムの透過率Ｙおよび偏光度Ｖは、以下の方法で評価した。
（１）ＰＶＡの粘度平均重合度Ｐの測定
ＰＶＡ０．２８ｇ、蒸留水７０ｇ、および撹拌子を、１００ｍＬ共通すり合わせ三角フラスコに投入した。９５℃の恒温槽に、栓をした上記三角フラスコを浸漬し、撹拌子で撹拌しながらＰＶＡを溶解し、０．４％ＰＶＡ水溶液を作製した。このＰＶＡ水溶液をブフナー漏斗形ガラスろ過器３Ｇでろ過し、３０℃の恒温水槽中で冷却して、重合度測定用サンプルとした。参照試料として、別の１００ｍＬ共栓すり合わせ三角フラスコに蒸留水を７０ｇ入れて栓をし、３０℃の恒温水槽に浸漬した。
１０５℃の乾燥機で１時間加熱した蒸発皿を、デシケーターで３０分間冷却し、蒸発皿の質量ａ（ｇ）を測定した。この蒸発皿に重合度測定用サンプル１０ｍＬをホールピペットで移動させ、これを１０５℃の乾燥機で１６時間乾燥後、デシケーターで３０分間冷却し、質量ｂ（ｇ）を測定した。重合度測定用サンプルの濃度ｃ（ｇ／Ｌ）は、下記式により算出した。

ｃ ＝ １０００×（ｂ−ａ）／１０
オストワルド粘度計に、重合度測定用サンプル、あるいは蒸留水を１０ｍＬホールピペットで投入し、３０℃の恒温水槽中で１５分間安定させた。投入した重合度測定用サンプルの落下秒数ｔ１（ｓ）と蒸留水の落下秒数ｔ０（ｓ）を測定し、下記式により粘度平均重合度Ｐを算出した。

ηｒ ＝ ｔ１／ｔ０
［η］ ＝ ２．３０３×Ｌｏｇ（ηｒ／ｃ）
Ｌｏｇ（Ｐ） ＝ １．６１３×Ｌｏｇ（［η］×１０４／８．２９）
（２）ＰＶＡフィルムの膨潤度の測定
ＰＶＡフィルムを５ｃｍ×５ｃｍに裁断し、３０℃の蒸留水１Ｌに４時間浸漬した。このＰＶＡフィルムを蒸留水中から取り出し、２枚のろ紙ではさんで表面の水滴を吸収させた後、質量Ｄを測定した。さらに、このＰＶＡフィルムを１０５℃の乾燥機で１６時間乾燥し、デシケーターで３０分間冷却した後、質量Ｅを測定し、下記式によりＰＶＡフィルムの膨潤度を算出した。

Ａ ＝ １００×Ｄ／Ｅ（％）
（３）ＰＶＡフィルムのレターデーションＲｅの測定
ＰＶＡフィルムの中央部から、幅方向５ｃｍ×流れ方向１０ｃｍの長方形のサンプルを採取し、大塚電子社製の光学材料検査装置ＲＥＴＳ−１１００を用いて、測定波長５５０ｎｍにおけるレターデーションＲｅを測定した。
（４）偏光フィルムの透過率Ｙの測定
偏光フィルムの幅方向の中央部から、延伸方向に４ｃｍ×幅方向に４ｃｍの正方形のサンプルを２枚採取し、日立製作所製の分光光度計Ｕ−４１００（積分球付属）を用いて、ＪＩＳ Ｚ ８７２２（物体色の測定方法）に準拠し、Ｃ光源、２°視野の可視光領域の視感度補正を行い、１枚の偏光フィルムサンプルについて、延伸軸方向に対して４５°傾けた場合の光の透過率と−４５°傾けた場合の光の透過率を測定して、それらの平均値Ｙ１（％）を求めた。もう１枚の偏光フィルムサンプルについても同様にして、４５°傾けた場合の光の透過度と−４５°傾けた場合の光の透過度を測定して、それらの平均値Ｙ２（％）を求めた。下記式によりＹ１とＹ２を平均し、偏光フィルムの透過率Ｙ（％）とした。

Ｙ ＝ （Ｙ１＋Ｙ２）／２
（５）偏光フィルムの偏光度Ｖの測定
上記（４）で採取した２枚の偏光フィルムを、その延伸方向が平行になるように重ねた場合の光の透過率Ｙ‖（％）、延伸方向が直交するように重ねた場合の光の透過率Ｙ⊥（％）を、（４）に記載された透過率の場合と同様にして測定し、下記式により偏光度Ｖ（％）を求めた。

Ｖ ＝ ｛（Ｙ‖−Ｙ⊥）／（Ｙ‖＋Ｙ⊥）｝１／２×１００
［実施例１］
重合度５８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１２０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２３０％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２９ｎｍであった。
次に、上記のＰＶＡフィルムを流れ方向１１ｃｍ×幅方向１０ｃｍにカットし、流れ方向を延伸方向としてチャック間４ｃｍの延伸治具に取り付け、３０℃の純水に１分間浸漬し、続けて、ヨウ素を０．０３質量％、ヨウ化カリウムを３質量％の割合で含有する染色液（温度３０℃）に浸漬し、０．１３ｍ／ｍｉｎの速度で２．６倍に延伸して、ヨウ素を吸着させた。
続けてこの延伸フィルムを、ホウ酸を４質量％、ヨウ化カリウムを６質量％の割合で含有する延伸液（温度５７．５℃）に浸漬し、０．１３ｍ／ｍｉｎの速度で２．３倍に延伸した後、延伸方向を固定して５０℃で４分間乾燥して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９９％であり、偏光性能が良好な偏光フィルムが得られた。
［実施例２］
重合度５８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１１５℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２４０％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２６ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９６％であり、偏光性能が良好な偏光フィルムが得られた。
［実施例３］
重合度９１００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み２０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１１０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２３０％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、３９ｎｍであった。
次に、延伸倍率を２．５倍としたこと以外は実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９５％であり、偏光性能が良好な偏光フィルムが得られた。
［実施例４］
重合度５２００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１３５℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２０５％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２９ｎｍであった。
次に、実施例３と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９５％であり、偏光性能が良好な偏光フィルムが得られた。
［実施例５］
重合度５５００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み３０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１３０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２１５％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２９ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９９％であり、偏光性能が良好な偏光フィルムが得られた。
［比較例１］
重合度４８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する６．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１２０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２２０％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２８ｎｍであった。
次に、延伸倍率を２．７倍としたこと以外は実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９２％であり、偏光フィルムの偏光度が若干不足していた。
［比較例２］
重合度５８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１４０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、１９５％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２９ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９２％であり、偏光フィルムの偏光度が若干不足していた。
［比較例３］
重合度５８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１１０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２５０％であった。ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、２８ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．８７％であり、偏光フィルムの偏光度が若干不足していた。
［比較例４］
重合度５８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、２０％ＲＨで１６時間調湿して含水率を３質量％に調整した後、金属枠の四方すべてに固定して、１２０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２３０％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、５ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．９７％であり、偏光性能は良好であったが、偏光フィルムを直交させた状態で観察すると大きな染色斑が認められた。
［比較例５］
重合度５８００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ１００質量部と、可塑剤としてグリセリン１２質量部とを含有する５．５質量％ＰＶＡ水溶液を、６０℃の金属ロール上に流延し、６０分乾燥して、厚み４０μｍのＰＶＡフィルムを得た。このフィルムを２６℃、６５％ＲＨで１６時間調湿して含水率を８質量％に調整した後、フィルムが幅方向に収縮しないようにフィルムの幅方向の両端を金属枠の平行な二辺に固定して、１２０℃で３分間熱処理をした。熱処理後のＰＶＡフィルムの膨潤度を上記（２）に記載した方法で測定したところ、２３０％であった。また、ＰＶＡフィルムのレターデーションを上記（３）に記載した方法で測定したところ、７０ｎｍであった。
次に、実施例１と同様にして、上記のＰＶＡフィルムを延伸しながらヨウ素を吸着させ、さらに延伸倍率を１．８倍とした以外は実施例１と同様に延伸して偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの透過度および偏光度を、上記（４）および（５）に記載した方法で測定したところ、それぞれ４４．０％、９９．２０％であり、偏光フィルムの偏光度が若干不足していた。そこで、偏光度を改善するために延伸倍率の目標値を１．８倍から２．３倍に変更したところ、延伸切れが発生して偏光フィルムを得ることができなかった。
上記の結果をまとめて表１に示す。
Figure 0005628025
本発明のＰＶＡフィルムから得られた偏光フィルムは、電卓、腕時計、ノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、携帯電話、屋内外で用いられる計測機器等の液晶表示装置の構成部品である偏光板の作製に有効に用いることができる。

Claims (6)

  1. 偏光フィルムの原料として使用されるポリビニルアルコールフィルムであって、重合度が５１００〜１００００のポリビニルアルコールからなり、膨潤度が２００〜２４０％、幅方向の中央部のレターデーションが１０〜４０ｎｍであることを特徴とするポリビニルアルコールフィルム。
  2. 前記ポリビニルアルコールのケン化度が９８モル％以上である、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
  3. 厚みが１０〜１２０μｍである、請求項１または２に記載のポリビニルアルコールフィルム。
  4. 偏光度が９９．９５％以上の偏光フィルムの原料として使用される、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。
  5. 重合度が５１００〜１００００のポリビニルアルコールと水とを含有する製膜原液を原料として製膜する、請求項１〜４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の製造方法。
  6. 請求項１〜４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を染色、延伸して得られる偏光フィルム。
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