JP6969378B2 - 偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法、ならびにその偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜 - Google Patents
偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法、ならびにその偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜 Download PDFInfo
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Description
本発明は、高い生産性で偏光膜用のポリビニルアルコール系フィルムが得られ、偏光度や光線透過率に優れる偏光膜を得ることができる偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法、ならびにその偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜に関するものである。
近年、液晶表示装置の発展はめざましく、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピューター、液晶テレビ、プロジェクター、車載パネル等に幅広く使用されている。かかる液晶表示装置には偏光膜が使用されており、偏光膜としては、主として、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素等の２色性色素を吸着配向させたものが使用されている。近年、画面の高精細化、高輝度化、大型化、薄型化にともない、従来品より一段と偏光度や光線透過率に優れ、染色ムラが無く、かつ幅広長尺薄型の偏光膜が必要とされている。なお本発明における偏光膜は、偏光フィルムや偏光子とも呼ばれる。
一般的に、偏光膜は、原反であるポリビニルアルコール系フィルムをロールから巻き出し、流れ方向（ＭＤ方向）に搬送しながら、水（温水を含む）で膨潤させた後、ヨウ素で染色し、延伸することにより製造される。偏光膜の偏光度を向上させるためには、原反となるポリビニルアルコール系フィルムが流れ方向（ＭＤ方向）に良好な延伸性を有する必要がある。例えば、ポリビニルアルコール系フィルムが高弾性率を有する場合は、所定の延伸倍率まで延伸できず、充分にヨウ素を配向できないため、偏光度が向上しない傾向にある。なお、偏光膜製造の順序として、延伸と染色が逆のケースも実施されている。すなわち、原反であるポリビニルアルコール系フィルムを延伸し、ヨウ素で染色するケースであるが、かかるケースにおいても、偏光膜の偏光度を向上させるためには、ポリビニルアルコール系フィルムが、流れ方向（ＭＤ方向）に良好な延伸性を有する必要がある。
一方、一般的に、ポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液から連続キャスト法により製造される。連続キャスト法とは、水溶液をキャストドラムやエンドレスベルト等のキャスト型に流延して製膜し、得られたフィルムをキャスト型から剥離後、流れ方向（ＭＤ方向）に搬送しながら、金属加熱ロール等を用いて乾燥し、ロール状に巻き取る製造方法である。かかる連続キャスト法において、生産性の向上やフィルムの柔軟性向上を目的として、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液には可塑剤が配合される。可塑剤を配合しない場合、上述した流延性や剥離性が低下すると共に、乾燥工程において結晶性高分子であるポリビニルアルコール系樹脂の結晶度指数が過度に増大する。結晶度指数が過度に増大すると、得られるフィルムの柔軟性が失われて搬送性や巻き取り性が低下する。また、ポリビニルアルコール系フィルムを製品として供する際には、フィルムの両端部をスリットして幅が整えられるが、かかるスリット工程において破断の原因となるノッチが入りやすい。更に、結晶度指数が過度に増大すると、偏光膜製造時の延伸性が低下し、偏光膜に染色ムラが発生する傾向がある。従って、可塑剤の選定と配合量は、ポリビニルアルコール系フィルムの生産性向上のために重要であり、特に、幅広長尺薄型のポリビニルアルコール系フィルムを製造する時には、精密な可塑剤の設計が必要である。なお、近年、偏光膜の薄型化のために、ポリビニルアルコール系フィルムも薄型化されており、従来、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さは６０μｍ程度だったものが、現在は厚さ４５μｍ程度になり、近い将来には３０μｍ以下になると予想されている。
上記課題を改良する手法として、例えば、可塑剤としてグリセリンとジグリセリンを併用するポリビニルアルコール系フィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ポリグリセリンを配合したポリビニルアルコール系フィルムを一軸延伸することを特徴とする偏光膜の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、少なくとも２種類の可塑剤と亜硫酸塩を含有するポリビニルアルコール系フィルムが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
しかしながら、上記各特許文献の手法をもってしても偏光膜の光線透過率や偏光度を改良するには不充分であった。
上記特許文献１の開示技術では、ポリビニルアルコール系フィルムのヘイズが１％以上と大きいため、偏光膜の原反とするのは困難である。偏光膜の光線透過率を向上するには、原反となるポリビニルアルコール系フィルムが低ヘイズである必要があり、具体的には少なくともヘイズを０．７％以下に低減することが好ましい。また、上記特許文献１におけるポリビニルアルコール系フィルムのヤング率は、２０℃６５％ＲＨにおいて、１６ｋｇ／ｍｍ2と２５ｋｇ／ｍｍ2であり、偏光膜の原反として使用するのは困難である。偏光膜の偏光度を向上するには、原反となるポリビニルアルコール系フィルムが延伸性に優れる必要があり、少なくともヤング率を１００Ｍｐａ（１０ｋｇ/ｍｍ2）以下に低減することが好ましい。
上記特許文献２の開示技術は、可塑剤としてジグリセリンのみを配合するものであるが、グリセリンに比べ、ジグリセリンはヨウ素の配向を阻害する傾向があるため、得られる偏光膜の偏光度は低く、また染色ムラが発生しやすいため、近年の高性能化の要望に応えられないのが実情である。
上記特許文献３の開示技術は、可塑剤としてグリセリンとジグリセリンを併用するものであるが、上記特許文献３の開示技術は水溶性のポリビニルアルコール系フィルムに関するものであり、偏光膜の原反として使用するのは不可能である。一般的に、偏光膜製造時にポリビニルアルコール系フィルムは水（温水を含む）で膨潤されるが、上記特許文献３の開示技術のフィルムでは、かかる膨潤工程にてフィルムが溶解してしまう。
更に、上述した通り、可塑剤の選定と配合量は、ポリビニルアルコール系フィルムの生産性向上のために重要であるが、かかる可塑剤が、製品の品質を低下させる原因ともなる。具体的には、キャスト型上での製膜工程において、水蒸気と共に低分子量の可塑剤も揮散し、再度フィルムに付着して欠点となったり、設備に付着して製造現場を汚染する。また、金属製加熱ロール上でのフィルム乾燥工程において、フィルムがロールに融着したり、フィルム表面に微細な凹凸が形成される等の欠点が発生する。かかる不具合を回避するためには、揮散しやすい可塑剤や低融点の可塑剤をできるだけ低減する必要があった。
そこで、本発明ではこのような背景下において、高い生産性で製造される低ヘイズで、かつ延伸性にも優れる偏光膜用のポリビニルアルコール系フィルムであり、高偏光度かつ高光線透過率な偏光膜を得ることができる偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム、およびその製造方法、ならびにその偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜を提供するものである。
しかるに、本発明者等はかかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤を含有するポリビニルアルコール系フィルムにおいて、それらグリセリンおよびジグリセリンの含有重量比率、および上記可塑剤の含有量を特定範囲とすることにより、高い生産性で偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムが製造でき、かかるこの偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いて得られる偏光膜は、高偏光度かつ高光線透過率を示すことを見出した。
すなわち、本発明の第１の要旨は、グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤を含有する偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムであって、ポリビニルアルコール系フィルム中の上記可塑剤の含有割合が８〜２２重量％であり、上記グリセリンとジグリセリンの含有重量比率がグリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０であることを特徴とする偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムである。
また、本発明の第２の要旨は、上記偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを製造する方法であって、可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を調製する調製工程と、その調製した水溶液を連続的にキャスト型に流延して製膜する製膜工程とを備え、上記可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンを含有するものであり、上記可塑剤の配合量がポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して１０〜２８重量部であり、上記グリセリンとジグリセリンの配合重量比率がグリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０であることを特徴とする偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法である。さらに、本発明の第３の要旨は、上記偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いて得られることを特徴とする偏光膜である。
本発明の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムは、グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤のポリビニルアルコール系フィルム中の含有割合が８〜２２重量％であり、上記グリセリンとジグリセリンの含有重量比率がグリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０である。このため、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、高い生産性で製造され、低ヘイズであり、かつ延伸性にも優れるものである。したがって、上記ポリビニルアルコール系フィルムを用いることにより、高偏光度を有し、かつ高光線透過率を備えた偏光膜を得ることができるという効果を奏する。
特に、２３℃５０％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルム中の可塑剤および水分の合計含有割合が、１６〜２５重量％であると、ポリビニルアルコール系フィルムの柔軟性が向上し、またフィルムの保管期間中や輸送中における、可塑剤がフィルム表面のブリードアウト等の発生を抑制することができる。
また、示差走査熱量計による昇温測定および降温測定をした際に、下記条件（１）〜（３）を全て満足すると、高い偏光度の偏光膜が得られ、偏光膜製造時に良好な延伸性が付与され、フィルムの光学歪が抑制されるという効果を奏する。
条件（１）昇温測定において結晶度指数が０．４以上であること。
条件（２）連続した降温測定において結晶化温度のピークが１８０℃以上であること。
条件（３）上記結晶化温度の半値幅が１０℃以下であること。
条件（１）昇温測定において結晶度指数が０．４以上であること。
条件（２）連続した降温測定において結晶化温度のピークが１８０℃以上であること。
条件（３）上記結晶化温度の半値幅が１０℃以下であること。
また、２０℃６５％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルムの引っ張り試験でのヤング率が、２０〜１００ＭＰａであると、高い偏光度を有する偏光膜を製造することが可能となる偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを得ることが可能となり、また偏光膜製造時において良好な延伸性が付与されるという効果を奏する。
また、２０℃６５％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルムの引っ張り試験での破断倍率が、４倍以上であると、偏光膜製造時において良好な延伸性が付与されるという効果を奏する。
そして、ヘイズが１％以下であると、得られる偏光膜において高い光線透過率を付与することが可能となる。
上記偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムが、厚さ１０〜３０μｍである場合には、偏光膜の薄型化を図ることができるという効果を奏する。
本発明の第２の要旨である上記偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法は、可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を調製する調製工程と、その調製した水溶液を連続的にキャスト型に流延して製膜する製膜工程とを備え、上記可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンを含有するものであり、上記可塑剤の配合量がポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して１０〜２８重量部であり、上記グリセリンとジグリセリンの配合重量比率がグリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０である。このため、高い生産性にて偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを製造することが可能となり、低ヘイズで、かつ延伸性にも優れた偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを製造することができる。
本発明の第３の要旨の偏光膜は、上記偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムが用いられているため、高い偏光度を有し、かつ光光線透過率を備えたものとすることができるという効果を奏する。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の偏光膜用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系フィルム」と称す場合がある。）は、グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤を含有し、しかもポリビニルアルコール系フィルム中の可塑剤の含有割合が８〜２２重量％であり、グリセリンとジグリセリンの含有比率（重量比）がグリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０であることを特徴とする。
なお、本発明において、「グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤」とは、「グリセリンおよびジグリセリンを主成分として含有する可塑剤」および「グリセリンおよびジグリセリンのみからなる可塑剤」を意味するものである。そして、上記主成分とは、本発明の効果を損なわない範囲で、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を少量含有してもよい旨を意味するものであり、具体的には、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を、通常、可塑剤全体の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下含有してもよい旨を意味する。そして、本発明においては、可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンのみからなる場合が好ましい。
本発明の偏光膜用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系フィルム」と称す場合がある。）は、グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤を含有し、しかもポリビニルアルコール系フィルム中の可塑剤の含有割合が８〜２２重量％であり、グリセリンとジグリセリンの含有比率（重量比）がグリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０であることを特徴とする。
なお、本発明において、「グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤」とは、「グリセリンおよびジグリセリンを主成分として含有する可塑剤」および「グリセリンおよびジグリセリンのみからなる可塑剤」を意味するものである。そして、上記主成分とは、本発明の効果を損なわない範囲で、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を少量含有してもよい旨を意味するものであり、具体的には、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を、通常、可塑剤全体の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下含有してもよい旨を意味する。そして、本発明においては、可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンのみからなる場合が好ましい。
可塑剤の含有割合（グリセリンおよびジグリセリンの合計量）は、ポリビニルアルコール系フィルムに対して８〜２２重量％であることが必要であり、好ましくは９〜２０重量％、特に好ましくは１０〜１６重量％である。かかる含有割合が下限値未満では、ポリビニルアルコール系フィルムの生産性が低下すると共に、ポリビニルアルコール系フィルムの延伸性が低下し、本発明の目的を達成できない。逆に、上限値を超えても、ポリビニルアルコール系フィルムの品質が低下すると共に、偏光膜製造時の膨潤性が制御困難となり、やはり本発明の目的を達成することができない。
なお、ポリビニルアルコール系フィルム中のグリセリンおよびジグリセリンの含有量は、液体クロマトグラフやガスクロマトグラフ等を用いた分析手法により定量することができる。
なお、ポリビニルアルコール系フィルム中のグリセリンおよびジグリセリンの含有量は、液体クロマトグラフやガスクロマトグラフ等を用いた分析手法により定量することができる。
上記グリセリンとジグリセリンの含有比率（重量比）は、グリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０であることが必要であり、好ましくはグリセリン：ジグリセリン＝６０：４０〜８０：２０、特に好ましくはグリセリン：ジグリセリン＝６５：３５〜７５：２５である。
グリセリンに対するジグリセリンの含有比率が下限値未満では、ポリビニルアルコール系フィルム製造時に、水蒸気と共に揮散するグリセリン量が多いため、設備への汚染が発生しやすく、揮散したグリセリンの再付着によりポリビニルアルコール系フィルム自体の品質が低下し、また、低融点のグリセリン量が多いため、金属製加熱ロールを用いたポリビニルアルコール系フィルムの乾燥工程において、上記ポリビニルアルコール系フィルムが金属製加熱ロールに融着してしまい、本発明の目的を達成できない。逆に、グリセリンに対するジグリセリンの含有比率が上限値を超えても、ポリビニルアルコール系フィルムのヘイズが増大し、本発明の目的を達成できない。
グリセリンに対するジグリセリンの含有比率が下限値未満では、ポリビニルアルコール系フィルム製造時に、水蒸気と共に揮散するグリセリン量が多いため、設備への汚染が発生しやすく、揮散したグリセリンの再付着によりポリビニルアルコール系フィルム自体の品質が低下し、また、低融点のグリセリン量が多いため、金属製加熱ロールを用いたポリビニルアルコール系フィルムの乾燥工程において、上記ポリビニルアルコール系フィルムが金属製加熱ロールに融着してしまい、本発明の目的を達成できない。逆に、グリセリンに対するジグリセリンの含有比率が上限値を超えても、ポリビニルアルコール系フィルムのヘイズが増大し、本発明の目的を達成できない。
ここで、本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法について説明する。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法は、可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂の水溶液（製膜原液）を調製する調製工程（Ａ）と、その調製した水溶液を連続的にキャスト型に吐出および流延して製膜する製膜工程（Ｂ）と、その製膜したフィルムをキャスト型から剥離した後、乾燥させる乾燥工程（Ｃ）とを備えている。さらに、その乾燥させたフィルムを必要に応じて熱処理する熱処理工程（Ｄ）を備えていることが好ましい。そして、本発明においては、上記調製工程（Ａ）において、製膜原液を調製する際に用いられる可塑剤としてはグリセリンおよびジグリセリンを含有するものであり、上記可塑剤の配合量がポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して１０〜２８重量部であり、上記グリセリンとジグリセリンの配合比率（重量比）が５０：５０〜９０：１０であることを特徴とする。
なお、上記「グリセリンおよびジグリセリンを含有する」とは、先に述べたように、「グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤」とは、「グリセリンおよびジグリセリンを主成分として含有する可塑剤」および「グリセリンおよびジグリセリンのみからなる可塑剤」を意味するものである。そして、上記主成分とは、本発明の効果を損なわない範囲で、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を少量含有してもよい旨を意味するものであり、具体的には、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を、通常、可塑剤全体の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下含有してもよい旨を意味する。そして、本発明においては、可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンのみからなる場合が好ましい。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法は、可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂の水溶液（製膜原液）を調製する調製工程（Ａ）と、その調製した水溶液を連続的にキャスト型に吐出および流延して製膜する製膜工程（Ｂ）と、その製膜したフィルムをキャスト型から剥離した後、乾燥させる乾燥工程（Ｃ）とを備えている。さらに、その乾燥させたフィルムを必要に応じて熱処理する熱処理工程（Ｄ）を備えていることが好ましい。そして、本発明においては、上記調製工程（Ａ）において、製膜原液を調製する際に用いられる可塑剤としてはグリセリンおよびジグリセリンを含有するものであり、上記可塑剤の配合量がポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して１０〜２８重量部であり、上記グリセリンとジグリセリンの配合比率（重量比）が５０：５０〜９０：１０であることを特徴とする。
なお、上記「グリセリンおよびジグリセリンを含有する」とは、先に述べたように、「グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤」とは、「グリセリンおよびジグリセリンを主成分として含有する可塑剤」および「グリセリンおよびジグリセリンのみからなる可塑剤」を意味するものである。そして、上記主成分とは、本発明の効果を損なわない範囲で、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を少量含有してもよい旨を意味するものであり、具体的には、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を、通常、可塑剤全体の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下含有してもよい旨を意味する。そして、本発明においては、可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンのみからなる場合が好ましい。
〔調製工程（Ａ）〕
まず、前記可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂水溶液の調製工程（Ａ）について詳しく説明する。
本発明で用いられるポリビニルアルコール系樹脂としては、未変性のポリビニルアルコール系樹脂、すなわち、酢酸ビニルを重合して得られるポリ酢酸ビニルをケン化して製造される樹脂が用いられる。なお、本発明に用いるポリビニルアルコール系樹脂は、室温付近（例えば、０〜５０℃）の水に溶解するポリビニルアルコール系樹脂は含まない。
まず、前記可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂水溶液の調製工程（Ａ）について詳しく説明する。
本発明で用いられるポリビニルアルコール系樹脂としては、未変性のポリビニルアルコール系樹脂、すなわち、酢酸ビニルを重合して得られるポリ酢酸ビニルをケン化して製造される樹脂が用いられる。なお、本発明に用いるポリビニルアルコール系樹脂は、室温付近（例えば、０〜５０℃）の水に溶解するポリビニルアルコール系樹脂は含まない。
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、１０万〜３０万であることが好ましく、特に好ましくは１１万〜２８万、更に好ましくは１２万〜２６万である。かかる重量平均分子量が小さすぎると偏光膜の偏光度が低下する傾向があり、大きすぎるとポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜製造時の延伸が困難となる傾向がある。なお、上記ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ−ＭＡＬＳ法により測定される重量平均分子量である。
本発明で用いるポリビニルアルコール系樹脂の平均ケン化度は、通常９８モル％以上であることが好ましく、特に好ましくは９９モル％以上、更に好ましくは９９．５モル％以上、殊に好ましくは９９．８モル％以上である。かかる平均ケン化度が小さすぎると偏光膜の偏光度が低下する傾向がある。
ここで、本発明における平均ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定されるものである。
ここで、本発明における平均ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６に準じて測定されるものである。
まず、前記調製工程（Ａ）について説明する。
上記ポリビニルアルコール系樹脂を、水を用いて洗浄し、遠心分離機等を用いて脱水して、含水率５０重量％以下のポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキとすることが好ましい。含水率が大きすぎると、所望する水溶液濃度にすることが難しくなる傾向がある。
かかるポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを温水や熱水に溶解して、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調製する。
かかるポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを温水や熱水に溶解して、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調製する。
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の調製方法は、とくに限定されず、たとえば、加熱された多軸押出機を用いて調製してもよく、また、上下循環流発生型撹拌翼を備えた溶解缶に、前述したポリビニルアルコール系樹脂ウェットケーキを投入し、缶中に水蒸気を吹き込んで、溶解および所望濃度の水溶液を調製することもできる。
本発明においては、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液には、前述のとおりグリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤が配合される。上記可塑剤の配合量はポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して１０〜２８重量部であり、好ましくは１０〜２５重量部、特に好ましくは１１〜２１重量部である。上記可塑剤の配合量が少なすぎると、ポリビニルアルコール系フィルムの生産性が低下すると共に、ポリビニルアルコール系フィルムの延伸性が低下し、本発明の目的を達成できない。逆に、配合量が多すぎても、ポリビニルアルコール系フィルムの品質が低下すると共に、偏光膜製造時の膨潤性が制御困難となり、やはり本発明の目的を達成することができない。
上記グリセリンとジグリセリンの配合比率（重量比）は、グリセリン：ジグリセリン＝５０：５０〜９０：１０であり、好ましくはグリセリン：ジグリセリン＝６０：４０〜８０：２０、特に好ましくはグリセリン：ジグリセリン＝６５：３５〜７５：２５である。
グリセリンに対するジグリセリンの配合比率が下限値未満では、ポリビニルアルコール系フィルム製造時に、水蒸気と共に揮散するグリセリン量が多いため、設備への汚染が発生しやすく、揮散したグリセリンの再付着によりポリビニルアルコール系フィルム自体の品質が低下し、また、低融点のグリセリン量が多いため、金属製加熱ロールを用いたポリビニルアルコール系フィルムの乾燥工程において、上記ポリビニルアルコール系フィルムが金属製加熱ロールに融着してしまい、本発明の目的を達成できない。逆に、グリセリンに対するジグリセリンの配合比率が上限値を超えても、ポリビニルアルコール系フィルムのヘイズが増大し、本発明の目的を達成できない。
グリセリンに対するジグリセリンの配合比率が下限値未満では、ポリビニルアルコール系フィルム製造時に、水蒸気と共に揮散するグリセリン量が多いため、設備への汚染が発生しやすく、揮散したグリセリンの再付着によりポリビニルアルコール系フィルム自体の品質が低下し、また、低融点のグリセリン量が多いため、金属製加熱ロールを用いたポリビニルアルコール系フィルムの乾燥工程において、上記ポリビニルアルコール系フィルムが金属製加熱ロールに融着してしまい、本発明の目的を達成できない。逆に、グリセリンに対するジグリセリンの配合比率が上限値を超えても、ポリビニルアルコール系フィルムのヘイズが増大し、本発明の目的を達成できない。
上記ポリビニルアルコール系樹脂水溶液（製膜原液）には、上記ポリビニルアルコール系樹脂、上記可塑剤以外に、必要に応じて、ポリビニルアルコール系フィルムの製膜性を向上するために、ノニオン性、アニオン性、およびカチオン性の界面活性剤の少なくとも一つを含有させてもよい。上記界面活性剤の配合量は、ポリビニルアルコール系樹脂に対して、０．３重量％以下であることが好ましく、特に好ましくは０．０１〜０．１５重量％である。上記配合量が多すぎると、フィルムが白濁する傾向がある。
さらには、先に述べたように、本発明の効果を損なわない範囲で、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を少量（通常、可塑剤全体の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下）含有してもよい。
さらには、先に述べたように、本発明の効果を損なわない範囲で、グリセリンおよびジグリセリン以外の可塑剤を少量（通常、可塑剤全体の１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に好ましくは１重量％以下）含有してもよい。
このようにして得られるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の樹脂濃度は、１５〜６０重量％であることが好ましく、特に好ましくは１７〜５５重量％、更に好ましくは２０〜５０重量％である。かかる水溶液の樹脂濃度が低すぎると乾燥負荷が大きくなるため生産能力が低下する傾向があり、高すぎると粘度が高くなりすぎて均一な溶解ができにくくなる傾向がある。
次いで、前記製膜工程（Ｂ）について説明する。
得られたポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、脱泡処理される。脱泡方法としては、静置脱泡やベントを有する多軸押出機による脱泡等の方法があげられる。ベントを有する多軸押出機としては、通常はベントを有した２軸押出機が用いられる。
得られたポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、脱泡処理される。脱泡方法としては、静置脱泡やベントを有する多軸押出機による脱泡等の方法があげられる。ベントを有する多軸押出機としては、通常はベントを有した２軸押出機が用いられる。
脱泡処理ののち、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、一定量ずつＴ型スリットダイに導入され、回転するキャストドラム上に吐出および流延されて、連続キャスト法により製膜される。
Ｔ型スリットダイ出口のポリビニルアルコール系樹脂水溶液の温度は、８０〜１００℃であることが好ましく、特に好ましくは８５〜９８℃である。かかるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の温度が低すぎると流動不良となる傾向があり、高すぎると発泡する傾向がある。
かかるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の粘度は、吐出時に５０〜２００Ｐａ・ｓであることが好ましく、特に好ましくは７０〜１５０Ｐａ・ｓである。かかる水溶液の粘度が、低すぎると流動不良となる傾向があり、高すぎると流延が困難となる傾向がある。
Ｔ型スリットダイからキャストドラムに吐出されるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の吐出速度は、０．１〜５ｍ／分であることが好ましく、特に好ましくは０．２〜４ｍ／分、更に好ましくは０．３〜３ｍ／分である。かかる吐出速度が遅すぎると生産性に劣る傾向があり、速すぎると流延が困難となる傾向がある。
かかるキャストドラムの直径は、好ましくは２〜５ｍ、特に好ましくは２．４〜４．５ｍ、更に好ましくは２．８〜４ｍである。かかる直径が小さすぎると乾燥長さが不足し速度が出にくい傾向があり、大きすぎると輸送性が低下する傾向がある。
かかるキャストドラムの幅は、好ましくは２ｍ以上であり、特に好ましくは３ｍ以上、更に好ましくは４ｍ以上、殊に好ましくは５〜７ｍである。キャストドラムの幅が小さすぎると生産性が低下する傾向がある。
かかるキャストドラムの回転速度は、３〜５０ｍ／分であることが好ましく、特に好ましくは４〜４０ｍ／分、更に好ましくは５〜３５ｍ／分である。かかる回転速度が遅すぎると生産性が低下する傾向があり、速すぎると剥離性が低下する傾向がある。
かかるキャストドラムの表面温度は、４０〜９９℃であることが好ましく、特に好ましくは５０〜９５℃である。かかる表面温度が低すぎると剥離性が低下する傾向があり、高すぎると発泡してしまう傾向がある。
かくして、フィルムの製膜が行なわれ、得られたフィルムはキャストドラムから剥離される。
なお、この実施の形態では、製膜に用いるキャスト型として上記キャストドラム（ドラム型ロール）を用いる場合を例にとって説明しているが、そのキャストドラムに替えてエンドレスベルト、樹脂フィルム等を製膜に用いることもできる。幅広化や長尺化、膜厚の均一性に優れる点から、キャストドラムを用いることが好ましい。
なお、この実施の形態では、製膜に用いるキャスト型として上記キャストドラム（ドラム型ロール）を用いる場合を例にとって説明しているが、そのキャストドラムに替えてエンドレスベルト、樹脂フィルム等を製膜に用いることもできる。幅広化や長尺化、膜厚の均一性に優れる点から、キャストドラムを用いることが好ましい。
〔乾燥工程（Ｃ）〕
次いで、前記乾燥工程（Ｃ）について説明する。この乾燥工程（Ｃ）は、上記製膜されて得られたフィルムを加熱する工程である。
次いで、前記乾燥工程（Ｃ）について説明する。この乾燥工程（Ｃ）は、上記製膜されて得られたフィルムを加熱する工程である。
キャストドラムから剥離されたフィルムは、流れ方向（ＭＤ方向）に搬送され、フィルムの表面と裏面とを複数の金属製加熱ロールに交互に接触させること等により加熱して乾燥される。金属製加熱ロールは、例えば、ロール表面をハードクロムメッキ処理または鏡面処理した、直径０．２〜２ｍのロールであり、通常２〜３０本、好ましくは１０〜２５本を用いて乾燥を行うことが好ましい。
乾燥温度は、通常４０〜１５０℃、好ましくは５０〜１４０℃である。かかる乾燥温度が低すぎると乾燥不良となる傾向があり、高すぎると乾燥しすぎることとなり、うねり等の外観不良を招く傾向がある。なお、本発明における乾燥温度は、複数本用いられる金属製加熱ロールの表面温度を意味する。
乾燥時間は、特に限定されないが、通常１〜６０秒、好ましくは２〜５０秒、特に好ましくは３〜４０秒、更に好ましくは４〜３０秒である。乾燥時間が短すぎると乾燥不良となる傾向があり、長すぎるとうねり等の外観不良を招く傾向がある。なお、本発明における乾燥時間は、金属製加熱ロールとフィルムの接触時間を意味するものであり、金属製加熱ロールが複数本ある場合は、それら金属製加熱ロールとの接触時間の積算値である。
乾燥工程（Ｃ）を経た後のフィルムの水分率は、１０重量％以下が好ましく、特に好ましくは１〜９重量％、更に好ましくは２〜８重量％、殊に好ましくは３〜７重量％、より好ましくは４〜６重量％である。かかる水分率が高すぎると、最終的に得られるポリビニルアルコール系フィルムが乾燥不良となる傾向がある。
〔熱処理工程（Ｄ）〕
ついで、前記熱処理工程（Ｄ）について詳しく説明する。この熱処理工程（Ｄ）は、上記乾燥されたフィルムを熱処理する工程である。この熱処理工程（Ｄ）は、必要に応じて行なわれる任意の工程である。
かかる熱処理方法としては、例えば、フローティングドライヤーを用いてフィルムの両面に熱風を吹き付ける手法や、赤外線ランプを用いてフィルムの両面に近赤外線を照射する手法があげられる。熱処理温度は、６０〜１５０℃が好ましく、特には７０〜１４０℃が好ましい。熱処理温度が低すぎると、ポリビニルアルコール系フィルムの耐水性が不足する傾向があり、高すぎると偏光フィルム製造時の延伸性が低下する傾向がある。なお、その熱処理温度は、上記フローティングドライヤーを用いる場合は、吹き付ける熱風の温度を意味し、上記赤外線ランプを用いる場合は、照射する近赤外線の温度を意味する。
また、熱処理時間は、フローティングドライヤーを用いる場合、１０〜１２０秒間が好ましく、特に好ましくは２０〜９０秒間、更に好ましくは３０〜６０秒間である。かかる熱処理時間が短すぎると、フィルムのヤング率のふれが増大する傾向があり、長すぎると、生産性が低下する傾向がある。
ついで、前記熱処理工程（Ｄ）について詳しく説明する。この熱処理工程（Ｄ）は、上記乾燥されたフィルムを熱処理する工程である。この熱処理工程（Ｄ）は、必要に応じて行なわれる任意の工程である。
かかる熱処理方法としては、例えば、フローティングドライヤーを用いてフィルムの両面に熱風を吹き付ける手法や、赤外線ランプを用いてフィルムの両面に近赤外線を照射する手法があげられる。熱処理温度は、６０〜１５０℃が好ましく、特には７０〜１４０℃が好ましい。熱処理温度が低すぎると、ポリビニルアルコール系フィルムの耐水性が不足する傾向があり、高すぎると偏光フィルム製造時の延伸性が低下する傾向がある。なお、その熱処理温度は、上記フローティングドライヤーを用いる場合は、吹き付ける熱風の温度を意味し、上記赤外線ランプを用いる場合は、照射する近赤外線の温度を意味する。
また、熱処理時間は、フローティングドライヤーを用いる場合、１０〜１２０秒間が好ましく、特に好ましくは２０〜９０秒間、更に好ましくは３０〜６０秒間である。かかる熱処理時間が短すぎると、フィルムのヤング率のふれが増大する傾向があり、長すぎると、生産性が低下する傾向がある。
〔ポリビニルアルコール系フィルム〕
熱処理工程（Ｄ）を経た後のフィルムの水分率は、５重量％以下が好ましく、特に好ましくは１〜４重量％である。かかる水分率が高すぎると、最終的に得られるポリビニルアルコール系フィルムが乾燥不良となる傾向にある。
上記乾燥工程（Ｃ）の後、必要に応じて上記熱処理工程（Ｄ）を経たフィルムは、幅方向（ＴＤ方向）の両端部がスリットされ、流れ方向（ＭＤ方向）に長い本発明のポリビニルアルコール系フィルムとなる。このポリビニルアルコール系フィルムは、芯管にロール状に巻き取られることにより、フィルム巻装体に作製される。
熱処理工程（Ｄ）を経た後のフィルムの水分率は、５重量％以下が好ましく、特に好ましくは１〜４重量％である。かかる水分率が高すぎると、最終的に得られるポリビニルアルコール系フィルムが乾燥不良となる傾向にある。
上記乾燥工程（Ｃ）の後、必要に応じて上記熱処理工程（Ｄ）を経たフィルムは、幅方向（ＴＤ方向）の両端部がスリットされ、流れ方向（ＭＤ方向）に長い本発明のポリビニルアルコール系フィルムとなる。このポリビニルアルコール系フィルムは、芯管にロール状に巻き取られることにより、フィルム巻装体に作製される。
上記乾燥工程（Ｃ）の後、必要に応じて上記熱処理工程（Ｄ）を経たフィルムは、幅方向（ＴＤ方向）のフィルムの両端部がスリットされて、流れ方向（ＭＤ方向）に長い本発明のポリビニルアルコール系フィルムとなる。このポリビニルアルコール系フィルムは、芯管にロール状に巻き取られることにより、フィルム巻装体に作製される。
かくして得られるポリビニルアルコール系フィルムの幅は、偏光膜の大面積化の点で３ｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは４ｍ以上、更に好ましくは破断回避の点で４〜７ｍである。
また、ポリビニルアルコール系フィルムの長さは、生産性の点で、４ｋｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは５ｋｍ以上、更に好ましくは、輸送重量の点で５〜５０ｋｍである。
また、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さは、偏光膜の薄型化の点で、６０μｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは４５μｍ以下、更に好ましくは１０〜３０μｍである。かかるポリビニルアルコール系フィルムの厚さは、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液中の樹脂濃度、キャスト型への吐出量（吐出速度）、延伸倍率などにより調整される。
かくして、本発明のポリビニルアルコール系フィルムが得られる。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、低ヘイズであり、延伸性に優れるため、偏光膜用の原反として特に好ましく用いられる。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、低ヘイズであり、延伸性に優れるため、偏光膜用の原反として特に好ましく用いられる。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、２３℃５０％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルム中の可塑剤および水分の含有割合（グリセリン、ジグリセリンおよび水分の合計量）が、１６〜２５重量％であることが好ましく、特に好ましくは１７〜２３重量％である。かかる含有割合が低すぎると、ポリビニルアルコール系フィルムの柔軟性が低下する傾向があり、逆に、高すぎるとポリビニルアルコール系フィルムの保管期間中や輸送中に、可塑剤がフィルムの表面にブリードアウトしやすい傾向がある。
なお、ポリビニルアルコール系フィルム中のグリセリンおよびジグリセリンの含有量は、液体クロマトグラフやガスクロマトグラフ等を用いた分析手法により定量することができる。また、本発明における水分の含有割合は、１０５℃の乾燥機で１６時間乾燥したポリビニルアルコール系フィルムの乾燥前後の重量から算出される値であり、乾燥前のフィルム重量をＡ、乾燥後のフィルム重量をＢとした時に下記式で算出される。
ポリビニルアルコール系フィルムの水分の含有割合（重量％）＝１００×（Ａ−Ｂ）／Ａ
ポリビニルアルコール系フィルムの水分の含有割合（重量％）＝１００×（Ａ−Ｂ）／Ａ
そして、本発明のポリビニルアルコール系フィルムとしては、示差走査熱量計（以下、「ＤＳＣ」という）による昇温測定および降温測定をした際のフィルム物性が、下記条件（１）〜（３）を満足することが好ましい。
条件（１）昇温測定において結晶度指数が０．４以上であること。
条件（２）連続した降温測定において結晶化温度のピークが１８０℃以上であること。
条件（３）上記結晶化温度の半値幅が１０℃以下であること。
なお、本発明におけるＤＳＣの測定条件は下記の通りである。
測定温度：−５０〜２５０℃
昇温速度：１０℃／分
降温速度：１０℃／分
条件（１）昇温測定において結晶度指数が０．４以上であること。
条件（２）連続した降温測定において結晶化温度のピークが１８０℃以上であること。
条件（３）上記結晶化温度の半値幅が１０℃以下であること。
なお、本発明におけるＤＳＣの測定条件は下記の通りである。
測定温度：−５０〜２５０℃
昇温速度：１０℃／分
降温速度：１０℃／分
条件（１）の結晶度指数は、０．４〜０．４３であることが好ましく、特に好ましくは０．４１〜０．４２である。かかる結晶度指数が低すぎると、偏光膜の偏光度が低下する傾向があり、逆に、高すぎると偏光膜製造時の延伸性が低下する傾向がある。なお、本発明における結晶度指数とは、ポリビニルアルコール系フィルムの融解熱量ΔＨ（Ｊ／ｇ）と、完全結晶化ポリビニルアルコールの融解熱量である１５６Ｊ／ｇから、下式に従い算出される数値である。
結晶度指数＝△Ｈ(Ｊ／ｇ)／１５６(Ｊ／ｇ)
結晶度指数＝△Ｈ(Ｊ／ｇ)／１５６(Ｊ／ｇ)
条件（２）の結晶化温度のピークは、１８０〜１９０℃であることが好ましく、特に好ましくは１８５〜１９０℃である。かかる結晶化温度のピークが低すぎると、ポリビニルアルコール系フィルムの乾燥時に、フィルムが金属加熱ロールと融着しやすい傾向があり、逆に、高すぎると偏光膜製造時の延伸性が低下する傾向にある。
条件（３）の結晶化温度の半値幅は、１０℃以下であることが好ましく、特に好ましくは７〜９．５℃である。かかる結晶化温度の半値幅が広すぎると、ポリビニルアルコール系フィルムの光学歪が増大する傾向がある。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ヘイズが１％以下であることが好ましく、特に好ましくは０．８％以下、更に好ましくは０．６％以下、殊に好ましくは０．５％以下である。ヘイズが高すぎると、偏光膜の光線透過率が低下する傾向がある。なお、ヘイズの下限値は、通常、０．１％である。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、２０℃６５％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルムの引っ張り試験を行った際のヤング率が、２０〜１００ＭＰａであることが好ましく、特に好ましくは、３０〜９０ＭＰａ、更に好ましくは４０〜８０ＭＰａである。かかるヤング率が低すぎると、偏光膜の偏光度が低下する傾向があり、逆に、高すぎると偏光膜製造時の延伸性が低下する傾向がある。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、２０℃６５％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルムの引っ張り試験を行った際の破断倍率が、４倍以上であることが好ましく、特に好ましくは４．５倍以上、更に好ましくは５倍以上である。かかる破断倍率が低すぎると、偏光膜製造時の延伸性が低下する傾向がある。なお、破断倍率の上限値は、通常、７倍である。
〔偏光膜の製造方法〕
ここで、本発明の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いて得られる偏光膜の製造方法について説明する。
ここで、本発明の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いて得られる偏光膜の製造方法について説明する。
本発明の偏光膜は、上記ポリビニルアルコール系フィルムを、上記フィルム巻装体から繰り出して水平方向に搬送し、膨潤、染色、ホウ酸架橋、延伸、洗浄、乾燥等の工程を経て製造される。
膨潤工程は、染色工程の前に施される。膨潤工程により、ポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れを洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色ムラ等を防止する効果もある。膨潤工程において、処理液としては、通常、水が用いられる。上記処理液は、主成分が水であれば、ヨウ化化合物、界面活性剤等の添加物、アルコール等が少量入っていてもよい。膨潤浴の温度は、通常１０〜４５℃程度であり、膨潤浴への浸漬時間は、通常０．１〜１０分間程度である。
染色工程は、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素または二色性染料を含有する液体を接触させることによって行なわれる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリウムの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウムの濃度は１〜１００ｇ／Ｌが適当である。染色時間は３０〜５００秒程度が実用的である。処理浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水溶液には、水溶媒以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量含有させてもよい。
ホウ酸架橋工程は、ホウ酸やホウ砂等のホウ素化合物を使用して行われる。ホウ素化合物は水溶液または水−有機溶媒混合液の形で濃度１０〜１００ｇ／Ｌ程度で用いられ、液中にはヨウ化カリウムを共存させるのが、偏光性能の安定化の点で好ましい。処理時の温度は３０〜７０℃程度、処理時間は０．１〜２０分程度が好ましく、また必要に応じて処理中に延伸操作を行なってもよい。
延伸工程は、一軸方向〔流れ方向（ＭＤ方向）〕に３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが好ましい。この際、延伸方向の直角方向にも若干の延伸〔幅方向（ＴＤ方向）の収縮を防止する程度、またはそれ以上の延伸〕を行なっても差し支えない。延伸時の温度は、３０〜１７０℃が好ましい。さらに、延伸倍率は最終的に前記範囲に設定されればよく、延伸操作は一回のみならず、偏光膜製造工程において複数回実施すればよい。
本発明においては、前述した通り、かかる延伸工程における延伸張力が適切な範囲である必要がある。すなわち、延伸張力が大きすぎる場合は、所定の延伸倍率まで延伸できず、充分に二色性染料が配向しないため、偏光度が向上しない傾向にある。逆に、延伸張力が小さ過ぎる場合は、所定の延伸倍率まで延伸しても、二色性染料の配向が安定せず、偏光膜に染色ムラが発生する傾向にある。
なお、一般的に、偏光膜製造工程において、延伸張力は厚さごとに設定されるため、好ましい範囲を一般化するのは困難であるが、同じ厚さでの比較においては、延伸張力を１割以上低減することが好ましく、特に好ましくは２〜４割低減することである。
なお、一般的に、偏光膜製造工程において、延伸張力は厚さごとに設定されるため、好ましい範囲を一般化するのは困難であるが、同じ厚さでの比較においては、延伸張力を１割以上低減することが好ましく、特に好ましくは２〜４割低減することである。
洗浄工程は、例えば、水やヨウ化カリウム等のヨウ化物水溶液にポリビニルアルコール系フィルムを浸漬することにより行われ、そのポリビニルアルコール系フィルムの表面に発生する析出物を除去することができる。ヨウ化カリウム水溶液を用いる場合のヨウ化カリウム濃度は１〜８０ｇ／Ｌ程度である。洗浄処理時の温度は、通常、５〜５０℃、好ましくは１０〜４５℃である。処理時間は、通常、１〜３００秒間、好ましくは１０〜２４０秒間である。なお、水洗浄とヨウ化カリウム水溶液による洗浄は、適宜組み合わせて行ってもよい。
乾燥工程は、例えば、上記ポリビニルアルコール系フィルムを大気中で４０〜８０℃で１〜１０分間乾燥することが行われる。
このようにして、本発明の偏光膜が得られる。上記偏光膜の偏光度は、好ましくは９９．９％以上、より好ましくは９９．９２％以上である。偏光度が低すぎると液晶ディスプレイにおけるコントラストを確保することができなくなる傾向がある。
なお、偏光度は、一般的に２枚の偏光膜を、その配向方向が同一方向になるように重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ11）と、２枚の偏光膜を、配向方向が互いに直交する方向になる様に重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ1）より、下式にしたがって算出される。
偏光度＝〔（Ｈ11−Ｈ1）／（Ｈ11＋Ｈ1）〕1/2
なお、偏光度は、一般的に２枚の偏光膜を、その配向方向が同一方向になるように重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ11）と、２枚の偏光膜を、配向方向が互いに直交する方向になる様に重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ1）より、下式にしたがって算出される。
偏光度＝〔（Ｈ11−Ｈ1）／（Ｈ11＋Ｈ1）〕1/2
さらに、本発明の偏光膜の単体透過率は、好ましくは４２％以上、より好ましくは４３％以上である。かかる単体透過率が低すぎると液晶ディスプレイの高輝度化を達成できなくなる傾向がある。
単体透過率は、分光光度計を用いて偏光膜単体の光線透過率を測定して得られる値である。
単体透過率は、分光光度計を用いて偏光膜単体の光線透過率を測定して得られる値である。
〔偏光板の製造方法〕
かくして、本発明の偏光膜が得られるが、本発明の偏光膜は、偏光板の製造に用いられる。すなわち、本発明の偏光膜は、偏光度に優れ、染色ムラの無い偏光板を製造するのに好適である。
ここで、本発明の偏光板の製造方法について説明する。
かくして、本発明の偏光膜が得られるが、本発明の偏光膜は、偏光板の製造に用いられる。すなわち、本発明の偏光膜は、偏光度に優れ、染色ムラの無い偏光板を製造するのに好適である。
ここで、本発明の偏光板の製造方法について説明する。
本発明の偏光膜は、上記偏光膜の片面または両面に、接着剤を介して、光学的に等方性な樹脂フィルムを保護フィルムとして貼合されて作製される。保護フィルムとしては、たとえば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンエステル、ポリ−４−メチルペンテン、ポリフェニレンオキサイド等のフィルムまたはシートがあげられる。
貼合方法は、公知の手法で行われるが、例えば、液状の接着剤組成物を、偏光膜、保護フィルム、あるいはその両方に、均一に塗布した後、両者を貼り合わせて圧着し、加熱や活性エネルギー線を照射することで行われる。
また、偏光膜の片面または両面にウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレア樹脂等の硬化性樹脂を塗布し、硬化して硬化層を形成し、偏光板とすることもできる。このようにすることにより、上記硬化層が上記保護フィルムの代わりとなり、薄膜化を図ることができる。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜や偏光板は、偏光性能に優れており、携帯情報端末機、パソコン、テレビ、プロジェクター、サイネージ、電子卓上計算機、電子時計、ワープロ、電子ペーパー、ゲーム機、ビデオ、カメラ、フォトアルバム、温度計、オーディオ、自動車や機械類の計器類等の液晶表示装置、サングラス、防眩メガネ、立体メガネ、ウェアラブルディスプレイ、表示素子（ＣＲＴ、ＬＣＤ、有機ＥＬ、電子ペーパー等）用反射防止層、光通信機器、医療機器、建築材料、玩具等に好ましく用いられる。
以下、実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
そして、以下の実施例および比較例におけるポリビニルアルコール系フィルムの物性（可塑剤量、水分量、結晶度指数、結晶化温度のピーク、結晶化温度の半値幅、ヘイズ、ヤング率、破断倍率）、および、偏光膜の特性（偏光度、単体透過率、染色ムラ）の測定および評価を以下のようにして行った。
＜測定条件＞
（１）フィルム中の可塑剤量（重量％）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを２３℃５０％ＲＨの恒温恒湿室中で２４時間調湿した後、試験片１ｇを切り出し、溶媒としてメタノール４０ｍＬを用いて、高速溶媒抽出装置でグリセリンおよびジグリセリンを抽出した。得られた抽出液をエバポレータで濃縮後、メスフラスコで１０ｍＬに定容し、定容液１０μＬを、バイアルビン中でトリメチルシリル化試薬N-methyl-N-trimethylsilyl trifluoroacetamide（MSTFA）４００μＬと混合および加温（６０℃）することで、グリセリンおよびジグリセリンをトリメチルシリル誘導体化した。誘導体化した液１μＬを、液体クロマトグラフ／質量分析測定（ＧＣ／ＭＳ）することにより、グリセリンおよびジグリセリンを定量し、得られた重量から、フィルム１ｇに対するグリセリン量（重量％）とジグリセリン量（重量％）を算出した。
得られたポリビニルアルコール系フィルムを２３℃５０％ＲＨの恒温恒湿室中で２４時間調湿した後、試験片１ｇを切り出し、溶媒としてメタノール４０ｍＬを用いて、高速溶媒抽出装置でグリセリンおよびジグリセリンを抽出した。得られた抽出液をエバポレータで濃縮後、メスフラスコで１０ｍＬに定容し、定容液１０μＬを、バイアルビン中でトリメチルシリル化試薬N-methyl-N-trimethylsilyl trifluoroacetamide（MSTFA）４００μＬと混合および加温（６０℃）することで、グリセリンおよびジグリセリンをトリメチルシリル誘導体化した。誘導体化した液１μＬを、液体クロマトグラフ／質量分析測定（ＧＣ／ＭＳ）することにより、グリセリンおよびジグリセリンを定量し、得られた重量から、フィルム１ｇに対するグリセリン量（重量％）とジグリセリン量（重量％）を算出した。
（２）水分量（重量％）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを２３℃５０％ＲＨの恒温恒湿室中で２４時間調湿した後、１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を切り出し、初期の重量Ａ（ｇ）と、１０５℃の乾燥機で１６時間乾燥後の重量Ｂ（ｇ）から、下式により水分量（重量％）を算出した。
水分量（重量％）＝１００×（Ａ−Ｂ）／Ａ
得られたポリビニルアルコール系フィルムを２３℃５０％ＲＨの恒温恒湿室中で２４時間調湿した後、１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を切り出し、初期の重量Ａ（ｇ）と、１０５℃の乾燥機で１６時間乾燥後の重量Ｂ（ｇ）から、下式により水分量（重量％）を算出した。
水分量（重量％）＝１００×（Ａ−Ｂ）／Ａ
（３）結晶度指数、結晶化温度のピーク（℃）、結晶化温度の半値幅（℃）
得られたポリビニルアルコール系フィルムから５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を切り出し、８３℃に設定した真空乾燥機内で２０分間真空乾燥した後、デシケータ内で１０分間冷却し、ＤＳＣ（TA instruments社製Q2000、アルミパン、試料５ｍｇ）を用いて、−５０℃から２５０℃まで昇温速度１０℃／分で昇温して、サンプル１ｇあたりの融解熱量ΔＨ（Ｊ／ｇ）を測定し、かかる融解熱量（Ｊ／ｇ）より下式にしたがって結晶度指数を算出した。連続して、２５０℃から−５０℃まで降温速度１０℃／分で冷却して結晶化温度のピーク（℃）と半値幅（℃）を測定した。
結晶度指数＝△Ｈ（Ｊ／ｇ）／１５６（Ｊ／ｇ）
得られたポリビニルアルコール系フィルムから５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を切り出し、８３℃に設定した真空乾燥機内で２０分間真空乾燥した後、デシケータ内で１０分間冷却し、ＤＳＣ（TA instruments社製Q2000、アルミパン、試料５ｍｇ）を用いて、−５０℃から２５０℃まで昇温速度１０℃／分で昇温して、サンプル１ｇあたりの融解熱量ΔＨ（Ｊ／ｇ）を測定し、かかる融解熱量（Ｊ／ｇ）より下式にしたがって結晶度指数を算出した。連続して、２５０℃から−５０℃まで降温速度１０℃／分で冷却して結晶化温度のピーク（℃）と半値幅（℃）を測定した。
結晶度指数＝△Ｈ（Ｊ／ｇ）／１５６（Ｊ／ｇ）
（４）ヘイズ（％）
得られたポリビニルアルコール系フィルムから５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を１０枚切り出し、日本電色社製ヘイズメーターＮＤＨ−４０００を用いて測定し、１０枚の平均値をヘイズ（％）とした。
得られたポリビニルアルコール系フィルムから５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を１０枚切り出し、日本電色社製ヘイズメーターＮＤＨ−４０００を用いて測定し、１０枚の平均値をヘイズ（％）とした。
（５）ヤング率（ＭＰａ）、破断倍率（倍）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを２０℃６５％ＲＨの恒温恒湿室中で２４時間調湿した後、１２０ｍｍ×１５ｍｍの試験片を切り出し、島津製作所社製「精密万能試験機、オートグラフ（ＡＧ−ＩＳ）」を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９（引っ張り速度１０００ｍｍ／分、チャック間距離５０ｍｍ）に準じて、２０℃６５％ＲＨの環境下で、流れ方向（ＭＤ方向）のヤング率（ＭＰａ）と破断倍率（倍）を測定した。
得られたポリビニルアルコール系フィルムを２０℃６５％ＲＨの恒温恒湿室中で２４時間調湿した後、１２０ｍｍ×１５ｍｍの試験片を切り出し、島津製作所社製「精密万能試験機、オートグラフ（ＡＧ−ＩＳ）」を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１２７：１９９９（引っ張り速度１０００ｍｍ／分、チャック間距離５０ｍｍ）に準じて、２０℃６５％ＲＨの環境下で、流れ方向（ＭＤ方向）のヤング率（ＭＰａ）と破断倍率（倍）を測定した。
（６）偏光度（％）、単体透過率（％）
得られた偏光膜の幅方向の中央部と両端部（膜端から１０ｃｍ内側とする）から、長さ４ｃｍ×幅４ｃｍの試験片を切り出し、自動偏光フィルム測定装置（日本分光社製：ＶＡＰ７０７０）を用いて、偏光度（％）と単体透過率（％）を測定した。
得られた偏光膜の幅方向の中央部と両端部（膜端から１０ｃｍ内側とする）から、長さ４ｃｍ×幅４ｃｍの試験片を切り出し、自動偏光フィルム測定装置（日本分光社製：ＶＡＰ７０７０）を用いて、偏光度（％）と単体透過率（％）を測定した。
（７）染色ムラ
得られた偏光膜の幅方向の中央部と両端部（膜端から１０ｃｍ内側とする）から、長さ３０ｃｍ×幅３０ｃｍの試験片を切り出し、クロスニコル状態の２枚の偏光板（単体透過率４３．５％、偏光度９９．９％）の間に４５°の角度で挟んだ後に、表面照度１４，０００ｌｘのライトボックスを用いて、透過モードで染色ムラを観察し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
○・・・全面に染色ムラが全くなかった。
△・・・全面の２０％未満の領域に染色ムラがあった。
×・・・全面の２０％以上の領域に染色ムラがあった。
得られた偏光膜の幅方向の中央部と両端部（膜端から１０ｃｍ内側とする）から、長さ３０ｃｍ×幅３０ｃｍの試験片を切り出し、クロスニコル状態の２枚の偏光板（単体透過率４３．５％、偏光度９９．９％）の間に４５°の角度で挟んだ後に、表面照度１４，０００ｌｘのライトボックスを用いて、透過モードで染色ムラを観察し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
○・・・全面に染色ムラが全くなかった。
△・・・全面の２０％未満の領域に染色ムラがあった。
×・・・全面の２０％以上の領域に染色ムラがあった。
＜実施例１＞
（ポリビニルアルコール系フィルムの作製）
重量平均分子量１４２，０００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂２，０００ｋｇ、水５，０００ｋｇ、可塑剤としてグリセリン１６８ｋｇとジグリセリン７２ｋｇを入れ（グリセリン：ジグリセリン＝７０：３０（重量比）、ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対する配合量は合計で１２重量部）、撹拌しながら１４０℃まで昇温して、樹脂濃度２５重量％に濃度調整を行い、均一に溶解したポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調製した。次に、上記ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、ベントを有する２軸押出機に供給して脱泡した後、水溶液温度を９５℃にし、Ｔ型スリットダイ吐出口より、回転するキャストドラムに吐出（吐出速度１．９ｍ／分）および流延して製膜した。その製膜したフィルムをキャストドラムから剥離し、そのフィルムの表面と裏面とを２０本の金属製加熱ロールに交互に接触させながら乾燥を行った。その後、幅方向（ＴＤ方向）の両端部をスリットし、厚さ４５μｍ、幅５ｍ、長さ１０ｋｍのポリビニルアルコール系フィルムを得た。得られたポリビニルアルコール系フィルム中のグリセリン、およびジグリセリンを前述の測定方法にて定量分析したところ１０重量％であり、グリセリンとジグリセリンの重量比は７：３であった。また、得られたポリビニルアルコール系フィルムの特性を下記の表１に示す。最後に、そのポリビニルアルコール系フィルムを芯管にロール状に巻き取り、フィルム巻装体を得た。
（ポリビニルアルコール系フィルムの作製）
重量平均分子量１４２，０００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂２，０００ｋｇ、水５，０００ｋｇ、可塑剤としてグリセリン１６８ｋｇとジグリセリン７２ｋｇを入れ（グリセリン：ジグリセリン＝７０：３０（重量比）、ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対する配合量は合計で１２重量部）、撹拌しながら１４０℃まで昇温して、樹脂濃度２５重量％に濃度調整を行い、均一に溶解したポリビニルアルコール系樹脂水溶液を調製した。次に、上記ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、ベントを有する２軸押出機に供給して脱泡した後、水溶液温度を９５℃にし、Ｔ型スリットダイ吐出口より、回転するキャストドラムに吐出（吐出速度１．９ｍ／分）および流延して製膜した。その製膜したフィルムをキャストドラムから剥離し、そのフィルムの表面と裏面とを２０本の金属製加熱ロールに交互に接触させながら乾燥を行った。その後、幅方向（ＴＤ方向）の両端部をスリットし、厚さ４５μｍ、幅５ｍ、長さ１０ｋｍのポリビニルアルコール系フィルムを得た。得られたポリビニルアルコール系フィルム中のグリセリン、およびジグリセリンを前述の測定方法にて定量分析したところ１０重量％であり、グリセリンとジグリセリンの重量比は７：３であった。また、得られたポリビニルアルコール系フィルムの特性を下記の表１に示す。最後に、そのポリビニルアルコール系フィルムを芯管にロール状に巻き取り、フィルム巻装体を得た。
（偏光膜の製造）
得られたポリビニルアルコール系フィルムを上記フィルム巻装体から繰り出し、搬送ロールを用いて水平方向に搬送しながら、まず、水温３０℃の水槽に浸漬して膨潤させながら流れ方向（ＭＤ方向）に１．７倍に延伸した。次に、ヨウ素０．５ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌよりなる３０℃の水溶液中に浸漬して染色しながら流れ方向（ＭＤ方向）に１．６倍に延伸し、ついでホウ酸４０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５０℃）に浸漬してホウ酸架橋しながら流れ方向（ＭＤ方向）に２．１倍に一軸延伸した。最後に、ヨウ化カリウム水溶液で洗浄を行い、５０℃で２分間乾燥して総延伸倍率５．７倍の偏光膜を得た。得られた偏光膜の特性を下記の表２に示す。
得られたポリビニルアルコール系フィルムを上記フィルム巻装体から繰り出し、搬送ロールを用いて水平方向に搬送しながら、まず、水温３０℃の水槽に浸漬して膨潤させながら流れ方向（ＭＤ方向）に１．７倍に延伸した。次に、ヨウ素０．５ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌよりなる３０℃の水溶液中に浸漬して染色しながら流れ方向（ＭＤ方向）に１．６倍に延伸し、ついでホウ酸４０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５０℃）に浸漬してホウ酸架橋しながら流れ方向（ＭＤ方向）に２．１倍に一軸延伸した。最後に、ヨウ化カリウム水溶液で洗浄を行い、５０℃で２分間乾燥して総延伸倍率５．７倍の偏光膜を得た。得られた偏光膜の特性を下記の表２に示す。
＜実施例２〜４、参考例１、比較例１〜４＞
下記の表１に示される条件で製造する以外は、実施例１と同様にして、ポリビニルアルコール系フィルム、および偏光膜を得た。得られたポリビニルアルコール系フィルムの特性を下記の表１に、また得られた偏光膜の特性を下記の表２に示す。
なお、比較例１および３においては、ポリビニルアルコール系フィルム製造中にグリセリンの揮散がひどく、製造設備にグリセリン水溶液の付着が確認された。また、得られたポリビニルアルコール系フィルムの表面に、グリセリンが再付着したとみられる汚れや、金属製加熱ロールとの融着痕が確認された。
下記の表１に示される条件で製造する以外は、実施例１と同様にして、ポリビニルアルコール系フィルム、および偏光膜を得た。得られたポリビニルアルコール系フィルムの特性を下記の表１に、また得られた偏光膜の特性を下記の表２に示す。
なお、比較例１および３においては、ポリビニルアルコール系フィルム製造中にグリセリンの揮散がひどく、製造設備にグリセリン水溶液の付着が確認された。また、得られたポリビニルアルコール系フィルムの表面に、グリセリンが再付着したとみられる汚れや、金属製加熱ロールとの融着痕が確認された。
実施例１〜４のポリビニルアルコール系フィルムは、グリセリンおよびジグリセリンの含有重量比率およびこれら可塑剤の含有割合が本発明の特定の範囲内であるため、これらポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜は、偏光度と単体透過率が高い偏光膜が得られた。これに対し、グリセリンあるいはジグリセリンのみの配合、および、グリセリンおよびジグリセリンの含有重量比率が本発明の特定の範囲を外れた比較例１〜４のポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜は、偏光度と染色ムラに劣ることがわかる。
上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムを用いた偏光膜や偏光板は、偏光性能に優れており、携帯情報端末機、パソコン、テレビ、プロジェクター、サイネージ、電子卓上計算機、電子時計、ワープロ、電子ペーパー、ゲーム機、ビデオ、カメラ、フォトアルバム、温度計、オーディオ、自動車や機械類の計器類等の液晶表示装置、サングラス、防眩メガネ、立体メガネ、ウェアラブルディスプレイ、表示素子（ＣＲＴ、ＬＣＤ、有機ＥＬ、電子ペーパー等）用反射防止層、光通信機器、医療機器、建築材料、玩具等に好ましく用いられる。
Claims (9)
- ポリビニルアルコール系樹脂と、グリセリンおよびジグリセリンを含む可塑剤とを含有する偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムであって、
ポリビニルアルコール系フィルム中の上記可塑剤の含有割合が８〜１６重量％であり、上記グリセリンとジグリセリンの含有重量比率がグリセリン：ジグリセリン＝７０：３０〜９０：１０であり、上記ポリビニルアルコール系樹脂の平均ケン化度が９９．５モル％以上であり、ヘイズが０．６％以下であることを特徴とする偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。 - ２３℃５０％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルム中の可塑剤および水分の合計含有割合が、１６〜２５重量％であることを特徴とする請求項１記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。
- 示差走査熱量計による昇温測定および降温測定をした際に、下記条件（１）〜（３）を全て満足することを特徴とする請求項１または２記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。
条件（１）昇温測定において結晶度指数が０．４以上であること。
条件（２）連続した降温測定において結晶化温度のピークが１８０℃以上であること。
条件（３）上記結晶化温度の半値幅が１０℃以下であること。 - ２０℃６５％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルムの引っ張り試験でのヤング率が、２０〜１００ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。
- ２０℃６５％ＲＨの環境下で２４時間調湿したフィルムの引っ張り試験での破断倍率が、４倍以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。
- 厚さ１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。
- 幅３ｍ以上、長さ４ｋｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルム。
- 請求項１〜７のいずれか一項に記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを製造する方法であって、可塑剤を含有するポリビニルアルコール系樹脂の水溶液を調製する調製工程と、その調製した水溶液を連続的にキャスト型に流延して製膜する製膜工程とを備え、上記可塑剤がグリセリンおよびジグリセリンを含有するものであり、上記可塑剤の配合量がポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して１０〜２１重量部であり、上記グリセリンとジグリセリンの配合重量比率がグリセリン：ジグリセリン＝７０：３０〜９０：１０であり、上記ポリビニルアルコール系樹脂の平均ケン化度が９９．５モル％以上であることを特徴とする偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法。
- 請求項１〜７のいずれか一項に記載の偏光膜用ポリビニルアルコール系フィルムを用いて得られることを特徴とする偏光膜。
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