JP7090197B2

JP7090197B2 - 偏光フィルムの製造方法

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Publication number: JP7090197B2
Application number: JP2021074878A
Authority: JP
Inventors: 圭二網谷
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
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Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-06-23
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Description

本発明は、偏光フィルムの製造方法に関する。

偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムを搬送しながら、ポリビニルアルコール系フィルムに延伸処理の他、たとえば、染色処理、架橋処理、乾燥処理などを施すことによって製造される（たとえば特許文献１参照）

特開２００２－４０２５６号公報

ポリビニルアルコール系フィルムに延伸処理を施す場合、ポリビニルアルコール系フィルムが延伸されることによってポリビニルアルコール系フィルムの厚みが薄くなる。そのため、偏光フィルムの製造中にポリビニルアルコール系フィルムが破断する場合があったり、より多くの色ムラが生じ外観が悪化する場合があった。

そこで、本発明は、安定した工程で良好な外観を有する偏光フィルムを製造可能な偏光フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る偏光フィルムの製造方法は、膨潤工程、染色工程および架橋工程を含む偏光フィルムの製造方法であって、上記架橋工程において、ポリビニルアルコール系フィルムに、Ｎ個の延伸処理（Ｎは１以上の整数）が施され、上記Ｎ個の延伸処理は、式（１）および式（２）を満たす範囲内で実施する。
α=（ａ－ｂ）／ａ・・・（１）
０．２８≦αｍａｘ≦０．４２・・・（２）
（式（１）において、ａは、ｎ番目（ｎは１～Ｎまでにいずれかの整数）の延伸処理前の上記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における厚みの平均値[μｍ]を表し、ｂは上記ｎ番目の延伸処理後の上記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における厚みの平均値[μｍ]を表し、上記幅方向の厚みの平均値は、上記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における中央部の厚みと両端部の厚みの平均値である。式（２）において、αｍａｘは、上記Ｎ個の延伸処理に対して求められたＮ個のαの最大値である。）

この場合、Ｎ個の延伸処理が上記式（１）および式（２）を満たす範囲で実施される。そのため、安定した工程で良好な外観を有する偏光フィルムを製造可能である。

上記Ｎ個の延伸処理それぞれにおける延伸倍率は、１．００１以上４．００以下であってもよい。

上記Ｎ個の延伸処理それぞれでは、各延伸処理の前後に配置されたニップロールにより上記ポリビニルアルコール系フィルムを延伸してもよい。この場合、たとえば、各延伸処理の前後に配置されたニップロールの回転速度差によって、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸処理できる。

上記Ｎ個の延伸処理のそれぞれを、下記式（３）を満たす範囲で実施してもよい。
０．１≦Δa/Δｂ≦１．１・・・（３）
（式（３）中、Δaは、上記ｎ番目の延伸処理前における上記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における厚みの最大値と最小値との差を表し、Δｂは、上記ｎ番目の延伸処理後における上記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における厚みの最大値と最小値との差を表す）

式（３）を更に満たすように、Ｎ個の延伸処理を行うことよって、上記ポリビニルアルコール系フィルムの破断が一層抑制され得る。更に色ムラやスジなどの欠陥がより生じにくいので、一層良好な外観を有する偏光フィルムを製造し易い。

本発明によれば、安定した工程で良好な外観を有する偏光フィルムを製造可能な偏光フィルムの製造方法を提供できる。

図１は、一実施形態に係る偏光フィルムの製造方法を説明するための模式図である。図２は、フィルムの幅方向における厚みの測定位置を説明するための図面である。図３は、フィルムの厚み測定方法の一例を説明するための図面である。図４は、実施例１～実施例４および比較例１～比較例６の条件および厚み測定結果を示す図表である。図５は、実施例１～実施例４および比較例１～比較例６の結果を示す図表である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

図１は、本発明の一実施形態に係る偏光フィルムの製造方法の一例を説明する模式図である。

本実施形態では、長尺のポリビニルアルコール系フィルム２（以下、単に「フィルム２」と称す）を搬送しながら、搬送中のフィルム２に、膨潤処理、染色処理、架橋処理、延伸処理、洗浄処理及び乾燥処理を施すことにより、偏光フィルム４を製造する。

フィルム２に直線偏光特性が付与されると、フィルム２は偏光フィルム４として機能する。以下、説明の便宜のため、断らない限り、偏光フィルムの製造における全ての処理が終了した後のフィルム２を偏光フィルム４と称し、全ての処理が完了する前のフィルムをフィルム２と称す。

フィルム２の材料は、偏光フィルムの製造に使用される公知のポリビニルアルコール系樹脂であればよく、ケン化されたポリビニルアルコール系樹脂であることが好ましい。ケン化度の範囲は、８０．０～１００．０モル％であることが好ましく、９０．０～９９．５モル％であることがより好ましく、９３．０～９９．５モル％であることがさらに好ましい。ケン化度とは、式：ケン化度（モル％）＝（水酸基の数）／（水酸基の数＋酢酸基の数）×１００で定義される数値であり、ＪＩＳＫ６７２６（１９９４）で規定されている方法で求めることができる。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、１００～１００００が好ましく、１０００～１００００がより好ましい。平均重合度は、ＪＩＳＫ６７２６（１９９４）によって定められた方法によって求められる数値である。

フィルム２の長尺方向の長さは、たとえば、１０００ｍ以上である。フィルム２の長尺方向の長さが１０００ｍ以上である場合、フィルム２の長尺方向の長さは、たとえば、３００００ｍ以下であり、好ましくは２００００ｍ以下である。フィルム２の幅方向（長尺方向に直交する方向）の長さＬ（図２参照）の例は、１３００ｍｍ～５０００ｍｍである。上述した複数の処理が施される前のフィルム２（後述する原反ロール６を構成するフィルム２）の厚みの例は、１０μｍ～１００μｍである。フィルム２は、溶融押出法、溶剤キャスト法等で製造され得る。フィルム２は購入されたフィルムや事前に延伸や積層等の処理を行ったフィルムでもよい。図１では、フィルム２を原反ロール６として準備し、原反ロール６から繰り出されたフィルム２に上述した複数の処理を施して偏光フィルム４を得る場合を図示している。フィルム２が上記方法（溶融押出法、溶剤キャスト法等）で製造される場合、例えば、上記方法（溶融押出法、溶剤キャスト法等）によって製造されたフィルム２を連続的に搬送して、その搬送中に上記複数の処理を行ってもよい。

図１に示した形態に基づいて、偏光フィルム４の製造方法の一例を説明する。まず、偏光フィルム４の製造装置１０の概略を説明する。製造装置１０は、複数のニップロール１１と、複数のガイドロール１２と、膨潤処理部１３_１と、染色処理部１３_２と、架橋処理部１３_３と、洗浄処理部１３_４と、乾燥処理部１３_５とを備える。

複数のニップロール１１及び複数のガイドロール１２は、フィルム２の搬送機構を構成する。複数のニップロール１１及び複数のガイドロール１２が適宜配置されることによって、フィルム２の搬送経路が構成されている。

ニップロール１１は、２つのロールによってフィルム２を挟み且つ押圧することによって、上記２つのロールの回転力をフィルム２に付与する機能を有する。ニップロール１１は、フィルム２の搬送方向を変更する機能も有する。

ガイドロール１２は、フィルム２を支持するとともに、フィルム２の搬送方向を変更する機能を有する。

膨潤処理部１３_１は、フィルム２に膨潤処理を行う部分である。膨潤処理部１３_１は、膨潤処理のための処理液が貯留された処理槽を有する。膨潤処理部１３_１が有する処理液にフィルム２を浸漬することによって、フィルム２に膨潤処理が行われる。本実施形態では、フィルム２が処理液に浸漬される前及び後に配置されたニップロール１１および２つのガイドロール１２によって、処理液にフィルム２を浸漬するフィルムの搬送経路が形成されている。

上記膨潤処理は、フィルム２の表面の異物除去、フィルム２中の可塑剤除去、後工程での易染色性の付与、フィルム２の可塑化などの目的で行われる。膨潤処理の条件は、これらの目的が達成できる範囲で、かつフィルム２の極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定され得る。膨潤処理部１３_１では、フィルム２を、例えば、温度１０℃～５０℃、好ましくは１５℃～４０℃の処理液に浸漬することにより、膨潤処理が行われる。膨潤処理の時間は、５秒～３００秒程度であり、好ましくは２０秒～１２０秒程度である。膨潤処理部１３_１における処理液の例は水である。そのため、膨潤処理は、フィルム２の水洗処理も兼ねることができる。

染色処理部１３_２は、フィルム２に染色処理を行う部分である。染色処理部１３_２は、染色処理のための処理液が貯留された処理槽を有する。染色処理部１３_２が有する処理液にフィルム２を浸漬することによって、フィルム２に染色処理が行われる。本実施形態では、フィルム２が処理液に浸漬される前及び後に配置されたニップロール１１および２つのガイドロール１２によって、処理液にフィルム２を浸漬するフィルムの搬送経路が形成されている。

本実施形態における染色処理部１３_２が有する処理液は、二色性色素の水溶液であり、染色処理では、フィルム２を二色性色素で染色する。通常の二色性色素による染色処理は、フィルム２に二色性色素を吸着させるなどの目的で行われる。処理条件はこのような目的が達成できる範囲で、かつフィルム２の極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で所望の光学特性に応じて決定される。染色に使用される二色性色素の例は、ヨウ素及び二色性染料である。

二色性色素としてヨウ素を用いる場合は、例えば１０℃～５０℃、好ましくは１５℃～４０℃の温度で、かつ、水１００重量部に対して、ヨウ素を０.００３重量部～０.２重量部及びヨウ化カリウムを０.１重量部～１０重量部含む水溶液中に、１０秒～６００秒間、好ましくは３０秒～３００秒間、フィルム２を浸漬することにより、染色処理が行われる。ヨウ化カリウムに代えて他のヨウ化物、例えば、ヨウ化亜鉛を用いてもよい。他のヨウ化物をヨウ化カリウムと併用してもよい。さらに、ヨウ化物以外の化合物、ホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルトなどを共存させてもよい。水１００重量部に対し、ヨウ素を０.００３重量部以上含んでいる処理液であれば、染色用の処理液とみなすことができる。

二色性色素として水溶性二色性染料を用いる場合は、例えば２０℃～８０℃、好ましくは３０℃～６０℃の温度で、かつ、水１００重量部に対して二色性染料を０.００１重量部～０.１重量部含む水溶液中に、１０秒～６００秒間、好ましくは２０秒～３００秒間、フィルム２を浸漬することにより、染色処理が行われる。使用する二色性染料の水溶液は、染色助剤などを含有していてもよく、硫酸ナトリウムの如き無機塩、界面活性剤などを含有していてもよい。二色性染料は１種類だけ用いてもよいし、所望される色相に応じて２種類以上の二色性染料を併用することもできる。

架橋処理部１３_３は、フィルム２に架橋処理を行う部分である。架橋処理部１３_３は、架橋処理のための処理液が貯留された処理槽を有する。架橋処理部１３_３が有する処理液にフィルム２を浸漬することによって、フィルム２に架橋処理が行われる。本実施形態では、フィルム２が処理液に浸漬される前及び後に配置されたニップロール１１および２つのガイドロール１２によって、処理液にフィルム２を浸漬するフィルムの搬送経路が形成されている。

架橋処理は、架橋による耐水化や色相調整（フィルム２が青味がかるのを防止する等）などの目的で行う処理である。

架橋処理部１３_３で使用する処理液は、例えば、水１００重量部に対してホウ酸を約１重量部～１０重量部含有する水溶液である。染色処理で使用した二色性色素がヨウ素の場合、架橋処理部１３_３で使用する処理液は、ホウ酸に加えてヨウ化物を含有することが好ましく、その量は、水１００重量部に対して、例えば１重量部～３０重量部である。ヨウ化物としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛等が挙げられる。ヨウ化物以外の化合物、塩化亜鉛、塩化コバルト、塩化ジルコニウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸ナトリウム等を共存させてもよい。

架橋処理部１３_３での架橋処理においては、その目的によって、ホウ酸及びヨウ化物の濃度、並びに処理液の温度、処理時間、ロール間距離などを適宜変更することができる。

例えば、架橋処理の目的が架橋による耐水化であり、フィルム２に対し、膨潤処理、染色処理及び架橋処理をこの順に施す場合、処理液の架橋剤含有液は、例えば、濃度が重量比でホウ酸／ヨウ化物／水＝３～１０／１～２０／１００の水溶液である。必要に応じ、ホウ酸に代えてグリオキザール又はグルタルアルデヒド等の他の架橋剤を用いてもよく、ホウ酸と他の架橋剤を併用してもよい。フィルム２を浸漬するときの処理液の温度は、通常５０℃～７０℃程度であり、好ましくは５３℃～６５℃であり、フィルム２の浸漬時間は、通常１０秒～６００秒程度、好ましくは２０秒～３００秒、より好ましくは２０秒～２００秒である。膨潤処理前に予め延伸したフィルム２に対して染色処理及び架橋処理をこの順に施す場合、処理液の温度は、通常５０℃～８５℃程度、好ましくは５５℃～８０℃である。

架橋処理の目的が色相調整であり、例えば、二色性色素としてヨウ素を用いた場合、濃度が重量比でホウ酸／ヨウ化物／水＝１～５／３～３０／１００の架橋剤含有液を処理液として使用できる。フィルム２を浸漬するときの処理液の温度は、通常１０～４５℃程度であり、フィルム２の浸漬時間は、通常１～３００秒程度、好ましくは２～１００秒である。

洗浄処理部１３_４は_、架橋処理後のフィルム２に洗浄処理を行う部分である。洗浄処理部１３_４は、洗浄処理のための処理液が貯留された処理槽を有する。洗浄処理部１３_４が有する処理液にフィルム２を浸漬することによって、フィルム２に洗浄処理が行われる。本実施形態では、フィルム２が処理液に浸漬される前及び後に配置されたニップロール１１および２つのガイドロール１２によって、処理液にフィルム２を浸漬するフィルムの搬送経路が形成されている。洗浄処理における処理液としては、水、ヨウ化カリウムを含む水溶液、ホウ酸を含む水溶液が挙げられる。処理液の温度は、通常２℃～４０℃程度であり、処理時間（浸漬時間）は、通常２秒～１２０秒程度である。

乾燥処理部１３_５は、フィルム２に乾燥処理を行う部分である。本実施形態において乾燥処理部１３_５は、乾燥装置である。乾燥処理部１３_５には、洗浄処理部１３_４で洗浄処理されたフィルム２が搬入され、フィルム２が乾燥処理部１３_５内を通過する間に、フィルム２を乾燥させる。本実施形態では、乾燥処理部１３_５の前後に配置されたニップロール１１によって、乾燥処理部１３_５内でフィルム２を乾燥するフィルムの搬送経路が形成されている。乾燥処理部１３_５内に、フィルム２を支持及び搬送するために、ガイドロール１２が適宜配置されてもよい。乾燥処理部１３_５による乾燥は、約４０℃～１００℃の温度に保たれた乾燥処理部１３_５の中で、約３０秒～約６００秒行われる。図１では、乾燥処理部１３_５を模式的に示している。乾燥処理部１３_５は、フィルム２に付着した水分を乾燥できれば特に限定されず、偏光フィルムの製造において、通常、使用される公知のものでよい。

上記製造装置１０を用いて偏光フィルムを製造する場合、まず、原反ロール６からフィルム２を繰り出す。繰り出されたフィルム２を、複数のニップロール１１及び複数のガイドロール１２で形成される搬送経路に沿って、フィルム２の長尺方向に搬送する。搬送速度の例は、１ｍ／分～６０ｍ／分であってもよく、１.５ｍ／分～５０ｍ／分であってもよい。フィルム２の搬送経路には、原反ロール６側から、膨潤処理部１３_１、染色処理部１３_２、架橋処理部１３_３、洗浄処理部１３_４及び乾燥処理部１３_５が設けられている。したがって、搬送経路に沿ってフィルム２を搬送することによって、フィルム２に、膨潤処理（膨潤工程）、染色処理（染色工程）、架橋処理（架橋工程）、洗浄処理（洗浄工程）及び乾燥処理（乾燥工程）が施される。更に、偏光フィルムの製造方法では、上記架橋工程において、フィルム２に、Ｎ個の延伸処理（Ｎは１以上の整数）が実施される。上述した複数の処理がフィルム２に施されることによって、フィルム２に直線偏光特性が付与され、偏光フィルム４が得られる。偏光フィルム４の厚みは、たとえば、２μｍ～５０μｍである。好ましくは５μｍ～４０μｍである。

上記Ｎ個の延伸処理を説明する。Ｎ個の延伸処理は、式（１）及び式（２）を満たす範囲内で実施する。
α=（ａ－ｂ）／ａ・・・（１）
０．２８≦αｍａｘ≦０．４２・・・（２）
式（１）において、ａは、ｎ番目（ｎは１～Ｎまでのいずれかの整数）の延伸処理前のフィルム２の幅方向における厚みの平均値[μｍ]を表し、ｂはｎ番目の延伸処理後のフィルム２の幅方向における厚みの平均値[μｍ]を表す。
幅方向の厚みの平均値は、図２に示したようにフィルム２の幅方向における中央部の厚みと両端部の厚みの平均値である。図２は、フィルム２の幅方向における厚みの測定位置を説明するための図面であり、フィルム２の長尺方向に直交する断面を模式的に示している。図２に例示したように、上記中央部の厚みは、フィルム２の幅方向において、中央の位置より５％以下の範囲内（図２においてハッチングで示した領域Ａ１内）にある１地点における厚みでよく、上記両端部それぞれの厚みも、フィルム２の幅方向において、一対の縁より５％以下の範囲内（図２においてハッチングで示した領域Ａ２および領域Ａ３）にある１地点における範囲の厚みでよい。
式（２）において、αｍａｘは、Ｎ個の延伸処理に対して求められたＮ個のαの最大値である。

Ｎ個の延伸処理それぞれにおける延伸倍率は、たとえば、１．００１以上４．００以下であり、１．０１以上３．００以下であってもよく、好ましくは１．０５以上２．５０以下である。Ｎ個の延伸処理それぞれは、各延伸処理の前後に配置されたニップロール１１を用いて実施できる。延伸処理は、延伸処理の前後に配置されたニップロール１１の回転速度差を利用することによって実施され得る。各延伸処理に寄与するニップロール１１は延伸処理部として機能する。

図１に示した架橋処理部１３_３で実施する架橋処理（架橋工程）とともに、延伸処理を実施する場合において延伸処理の一例を説明する。この場合、架橋処理部１３_３の前後に配置されたニップロール１１を利用して延伸処理を実施する。式（１）におけるａは、位置ｘ１におけるフィルム２の幅方向に沿った厚みの平均値[μｍ]であり、式（１）におけるｂは、位置ｘ２におけるフィルム２の幅方向に沿った厚みの平均値[μｍ]である。説明の便宜のため、図１に示したように、一つの延伸処理に寄与する２つのニップロール１１のうち上流側のニップロール１１をニップロール１１_ＵＰと称し、下流側のニップロール１１をニップロール１１_ＤＯＷＮと称す。位置ｘ１は、フィルム２がニップロール１１_ＵＰを通過した後の位置である。位置ｘ２は、フィルム２がニップロール１１_ＤＯＷＮを通過した後の位置である。

図３を参照して、一つの延伸処理において式（１）で示されるαの算出方法を説明する。αを算出するために、製造装置１０は、一対の厚み測定部３０と、算出部４０とを有してもよい。

一対の厚み測定部３０のうちの一方の厚み測定部（以下、「厚み測定部３０_ＵＰ」と称す）は、延伸処理前のフィルム２が厚みを測定し、他方の厚み測定部３０（以下、「厚み測定部３０_ＤＯＷＮ」と称す）は、延伸処理後のフィルム２の厚みを測定する。

例えば、厚み測定部３０_ＵＰおよび厚み測定部３０_ＤＯＷＮそれぞれは、３つの厚み計３１を有する。３つの厚み計３１は、フィルム２の中央部及び両端部の厚みを測定可能に、フィルム２の幅方向に沿って配置されている。厚み計３１は、フィルム２の厚みを測定できれば限定されない。厚み計３１は、たとえば非接触式の厚み計（たとえば光学式の厚み計）である。厚み計３１として、たとえばキーエンス社の分光干渉変位タイプ多層膜厚測定器（たとえば、ＳＩ－Ｔ８０等）を使用できる。厚み測定は、厚み計を、フィルム２の幅方向（搬送方向と直交する方向）に移動させながら測定する方法（トラバース式）で行ってもよい。

位置ｘ１にて厚みを測定し、その後、位置ｘ１で厚みを測定したフィルム箇所が位置ｘ２に搬送された時点で厚みを測定してもよいし、位置ｘ１での厚みの測定と位置ｘ２での厚みの測定とを同じタイミングで（すなわち同時に）測定してもよい。「同じタイミング」は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で若干のズレが生じていてもよい。搬送速度にもより、特に限定されないが、上記位置ｘ１での測定時と位置ｘ２の測定時との時間差は、１分以内程度であってもよく、３０秒以内であってもよく、２０秒以内であってもよく、１０秒以内であってもよい。

算出部４０は、厚み測定部３０_ＵＰおよび厚み測定部３０_ＤＯＷＮの結果に基づいて、式（１）中のα（＝（ａ－ｂ）／ａ）を算出する。算出部４０は、厚み測定部３０_ＵＰおよび厚み測定部３０_ＤＯＷＮの結果に基づいて、ａおよびｂを算出した後、それらを利用してαを算出してもよいし、式（１）にａおよびｂを算出する式を組み込み、直接αを算出してもよい。

ここでは、架橋工程で延伸処理を１回実施する場合を例にして、延伸処理およびαの算出方法を説明したが、架橋工程で複数回の延伸処理を実施してもよい。具体的には、フィルム２の搬送経路のうち架橋工程を実施する領域において、３個以上のニップロール１１が配置されていてもよい。この場合、架橋工程を実施する領域に配置された３個以上のニップロール１１のうち隣接する２つのニップロール１１間でそれぞれ延伸処理が実施され得る。複数回の延伸処理をする場合、隣接する２つの延伸処理のうち上流側の延伸処理後のフィルム２の厚みを、下流側の延伸処理前のフィルム２の厚みとして使用してもよい。複数回の延伸処理をする場合、算出部４０は、各延伸処理に対応する一対の厚み測定部３０_ＵＰおよび厚み測定部３０_ＤＯＷＮに対して共通のものを使用してもよい。或いは、各延伸処理に対応する一対の厚み測定部３０_ＵＰおよび厚み測定部３０_ＤＯＷＮに対して一つの算出部４０が配置されてもよい。

偏光フィルムを製造する場合、Ｎ個の延伸処理それぞれに対して得られたαのうち最大のαｍａｘが式（２）を満たすように延伸処理を実施する。以下、各延伸処理に対応するαの算出（α算出のための厚みの測定を含む）およびαｍａｘの取得までの一連の工程を「監視工程」と称する場合がある。

本実施形態の偏光フィルムの製造方法では、式（１）および式（２）を満たすようにフィルム２にＮ個の延伸処理が実施される。そのため、フィルム２を原反ロール６から繰り出して搬送しながら連続的に偏光フィルム４を製造していても、フィルム２が破断しにくく、更に、製造された偏光フィルム４における色ムラを抑制できるので、製造された偏光フィルム４は、良好な外観を有する。すなわち、本実施形態の偏光フィルムの製造方法では、良好な外観を有する偏光フィルム４を安定して製造できる。

偏光フィルム４の色ムラは、次のように評価され得る。暗室内で偏光フィルム４を直線偏光フィルタに対してクロスニコル状態に配置した後、偏光フィルム４をバックライトで照明する。このように照明された偏光フィルム４に色ムラの状態（色ムラが生じていない状態も含む）を評価する。直線偏光フィルタは、偏光フィルム４に対してバックライト側およびバックライトと反対側（観察側）のどちらに配置されてもよい。

偏光フィルムの製造方法が、Ｎ個の延伸処理が式（１）および式（２）を満たすか否かをリアルタイムで監視する監視工程を有する形態では、Ｎ個の延伸処理が式（１）および式（２）を満たさない場合、たとえば、偏光フィルム４の製造を中断できる。製造を中断した場合には、αｍａｘが式（２）を満たすように、偏光フィルム４の製造条件のうち延伸状態に寄与する条件（たとえば、延伸倍率、フィルム２が浸漬される処理液の温度および浸漬時間など）の調整を行えばよい。また、例えばαｍａｘが式（２）を満たすように製造条件を調整しながら製造を継続することもできる。これよって、偏光フィルム４を製造中におけるフィルム２の破断を防止したり、不良品となる偏光フィルム４の製造を抑制したりできる。そのため、安定した工程で偏光フィルム４を製造できる。更に、品質の安定した偏光フィルム４を均一に製造し易い。更にまた、偏光フィルム４の材料コストを低減できる。更に、良品の偏光フィルム４を効率的に製造できるので、偏光フィルム４の製造歩留まりが向上する。

通常、高い光学特性を有する偏光フィルムの製造において、延伸処理を複数行う場合が多い。よって、偏光フィルム４の製造において複数回の延伸処理を行う場合、高い光学特性を維持しながら、前述したように安定した工程で良好な外観を有する偏光フィルム４を製造可能である。

偏光フィルムの製造方法では、製造された偏光フィルム４における色ムラを抑制する観点からＮ個の延伸処理それぞれを、式（３）を更に満たすように実施してもよい。
０．１≦Δa/Δｂ≦１．１・・・（３）
式（３）中、Δaは、ｎ番目の延伸処理前におけるフィルム２の幅方向における厚みの最大値と厚みの最小値との差を表し、Δｂは、ｎ番目の延伸処理後におけるフィルム２の幅方向における厚みの最大値と厚みの最小値との差を表す。

上記ΔａおよびΔｂは、ｎ番目の延伸処理前のフィルム２およびｎ番目の延伸処理後のフィルム２それぞれの幅方向の厚み分布を取得することによって算出され得る。厚み分布は、たとえば、図３に示した厚み計３１を、フィルム２の幅方向に沿って厚み分布取得に適した個数配置することによって取得され得る。トラバース方式で厚みを測定することによって、厚み分布を取得してもよい。

偏光フィルムの製造方法が、前述した監視工程を有する場合、監視工程で式（１）および式（２）が満たされているか否かを監視するとともに、式（３）を満たすか否かを監視すればよい。式（３）が満たされていない場合、式（３）を満たすように、延伸処理に寄与する条件を調整する。たとえば、延伸処理に寄与するニップロール１１の設置状態、フィルム２の搬送状態等を調整する。監視工程で式（１）および式（２）が満たされているか否かを監視する場合には、厚み分布を取得するために測定した幅方向の厚みの測定結果を利用して式（１）および式（２）が満たされているか否かを監視すればよい。

Ｎ個の延伸処理が式（３）を更に満たすように実施されている場合、各延伸処理の前後においてフィルム２の幅方向の厚みの変動の影響を更に低減できる。その結果、偏光フィルム４の製造中においてフィルム２が一層破断しにくい。更に、フィルム２に色ムラやスジなどの欠陥が生じにくいので、良好な外観を有する偏光フィルム４を一層製造し易い。

以上、本発明の実施形態を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示される範囲が含まれることが意図されるとともに、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。たとえば、延伸処理における延伸方法は、フィルム２を延伸できれば２つのニップロール１１を利用した方法に限定されない。延伸処理は、湿式の延伸方法に限らず、乾式の延伸方法が採用されてもよい。架橋工程における上記Ｎ個の延伸処理（式（１）および式（２）を満たす延伸処理）の他、他の工程（たとえば、膨潤工程、染色工程など）でも延伸処理が施されてもよい。上記実施形態及び種々の変形例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わされてもよい。また、偏光フィルムを製造するために、フィルム２には、少なくとも膨潤処理、染色処理、架橋処理および延伸処理が施されていればよい。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に説明する。以下の説明でも偏光フィルムを製造するためのフィルムを「フィルム２」と称す。本発明は、以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
＜偏光フィルムの製造＞
長尺のフィルム２として厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルム（クラレ株式会社製ポバールフィルムＶＦ－ＰS＃７５００、重合度２,４００、ケン化度９９.９モル％以上）を用いて、以下の方法で偏光フィルムを作製した。

フィルム２が巻かれた原反ロールからフィルム２を繰り出し、３０℃の純水に、フィルム２が弛まないように緊張状態を保ったまま浸漬し、フィルム２を十分に膨潤させた（膨潤工程）。次にヨウ素とヨウ化カリウムを含む水溶液に浸漬しつつ原反からの積算延伸倍率が２．４倍になるまで一軸延伸を行った（染色工程）後、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で１２／４．２／１００の５６℃水溶液に浸漬しつつ、１．７５倍一軸延伸を行った（第１架橋工程：原反からの積算延伸倍率が４．２倍）。次いで同一組成、温度の水溶液に浸漬しつつ、１．３倍一軸延伸を行った（第２架橋工程：原反からの積算延伸倍率が５．５倍）。続いて、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で９／２．９／１００の４０℃水溶液に浸漬しながら１．０５倍一軸延伸した（第３架橋工程：原反からの積算延伸倍率が５．７倍）後、５℃の純水に浸漬し（洗浄工程）、７０℃で３分乾燥して（乾燥工程）、偏光フィルムを得た。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断は発生しなかった。

上記偏光フィルムの製造において、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で行った合計３個の延伸処理が上記実施形態で説明した架橋工程におけるＮ個の延伸処理であった。以下、上記第１架橋工程で使用した水溶液を水溶液Ａと称する。

＜厚み測定＞
偏光フィルムの製造中、非接触式厚み測定器（キーエンス社製ＳＩ―Ｔ８０）を用いて、各工程の前後でフィルム幅方向における中央部および両端部の３箇所で搬送中のフィルム２の厚みを測定した。染色工程、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程それぞれにおける処理後のフィルム２の厚みの測定結果は図４に示したとおりであった。図４中の「初期厚み」は、偏光フィルム製造のために用意したフィルム２の厚み（膨潤処理前のフィルム２の厚み）であり、各工程における「厚み」は、上記３箇所の厚みの平均値であった。図４に示した各工程の「厚み」は、同じタイミングで取得された厚みであった。

＜αの算出及びαｍａｘの特定＞
式（１）に基づいて、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で実施された延伸処理に対応するαを算出した。第１架橋工程で実施された延伸処理に対応するα（以下「α１」と称す）は、式（１）のａおよびｂとして染色工程後のフィルム２の厚みおよび第１架橋工程後のフィルム２の厚みを使用して算出した。同様に、第２架橋工程で実施された延伸処理に対応するα（以下「α２」と称す）は、式（１）のａおよびｂとして第１架橋工程後のフィルム２の厚みおよび第２架橋工程後のフィルム２の厚みを使用して算出した。同様に、第３架橋工程で実施された延伸処理に対応するα（以下「α３」と称す）は、式（１）のａおよびｂとして第２架橋工程後のフィルム２の厚みおよび第３架橋工程後のフィルム２の厚みを使用して算出した。算出されたα１、α２およびα３と、それらのうちの最大値であるαｍａｘは図５に示したとおりであった。

＜Δａ／Δｂの算出＞
上記厚み測定で説明したように、染色工程、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程それぞれにおける処理後において得られたフィルム幅方向における中央部および両端部の３箇所の測定結果のうち最大値と最小値の差Δｔ１、差Δｔ２、差Δｔ３および差Δｔ４を算出した。算出結果は、図４に示したとおりであった。図４に示した差Δｔ１、差Δｔ２、差Δｔ３および差Δｔ４を用いて第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で実施された延伸処理に対応するΔａ／Δｂを算出した。以下、Δａ／Δｂをβと称す。

第１架橋工程で実施された延伸処理に対応するΔａ／Δｂ（以下、「β１」と称す）は、ΔａおよびΔｂとして染色工程後の差Δｔ１および第１架橋工程後の差Δｔ２を使用して算出した。同様に、第２架橋工程で実施された延伸処理に対応するΔａ／Δｂ（以下、「β２」と称す）は、ΔａおよびΔｂとして第３架橋工程後の差Δｔ２および第２架橋工程後の差Δｔ３を使用して算出した。同様に、第１架橋工程で実施された延伸処理に対応するΔａ／Δｂ（以下、「β３」と称す）は、ΔａおよびΔｂとして第２架橋工程後の差Δｔ３および第３架橋工程後の差Δｔ４を使用して算出した。算出結果は、図５に示したとおりであった。

＜色ムラの評価＞
製造された偏光フィルムを暗室内で直線偏光フィルタに対してクロスニコル状態に配置した。その後、６０００ｃｄ／ｍ^２のバックライトを、上記直線偏光フィルタを介して偏光フィルムに照射し、偏光フィルムの色ムラを目視観察した。そして、目視による官能検査で色ムラのレベル（強度）を「１」、「２」、「３」の３段階で判定した。評価「１」は最もムラが弱いことを示しており、評価「３」は最もムラが強いことを示しており、評価「２」は、評価「１」と評価「３」の中間を示している。上記官能検査では、色ムラのレベル（強度）に応じて定められたレベル見本サンプルと比較することによって色ムラを上記のように３段階で評価した。実施例１で製造した偏光フィルムは評価「１」であった。

（実施例２）
＜偏光フィルムの製造＞
フィルム２として厚み３０μｍのポリビニルアルコールフィルム（クラレ株式会社製ポバールフィルムＶＦ－ＰＥ＃３０００、重合度２，４００、ケン化度９９．９モル％以上）を用いた点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。偏光フィルムの製造中にフィルムの破断は発生しなかった。

＜厚み測定＞
実施例１と同様にして、各工程の前後でフィルム幅方向における中央部および両端部の３箇所で搬送中のフィルム２の厚みを測定した。染色工程、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程それぞれにおける処理後のフィルム２の厚みの測定結果は図４に示したとおりであった。図４中の各工程の厚みが平均厚みであることは実施例１の場合と同様である。

＜αの算出及びαｍａｘの特定＞
実施例１と同様にして、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で実施された延伸処理に対応するα１，α２およびα３を算出した。算出されたα１，α２およびα３と、それらのうちの最大値であるαｍａｘは図５に示したとおりであった。

＜β（＝Δａ／Δｂ）の算出＞
実施例１と同様にして、差Δｔ１、差Δｔ２、差Δｔ３および差Δｔ４を算出するとともに、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で実施された延伸処理に対応するβ１，β２およびβ３を算出した。算出結果は、図４および図５に示したとおりであった。

＜色ムラの評価＞
製造した偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。実施例２で製造した偏光フィルムの評価結果は「１」であった。

（実施例３）
＜偏光フィルムの製造＞
第１架橋工程および第２架橋工程における水溶液Ａの温度を５８℃に変更した点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断は発生しなかった。

＜色ムラの評価＞
製造した偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。実施例３で製造した偏光フィルムの評価結果は「１」であった。

（実施例４）
＜偏光フィルムの製造＞
第１架橋工程および第２架橋工程における水溶液Ａの温度を６２℃に変更した点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断は発生しなかった。

＜色ムラの評価＞
製造した偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。実施例４で製造した偏光フィルムの評価結果は「２」であった。

（比較例１）
＜偏光フィルムの製造＞
第１架橋工程および第２架橋工程においてヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比を１２／２／１００とした水溶液を用いた点以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断は発生しなかった。比較例１の第１架橋工程および第２架橋工程において使用した水溶液を水溶液Ｂと称す。

＜色ムラの評価＞
製造した偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。比較例１で製造した偏光フィルムの評価結果は「３」であった。

（比較例２）
＜偏光フィルムの製造＞
第１架橋工程および第２架橋工程においてヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比が１２／６．５／１００である水溶液を用いた点以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。比較例２の第１架橋工程および第２架橋工程において使用した上記水溶液を水溶液Ｃと称す。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が頻発し、安定して偏光フィルムを得ることができなかった。比較例２では、フィルム２の破断が生じた場合、原反ロールから再度フィルム２を繰り出し、次の破断が生じるまで偏光フィルムの製造を継続した。

＜色ムラの評価＞
フィルム２の破断が生じるまでに製造された偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。比較例２において製造された偏光フィルムの評価結果は「１」であった。

（比較例３）
＜偏光フィルムの製造＞
フィルム２として実施例２で使用したポリビニルアルコールフィルムを用いた点と、水溶液Ｂを用いて第１架橋工程および第２架橋工程を実施した点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断は発生しなかった。

＜色ムラの評価＞
製造した偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。比較例３で製造した偏光フィルムの評価結果は「３」であった。

（比較例４）
フィルム２として実施例２で使用したポリビニルアルコールフィルムを用いた点と、水溶液Ｃを用いて第１架橋工程および第２架橋工程を実施した点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が頻発し、安定して偏光フィルムを得ることができなかった。比較例４では、フィルム２の破断が生じた場合、原反ロールから再度フィルム２を繰り出し、次の破断が生じるまで偏光フィルムの製造を継続した。

＜色ムラの評価＞
フィルム２の破断が生じるまでに製造された偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。比較例４において製造された偏光フィルムの評価結果は「１」であった。

（比較例５）
第１架橋工程および第２架橋工程における水溶液Ａの温度を５０℃に変更した点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が頻発し、安定して偏光フィルムを得ることができなかった。比較例５では、フィルム２の破断が生じた場合、原反ロールから再度フィルム２を繰り出し、次の破断が生じるまで偏光フィルムの製造を継続した。

＜色ムラの評価＞
フィルム２の破断が生じるまでに製造された偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。比較例５において製造された偏光フィルムの評価結果は「１」であった。

（比較例６）
第１架橋工程および第２架橋工程における水溶液Ａの温度を４５℃に変更した点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを製造した。偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が頻発し、安定して偏光フィルムを得ることができなかった。比較例６では、フィルム２の破断が生じた場合、原反ロールから再度フィルム２を繰り出し、次の破断が生じるまで偏光フィルムの製造を継続した。

＜色ムラの評価＞
フィルム２の破断が生じるまでに製造された偏光フィルムの色ムラを実施例１と同様にして評価した。比較例６において製造された偏光フィルムの評価結果は「２」であった。

［総合評価］
図５に示したように、実施例１～実施例４のαｍａｘに基づけば、実施例１～実施例４では、第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で実施された延伸処理は、式（１）および式（２）を満たしながら実施された。そして、実施例１～実施例４では、偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が生じなかった。すなわち、実施例１～実施例４では、安定して偏光フィルムを製造できた。更に、実施例１～実施例４で製造された偏光フィルムにおいて、色ムラの評価では評価「１」または評価「２」であった。
一方、比較例１～比較例６のαｍａｘに基づけば、比較例１～比較例６における第１架橋工程、第２架橋工程および第３架橋工程で実施された延伸処理は、式（１）および式（２）を満たしていなかった。比較例１，３では、偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が生じなかったが、色ムラの評価は評価「３」であった。比較例２，４～６では、偏光フィルムの製造中にフィルム２の破断が生じ、安定して偏光フィルムを製造できなかった。
したがって、実施例１～実施例４および比較例１～比較例６の結果より、式（１）および式（２）を満たすようにＮ個の延伸処理を実施することによって、色ムラが抑制された偏光フィルム、すなわち良好な外観を有する偏光フィルムを安定して製造可能であることが理解され得る。

更に、実施例１～実施例４におけるΔａ／Δｂの結果を比較すれば、Ｎ個の延伸処理に対して算出された全てのΔａ／Δｂが式（３）を満たす場合、色ムラが一層抑制されていることが理解し得る。

２…フィルム（ポリビニルアルコール系フィルム）、４…偏光フィルム、１１…ニップロール。

Claims

膨潤工程、染色工程および架橋工程を含む偏光フィルムの製造方法であって、
前記架橋工程において、ポリビニルアルコール系フィルムに、Ｎ個の延伸処理（Ｎは２以上の整数）が施され、
前記Ｎ個の延伸処理は、式（１）および式（２）を満たす範囲内で実施する、
偏光フィルムの製造方法。
α=（ａ－ｂ）／ａ・・・（１）
０．２８≦αｍａｘ≦０．４２・・・（２）
（式（１）において、ａは、ｎ番目（ｎは１～Ｎまでのいずれかの整数）の延伸処理前の前記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における厚みの平均値[μｍ]を表し、ｂは前記ｎ番目の延伸処理後の前記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における厚みの平均値[μｍ]を表し、前記幅方向の厚みの平均値は、前記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における中央部の厚みと両端部の厚みの平均値である。
式（２）において、αｍａｘは、前記Ｎ個の延伸処理に対して求められたＮ個のαの最大値である。）
前記Ｎ個の延伸処理それぞれにおける延伸倍率は、１．００１以上４．００以下である、
請求項１に記載の偏光フィルムの製造方法。
前記Ｎ個の延伸処理それぞれでは、各延伸処理の前後に配置されたニップロールにより前記ポリビニルアルコール系フィルムを延伸する、
請求項１または２に記載の偏光フィルムの製造方法。
前記Ｎ個の延伸処理が式（１）および式（２）を満たすか否かを監視する監視工程を有する、
請求項１～３の何れか一項に記載の偏光フィルムの製造方法。
前記Ｎ個の延伸処理のそれぞれを、下記式（３）を満たす範囲で実施する、
請求項１～４の何れか一項に記載の偏光フィルムの製造方法。
０．１≦Δa/Δｂ≦１．１・・・（３）
（式（３）中、Δaは、前記ｎ番目の延伸処理前における前記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における中央部および両端部における厚みの最大値と最小値との差を表し、Δｂは、前記ｎ番目の延伸処理後における前記ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向における中央部および両端部における厚みの最大値と最小値との差を表す）