JPH0243504A - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリビニルアルコール系フィルムよりなる耐湿
熱性に優れ、かつニュー１〜ラルグレ一色相である偏光
フィルムの製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、液晶表示素子の利用の拡大に伴い偏光フィルムの
需要が増大しており、偏光フィルムの性能に対する要求
も厳しくなって、いる。特に、耐湿熱性に優れた偏光フ
ィルムは車載用等の高温多湿の条件下での液晶表示素子
用として強く要望されている。また、液晶表示素子では
文字が白黒であることが見やすさの点で好ましく、漏光
フィルムの色相は二ニーｌ・ラルグレーが必要とされる
。

従来の偏光フィルムでは延伸したポリビニルアルコール
系フィルムにヨウ素や二色性染料を吸着させ、ホウ酸を
含む固定水溶液で処理した後、セルロースエステル系樹
脂からなる保護フィルムを貼り合わせる製造方法が一般
的である。しかし、これらの方法により製造される偏光
フィルムは一般に耐湿熱性が良好でなく、たとえば６０
℃、９０％相対湿度（ＲＨ）の雰囲気下における耐湿熱
性試験を行なうと偏光度が著しく低下する。そこで、耐
湿熱性を向上させる手段として、ポリエステルやポリス
ルホン等の透湿率の低い保護フィルムを用いる方法があ
るが、透過率の低下、複屈折による干渉縞の発生、ポリ
ビニルアルコール系フィルムとｉｓフィルムの吸湿膨潤
率の差によるカール等の問題が発生するので、現在はセ
ルロースエステル系樹脂からなる保護フィルム以外はほ
とんど用いられていない。一方、ヨウ素吸着および固定
処理工程では固定水溶液中にヨウ化カリウムを添加する
方法や固定処理後に偏光フィルムを熱処理する方法によ
り耐湿熱性を改善できることが知られている。さらに、
これらの併用は一層有効である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、耐湿熱性を向上させるべく、ヨウ素吸着
後に固定水溶液中にヨウ化カリウムを添加して固定処理
を行なった後、熱処理を行なうと、耐湿熱性の顕著な向
上は認められるが色相が黄色に変化するという問題が発
生する。ヨウ化カリウム濃度の増加に従い耐湿熱性はさ
らに向上するが色相の黄変も著しくなる。この理由は明
らかではないが、偏光素子であるポリヨウ素のうち５０
０〜７００　ｎｍの波長域で二色性を示す種が５００ｎ
ｍ以下に二色性を示す種に変化するためと考えられる。

一方、この変色を避けて、熱処理条件を緩やかにすると
十分な耐湿熱性が得られない。従って、従来の方法では
耐湿熱性とニュー１−ラルグレー・色相の両方の特性を
満足する偏光フィルノ、は得られがたい。

本発明はポリビニルアルコール系フィルノ、にヨウ素を
吸着させてなる偏光フィルムの耐湿熱性を向上させ、か
つ色相をニュートラルダレーとする方法を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記の目的を達成するために、偏光フィ
ルムの耐湿熱性向上方法および色相の改善方法について
鋭意検討したところ、熱処理後にポリビニルアルコール
系フィルムの溶解防止剤を含む水溶液で処理することに
より耐湿熱性が向上し、かつニュートラルダレ−色相の
偏光フィルムが得られることを見い出し、本発明に至っ
たものである。

すなわち、本発明はポリビニルアルコール系フィルムに
ヨウ素を吸着させた後、ヨウ化カリウムおよびホウ酸を
含む水溶液で処理してなるフィルムを熱処理した後、ポ
リビニルアルコール系フィルムの溶解防止剤を含む水溶
液で処理することを特徴とする耐湿熱性に優れたニュー
トラルグレー・色相の偏光フィルムの製造方法に関する
ものである。

本発明で用いるポリビニルアルコール系フィルムはフィ
ルムを構成する樹脂中のアセチル基の少なくとも８５モ
ル％以上好ましくは９０〜１００モル％がケン化されて
ヒドロキシル基に変換されたものが望ましい０例えばポ
リビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフ
ィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢
酸ビニル共重合体ケン化物フィルムのごときポリビニル
アルコール誘導体フィルムを用いることができる。

ここでポリビニルアルコール系フィルムはフィルムを構
成する樹脂のケン化度が８５モル％以下の場合、十分な
偏光度が得られず好ましくない。これは、ヨウ素の吸着
部位であるヒドロキシル基が少ないためにヨウ素の吸着
が十分でないためと考えられる。

ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させた
後のヨウ化カリウムおよびホウ酸を含む水溶液での処理
において、該水溶液中のヨウ化カリウム濃度は好ましく
は５〜３０重量部、より好ましくは１０〜２５重量部で
ある。５重量部以下であればヨウ化カリウム添加による
耐湿熱性の向上効果が十分でない場合があり、３０重量
部以上であれば５００〜７００　ｎｍの波長域で二色性
を示すポリヨウ素偏光素子の形成が抑制され、偏光度が
低下することがある。また、該水溶液中のホウ酸濃度は
好ましくは２〜１５重量部、より好ましくは８〜１５重
量部である。２重量部以下であれば固定効果が十分でな
いために耐湿熱性が低くなり易い。１５重量部以上であ
れば、ホウ酸の溶解が困難であるうえに経済的でない。

熱処理の温度は必ずしも限定されないが、１２０〜２０
０℃、好ましくは１４０〜１８０℃で処理すると良い９
１２０℃以下の場合は耐湿熱性の向上効果が不十分なこ
とがあり、２００℃以上ではポリビニルアルコール系フ
ィルムの劣化が生じ、耐湿熱性が低下する傾向があるの
で好ましくない。

ポリビニルアルコール系フィルムの溶解防止剤としては
、処理中に実質的にポリビニルアルコール系フィルムの
溶解を防止する効果があるものであれば特に限定されな
いが、たとえばホウ酸、ホウ砂、銅化合物、ジルコニウ
ム化合物、ホルマリン、グルタルアルデヒド、等の架橋
剤および、または硫酸す１〜リウム、硫酸アンモニウム
等の凝固剤等を用いることができる。中でもホウ酸およ
び、またはホウ砂の水溶液は低毒性で取扱易く、色相を
ニュートラルグレーに変化させる効果に優れるので特に
有効である。さらに、該水溶液中にポリビニルアルコー
ル系フィルムの溶解防止剤以外の添加剤が含まれていて
もよい。たとえば、ヨウ化カリウム、ヨウ化コバルト等
の金属のヨウ化物あるいはチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸
す１〜リウム等の還元剤を添加すると偏光フィルムの透
過率を調節することができる。

該水溶液に用いるポリビニルアルコール系フィルムの溶
解防止剤濃度は好ましくは８〜３０重景部、より好まし
くは１０〜２５重量部である９８重量部以下では架橋効
果が十分でないために処理中にポリヨウ素偏光素子の脱
着が生じ、偏光度が低下することがある。一方、３０重
量部以上であれば偏光フィルムの寸法変化が生じ易いう
えに経済的でない。

［実施例］ 以下、本発明を実施例で説明する。

本発明における透過率（Ｙ）は日本電子機械工業界規格
ＬＤ−２０１に準じて、４００〜７００ｎｍの波長域で
１０ｎｍおきに求めた分光透過率で、から、次式で算出
したものである。

ｆＰλ゛ｙλ゛７λｄλ Ｙ＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｘ１００
ｆＰλ°ｙλｄ＾ ・　・　　（１） ここで、Ｐ　は標準光（Ｄ６５光源）の分光分布、λ ｙｌは２度視野Ｘ、Ｙ、Ｚ系に基づく等色間数である。

１枚の偏光フィルムの透過率を単体透過率Ｙ、２枚の偏
光フィルムをその配向方向が同一となるように重ねた場
合を平行位透過率ＹＰ、２枚の偏光フィルムをその配向
方向が直交となるように重ねた場合を直交位透過率Ｙ。

とそれぞれ称する。

偏光度■は、平行位透過率Ｙｐおよび直交位透なお、分
光透過率τオは分光光度計（日立製作新製、Ｕ−３４０
０型）を用いて測定した。

色相は分光測色計（スガ試酸機製、ＭＳＣ−２型）を用
いて単体の偏光フィルムについて色立体座標のｂ値を測
定し、評価を行なった。ｂ値が正であれば黄色の傾向で
あり、負であれば青色の傾向にある。

実施例１ ケン化度９９．５モル％のポリビニルアルコール樹脂か
らなる厚さ５０μｍのフィルムを１３０℃で縦−軸に４
．５倍の延伸を施し、偏光フィルム基材とした。この延
伸ポリビニルアルコールフィルムを緊張状態に保ったま
まヨウ素０．２重量部、ヨウ化カリウム２３重量部から
なる４０℃の水溶液に１０秒間浸漬した。次に、ヨウ化
カリウム１０重量部、ホウ酸１０重量部からなる６５℃
の水溶液に９０秒間浸漬して偏光フィルムを得な。

さらに、この偏光フィルムを１５０℃の熱風オーブン中
で１８０秒間熱処理した後に、ホウ酸１０重量部を含む
６５℃の水溶液に１５秒間浸漬してニュー１−ラルグレ
ー色相の偏光フィルムを得た。

最後に、この偏光フィルムの両面に、市販の厚さ８０μ
ｍｃｒ）ｔ−リアセチルセルロースフィルム（富士写真
フィルム製、フジタック）をポリビニルアルコール樹脂
系接着剤で貼り合わせた。このようにして得られた偏光
フィルムを６０℃、９０％相対湿度（ＲＨ）の恒温恒湿
槽内に３００時間放置した後、透過率および偏光度を測
定し、初期値からの低下度を透過率変化ΔＹおよび偏光
度変化へ■として評価した。結果を第１表に示す。

実施例２ ヨウ素吸着後にヨウ化カリウム２０重量部、ホウｆｉ１
２重量部からなる６５℃の水溶液に９０秒間浸漬して偏
光フィルムを作製し、続いて熱処理を１８０’Ｃで６０
秒間行なった後に、ホウ酸１５重量部、ホウ砂５重量部
を含む６５℃の水溶液に１５秒間浸漬した以外は実施例
１と全く同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィ
ルムはニュートラルグレーの色相であった。さらに、こ
の偏光フィルムに実施例１と全く同様の耐湿熱性試験を
施した。結果を同じく第１表に示す。

実施例３ ヨウ素吸着後にヨウ化カリウム５重量部、ホウ酸５重量
部からなる６５℃の水溶液に９０秒間浸漬して偏光フィ
ルムを作製し、続いて熱処理を１５０℃で１８０秒間行
なった以外は実施例１と全く同様にして偏光フィルムを
得た。この偏光フィルムはニュートラルグレーの色相で
あった。さらに、この偏光フィルムに実施例１と全く同
様の耐湿熱性試験を施しな。結果を同じく第１表に示す
。

実施例４ 熱処理を１００℃で１８０秒間行なった以外は実施例１
と全く同様にして偏光フィルムを得な。

この偏光フィルムはニュートラルグレーの色相であった
。さらに、この偏光フィルムに実施例１．と全く同様の
耐湿熱性試験を施した。結果を同じく第１表に示す。

実施例５ 熱処理を２００℃で３０秒間行なった以外は実施例１と
全く同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルム
はニューＩ−ラルグレーの色相であった。さらに、この
偏光フィルムに実施例１と全く同様の耐湿熱性試験を施
した。結果を同じく第１表に示す。

実施例６ 熱処理後にホウ酸５重量部からなる６５℃の水溶液に１
５秒間浸漬する以外は実施例１と全く同様にして偏光フ
ィルムを得た。この偏光フィルムはニュートラルグレー
の色相であった。さらに、この偏光フィルムに実施例１
と全く同様の耐湿熱性試験を施した。結果を同じく第１
表に示す。

比較例１ 溶解防止剤を含む水溶液による処理を行なわない以外は
実施例１と全く同様にして偏光フィルムを得た。この偏
光フィルムはイエローイッシュグレーの色相であった。

さらに、この偏光フィルムに実施例１と全く同様の耐湿
熱性試験を施した。

結果を同じく第１表に示す。

比較例２ 熱処理を行なわない以外は実施例１と全く同様にして偏
光フィルムを得た。この偏光フィルムはブルーイッシュ
グレーの色相であった。さらに、この偏光フィルムに実
施例１と全く同様の耐湿熱性試験を施した。結果を同じ
く第１表に示す。

［発明の効果］ 本発明の製造方法を実施することにより偏光フィルムの
耐湿熱性の向上が計れるとともに、色相をニュー１−ラ
ルグレーにできる。従って、得られた偏光フィルムは液
晶表示装置等の光学機器の見やすさを改善し、信頼性を
向上させるとともに、サングラス、調光装置等の種々の
用途にも使用することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着
   させた後、ヨウ化カリウムおよびホウ酸を含む固定水溶
   液で処理してなるフィルムを熱処理した後、ポリビニル
   アルコール系フィルムの溶解防止剤を含む水溶液で処理
   することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
2. （２）ポリビニルアルコール系フィルムがケン化度８５
   〜１００モル％のポリビニルアルコールフィルムである
   ことを特徴とする請求項１記載の偏光フィルムの製造方
   法。
3. （３）固定水溶液がヨウ化カリウム５〜３０重量部およ
   びホウ酸２〜１５重量部を含む水溶液であることを特徴
   とする請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。
4. （４）熱処理温度が１００〜２００℃であることを特徴
   とする請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。
5. （５）ポリビニルアルコール系フィルムの溶解防止剤が
   ホウ酸および、またはホウ砂であることを特徴とする請
   求項１記載の偏光フィルムの製造方法。