JPH04223404A - 偏光フイルム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜厚精度に優れ且つ高偏
光度を有する偏光フイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、卓上電子計算機、電子時計、ワー
プロ、自動車や機械類の計器類等に液晶表示装置が用い
られ、これに伴い偏光板の需要も増大している。特に、
計器類においては苛酷な条件下で使用される場合が多い
ので高耐久性及び高偏光度のフイルムが要請されるので
ある。

【０００３】現在、知られている代表的な偏光フイルム
の一つにポリビニルアルコール系フイルムにヨウ素を染
色させたものがあり、これはポリビニルアルコールの水
溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色
した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物で耐
久化処理を行うことによって製造されている。

【０００４】しかし、一般にポリビニルアルコール系フ
イルムの延伸は湿式法にて行なわれているが、水分によ
って分子間の水素結合が切断され、分子の運動が増加す
るため、フイルムの延伸性に多大の影響を与え、安定な
加工がかなり困難であったり延伸ムラを生じたりする。

【０００５】その結果、耐久性が低下するつまり高湿度
雰囲気下に長期間放置された時の偏光度が低下して実用
上のトラブルの原因となることがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる対策の一つとし
て高重合度のポリビニルアルコール例えば平均重合度が
２６００以上のポリビニルアルコールを原反フイルムと
して用いる試みが提案されているが、該フイルムを製造
する場合、フイルムの膜厚を均一に保つことが容易でな
く、僅かの製膜条件の変動によって膜厚精度が低下する
ため、偏光フイルムの得率が下がる等の工業的規模での
実施には未だ問題が残されているのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、それ程厳
密な製膜条件を設定しなくても、工業的有利に膜厚精度
の高い高重合度ポリビニルアルコール系の偏光フイルム
を得るため鋭意研究を重ねた結果、平均重合度２６００
以上のポリビニルアルコールにハロゲン化リチウムを配
合する場合、その目的が達成出来ることを見出し本発明
を完成するに至った。

【０００８】本発明の偏光フイルムは高重合度のポリビ
ニルアルコールとハロゲン化リチウムを混合してなるポ
リビニルアルコール系フイルムの一軸延伸フイルムであ
る。ポリビニルアルコールは通常、酢酸ビニルを重合し
たポリ酢酸ビニルをケン化して製造されるが、本発明で
は必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽
和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含
む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホ
ン酸塩等、酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有してい
ても良い。

【０００９】ポリビニルアルコールにおけるケン化度は
８５〜１００モル％、好ましくは９８〜１００モル％が
実用的である。又、本発明の高重合度ポリビニルアルコ
ールの平均重合度としては任意のものが使用可能である
が、本発明の効果を得るためには平均重合度が２６００
以上、好ましくは３５００〜５０００が有利である。

【００１０】又、ハロゲン化リチウムとしては塩化リチ
ウム、ヨウ化リチウム、臭化リチウム等があげられるが
、塩化リチウムが好適に使用される。高重合度ポリビニ
ルアルコールに対するハロゲン化リチウムの混合割合は
０．１〜１０重量％が有利である。

【００１１】その割合が０．１重量％以下では本発明の
効果が得難く、一方１０重量％以上では製膜性の低下、
耐久性や高偏光性の物性低下がおこる。該ポリビニルア
ルコールフイルムは一軸延伸されているが、その倍率は
３．５〜１０倍、好ましくは４．５〜７倍である。かか
る延伸倍率は最終的に上記の範囲になる様に設定されれ
ば良く、延伸操作は一段階のみならず、製造工程の任意
の段階で多段階に実施すれば良い。尚、本発明でいう偏
光度とは数１で示される。

【００１２】

【数１】 ここでＨ１１は２枚の偏光フイルムサンプルの重ね合わ
せ時において、偏光フイルムの配向方向が同一方向にな
る様に重ね合わせた状態で分光光度計を用いて測定した
透過率（％）、Ｈ１は２枚のサンプルの重ね合わせ時に
おいて、偏光フイルムの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測定した透過率（％）で
ある。

【００１３】上記のフイルムの製造法としては、ポリビ
ニルアルコールを水又は有機溶媒に溶解した原液を流延
製膜して、延伸してヨウ素染色するか延伸と染色を同時
に行うかヨウ素染色して延伸した後、ホウ素化合物処理
する方法が挙げられる。原液調製に際して使用される溶
媒としては例えば水はもちろん、ジメチルスルホキシド
（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン、グリセリン、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレン
グリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコー
ル、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミ
ン類及びこれらの混合物が用いられる。

【００１４】上記有機溶媒中には少量例えば５〜３０重
量％の水を含有させても差し支えない。原液中のポリビ
ニルアルコールの濃度は４〜１０重量％が実用的である
。該溶剤を用いて得られたポリビニルアルコール製膜原
液は、キャスト法、押出法等任意の方法で製膜される。 製膜方式としては乾・湿式製膜法にて、即ち、該溶液を
口金スリットから一旦空気中、又は窒素、ヘリウム、ア
ルゴン等の不活性雰囲気中に吐出し次いで凝固浴中に導
いて未延伸フイルムを形成せしめる。又は口金から吐出
された製膜溶液は一旦ローラー、あるいはベルトコンベ
アー等の上で溶剤を一部乾燥した後で凝固浴中に導入し
ても差し支えない。

【００１５】また凝固浴に用いる溶媒には前記高重合度
ポリビニルアルコールの溶剤と混和性を有するもので例
えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル等のアルコール類、アセトン、ベンゼン、トルエン等
が挙げられる。ポリビニルアルコールフイルムを得る方
法としては、上記以外にいわゆるゲル延伸法と呼ばれて
いる方法も採用可能である。

【００１６】即ち、ポリビニルアルコールを重合体濃度
が３０％以下になるよう溶剤に溶解してポリビニルアル
コール製膜原液を調製する。該溶液をスリット状口金を
通して空気又は不活性雰囲気中に吐出させ、次いで表面
が冷却されたローラーやベルトコンベアーの上にあるい
は凝固液中に導入してゲル化フイルムを形成させる。該
ゲル化フイルムは脱溶媒の後延伸させられる。該製膜法
は前記乾・湿式製膜法とほとんど同じであるが重合体濃
度が原液と変化しないようににゲル化フイルムを形成さ
せる点で差がある。

【００１７】この場合のポリビニルアルコール製膜原液
の溶媒としては、グリセリン、エチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ト
リメチロールプロパン等の多価アルコール、ベンゼンス
ルホンアミド、カプロラクタム等が例示できる。

【００１８】前記のごとくして得られるポリビニルアル
コール未延伸フイルムは次ぎに延伸及び染色が施される
。延伸と染色は別々に行っても同時に行っても良い。 別々に行なう場合、延伸と染色の順序も任意である。延
伸は一軸方向に３．５倍以上好ましくは４．５倍以上延
伸することが望ましい。この際、前記と直角方向にも若
干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度あるいはそれ以
上の延伸）を行っても差し支えない。延伸時の温度条件
は５０〜１３０℃から選ぶのが普通である。

【００１９】フイルムへの染色つまり偏光素子の吸着は
フイルムに偏光素子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
カリの濃度は１０〜５０ｇ／ｌ、ヨウ素／ヨウ化カリの
重量比は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜
４８０秒程度が実用的である。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差し支えない。

【００２０】接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任
意の手段が適用出来る。延伸及び染色の終了したフイル
ムは次いでホウ素化合物によって処理される。ホウ素化
合物としてはホウ酸、ホウ砂が実用的である。ホウ素化
合物は水溶液又は水−有機溶媒混合液の形で濃度０．５
〜２モル／ｌ程度で用いられ、液中には少量のヨウ化カ
リを共存させるのが実用上望ましい。

【００２１】処理法は浸漬法が望ましいが勿論塗布法、
噴霧法も実施可能である。処理時の温度は５０〜７０℃
程度、処理時間は５〜２０分程度が好ましく、又必要に
応じて処理中に、あるいは処理後に延伸操作を行っても
良い。

【００２２】このようにして得られた偏光フイルムはそ
の両面あるいは片面に光学的透明度と機械的強度に優れ
た保護膜を貼合して、偏光板として使用される。保護膜
としては従来から知られているセルロースアセテート系
フイルム、アクリル系フイルム、４フッ化エチレン−６
フッ化プロピレン系共重合体等のフッソ素系樹脂フイル
ム、ポリエステル系樹脂フイルム、ポリオレフィン系樹
脂フイルム等が挙げられる。

【００２３】

【作　　用】本発明の偏光フイルムは膜厚精度が高くし
かも高温、高湿状態での耐久性が改善され長時間放置し
てもその偏光度が低下しない。かかる特性を利用して液
晶表示体の用途に用いられ、特に車両用途、各種工業計
器類の表示等に有用である。

【００２４】

【実施例】次に実例をあげて本発明の偏光フイルムを更
に詳しく説明する。 実施例１ 平均重合度３８００、ケン化度９９．５モル％のポリビ
ニルアルコール１００部及塩化リチウム２部を水に溶解
し、５．０重量％濃度の溶液を得た。該液をポリエチレ
ンテレフタレートフイルム上に流延後、乾燥し原反フイ
ルムを得た。このフイルムをチャックに装着しヨウ素０
．２ｇ／ｌ、ヨウ化カリ６０ｇ／ｌよりなる水溶液中に
３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸７０ｇ／ｌ、
ヨウ化カリ３０ｇ／ｌの組成の水溶液に浸漬すると共に
、同時に６．０倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホ
ウ酸処理を行った。最後に室温で２４時間乾燥した。該
フイルムの両面に３重量％濃度のポリビニルアルコール
水溶液を用いて、膜厚８０μの三酢酸セルロース膜をラ
ミネートした。

【００２５】得られた偏光フイルムの単体透過率は４４
％、偏光度は９９．８％であった。更にこのフイルムを
６０℃、相対湿度９０％の雰囲気中に１０日間放置した
時の単体透過率は４５％、偏光度は９８．５％であった
。又、安立電気連続膜厚計を用いてフイルムの巾方向の
膜厚を測定したところ、平均膜厚７１μ、最大値７２μ
、最小値７０μで膜厚精度は極めて良好であった。

【００２６】対照例１ 平均重合度３８００、ケン化度９９．５モル％のポリビ
ニルアルコールのみを用いた以外は実施例１と同一の実
験を行った。単体透過率は４４％、偏光度は９９．８％
、高湿放置後の単体透過率は４５％偏光度９８．５％で
あり良好であったが、平均膜厚７３μ、最大値７７μ、
最小値６８μであり膜厚精度が悪かった。

【００２７】実施例２ 重合度４５００、ケン度９９．３モル％のポリビニルア
ルコール１００部、及び塩化リチウムを５部用いた以外
は実施例１と同一の実験を行った。結果を表１に示す。

【００２８】実施例３ 実施例１において原反フイルムを室温で乾燥した。つづ
いて１１０℃にて一軸方向に５．０倍延伸した。延伸フ
イルムをチャックに装着し実施例１と同じ組成のヨウ素
液、ホウ酸液中でそれぞれ２４０秒、５分間処理しつつ
、更に１．３倍の再延伸を行った。結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明においてはハロゲン化リチウムを
併用することによって高重合度ポリビニルアルコール偏
光フイルムのもつ耐久性を保持しながら、膜厚精度の高
い製品が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平均重合度２６００以上の高重合度ポリビ
   ニルアルコールにハロゲン化リチウムを配合した混合物
   からなるフイルムを一軸延伸してなる偏光フイルム。
2. 【請求項２】高重合度ポリビニルアルコールに対してハ
   ロゲン化リチウムを０．１〜１０重量％してなる請求項
   １記載の偏光フイルム。
3. 【請求項３】ハロゲン化リチウムとして塩化リチウムを
   使用することを特徴とする請求項１記載の偏光フイルム
   。