JPH06250019A - 偏光フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜厚の精度が高く、高温高湿の雰囲気下に長
時間曝らしても耐久性が良く、しかも偏光度の低下が小
さい偏光フィルムを開発すること。 【構成】 平均重合度２６００以上６０００未満のポリ
ビニルアルコール（Ａ）と平均重合度６０００以上のポ
リビニルアルコール（Ｂ）との混合物からなるフィルム
を一軸延伸することによって製造された偏光フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜厚の精度に優れ、且つ
高偏光度を有する偏光フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、卓上計算機、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、これにともな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に使用される場合が多い
ので高耐久性および高偏光度のフィルムが要請されてい
る。現在、知られている代表的な偏光フィルムの一つに
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を染色させた
ものがある。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。しかし、一般にポリビニルアル
コール系フィルムの延伸は湿式法で行われているが、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、フィ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、延伸斑を生じたり
する。その結果、耐久性の低下すなわち高湿度雰囲気下
に長期間放置されたときの偏光度が低下してトラブルの
原因となることがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる問題の対策の一
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ィ
ルムとして用いる試みが提案されているが、該フィルム
を製造する場合、フィルムの膜厚を均一に保つことが容
易でなく、わずかの製膜条件の変動によって膜厚の精度
が低下するため、偏光フィルムの収率が下がる等の工業
的規模での実施にはまだ問題が残されている。この問題
の解決策として特開平４−２０４８０２号公報には高重
合度ポリビニルアルコールに低重合度ポリビニルアルコ
ールを混合する試みが提案されているが、該提案で得ら
れた偏光フィルムは高重合度ポリビニルアルコール本来
の高偏光性を十分に発現し得ない問題を残している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、高重合度ポ
リビニルアルコール本来の高偏光性を更に向上させると
もに、それほど厳密な製造条件を設定しなくても、工業
的に膜厚精度の高い高重合度ポリビニルアルコール系の
偏光フィルムが得られる製造方法について鋭意研究を重
ねた結果、平均重合度２６００以上６０００未満のポリ
ビニルアルコール（Ａ）に平均重合度６０００以上のポ
リビニルアルコール（Ｂ）を配合することにより、その
課題が達成できることを見いだし本発明を完成するに至
った。

【０００５】本発明の偏光フィルムは、平均重合度２６
００以上６０００未満のポリビニルアルコール（Ａ）と
平均重合度６０００以上のポリビニルアルコール（Ｂ）
との混合物からなるフィルムを一軸延伸して得られる。

【０００６】本発明に使用される原料ポリビニルアルコ
ールとしては、酢酸ビニルを重合してえたポリ酢酸ビニ
ルを鹸化して製造された通常のポリビニルアルコールの
ほか、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
ィン等を約１５モル％未満共重合した変性ポリビニルア
ルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセトア
セタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタ
ール等も用いることができる。本発明におけるポリビニ
ルアルコールの鹸化度は９０モル％以上、好ましくは９
５モル％以上、さらに好ましくは９８モル％以上が実用
的である。

【０００７】本発明のポリビニルアルコール（Ａ）の平
均重合度は２６００以上６０００未満である。一方、本
発明のポリビニルアルコール（Ｂ）の平均重合度として
は６０００以上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６０００〜１５０００、特に７
０００〜１００００が好ましい。ポリビニルアルコール
（Ａ）とポリビニルアルコール（Ｂ）の混合物の重量比
は９５／５〜６０／４０、好ましくは９０／１０〜〜７
０／３０である。この割合が９５／５を越える場合およ
び６０／４０未満の場合はいずれも本発明の効果が低
い。上記の原料ポリビニルアルコールを用いて得られた
フィ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よく、
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よい。

【０００８】尚、本発明でいう偏光度とは、 （（Ｈ／−Ｈ⊥）／（Ｈ／＋Ｈ⊥））^1/2×１００
（％） で示される。Ｈ／は２枚の偏光フィルムの配向方法が同
一方向になるよう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（％）、Ｈ⊥は２枚のサンプルの重
ね合わせ時において、偏光フィルムの配向方向が互いに
直交する方向になるように重ね合わせた状態で測定した
透過率（％）である。

【０００９】上記フィルムの製造方法としては、ポリビ
ニルアルコールを水または有機溶剤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。原液調整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
ミン類およびこれらの混合物が用いられる。

【００１０】原液中のポリビニルアルコールの濃度は４
〜５０重量％が実用的である。該溶媒を用いてえられた
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、該溶液を口金スロットから一旦空気
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ィルムを形
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等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。また凝固
浴中に用いる溶媒にはポリビニルアルコールの溶剤と混
和性を有するものが好ましく、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。

【００１１】ポリビニルアルコールフィルムを得る方法
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。この場合のポリビニルアルコ
ール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。

【００１２】前記の如くして得られるポリビニルアルコ
ール未延伸フィルムは次に延伸および染色が施される。
延伸と染色は別々に行っても同時に行ってもよい。別々
に行う場合、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。

【００１３】フィルムへの染色つまり偏光素子の吸着は
フィ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（グラ
ム／リットルを意味する。以下同じ）、ヨウ化カリウム
の濃度は１〜１００ｇ／ｌ、ヨウ素／ヨウ化カリウムの
重量比は１／１０〜１／１００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。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧等の任意の手段
が適用できる。

【００１４】延伸および染色の終了したフィルムは次い
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、ホウ素が実用的である。ホウ素化合物は水
溶液又は水と有機溶媒の混合液の形で濃度０．５〜２モ
ル／ｌ（モル／リットルを意味する）程度で用いられ、
液中には少量のヨウ化カリウムを共存させるのが実用上
望ましい。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、また必要
に応じて処理中に、あるいは処理後に延伸操作を行って
もよい。

【００１５】このようにしてえられた偏光フィルムはそ
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
フィルム、アクリル系フィルム、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素系樹脂フィル
ム、ポリエステル系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹
脂フィルムが挙げられる。

【００１６】

【作用】本発明の偏光フィルムは膜厚の精度が高く、し
かも高温および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。

【００１７】

【実施例】次に実例をあげて本発明の偏光フィルムをさ
らに詳しく説明する。 実施例１ 平均重合度４４００、鹸化度９９．９モル％のポリビニ
ルアルコール９０重量部、重合度８０００、鹸化度９
９．７モル％のポリビニルアルコール１０重量部を水に
溶解して、５．０重量％の濃度の溶液を得た。該液をポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に流延後、乾燥し
て原反フィルムを得た。得られたフィルムを安立電気
（株）製の連続膜厚計を用いてフィルムの幅方向の膜厚
を測定したところ、平均膜厚７５μ、最大膜厚７６μ、
最小膜厚７４μで膜厚精度はきわめて良好であった。次
に、このフィルムをチャックに装着しヨウ素０．４ｇ／
ｌ、ヨウ化カリウム４０ｇ／ｌよりなる水溶液中に３５
℃にて２４０秒浸漬し、次いでホウ酸４０ｇ／ｌ、ヨウ
化カリウム４０ｇ／ｌの組成の水溶液（温度５０℃）に
浸漬するとともに、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。該フィルムの両面に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。得られた偏光フィルム
の単体透過率は４４．８％、偏光度は９９．９％で、偏
光性能のきわめて優れるものであった。更にこのフィル
ムを６０℃、相対湿度９０％の雰囲気下に１０日間放置
した時の単体透過率は４５．４％、偏光度９９．２％
で、耐久性の優れるものであった。

【００１８】比較例１ 平均重合度４４００、鹸化度９９．９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と同じ実験を
行った。得られた原反フィルムの平均膜厚は７４μ、最
大膜厚は７６μ、最小膜厚は７２μで、膜厚の精度は実
施例１に較べて劣るものであった。次にこのフィルムを
実施例１と同様に処理して偏光フィルムを作成した。得
られたフィルムの単体透過率は４５．２％、偏光度は９
９．８％であった。更にこのフィルムを６０℃、相対湿
度９０％の雰囲気下に１０日間放置した時の単体透過率
は４６．７％、偏光度９８．３％であった。

【００１９】実施例２ 平均重合度３０００、鹸化度９９．９モル％のポリビニ
ルアルコール７０重量部、重合度８０００、鹸化度９
９．７モル％のポリビニルアルコール３０重量部を水に
溶解して、５．０重量％の濃度の溶液を得た。該液をポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に流延後、乾燥し
て原反フィルムを得た。得られたフィルムを安立電気
（株）製の連続膜厚計を用いてフィルムの幅方向の膜厚
を測定したところ、平均膜厚７６μ、最大膜厚７７μ、
最小膜厚７５μで膜厚精度はきわめて良好であった。次
に、フィルムを実施例１と同様に処理して偏光フィルム
を作成した。得られた偏光フィルムの単体透過率は４
４．６％、偏光度は９９．９％で、偏光性能のきわめて
優れるものであった。更にこのフィルムを６０℃、相対
湿度９０％の雰囲気下に１０日間放置した時の単体透過
率は４５．３％、偏光度９９．０％で、耐久性の優れる
ものであった。

【００２０】

【効果】本発明においては２種類の重合度の異なる高重
合度のポリビニルアルコールを混合して使用することに
よって、高重合度ポリビニルアルコール偏光フィルムの
もつ偏光性および耐久性を更に向上するとともに、膜厚
精度の高い製品が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均重合度２６００以上６０００未満の
   ポリビニルアルコール（Ａ）と平均重合度６０００以上
   のポリビニルアルコール（Ｂ）との混合物からなるフィ
   ルムを一軸延伸してなる偏光フィルム。