JPH08190016A - 偏光膜の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンジオタクティシティ５５％以上のポリビ
ニルアルコール系重合体に二色性染料の１種以上を０．
００１〜１重量％混合し、製膜してなるフィルムを一軸
延伸することを特徴とする偏光膜の製造法。 【構成】 ポリビニルアルコールに二色性染料を混合し
て製膜することにより、偏光膜に必要とされる染色濃度
が容易に得られ、染色ムラを防ぎ、高偏光性能が達成で
きる。温延伸性に優れ、光学特性の向上した偏光フィル
ム及びその製造法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は偏光性能および耐久性能
に優れた偏光膜の効率の良い製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光の透過および遮蔽機能を有する偏光板
は、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の基本的な構成要素である。こ
のＬＣＤの適用分野も、初期の頃の電卓およびウオッチ
等の小型機器から、ラップトップパソコン、ワープロ、
液晶カラープロジェクター、車載用ナビゲーションシス
テム、液晶テレビおよび屋内外の計測機器等の広範囲に
広がり、使用条件も低温〜高温、低湿度〜高湿度の幅広
い条件で使用されることから、従来品以上に偏光性能が
高くかつ耐湿熱性に優れた偏光板が求められている。

【０００３】偏光板は一般にポリビニルアルコール系重
合体フィルム（以下、ポリビニルアルコール系重合体を
ＰＶＡ、ポリビニルアルコール系重合体フィルムをＰＶ
Ａフィルムと略記することがある）を一軸延伸し、染色
して作成した偏光膜とその両外面を三酢酸セルロース
（ＴＡＣ）などの支持板を貼り合わせた構成をしてい
る。従来の偏光膜は、ＰＶＡフィルムをヨウ素あるいは
二色性染料を使用して、一軸延伸させて染色させるか、
染色した後一軸延伸してから、ホウ素化合物で固定処理
を行うことによって製造されている。

【０００４】高偏光性と高耐湿熱性を得る方法としては
シンジオタクティシティを高めたＰＶＡフィルムを用い
る方法が提案されている（特開平３−２０６４０２号、
特開平３−２７４５０８号）。しかしながら、高シンジ
オタクティシティＰＶＡは高結晶性のために、二色性染
料の染色性にやや劣り、特に乾式製膜で作られたフィル
ムの場合は二色性染料の染色が悪いという問題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高シンジオ
タクティシティＰＶＡを用いて高偏光性および高耐湿熱
性の偏光膜を得ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために種々検討した結果、シンジオタクティシティ
５５％以上のポリビニルアルコール系重合体に二色性染
料の１種以上を０．００１〜１重量％混合し、製膜して
なるフィルムを一軸延伸することを特徴とする偏光膜の
製造法を見出し、本発明を完成させるに到った。ポリビ
ニルアルコールに二色性染料を混合して製膜することに
より、偏光膜に必要とされる染色濃度が容易に得られ、
染色ムラを防ぎ、高偏光性能が達成できる。

【０００７】本発明におけるシンジオタクティシティ５
５％以上のＰＶＡとしては、ＮＭＲ法で測定したダイア
ッド表示によるシンジオタクティシティが５５％以上の
ＰＶＡが使用できる。なかでも、シンジオタクティシテ
ィ５７％以上のＰＶＡが好適であり、６０％以上がさら
に好適である。シンジオタクティシティの増加は、偏光
膜の耐湿熱性や耐熱性を向上させ、さらに偏光性能を向
上させるものであるが、あまりシンジオタクティシティ
が高くなるとＰＶＡ自体の製造が困難になることから、
シンジオタクティシティの上限は好ましくは７５％以
下、さらに好ましくは７０％以下である。

【０００８】シンジオタクティシティ５５％以上のＰＶ
Ａは、ピバリン酸ビニル、トリフロロ酢酸ビニル、トリ
クロロ酢酸ビニル、蟻酸ビニルのような側鎖の嵩高いビ
ニルエステルまたは極性の高いビニルエステル重合体の
加水分解、もしくはｔ−ブチルビニルエーテルやトリメ
チルシリルビニルエーテルの分解によって得られる。こ
の中で、高シンジオタクティシティおよび高重合度のポ
リマーを得やすく、かつ得られるＰＶＡの耐水性の良好
なピバリン酸ビニルの単独重合体または共重合体からの
ＰＶＡが好適である。ここで共重合体の場合のコモノマ
ー単位は、ケン化によってビニルアルコール単位を生成
する単位とそれ以外の単位に分けられる。

【０００９】前者の単位はシンジオタクティシティの制
御を目的に共重合されるもので、酢酸ビニル、蟻酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニ
ル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステ
アリン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類
であり、共重合量はシンジオタクティシティとの関係で
設定される。一方、後者のコモノマーは、主として変性
を目的に共重合されるもので、本発明の趣旨を損なわな
い範囲で使用される。

【００１０】このようなコモノマーとして例えば、エチ
レン、プロピレン，１−ブテン，イソブテン等のオレフ
ィン類、アクリル酸およびその塩とアクリル酸メチル，
アクリル酸エチル，アクリル酸ｎ−プロピル，アクリル
酸ｉ−プロピル，アクリル酸ｎ−ブチル，アクリル酸ｉ
−ブチル，アクリル酸ｔ−ブチル，アクリル酸２−エチ
ルヘキシル，アクリル酸ドデシル，アクリル酸オクタデ
シル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸およびそ
の塩、メタクリル酸メチル，メタクリル酸エチル，メタ
クリル酸ｎ−プロピル，メタクリル酸ｉ−プロピル，メ
タクリル酸ｎ−ブチル，メタクリル酸ｉ−ブチル，メタ
クリル酸ｔ−ブチル，メタクリル酸２−エチルヘキシ
ル，メタクリル酸ドデシル，メタクリル酸オクタデシル
等のメタクリル酸エステル類、アクリルアミド，Ｎ−メ
チルアクリルアミド，Ｎ−エチルアクリルアミド，Ｎ,
Ｎ−ジメチルアクリルアミド，ジアセトンアクリルアミ
ド，アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩，
アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩ま
たはその４級塩，Ｎ−メチロールアクリルアミドおよび
その誘導体等のアクリルアミド誘導体、メタクリルアミ
ド，Ｎ−メチルメタクリルアミド，Ｎ−エチルメタクリ
ルアミド，メタクリルアミドプロパンスルホン酸および
その塩，メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよ
びその塩またはその４級塩，Ｎ−メチロールメタクリル
アミドおよびその誘導体等のメタクリルアミド誘導体、
メチルビニルエーテル，エチルビニルエーテル，ｎ−プ
ロピルビニルエーテル，ｉ−プロピルビニルエーテル，
ｎ−ブチルビニルエーテル，ｉ−ブチルビニルエーテ
ル，ｔ−ブチルビニルエーテル，ドデシルビニルエーテ
ル，ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル類、
アクリロニトリル，メタクリロニトリル等のニトリル
類、塩化ビニル，塩化ビニリデン，フッ化ビニル，フッ
化ビニリデン等のハロゲン化ビニル，酢酸アリル，塩化
アリル等のアリル化合物、マレイン酸およびその塩また
はそのエステル、ビニルトリメトキシシラン等のビニル
シリル化合物、酢酸イソプロペニル等がある。

【００１１】本発明のＰＶＡ系重合体は、上記の方法等
によって得られたシンジオタクティシティ５５％以上の
ポリビニルエステル系重合体を公知の方法によりケン化
することにより得られる。

【００１２】ＰＶＡ系重合体の重合度やけん化度につい
ても本発明の偏光フィルムの性能に影響を与える。重合
度としては、フィルム強度の点から５００以上が好まし
く、偏光性能の点から１０００以上がより好ましく、２
４００以上がさらにより好ましい。ＰＶＡ重合度の上限
は３００００以下が好ましく、２００００以下がさらに
好ましい。ここでＰＶＡ系重合体の重合度は該ＰＶＡ系
重合体を再酢化したポリ酢酸ビニルのアセトン中、３０
℃で測定した極限粘度から次式により求めた粘度平均重
合度で表したものである。 Ｐ＝（［η］×１０００／７．９４）^(1/0.62) ＰＶＡのケン化度は耐久性の点から、９０モル％以上が
好ましく、９５モル％以上がより好ましく、９８モル％
以上がさらに好ましい。

【００１３】本発明の偏光膜に使用される二色性物質
は、いわゆる二色性染料が単独または混合して用いられ
る。代表的なものとしてたとえばDirect black 17 ，1
9，154、Direct brown 44 ，106 ，195 ，210 ，223 、
Direct red 2，23，28，31，37，39，79，81，240 ，24
2 ，247 、Direct blue 1 ，1 5 ，22，78，90，98，15
1 ，168 ，202 ，236 ，249 ，270 、Direct violet 9
，12，51，98、Direct green 1，85、Direct yellow 8
，12，44，86，87、Direct orange 26、39，106，107
等が挙げられる。

【００１４】フィルム中の該二色性物質の量は、少なす
ぎると偏光フィルムの光学的性質を発揮できず、多すぎ
ても光学的性質や耐水性、耐熱性を低下させる要因とな
ることから通常ＰＶＡに対して、０．００１重量％から
１重量％、好ましくは０．００１〜０．５重量％の範囲
に調整される。

【００１５】本発明の偏光膜の製造法には、シンジオタ
クティシティ５５％以上のポリビニルアルコール系重合
体に二色性染料の１種以上を０．００１〜１重量％混合
し、製膜して得たＰＶＡフィルムが原料フィルムとして
用いられる。ＰＶＡフィルムを製造するには、例えば原
料のＰＶＡに、二色性染料を添付した混合物を水、有機
溶剤あるいは水と有機溶剤の混合液に溶解し、得られた
ＰＶＡ溶液を樹脂フィルム上、乾燥ドラム上あるいは乾
燥ベルト上に流延キャスト法あるいはダイキャスト法で
成形し、乾燥、更に必要に応じて熱処理すればよい。こ
こでＰＶＡ溶液には、必要に応じて、可塑剤、界面活性
剤、ホウ素化合物等の架橋剤、Ｔｉ，Ｎｉ化合物などの
無機塩類等を加えることができる。原料ＰＶＡフィルム
の厚みは、５〜１５０μｍが使用可能であり、好ましく
は３０〜１００μｍである。

【００１６】このようにして得られた原料ＰＶＡフィル
ムから偏光膜を製造するには、例えば原料ＰＶＡフィル
ムを予備膨潤、一軸延伸、固定処理、および乾燥処理、
さらに必要に応じて熱処理をすればよい。一軸延伸は湿
式延伸法あるいは乾熱延伸法が使用できる。湿式延伸す
る場合は予備膨潤後、温水中で３０〜９０℃で延伸す
る。乾熱延伸する場合は予備膨潤後、４〜３０％の水分
率に調湿してから、空気中で５０〜２００℃で延伸す
る。

【００１７】固定処理における処理浴には、通常、ホウ
酸およびホウ素化合物が添加される。乾燥温度は３０〜
８０℃が、また熱処理温度は５０〜１５０℃が好適であ
る。

【００１８】一軸延伸の延伸倍率は偏光性能の点から３
倍以上が好ましく、さらに好ましくは３．５倍以上であ
る。延伸倍率の上限は特に定めないが７．０倍以下が均
一な延伸が得られる点から好適である。

【００１９】このようにして得られた偏光膜は、その両
面あるいは片面に光学的に透明で、かつ機械的強度を有
した保護膜を貼り合わせて偏光板として使用される。保
護膜としては通常セルロースアセテート系フィルム、ア
クリル系フィルム、ポリエステル系フィルム等が使用さ
れる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は実施例によりなんら制限されるも
のではない。なお、実施例中の「％」および「部」は特
に断りのない限りそれぞれ「重量％」および「重量部」
を表す。透過度、偏光度、色相の測定は日本電子機械工
業会規格（ＥＩＡＪ）ＬＤ−２０１−１９８３に準拠
し、分光光度計を用いて、Ｃ光源，２度視野にて計算し
た。偏光フィルムは通常保護フィルムをラミネートした
状態で使用されるが、以下の実施例および比較例では、
保護フィルムのない偏光フィルム単独について測定し
た。

【００２１】実施例１ ピバリン酸ビニルを原料として、特開平３−２０６４０
２号に記載の方法に準じてＰＶＡを作成して、ＮＭＲ法
で測定したシンジオタクティシティが６１．３％、重合
度１７００、ケン化度９９．９モル％のＰＶＡを得た。
上記のＰＶＡ１００重量部と二色性色素であるダイレク
トスカイブルー６Ｂを０．０２重量部、グリセリン１０
重量部を水１０００重量部に溶解してなる混合ＰＶＡ溶
液をドラム乾燥製膜機のドラム上に流延製膜し、８０℃
で乾燥させたのち、熱風炉で１２０℃で熱処理して膜厚
７５μｍの染色フィルムを得た。

【００２２】このフィルムを予備膨潤、一軸延伸、固定
処理、乾燥の順に処理して偏光膜を作成した。このとき
の予備膨潤は３０℃の水に１分間浸漬、一軸延伸の延伸
倍率は５．０倍、延伸浴水中および固定処理浴水中のホ
ウ酸の濃度４重量％、固定処理浴浸漬時間は４分間、延
伸浴および固定処理浴の水温はいずれも４０℃で実施し
た。偏光膜の乾燥は５０℃の熱風で行った。

【００２３】得られた偏光板は厚み２７μｍ、偏光度７
７．９％（透過率４３．４％）であった。染色ムラは見
られなかった。この偏光板を温度８０℃、相対湿度９０
％の恒温恒湿槽中に１０日間放置した後の偏光度は７
５．２％（透過率４９．０％）であった。

【００２４】実施例２ 実施例１と同様にピバリン酸ビニルを原料として特開平
３ー２０６４０２号に記載の方法に準じてＰＶＡを作成
して、ＮＭＲ法で測定したシンジオタクティシティが５
７．９％、重合度１７７０、ケン化度９９．９モル％の
ＰＶＡを得た。上記のＰＶＡを用いて実施例１と同様な
条件で偏光板を作成し、厚み２６μｍ、偏光度７７．２
％（透過率４３．０％）の偏光板を得た。染色ムラは見
られなかった。

【００２５】比較例１ 実施例１で得たシンジオタクティシティ６１．３％のＰ
ＶＡ１００重量部とグリセリン１０重量部を水１０００
重量部に溶解してなるＰＶＡ溶液をドラム乾燥製膜機の
ドラム上に流延製膜し、８０℃で乾燥させた後、熱風炉
で１２０℃で熱処理して膜厚７５μｍのフィルムを得
た。このフィルムを予備膨潤、染色、一軸延伸、固定処
理、乾燥の順に処理して偏光膜を作成した。このときの
染色浴水中の染色液濃度は、ダイレクトスカイブルー６
Ｂが２ｇ／ｌ、染色浴浸漬時間は４分間、一軸延伸の延
伸倍率は５．０倍、延伸浴水中のホウ酸濃度は４重量％
で、固定処理浴水中のホウ酸の濃度は４重量％、固定処
理浴浸漬時間は４分間、染色浴、延伸浴および固定処理
浴の水温はいずれも４０℃で実施した。偏光膜の乾燥は
５０℃の熱風で行った。得られた偏光板は厚み２７μ
ｍ、偏光度６４．５％（透過率５０．８％）であった。
偏光板には染色ムラが見られた。

【００２６】比較例２ 酢酸ビニルを原料として定法によりＰＶＡを作成して、
重合度１７５０、ケン化度９９．９モル％、シンジオタ
クティシティ５３．０％のＰＶＡを得た。上記のＰＶＡ
を用いて実施例１と同様な条件で偏光板を作成し、厚み
２７μｍ、偏光度７２．９％（透過率４４．９％）の偏
光板を得た。クロスニコル状態で染色ムラが見られた。
この偏光板を温度８０℃、相対湿度９０％の恒温恒湿槽
中に１０日間放置した後の偏光度は６６．１％（透過率
５４．７％）であった。

【００２７】

【発明の効果】本発明で得られる偏光膜は偏光性能およ
び耐湿熱性に極めて優れており、例えばＬＣＤナビゲー
ションシステムあるいはＬＣＤテレビなどの温度、湿度
変化の大きい車載ＬＣＤ用の偏光板用として有効であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 寿昭 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シンジオタクティシティ５５％以上のポ
   リビニルアルコール系重合体に二色性染料の１種以上を
   ０．００１〜１重量％混合し、製膜してなるフィルムを
   一軸延伸することを特徴とする偏光膜の製造法。