JPH103007A

JPH103007A - 偏光フィルムの製造方法

Info

Publication number: JPH103007A
Application number: JP15383696A
Authority: JP
Inventors: Takanori Isozaki; 孝徳磯▲ざき▼; Hirotoshi Miyazaki; 弘年宮崎
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】製造時おける延伸性に優れ、光学特性に優れ
た偏光フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】ビニルアルコール系重合体（Ａ）１００
重量部に対して、ポリグリセリン（Ｂ）１〜１００重量
部を配合した組成物を製膜してなるビニルアルコール系
重合体フィルムを一軸延伸することを特徴とする二色性
物質を含有する偏光フィルムの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏光フィルムの製造
方法に関する。更に詳しくは、製造時における延伸性が
良好であり、光学特性に優れる偏光フィルムの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置は時計、電卓、ワー
プロおよび機械の計器類等の比較的小画面の表示装置と
して用いられ、表示品質に対する要求は特に厳しくはな
かった。しかし、近年液晶表示装置がラップトップワー
プロ、ラップトップパソコン、ノートブックパソコン用
のディスプレイ；自動車、航空機のインパネ用ディスプ
レイ；液晶プロジェクター等として幅広く利用されるよ
うになり、大型化、表示品質の高級化、耐久性の向上が
要求されている。したがって、液晶表示装置の構成要素
である偏光フィルムに関しても、上記課題を達成するた
めに、大面積化、高偏光度かつ高透過度といった光学特
性の向上が求められている。

【０００３】従来、偏光フィルムとしてはヨウ素や二色
性染料を吸着させたビニルアルコール系重合体（以下Ｐ
ＶＡと省略することがある）の一軸延伸フィルムがよく
用いられている。ＰＶＡフィルムには、延伸性を向上さ
せるため、可塑剤が配合されている。ＰＶＡフィルムの
可塑剤としては、グリコール類、多価アルコール類、ア
ミン類などが単独であるいは混合して使用されている。
グリコール類、多価アルコール類としては、グリセリ
ン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、マンニトール、ソルビトール、ペンタエリスリトー
ルなどがあり、このうちグリセリンが最も多く使用され
ている。しかし、従来の可塑剤の場合には、長期包装中
に可塑剤のブリードにより、未加工のフィルム同士が密
着したり、偏光フィルムの製造中にグリセリンが空気中
や水中に移行し、フィルム中の可塑剤が減少し、その結
果、フィルムが硬く脆い物性に変化し、延伸性が著しく
低下するなどの問題が生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる状況下、本発明
は、製造時における延伸性に優れ、偏光度、透過度等の
光学特性に優れた偏光フィルムの製造方法を提供しよう
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
解決に向けて鋭意検討した結果、ビニルアルコール系重
合体（Ａ）１００重量部に対して、ポリグリセリン
（Ｂ）１〜１００重量部を配合した組成物を製膜してな
るビニルアルコール系重合体フィルムを一軸延伸するこ
とを特徴とする二色性物質を含有する偏光フィルムの製
造方法を見出し、本発明を完成したものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明に使用するＰＶＡ（Ａ）は、酢酸ビニル等のビニ
ルエステル系モノマーをラジカル重合して得られたポリ
ビニルエステル系重合体をけん化することにより得られ
る。ビニルエステル系重合体を得るための重合法として
は、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法および乳化重
合法が挙げられる。

【０００７】ビニルエステルモノマーとしては、ギ酸ビ
ニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビ
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、ピバリン酸ビニルおよびバーサテイツク酸ビ
ニル等が挙げられるが、とりわけ酢酸ビニルが好まし
い。

【０００８】また、上記のビニルエステルモノマーに共
重合可能なモノマーを共重合した共重合体であることも
差し支えなく、本発明の主旨を損なわない範囲で使用さ
れる。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、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、イタコン酸およびその塩、イ
タコン酸の炭素数１〜１８のモノまたはジアルキルエス
テル類、無水マレイン酸、マレイン酸およびその塩、マ
レイン酸の炭素数１〜１８のモノまたはジアルキルエス
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。

【０００９】ＰＶＡの重合度は、フィルムの強度やタフ
ネスの点から、３００以上、好ましくは５００以上、さ
らに好ましくは１０００以上、最も好ましくは１５００
〜１００００であり、製膜や延伸等の加工特性の点から
は、３００００以下である。ここでＰＶＡの重合度は該
ＰＶＡ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、少なくとも８５モル％以上、好ま
しくは９５モル％以上、さらに好ましくは９８モル％以
上である。

【００１０】ポリグリセリン（Ｂ）としては、ジグリセ
リン、トリグリセリンおよびテトラグリセリンが挙げ
ら、好ましくはジグリセリン、トリグリセリンであり、
さらにこの中でもジグリセリンが最も好ましい。

【００１１】ＰＶＡ（Ａ）に対するポリグリセリン
（Ｂ）の配合量は、ＰＶＡ（Ａ）１００重量部に対して
１〜１００重量部であり、好ましくは３〜３０重量部で
あり、特に好ましくは５〜３０重量部である。ポリグリ
セリン（Ｂ）の配合量が１重量部未満では柔軟性が不十
分であり、１００重量部を越えると、二色性物質の配向
に好ましくない。

【００１２】ＰＶＡ（Ａ）とポリグリセリン（Ｂ）から
なる組成物を製膜する方法としては、キャスト製膜や乾
式製膜（空気中や窒素等不活性気体中への押し出し）、
湿式製膜、乾湿式製膜、ゲル製膜（ＰＶＡ系重合体溶液
を一旦ゲル化させた後、フィルムを得る方法）によって
行われるが、このときに使用される溶剤としてはジメチ
ルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、メタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパ
ノール、フェノールおよび水等が単独または混合して使
用される。また塩化リチウム、塩化カルシウム等の無機
塩の水溶液も単独または前記有機溶媒と混合して使用で
きる。この中でも水；ジメチルスルホキシドやジメチル
スルホキシドと水の混合溶媒；ｎ−プロパノールと水と
の混合溶媒が好んで使用される。フィルムの厚さは、延
伸性とフィルム強度などの点から、通常２０〜２００μ
ｍであり、好ましくは５０〜１００μｍである。厚さが
２０μｍ未満では強度的に問題があり、２００μｍを越
えると均一な延伸が困難となる。

【００１３】本発明のＰＶＡフィルムには、ポリグリセ
リン（Ｂ）の他にＰＶＡ（Ａ）の可塑剤として一般に用
いられるものを本発明の特徴を損なわない範囲で併用す
ることもできる。これらの可塑剤としては、グリセリ
ン、ジエチレングリコールなどの多価アルコール類、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど
のポリエーテル類、ビスフェノールＡ、ビスフェノール
Ｓなどのフェノール誘導体、Ｎ−メチルピロリドンなど
のアミド化合物、水などが挙げられる。

【００１４】本発明の偏光フィルムに使用される二色性
物質は、ヨウ素化合物のほか、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 ，19，154 、Direct brown 44 ，
106 ，195 ，210 ，223 、Direct red 2，23，28，31，
37，39，79，81，240 ，242 ，247 、Direct blue 1，1
5，22，78，90，98，151 ，168 ，202 ，236 ，249 ，2
70 、Direct violet9 ，12，51，98、Direct green 1，
85、Direct yellow 8 ，12，44，86，87、Direct orang
e 26、39，106 ，107 等が挙げられる。

【００１５】フィルム中の二色性物質の量は、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、０．０１〜１重量％の
範囲に調整される。

【００１６】本発明の偏光フィルムは、たとえば以下の
方法によって製造される。一つの方法としては、ＰＶＡ
フィルムを調製した後、ヨウ素化合物や染料などの二色
性物質の吸着と一軸延伸を行う方法であり、二色性物質
の吸着と延伸処理の順序は任意である。もう一つの方法
としては、フィルムの製造時に二色性物質を添加し、得
られた二色性物質を含有するフィルムを一軸延伸する方
法であり、本発明の偏光フィルムはどちらの方法でも製
造可能である。

【００１７】上記の製膜法によって得られたＰＶＡフィ
ルムは、二色性物質の吸着と一軸延伸による配向処理が
行われるか、もしくは製膜時に二色性物質を添加したフ
ィルムについては一軸延伸のみが行われる。吸着処理と
配向処理は同時に行っても別々に行っても問題なく、そ
の順序は任意である。二色性物質の基材フィルムへの吸
着は、通常二色性物質を含有する液体中に浸漬させるこ
とにより行われるが、その処理条件や方法等には特に制
限はなく、たとえばヨウ素化合物を用いる場合には、通
常ヨウ素−ヨウ化カリウムの水溶液が用いられ、染料の
場合には染料水溶液が用いられる。また、これらの水溶
液にホウ酸、ホウ砂等のホウ素系化合物を添加しても良
い。

【００１８】延伸は湿式延伸や乾熱式延伸で行われ、一
軸方向に３倍以上に行うことが好ましく、５倍以上の延
伸を行うことがより好ましい。延伸時の温度は延伸の条
件によっても異なるが、通常２０〜２５０℃の間であ
る。また乾熱延伸は不活性気体中で処理を実施するのが
好ましい。延伸後の膜厚は特に制限はないが、３〜１０
０μｍが好ましく、５〜４０μｍが特に好ましい。

【００１９】吸着と延伸が行われたフィルムは、定長下
で空気中または不活性気体中で乾燥される。乾燥された
フィルムは耐水性、耐湿熱性などを付与するため、さら
に８０〜２３０℃の温度で熱処理を行っても良い。ま
た、基材フィルムへの二色性物質の吸着を強固にするこ
とを目的にホウ酸やホウ砂のようなホウ素化合物を添加
することがあるが、これは吸着や延伸と同時に実施して
もこれらの処理の前後や処理の間のどの時点で実施して
も任意である。

【００２０】このようにして得られた偏光フィルムは、
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。

【００２１】

【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，二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。

【００２２】実施例１重合度４０００、ケン化度９９．７モル％のＰＶＡ１０
０部に、可塑剤としてジグリセリン２０部を配合した組
成物の水溶液を作成し、該水溶液をポリエチレンテレフ
タレートフィルム上に流延し、室温下で自然乾燥して厚
さ７５μｍのフィルムを得た。得られたフィルムを、１
３０℃の空気中で８倍に一軸延伸し、更に定長下で窒素
ガス雰囲気中１９０℃で３分間熱固定した。延伸フィル
ムをヨウ素０．４ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム４０ｇ／ｌ、
ほう酸４０ｇ／ｌを溶解した水溶液中に、３０℃で６分
間浸漬した。続いて、ホウ酸４０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウ
ム４０ｇ／ｌ、塩化亜鉛１０ｇ／ｌを溶解した水溶液中
で室温にて５分間のほう酸処理を行った後、定長下で４
０℃の熱風下で乾燥して、厚さ１８μｍの偏光フィルム
を得た。該偏光フィルムの透過度は４２．９％、偏光度
は９９．２％であった。

【００２３】実施例２延伸フィルムをヨウ素、ヨウ化カリウムおよびホウ酸の
混合水溶液中に浸漬するかわりに、二色性色素であるダ
イレクトスカイブルー（住友化成（株）製）５．０ｇ／
ｌを溶かした染色液に浸漬する以外は実施例１と同様に
して、厚さ１８μｍの偏光フィルムを得た。該偏光フィ
ルムの波長６５０ｎｍにおける透過度は４２．１％、偏
光度は９５．１％であった。

【００２４】実施例３実施例１と同様のＰＶＡフィルムをヨウ素０．２ｇ／
ｌ、ヨウ化カリウム２０ｇ／ｌ、ほう酸４０ｇ／ｌを溶
解した水溶液中に、３０℃で３分間浸漬した。続いて、
ほう酸４０ｇ／ｌを溶かした水溶液中で、４５℃で４倍
に一軸延伸し、ヨウ化カリウム４０ｇ／ｌ、ほう酸４０
ｇ／ｌ、塩化亜鉛１０ｇ／ｌを溶解した水溶液中に４分
間の浸漬処理を行った後、定長下で４０℃の熱風下に乾
燥して、厚さ１８μｍの偏光フィルムとした。該偏光フ
ィルムの透過度は４３．２％、偏光度は９８．３％であ
った。

【００２５】実施例４重合度１７００、ケン化度９９．９モル％のＰＶＡ１０
０部に、可塑剤としてジグリセリン１０部を配合した組
成物の水溶液を作成し、６０℃の熱ロールに流延し、厚
さ７５μｍのフィルムを得た。得られたＰＶＡフィルム
をヨウ素０．５ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム１．０ｇ／ｌ、
ほう酸４０ｇ／ｌを溶解した水溶液中に、２５℃で４分
間浸漬した。続いて、ほう酸４０ｇ／ｌを溶かした水溶
液中で、３５℃で５．５倍に一軸延伸し、ヨウ化カリウ
ム４０ｇ／ｌ、ほう酸４０ｇ／ｌ、塩化亜鉛１０ｇ／ｌ
を溶解した水溶液中に４分間の浸漬処理を行った後、定
長下で５０℃の熱風下に乾燥して、厚さ１８μｍの偏光
フィルムとした。該偏光フィルムの透過度は４３．９
％、偏光度は９５．９％であった。

【００２６】比較例１可塑剤としてポリエチレングリコールを使用し、１７０
℃で７倍に延伸する以外は、実施例１と全く同様にして
偏光フィルムを調整した。該偏光フィルムの透過度は４
２．５％、偏光度は９９．０％であった。

【００２７】比較例２可塑剤としてグリセリンを使用し、５０℃で４倍に延伸
する以外は実施例３と全く同様にして、厚さ１８μｍの
偏光フィルムを調整した。該偏光フィルムの透過度は４
２．５％、偏光度は９８．１％であった。

【００２８】比較例３可塑剤としてグリセリンを使用し、３５℃で５倍に延伸
する以外は実施例４と全く同様にして、厚さ２６μｍの
偏光フィルムを調整した。該偏光フィルムの透過度は４
３．７％、偏光度は９５．３％であった。

【００２９】

【発明の効果】上記の実施例で明らかなように、本発明
のポリグリセリンを含有するビニルアルコール系重合体
を用いて製造した偏光フィルムは、従来用いられている
グリセリンを含有するビニルアルコール系重合体を用い
て製造した場合よりも、光学特性に優れたものが得られ
る。本発明により得られた偏光フィルムは、上記の特徴
を生かして、高性能が要求される液晶ディスプレイ、例
えば液晶テレビ、ワープロ用ディスプレイなどに用いら
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｃ０８Ｌ 29:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビニルアルコール系重合体（Ａ）１００
重量部に対して、ポリグリセリン（Ｂ）１〜１００重量
部を配合した組成物を製膜してなるビニルアルコール系
重合体フィルムを一軸延伸することを特徴とする二色性
物質を含有する偏光フィルムの製造方法。