JPS6016903B2 - ポリビニルアルコ−ル系偏光フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリビニルアルコールの脱水によるポリェン生
成を原理とする偏光フィルムの製造法に関する。

更に詳しくはハロゲン化第二錫を溶解したポリビニルア
ルコールの水溶液を流延してフィルムに成型したのち、
該フィルムを９０〜１５０午０の温度で一方向に延伸す
ることを特徴とする偏光フィルムの製造方法に関する。
従来偏光フィルムは専らポリビニルアルコール系フィル
ムに沃素または二色性染料の水溶液を含浸せしめ、該フ
ィルムを延伸して作られてきた。

しかしこの偏光フィルムは水溶性重合体からなるために
耐水性が悪く、空気中の線分によってフィルムが劣化し
たり、またフィルムを熱時放置中沃素が空気中へ遊離拡
散して偏光性を失う欠点があった。これに対してポリビ
ニルアルコール系フィルムより脱水反応を譲起させてポ
リェンを形成させ、これを一鞠延伸することにより偏光
フィルムを得る方法が例えば米国特許第２１７＄０４で
提案されている。このような方法で得られる偏光フィル
ムは沃素のような揮発しやすい物質を用いないので、耐
熱性において優れている。またポリビニルアルコールが
一部ポリェンに変わっているので、それだけ耐水性も優
れてくる。前述した米国特許第２１７３３０４によれば
可視光領域の長波長額８まで吸収をもつようにポリェン
に生長させる為にはポリビニルアルコールフィルムを塩
酸、硫酸の如きプロトン酸のメタノール溶液に浸潰させ
て、このようなプロトン酸を脱水促進剤としてフィルム
内にとり入れる必要がある。膨濁、乾燥を行うこのよう
な工程ははん雑であるばかりではなく、フィルム内に均
一にプロトン酸が惨み込まない場合には脱水処理後フィ
ルムの内部において耐水性が劣ったものが得られること
にもなる。流延前の原液中にプロトン酸を溶解しておけ
ば、系の均一性は保たれるが、乾燥によって塩酸や臭化
水素酸は飛散してしまうし、硫酸は乾燥し難いので好ま
しくない。本発明者らはこれらの欠点を解消するために
鋭意研究した結果、本発明に到達した。

すなわち本発明はハロゲン化第二錫を溶解したポリビニ
ルアルコールの水溶液を流延してフィルムに成型したの
ち談フィルムを９０〜１５０℃の温度で一方向に延伸す
ることを特徴とする偏光フィルムの製造法であって、本
発明によれば簡単な工程で均一な偏光フィルムを得るこ
とができる。

以下、本発明の内容を更に具体的に説明する。本発明で
使用されるポリビニルアルコールは完全ケン化もしくは
部分ケン化物のいずれのものでもよく、通常ケン化度１
００〜８０％の範囲のものが用いられる。重合度にも特
に制限はなく通常グレードのものでもよい。ハロゲン化
第二錫はそのまま、もしくは水溶液の形でポリビニルア
ルコー水溶液に混合、溶解される。混合されるハロゲン
化第二錫の量はその種類あるいは目的とする偏光フィル
ムの色相、色の濃さによって加減されるが、通常はポリ
ビニルアルコールに対して０．５〜１０重量％の範囲内
で用いられる。この範囲より多過ぎると成形時にハロゲ
ン化第二錫が相分離してくる恐れがある。また脱水反応
によって生じるポリェンによる着色のみを得ない場合に
は無色のハロゲン化第二錫を用いる要がある。このよう
な目的に適うものとしては塩化第二錫、臭化第二錫の如
きハロゲン化第二錫があげられる。プロトン酸と異りハ
ロゲン化第二錫を混ぜた場合には発煙も起らず、乾燥も
ポリビニルアルコール単独フィルムの場合と殆んど変わ
らない。ハロゲン化第二錫を溶解したポリビニルアルコ
ール水溶液はそのままフィルム成形してもよいし、適当
時間熱熱成した後、フィルム成形工程に移行してもよい
。

後者の方がより濃い色調の偏光フィルムが得られるし、
また着色の均一性もよい。熟成の条件は７０〜１５０℃
である。低温程長時間を要するが、水溶液なのであまり
高温にはし難い。従って耐圧容器を用いない場合には１
００℃以内に留めざるを得ない。適当な支持フィルムの
上に流延してフィルム成形されるが、乾燥温度が高すぎ
ると熱酸化される可能性があるので注意を要する。

一麹延伸中にフィルムは偏光性をもった着色フィルムに
変わる。

延伸温度が低過ぎると着色し‘こくいばかりではなく、
低倍率の延伸しか行えない。延伸倍率は大きい程、得ら
れたフィルムの可視光吸収波長が高波長側に移る。延伸
前フィルムの厚さにもよるが、延伸倍率が大きくなるに
従って、得られるフィルムの色調は赤紫から青紫へと変
化する。可視光線吸収スペクトルは短波長側から長波長
側に拡がり、極大吸収が５００〜５５仇ｈ仏付近のもの
となる。このあたりの吸収に寄与するポリェンは二重結
合の共役数にして１５〜２ｑ固と考えられる。延伸倍率
は２倍以上フィルムの破断に至らない範囲内で、特に２
〜５倍延伸するのが好ましい。平均脱水量はフィルムの
厚さにもよるが、約５０仏厚さの場合、出発フィルムの
１〜５（重量）％が望ましい。

この脱水量が低過ぎると可視光吸収スペクトルの吸収量
が低く、即ち着色程度が低く十分な偏光は行えない。ま
た脱水量が高過ぎると可視光の吸収が過度となり、適度
に透明な偏光フィルムが得られにくくなるし、また反応
中に分子間勢封喬が進行し、二重結合の共役数が少くな
ったり、フィルムのぜし、化がおこったりする。適度の
脱水は延伸温度が高すぎるとおこりやすい。従って適当
な延伸温度範囲は９０〜１５０℃，好ましくは１００〜
１３０００である。このようにして得られた偏光フィル
ムには、ハロゲン化第二錫が残存する場合もある。

ハロゲン化第二錫が残存すると、フィルムの偏光能は熱
時に変化する恐れがあり、従来のポリビニルアルコール
−沃素鈴体系偏光フィルムに対する利点が失われること
になり好ましくない。このようなフィルム中の残存ハロ
ゲン化第二錫に起因する問題点は延伸後フィルムを含水
メタノールもしくは食塩水に浸潰し、残存ハロゲン化第
二錫を抽出することによって除去することができる。こ
のようにして得られた偏光フィルムはポリビニルアルコ
ール分子の一部がポリェン化している為、耐水性におい
てもポリビニルァルコール−沃素鍔体系フィルムよりは
優れているものの更に十分な耐水性を得る為に、ホウ酸
等の無機多塩基酸で処理してもよいし、更にこれを他の
プラスチックフイルムとラミネートしたりまたはコーテ
ィングしてもよい。

このようにして得られた偏光フィルムはパネル、窓ガラ
ス、日除けサングラス、ディスプレー、テレビ画面の保
護膜等の各種分野において使用し得る。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、こ
れらの実施例により本発明は何等限定されるものではな
い。

実施例１ 市販ポリビニルアルコール（ケン化度９９％，重合度１
７００）１０夕を水９０のこ加え、９０ｑｏに加熱する
ことによって溶解したのち、市販臭化第二錫（Ｓ脂ｒ４
）０．５夕を加え溶解して原液を作った。

マィラーフィルム（Ｄ舵ｏｎｔ社製ポリエステルフィル
ム）上に約１肋厚さ‘こ流延し、乾燥して得た無色透明
フィルムを１２５℃で４．８倍に延伸し、厚さ５０仏の
紫色に着色したフィルムを得た。このフィルムの可視光
線吸収スペクトルを第１図に示す。第１図の曲線１は本
例フィルム、曲線２は２枚の本例フィルムをその分子配
向方向が平行になるように重ねたもの（以下平行重フィ
ルムという）、曲線３は２枚の本例フィルムをその分子
配向方向が互いに直角になるように重ねたもの（以下直
交重フィルムという）の可視光線吸収スペクトルである
。図より明らかな如く、曲線３は４５０〜６５血〃の可
視光線波長において完全直線偏光を示している。さらに
第１図の可視光線吸収スペクトル線図より各波長におけ
る偏光フィルムの偏光度を示したのが表１である。偏光
度Ｐは次の式により算出した。Ｐ＝韓害毒 式中、凡は平行重フィルムの透過率であり、比ｏは直交
重フィルムの透過率である。

表１ Ｐ＝１が完全直線偏光を示し、Ｐ＝０が自然光を示すか
ら本例フィルムは４５０〜６５肌仏の波長の範囲で完全
直線偏光を示す。

実施例２． 実施例１と同様にして作製した原液を９０ｏｏで３日間
熟成した後、実施例１と全く同じ方法にて流延フィルム
を得た。

このフィルムを１１０ｑｏにて４．３倍に延伸し、厚さ
４０ムの青紫色に着色したフィルムを得た。このフィル
ムの可視光線吸収スペクトルを第２図に示す。第２図の
曲線４は本例フィルム、曲線５は２枚の本例フィルムを
その分子配向方向が平行になるように重ねたもの、曲線
６は２枚の本例フィルムをその分子配向方向が互いに直
角になるように重ねたものの可視光線透過率曲線である
。第２図の曲線６より本例フィルムは５００〜６５仇ｈ
ｒの可視光領域でほぼ完全直線偏光を示すことがわかる
。第１図の曲線１と第２図の曲線４を比べてわかるよう
原液を熟成して得た本例フィルムは実施例１の１２５ｑ
ｏに比べ１１０ｏｏという低い延伸温度にも拘らず強く
着色している。即ち透過率が小である。またフィルムの
着色の均一性においても実施例１で得たフィルムに比べ
好ましかった。実施例３ 脱水促進剤として臭化第二錫の代りに市販の塩化第二錫
（ＳｎＣ１４・ＳＬＯ）０．５夕を用いた以外は実施例
２と全く同様の方法で流延フィルムを得た。

このフィルムを１１０午０にて５．１倍に延伸し、厚さ
３０仏の青紫色に着色した偏光フィルムを得た。このフ
ィルムの可視光線吸収スペクトルを第３図に示す。第３
図の曲線７は本例フィルム、曲線８は２枚の本例フィル
ムをその分子配何万向が平行になるように重ねたもの、
曲線９は２枚の本例フィルムをその分子配向方向が互い
に直角になるように重ねたものの可視光線透過率曲線で
ある。曲線９よりわかるように本例フィルムは５００〜
６５仇ｈｒの波長の範囲で完全直線偏光を示す。この場
合にも原液を９０ｏｏで３日間熟成しているので、実施
例２で得たフィルムと同様に１１０こ０という低い温度
（実施例１の１２５ｏ０に比べて）で延伸したにも拘ら
ず、またフィルム厚さが３０ムと薄いにも拘らず、より
強く着色しているのがわかる。比較例１ 延伸温度を１５０ｏｏ以上の高温で行なった場合を比較
例として示す。

このような高温延伸では実施例３と同じように塩化第二
錫を０．５夕用いると着色度が大きくて、殆んど光線を
透過しなくなるので塩化第二錫の量を減らす要がある。
塩化第二錫を０．１のこ減らした以外は実施例と全く同
様の方法で流延フィルムを得た。このフィルムを１５５
つ０で４．７倍および１７５℃で４．８倍延伸して着色
フィルムを得た。これらフィルムの可視光線吸収スペク
トルを第４図に示す。第４図の曲線１川ま１５ｙｏで４
．７倍、曲線１１は１７５ｑｏで４．８倍の延伸条件で
得たフィルムの可視光線透過率曲線である。曲線１２は
実施例３と同じく１１０℃で５．１倍の適正延伸条件で
得たフィルムの可視光線透過率曲線である。フィルムの
厚さはいずれも５０山である。曲線１０，１１よりわか
るように１５０ｏｏを越える高温で延伸した場合に得ら
れるフィルムは可視光線波長城の短波長側の透過率が長
波長側のそれに比べ少く、赤色感の強いフィルムとなり
、全可偏光線波長域にわたって平均した透過率を示さな
いので偏光フィルム用途としては通さない。

【図面の簡単な説明】

第１図はハロゲン化第二錫として臭化第二錫を用い、１
２５ｑ０で延伸して得たフィルムの可視光線透過率曲線
である。 第２図はハロゲン化第二錫として臭化第二錫を用い、原
液を９０ｏｏ，３日間熟成した後、１１０００で延伸し
て得たフィルムの可視光線透過率曲線である。第３図は
ハロゲン化第二錫として塩化第二錫を用い、原液を９０
午０，３日間熟成した後、１１０℃で延伸して得たフィ
ルムの可視光線透過率曲線である。第４図は本発明の偏
光フィルムと１５０℃以上で延伸して得たフィルムとを
比較するための可視光線透過率曲線である。努ノ図菱２
図 美３図 多４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハロゲン化第二錫を溶解したポリビニルアルコール
   の水溶液を流延したフイルムに成型したのち、該フイル
   ムを９０〜１５０℃の温度で一方向に延伸することを特
   徴とするポリビニルアルコール系偏光フイルムの製造方
   法。 ２ ハロゲン化第二錫が、塩化第二錫または臭化第二錫
   である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ ハロゲン化第二錫を溶解した上記ポリビニルアルコ
   ール系原液を流延する前に７０〜１５０℃で熟成する工
   程を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。