WO2019146677A1 - 偏光フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
偏光フィルムを重水で0.003質量%になるように溶解した後、0.15質量%になるように、ロータリーエバポレーターで濃縮した溶液を1H-NMRの測定サンプルとした。1H-NMR(日本電子株式会社製JNM-AL400:400MHz)測定は80℃で行い、積算回数は256回に設定した。ALICE2(日本電子株式会社製)を用いて以下の方法で解析した。測定して得られた1H-NMRチャートについて、ベースラインが滑らかになるように位相を調整した後、アベレージポイントを20に設定して自動でベースラインの補正を行った。次に、測定溶媒である重水のピークが4.65ppmの位置になるように、リファレンスとして自動で設定した。その後、図1のようにホウ素含有化合物(B)に含まれる炭化水素基の水素ピークを積分して、そのピーク面積(面積A)を求めた。このとき、PVA由来の水素ピークと重なっていないホウ素含有化合物(B)に含まれる炭化水素基の水素ピーク面積を足し合わせたもの(面積B)をピーク面積の基準にし、ホウ素含有化合物(B)の該当する炭化水素基の水素数と面積Bの値が同じになるように設定した。次に1.6ppm~2.4ppmの範囲の水素ピークを、PVAのメチレン基由来の水素ピークと、PVAのメチレン基由来の水素ピークと重なっているホウ素含有化合物(B)に含まれる炭化水素基の水素ピークの合計と見なしてピーク面積(面積C)を求めた。その後、PVA由来のメチレン基の水素ピークと重なっているホウ素含有化合物(B)の炭化水素基の水素数を面積Cから差し引いた面積Dを算出した。これらの方法で求めた値を下記式(1)に代入してPVA(A)100質量部に対するホウ素含有化合物(B)由来のホウ素元素含有量(質量部)を算出した。なお、下記式(1)のXはPVAのピークと重なっていないホウ素含有化合物(B)に含まれる炭化水素基の水素数、Yはホウ素含有化合物(B)の1分子当たりのホウ素数である。なお、式(1)は、変性されていないPVAを用いた時に用いられる式であり、変性されたPVAを原料として用いるときには、式(1)を適宜変形する必要がある。
PVA(A)100質量部に対するホウ素含有化合物(B)由来のホウ素元素含有量
(質量部)
={(面積B/X)/(面積D/2)}×(10.811×Y/44.0526)
×100 (1)
10.811はホウ素の原子量、44.0526は変性のないPVAの繰り返し単位1モルあたりの分子量である。なお、図1の1H-NMRチャートは実施例1の偏光フィルムを測定したものである。
偏光フィルムの質量[E(g)]を測定し、偏光フィルムが0.005質量%になるように蒸留水20mLに溶解した。偏光フィルムを溶解した水溶液を測定サンプルとし、その質量[F(g)]を測定した。その後、島津製作所製マルチ形ICP発光分析装置(ICP)を用いて測定サンプルのホウ素濃度[G(ppm)]を測定した。その後、下記式(2)に値を代入して算出した値を偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量(質量%)とした。
偏光フィルム中の全ホウ素元素含有量(質量%)
=[(G×10-6×F)/E]×100 (2)
(1)透過率Tsの測定
以下の実施例または比較例で得られた偏光フィルムの中央部から、偏光フィルムの延伸方向に4cm、幅方向に2cmのサンプルを2枚採取し、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製「V7100」)を用いて、JIS Z 8722(物体色の測定方法)に準拠し、C光源、2°視野の可視光領域の視感度補正を行い、1枚のサンプルについて、長さ方向に対して+45°傾けた場合の光の透過率と-45°傾けた場合の光の透過率を測定して、それらの平均値Ts1(%)を求めた。もう1枚のサンプルについても同様にして、+45°傾けた場合の光の透過率と-45°傾けた場合の光の透過率を測定して、それらの平均値Ts2(%)を求めた。下記式(3)によりTs1とTs2を平均し、偏光フィルムの透過率Ts(%)とした。
Ts=(Ts1+Ts2)/2 (3)
上記透過率Tsの測定で使用した2枚のサンプルについて、その延伸方向がお互いに直交するように重ねた場合の光の透過率T⊥(%)と、その延伸方向が平行になるように重ねた場合の光の透過率T//(%)を、積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製「V7100」)を用いて、JIS Z 8722(物体色の測定方法)に準拠し、C光源、2°視野の可視光領域の視感度補正を行って測定した。測定したT//(%)とT⊥(%)を下記式(4)に代入して、偏光度V(%)を求めた。
V={(T∥-T⊥)/(T∥+T⊥)}1/2×100 (4)
偏光フィルムの各波長における二色性比は、グランテーラ偏光子を備え付けた積分球付き分光光度計(日本分光株式会社製「V7100」)を用いて測定した。得られた偏光フィルムの中央部から、偏光フィルムの延伸方向に4cm、幅方向に2cmのサンプルを1枚採取し、波長380nm~780nmの範囲においてMD透過率とTD透過率を求め、下記式(5)に基づいて各波長における二色性比を算出した。ここで、「MD透過率」とは、グランテーラ偏光子から出る偏光の向きと偏光板サンプルの透過軸を平行にしたときの透過率を示す。また、「TD透過率」とは、グランテーラ偏光子から出る偏光の向きと偏光板サンプルの透過軸を直交にしたときの透過率を示す。本実施例では650nmの二色性比を光学性能の指標として用いた。
DC={log10(TD透過率/100)}/{log10(MD透過率/100)} (5)
収縮力は島津製作所製の恒温槽付きオートグラフ「AG-X」とビデオ式伸び計「TR ViewX120S」を用いて測定した。測定には20℃/20%RHで18時間調湿した偏光フィルムを使用した。オートグラフ「AG-X」の恒温槽を20℃にした後、偏光フィルム(長さ方向15cm、幅方向1.5cm)をチャック(チャック間隔5cm)に取り付け、引張り開始と同時に、80℃へ恒温槽の昇温を開始した。偏光フィルムを1mm/minの速さで引張り、張力が2Nに到達した時点で引張りを停止し、その状態で4時間後までの張力を測定した。このとき、熱膨張によってチャック間の距離が変わるため、チャックに標線シールを貼り、ビデオ式伸び計「TR ViewX120S」を用いてチャックに貼り付けた標線シールが動いた分だけチャック間の距離が一定になるように修正しながら測定を行った。なお、測定初期(測定開始10分以内)に張力の極小値が生じる場合には、4時間後の張力の測定値から張力の極小値を差し引き、その差を偏光フィルムの収縮力とした。
PVAフィルムを5cm×10cmにカットし、30℃の蒸留水1000mLに30分間浸漬した。その後、PVAフィルムを取り出し、ろ紙でPVAフィルム表面の水分をふき取り、浸漬後のPVAフィルム質量(質量H)を測定した。その後、105℃の乾燥機にPVAフィルムを入れ、16時間乾燥させた後、乾燥後のPVAフィルム質量(質量I)を測定した。PVAフィルムの膨潤度は下記式(6)に質量Hと質量Iの値を代入して算出した。
膨潤度(%)=(質量H/質量I) ×100 (6)
PVA(けん化度99.9モル%、重合度2400)100質量部、可塑剤としてグリセリン10質量部、及び界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.1質量部を含み、PVAの含有率が10質量%である水溶液を製膜原液として用いて、これを80℃の金属ロール上で乾燥し、得られたフィルムを熱風乾燥機中で120℃の温度で10分間熱処理をすることにより膨潤度を200%に調整して、厚みが30μmのPVAフィルムを製造した。
固定処理浴に浸漬する時間を300秒に変更したこと以外は、実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてn-ブチルボロン酸1.0質量%及びヨウ化カリウム3.0質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてn-ブチルボロン酸0.5質量%及びヨウ化カリウム3.5質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてn-ペンチルボロン酸0.5質量%及びヨウ化カリウム3.0質量%の割合で含有する水溶液(処理温度30℃)を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてメチルボロン酸1.0質量%及びヨウ化カリウム2.0質量%の割合で含有する水溶液(処理温度30℃)を用いたことと、固定処理浴に浸漬する時間を10秒に変更したこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
延伸処理浴としてn-プロピルボロン酸0.5質量%及びホウ酸4.0質量%及びヨウ化カリウム5.2質量%の割合で含有する水溶液(温度62℃)を用いたこと、固定処理浴としてヨウ化カリウムを3.0質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと、固定処理浴に浸漬する時間を5秒にしたこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてn-ブチルボロン酸1.0質量%の割合で含有する水溶液(温度10℃)を用いたことと、固定処理浴に浸漬する時間を20秒にしたこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。このとき、PVA(A)100質量部に対するホウ素含有化合物(B)由来のホウ素元素含有量の測定について、積算回数が256回ではホウ素含有化合物(B)を検出できなかったため、積算回数を4096回に変更して、PVA(A)100質量部に対するホウ素含有化合物(B)由来のホウ素元素含有量の測定を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてフェニルボロン酸1.0質量%及びヨウ化カリウム1.0質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてホウ酸2.0質量%及びヨウ化カリウム2.5質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてホウ酸1.0質量%及びヨウ化カリウム2.0質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてホウ酸0.5質量%及びヨウ化カリウム2.0質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴としてヨウ化カリウムを2.0質量%の割合で含有する水溶液(温度30℃)を用いたことと、固定処理浴に浸漬する時間を5秒にしたこと以外は実施例1と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴に浸漬する時間を10秒にしたこと以外は比較例7と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
固定処理浴に浸漬する時間を20秒にしたこと以外は比較例7と同様にして偏光フィルムを作製し、上記方法により各測定及び各評価を行った。その結果を表1と図2に示した。
2 PVAのメチン基由来の水素ピーク
3 PVAのメチレン基由来の水素ピーク
4 PVA由来の水素ピークと重なる、ホウ素含有化合物(B)に含まれる炭化水素基由来の水素ピーク
5 PVA由来の水素ピークと重ならない、ホウ素含有化合物(B)に含まれる炭化水素基由来の水素ピーク
Claims (6)
- R1が飽和脂肪族基である、請求項1に記載の偏光フィルム。
- R1が脂肪族炭化水素基である、請求項1又は2に記載の偏光フィルム。
- R1の炭素数が2~5である、請求項1~3のいずれかに記載の偏光フィルム。
- 透過率が42.0%以上であり、かつ偏光度が99.9%以上である、請求項1~4のいずれかに記載の偏光フィルム。
- ポリビニルアルコールフィルムを二色性色素で染色する染色処理、及び該フィルムを一軸延伸する延伸処理を含む偏光フィルムの製造方法において、該フィルムをホウ素含有化合物(B)の水溶液に浸漬する処理を有することを特徴とする、請求項1~5のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
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