WO2022102185A1 - 光学フィルム製造用フィルム及び光学フィルムの製造方法 - Google Patents

光学フィルム製造用フィルム及び光学フィルムの製造方法 Download PDF

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WO2022102185A1
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WO
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film
pva
optical film
producing
mass
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PCT/JP2021/029522
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French (fr)
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匡希 中谷
さやか 清水
喬士 練苧
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株式会社クラレ
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to a film for producing an optical film and a method for producing an optical film.
  • a polarizing plate having a function of transmitting and shielding light is a basic component of a liquid crystal display (LCD) together with a liquid crystal that changes the polarization state of light.
  • LCD liquid crystal display
  • Many polarizing plates have a structure in which a protective film such as a cellulose triacetate (TAC) film is bonded to the surface of the polarizing film.
  • TAC cellulose triacetate
  • an iodine-based dye I 3- or I 5--
  • PVA polyvinyl alcohol
  • Etc. dichroic organic dyes that have adsorbed dichroic dyes are the mainstream.
  • LCDs are widely used in small devices such as calculators and watches, smartphones, laptop computers, LCD monitors, LCD color projectors, LCD TVs, in-vehicle navigation systems, mobile phones, and measuring devices used indoors and outdoors. In recent years, these devices are required to improve the display quality. Along with this, there is a demand for higher performance of the polarizing film, and specifically, there is a demand for a polarizing film having excellent optical performance such as degree of polarization and transmittance.
  • Patent Document 1 a polarizing film using PVA having a high degree of polymerization is known (Patent Document 1).
  • film formation is performed using a PVA film formation solution in which PVA having a high degree of polymerization is dissolved in a solvent containing dimethyl sulfoxide as a main component.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is an optical film manufacturing film capable of obtaining an optical film having good productivity and excellent optical performance, and such a film for manufacturing an optical film. It is an object of the present invention to provide a method for producing an optical film using a film for producing an optical film.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 A film for manufacturing an optical film, wherein the ratio Rt ( ⁇ * 1 (30) / ⁇ * 1 (80)) between (30) and the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is 4.5 or more and 50 or less.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is a complex viscosity at an angular frequency of 1 rad / sec obtained from a dynamic viscous elasticity measurement of the aqueous solution at 30 ° C.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is a complex viscosity at an angular frequency of 1 rad / sec obtained from a dynamic viscous elasticity measurement of the aqueous solution at 80 ° C. ] [2] When the ratio R ⁇ (30) ( ⁇ * 1 (30) / ⁇ * 500 (30)) of the complex viscosity ⁇ * 1 (30) and the complex viscosity ⁇ * 500 (30) is 5 or more and 150 or less.
  • a film for producing an optical film according to [1]; [The complex viscosity ⁇ * 500 (30) is a complex viscosity at an angular frequency of 500 rad / sec obtained from a dynamic viscous elasticity measurement of the aqueous solution at 30 ° C.
  • [5] The film for producing an optical film according to any one of [1] to [4], wherein the optical film is a polarizing film;
  • [6] A method for producing an optical film, comprising a step of uniaxially stretching a film for producing an optical film according to any one of [1] to [5];
  • [7] The method for producing an optical film according to [6], wherein the optical film is a polarizing film; Achieved by providing one of the above.
  • a film for producing an optical film capable of obtaining an optical film having good productivity and excellent optical performance, and a method for producing an optical film using such a film for producing an optical film. can do.
  • FIG. 6 is a flow curve having a complex viscosity obtained from a dynamic viscous elasticity measurement of a PVA aqueous solution at 30 ° C. in which a film for producing an optical film (PVA film) of Example 1 was dissolved so that the concentration of PVA was 12% by mass.
  • the film for producing an optical film of the present invention is a film for producing an optical film containing PVA, and the dynamic viscosity of an aqueous solution in which the film for producing an optical film is dissolved so that the concentration of the PVA is 12% by mass is measured.
  • the ratio Rt ( ⁇ * 1 (30) / ⁇ * 1 (80)) between the complex viscosity ⁇ * 1 (30) and the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is 4.5 or more and 50 or less. It is a film for manufacturing.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is a complex viscosity at an angular frequency of 1 rad / sec obtained from the dynamic viscous elasticity measurement of the aqueous solution at 30 ° C.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is a complex viscosity at an angular frequency of 1 rad / sec obtained from the dynamic viscous elasticity measurement of the aqueous solution at 80 ° C. That is, the complex viscosity ⁇ * 1 (30) has an angular frequency of 1 rad / obtained from the dynamic viscous elasticity measurement of an aqueous solution at 30 ° C. in which the film for producing the optical film is dissolved so that the concentration of PVA is 12% by mass.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is obtained at an angular frequency of 1 rad / sec obtained from a dynamic viscous elasticity measurement of an aqueous solution at 80 ° C. in which a film for producing an optical film is dissolved so that the concentration of PVA is 12% by mass. It has a complex viscosity.
  • the dynamic viscoelasticity measurement is a method of measuring the mechanical properties of a sample by applying a strain or stress that changes (vibrates) with time to the sample and measuring the stress or strain generated by the strain or stress. Dynamic viscoelasticity can be measured by using a dynamic viscoelasticity measuring device (leometer).
  • the dynamic viscoelasticity measurement is a value measured by TA instruments "ARES-G2" under the following conditions.
  • the dynamic viscoelasticity measurement is performed by using a PVA aqueous solution so that the PVA concentration of the film for manufacturing an optical film is 12% by mass.
  • This PVA aqueous solution can be prepared by weighing a film for producing an optical film and distilled water in a container and then heating and dissolving at 95 ° C. for 4 hours with stirring.
  • a substance other than PVA is contained in the film for producing an optical film, the PVA content is determined in advance and then dissolved.
  • the film for producing an optical film contains water-soluble substances such as water and a plasticizer, the film for producing an optical film is swollen with water and washed to elute these substances, and then 105.
  • the PVA content in the film for producing an optical film can be determined by drying in a dryer at ° C. for 17 hours or more and weighing.
  • the aqueous solution used for the dynamic viscoelasticity measurement dissolves the film for producing an optical film containing a substance other than PVA in water. Is prepared.
  • the dynamic viscoelasticity measurement is performed by setting an aqueous solution having a PVA concentration of 12% by mass at 30 ° C. or 80 ° C.
  • the ratio Rt ( ⁇ * 1 (30) / ⁇ * 1 (80)) of the complex viscosity ⁇ * 1 (30) and the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is 4.5. It is necessary that it is 50 or more and 50 or less. If Rt is less than 4.5, the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is too low or the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is too high. If the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is too low, it means that the interaction due to cross-linking of PVA in the optical film manufacturing film is insufficient, and even if the optical film manufacturing film is stretched, it means that the interaction is insufficient.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is too high, it means that the viscosity does not decrease sufficiently even if the film forming stock solution of the optical film manufacturing film is heated to a high temperature, and good productivity can be exhibited. Can not. From this point of view, it is preferable that the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is 15 Pa ⁇ s or more and the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is 15 Pa ⁇ s or less. Further, it is not easy to manufacture a film for manufacturing an optical film having an Rt of more than 50. When Rt is in the above range as described above, it is possible to obtain an optical film having excellent optical performance while maintaining good productivity. Rt is preferably 5 or more, and more preferably 7 or more. on the other hand. The upper limit of Rt is preferably 40.
  • the lower limit of the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is preferably 15 Pa ⁇ s, more preferably 30 Pa ⁇ s.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is at least the above lower limit, the interaction due to cross-linking of PVA in the optical film manufacturing film is in a particularly sufficient state, so that particularly sufficient orientation occurs due to stretching. , The optical performance of the obtained optical film can be further enhanced.
  • the upper limit of the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is preferably 500 Pa ⁇ s, more preferably 400 Pa ⁇ s.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (30) is equal to or less than the upper limit, the viscosity increase is suppressed even when the temperature of the film-forming stock solution is low (30 ° C.) in the film-forming stock solution of the optical film manufacturing film, which is better. You can be productive.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is preferably 3 Pa ⁇ s or more and 15 Pa ⁇ s or less.
  • the upper limit of the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is more preferably 12 Pa ⁇ s or even more preferably 10 Pa ⁇ s or 5 Pa ⁇ s.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) is equal to or less than the upper limit, the increase in viscosity of the film-forming stock solution for optical film production is better suppressed, especially when the temperature of the film-forming stock solution is high (80 ° C.). Can demonstrate high productivity.
  • the ratio of the complex viscosity ⁇ * 1 (30) to the complex viscosity ⁇ * 500 (30) R ⁇ (30) ( ⁇ * 1 (30) / ⁇ * 500 (30)) The lower limit of the above may be, for example, 3, but 5 is preferable, and 10 is more preferable.
  • R ⁇ (30) is at least the above lower limit, the viscosity of the film-forming stock solution in the film-forming stock solution for optical film production is significantly reduced with respect to the shear rate, so that better productivity can be exhibited.
  • the upper limit of the ratio R ⁇ (30) is preferably 150, more preferably 100.
  • the complex viscosity ⁇ * 500 (30) is preferably 1 Pa ⁇ s or more and 12 Pa ⁇ s or less.
  • the upper limit of the complex viscosity ⁇ * 500 (30) is more preferably 10 Pa ⁇ s, further preferably 5 Pa ⁇ s, and particularly preferably 4.5 Pa ⁇ s.
  • the complex viscosity ⁇ * 500 (30) is not more than the above upper limit, the viscosity of the film-forming stock solution for optical film production when the shear rate is high is sufficiently low, so that better productivity can be exhibited. ..
  • the complex viscosity ⁇ * 500 (30) is the complex viscosity at an angular frequency of 500 rad / sec obtained from the dynamic viscous elasticity measurement of the aqueous solution at 30 ° C. That is, the complex viscosity ⁇ * 500 (30) has an angular frequency of 500 rad / obtained from the dynamic viscous elasticity measurement of an aqueous solution at 30 ° C. in which the film for producing the optical film is dissolved so that the concentration of PVA is 12% by mass. Complex viscosity in seconds.
  • PVA In the film for producing an optical film of the present invention, PVA is usually a main component.
  • the main component means the component having the highest content on a mass basis.
  • the lower limit of the PVA content in the film for producing an optical film of the present invention is preferably 60% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 85% by mass. By setting the PVA content to the above lower limit or higher, the effect of the present invention can be further enhanced.
  • the upper limit of this content is not particularly limited, and may be 100% by mass, preferably 99% by mass, and more preferably 95% by mass.
  • PVA may be only one kind or may contain two or more kinds.
  • the content (% by mass) of each component in the film for producing an optical film is a value based on the dry state, that is, the total content of all components other than water.
  • PVA is a polymer having a vinyl alcohol unit (-CH 2 -CH (OH)-) as a structural unit.
  • the PVA may have a vinyl ester unit and other structural units in addition to the vinyl alcohol unit.
  • the lower limit of the viscosity average degree of polymerization of PVA is preferably 1,000, more preferably 1,500, even more preferably 2,000, and particularly preferably 2,200.
  • the film for producing an optical film of the present invention has excellent stretchability, and an optical film having more excellent optical performance and the like can be produced.
  • the upper limit of the viscosity average degree of polymerization is preferably 5,000, more preferably 4,000, further preferably 3,000, and particularly preferably 2,700.
  • the lower limit of the saponification degree of PVA is preferably 98.7 mol%, more preferably 99.0 mol%, further preferably 99.5 mol%, further preferably 99.8 mol%, and 99.9 mol%. Especially preferable.
  • the saponification degree is at least the above lower limit, an optical film having excellent optical performance and moisture heat resistance can be obtained.
  • the upper limit of the saponification degree is not particularly limited, but is preferably 99.99 mol% or less from the viewpoint of PVA productivity.
  • the degree of saponification of PVA is the ratio of the number of moles of vinyl alcohol units to the total number of moles of structural units (typically vinyl ester units) that can be converted into vinyl alcohol units by saponification. Mol%).
  • the degree of saponification of PVA can be measured according to the description of JIS K6726-1994.
  • the PVA preferably contains a modified PVA having a silicon-containing group (hereinafter, the modified PVA having a silicon-containing group may be referred to as "modified PVA").
  • modified PVA the modified PVA having a silicon-containing group
  • the parameters of dynamic viscoelasticity according to the present invention can be easily satisfied.
  • the modified PVA is a polymer having a vinyl alcohol unit (-CH 2 -CH (OH)-) as a structural unit and having a silicon-containing group.
  • the modified PVA may contain a structural unit containing a silicon-containing group, and may further have a vinyl ester unit such as a vinyl acetate unit or another structural unit.
  • the silicon-containing group contained in the modified PVA is not particularly limited as long as it is a group containing a silicon atom, but is preferably a silanol group or a group that can be converted to a silanol group in the presence of water.
  • the silanol group refers to a group having a silicon atom and at least one hydroxy group bonded to the silicon atom.
  • the number of hydroxy groups contained in the silanol group is usually any one of 1 to 3, preferably 3.
  • the hydroxy group contained in the silanol group may exist in the state of a salt (for example, -ONa, -OK, etc.).
  • the group that can be converted to a silanol group in the presence of water means a group that can be converted to a silanol group when PVA is heated in water under the conditions of a reaction time of 2 hours and a reaction temperature of 150 ° C. This conversion to silanol groups may be caused by hydrolysis.
  • Examples of the group that can be converted to a silanol group in the presence of water include a group in which at least one alkoxy group or an acyloxy group is bonded to a silicon atom, and specifically, a trimethoxysilyl group and a triethoxysilyl group.
  • Triisopropoxysilyl group dimethoxymethylsilyl group, diethoxymethylsilyl group, methoxydimethylsilyl group, ethoxydimethylsilyl group, triacetoxysilyl group and the like.
  • Examples of the silanol group or the group that can be converted into a silanol group in the presence of water include a group represented by any of the following formulas (1) to (3). Among these, the group represented by the following formula (1) is preferable.
  • R 1 is independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an substituted or unsubstituted acyl group having 1 to 20 carbon atoms. It is the basis.
  • R 2 is an independently substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group (cyclohexyl group, etc.), an aromatic hydrocarbon group (phenyl group, etc.) and the like.
  • An aliphatic hydrocarbon group is preferable.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, an alkenyl group such as a vinyl group and an alkynyl group such as an ethynyl group, and an alkyl group is preferable.
  • the number of carbon atoms of the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3. At least a part of the hydrogen atom of the hydrocarbon group represented by R 1 and R 2 may be substituted with a halogen atom, a carboxy group, an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, etc.) and the like.
  • Examples of the acyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a hydrogen atom or a group in which a carbonyl group (-CO-) is bonded to a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms.
  • a hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms an aliphatic hydrocarbon group is preferable, and an alkyl group is more preferable.
  • Specific examples of the acyl group include a formyl group, an acetyl group, a propionyl group, a benzoyl group and the like.
  • the number of carbon atoms of the acyl group represented by R1 is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 3. At least a part of the hydrogen atom of the acyl group represented by R 1 may be substituted with a halogen atom, a carboxy group, an alkoxy group (methoxy group or the like) or the like.
  • R 1 when at least one of R 1 is a hydrogen atom, this group is a silanol group. Further, in the group represented by any of the above formulas (1) to (3), when all R 1s are not hydrogen atoms, this group is a group that can be converted into a silanol group in the presence of water.
  • R1 is preferably a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the silicon-containing group is directly bonded to the carbon atom in the polymer main chain by the silicon-carbon bond.
  • the lower limit of the content of the silicon-containing group with respect to the total structural unit of the modified PVA is preferably 0.01 mol%, more preferably 0.05 mol%, further preferably 0.1 mol%, and 0.2 mol%. More preferred. By setting the content of the silicon-containing group to the lower limit or higher, the complex viscosity ⁇ * 1 (30) becomes sufficiently high, and the obtained optical performance can be further enhanced.
  • the upper limit of the content of the silicon-containing group with respect to all the structural units of the modified PVA is preferably 2.0 mol%, preferably 0.8 mol%, and more preferably 0.6 mol%.
  • the content (mol%) of the silicon-containing group is determined, for example, by proton NMR of the vinyl ester polymer before saponification.
  • the vinyl ester polymer is reprecipitated and purified with hexane-acetone to completely remove the unreacted monomer from the polymer, and then 90 ° C. After drying under reduced pressure for 2 days, it is dissolved in a CDCl 3 solvent and subjected to analysis.
  • the preferable range of the viscosity average degree of polymerization of the modified PVA is the same as the above-mentioned preferable range of the viscosity average degree of polymerization of PVA. Further, the preferable range of the saponification degree of the modified PVA is the same as the above-mentioned preferable range of the saponification degree of PVA.
  • the lower limit of the product of the viscosity average degree of polymerization of the modified PVA and the content of the silicon-containing group is preferably 100 mol%, more preferably 300 mol%, further preferably 500 mol%, and particularly preferably 700 mol%.
  • the upper limit of the product is preferably 2,000 mol%, more preferably 1,500, and even more preferably 1,200.
  • the water solubility of the modified PVA can be further increased, and the productivity of the film for producing the optical film can be further increased.
  • the modified PVA preferably has a structural unit having a silicon-containing group.
  • Examples of the structural unit having a silicon-containing group include structural units represented by the following formula (4).
  • R 3 is a hydrogen atom or a methyl group.
  • R4 is a single bond or divalent linking group.
  • R5 is a silicon - containing group.
  • a hydrogen atom is preferable as R3 .
  • the divalent linking group represented by R 4 is-(CH 2 ) n- (n is an integer of 1 to 5) or -CONR 6 -R 7- (R 6 is a hydrogen atom or It is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 7 is a group represented by-(CH 2 ) n- , or a divalent hydrocarbon group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom.) The group represented by can be mentioned.
  • divalent hydrocarbon groups containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom -CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 NHCH 2 -, -CH 2 CH 2 N (CH 3 ) CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 N (CH 3 ) CH 2- , -CH 2 CH 2 N (CH 3 ) CH 2- , -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 OCH 2- , etc.
  • the carbon number of the divalent hydrocarbon group containing at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom can be, for example, 2 or more and 6 or less.
  • R4 is preferably a single bond.
  • silicon - containing group represented by R5 are as described above, and examples thereof include groups represented by any of the above formulas (1) to (3), which are represented by the above formula (1).
  • the group represented is preferred.
  • the number of silicon-containing groups contained in the structural unit having silicon-containing groups is not particularly limited, but may be 1.
  • the range of the content of the structural unit having a silicon-containing group with respect to all the structural units of the modified PVA may be the range of the content of the silicon-containing group with respect to all the structural units described above.
  • the range of the product of the viscosity average degree of polymerization of the modified PVA and the content of the structural unit having a silicon-containing group may be the range of the product of the above-mentioned viscosity average degree of polymerization and the content of the silicon-containing group.
  • the modified PVA may have other structural units other than the vinyl alcohol unit, the vinyl ester unit and the structural unit having a silicon-containing group.
  • the content of the other structural units with respect to all the structural units of the modified PVA is preferably 15 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, further preferably 1 mol% or less, and more preferably 0.1 mol% or less. It may be even more preferable.
  • the modified PVA is substantially composed of a vinyl alcohol unit, a vinyl ester unit, and a structural unit having a silicon-containing group, the effect of the present invention may be more sufficiently exhibited.
  • the film for producing an optical film may contain one type of modified PVA alone, or may contain two or more types of modified PVA having different degrees of polymerization, saponification, silicon-containing group content, and the like. ..
  • the lower limit of the content of modified PVA in the film for producing an optical film is not particularly limited, but is preferably 60% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 85% by mass.
  • the upper limit of this content is not particularly limited, and may be 100% by mass, preferably 99% by mass, and more preferably 95% by mass.
  • the content of modified PVA with respect to all PVA contained in the film for producing an optical film of the present invention is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass. % Or more is more preferable, and 99% by mass or more is even more preferable.
  • the effect of the present invention can be more fully exhibited by mainly using modified PVA as PVA.
  • the upper limit of this content is not particularly limited and may be 100% by mass.
  • modified PVA having a silicon-containing group
  • the method for producing modified PVA having a silicon-containing group is not particularly limited.
  • it can be produced by copolymerizing a vinyl ester monomer and a monomer having a silicon-containing group and saponifying the obtained vinyl ester polymer.
  • vinyl ester monomer examples include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerynate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pivalate, vinyl versatic acid and the like. can. Among these, vinyl acetate is preferable.
  • Examples of the monomer having a silicon-containing group include vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyldimethylethoxysilane, allyltrimethoxysilane, and allylmethyldimethoxysilane.
  • the method for copolymerizing the vinyl ester monomer and the monomer having a silicon-containing group is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, and an emulsion polymerization method. Among these methods, a lumpy polymerization method performed without a solvent and a solution polymerization method performed using a solvent such as alcohol are preferable.
  • the solvent used as a solvent in solution polymerization include esters such as methyl acetate and ethyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; lower alcohols such as methanol and ethanol.
  • azo-based initiators As the initiator used in the copolymerization reaction, conventionally known azo-based initiators, peroxide-based initiators, redox-based initiators and the like are appropriately selected.
  • the azo-based initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-). Dimethylvaleronitrile) and the like.
  • Peroxide-based initiators include percarbonate compounds such as dinormal propyl peroxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, and diethoxyethylperoxydicarbonate; t-butylper.
  • Perester compounds such as oxyneodecanete, ⁇ -cumylperoxyneodecaneate, t-butylperoxyneodecanete; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, diisobutyryl peroxide; 2,4,4-trimethylpentyl-2- Examples thereof include peroxyphenoxyacetate.
  • potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide and the like can be combined with the above-exemplified peroxide-based initiator to prepare the initiator.
  • the redox-based initiator include a combination of the above-mentioned peroxide and a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite, sodium hydrogen carbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, and longalit.
  • the polymerization temperature when the copolymerization reaction is carried out is not particularly limited, but is preferably 0 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, more preferably 20 ° C. or higher and 160 ° C. or lower, and further preferably 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
  • copolymerizing a vinyl ester monomer and a monomer having a silicon-containing group it is possible to copolymerize another copolymerizable monomer, if necessary, as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • Other monomers include, for example, ethylene; olefins having 2 to 30 carbon atoms such as propylene, 1-butyl, and isobutene; acrylic acid or a salt thereof; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, acrylic acid.
  • Acrylic acid esters such as i-propyl, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate; methacrylic acid or salts thereof; methacrylic Methyl acidate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, methacryl Methacrylic acid esters such as octadecyl acid; acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetoneacrylamide, acrylamide propanesulfonic
  • Methylamide derivatives such as N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylamide such as N-vinylpyrrolidone; methylvinyl ether, ethylvinyl ether, n-propylvinyl ether, i-propylvinyl ether, n-butylvinyl ether, i-butyl.
  • Vinyl ethers such as vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, stearyl vinyl ether; vinyl cyanide such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride and vinylidene fluoride; allyl acetate, chloride Allyl compounds such as allyl; maleic acid or a salt thereof, an ester or an acid anhydride; itaconic acid or a salt thereof, an ester or an acid anhydride; isopropenyl acetate and the like can be mentioned.
  • the vinyl ester polymer can have a structural unit derived from one or more of the other monomers described above.
  • the proportion of the structural unit derived from the other monomer (monomer other than the vinyl ester monomer and the monomer having a silicon-containing group) in the vinyl ester polymer is not necessarily limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but the vinyl ester weight is not always limited. Based on the number of moles of all structural units constituting the coalescence, 15 mol% or less is preferable, 5 mol% or less is more preferable, 1 mol% or less is further preferable, and 0.1 mol% or less may be further preferable. ..
  • the vinyl ester polymer is then saponified in a solvent according to a known method, leading to modified PVA.
  • Alcohol is preferable as the solvent used for the saponification reaction.
  • the alcohol include lower alcohols such as methanol and ethanol, and methanol is particularly preferably used.
  • the solvent used in the saponification reaction may further contain acetone, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and organic solvents such as toluene.
  • the catalyst used for the saponification reaction include hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, alkaline catalysts such as sodium methylate, and acid catalysts such as mineral acid.
  • the temperature of the saponification reaction can be, for example, 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. If a gel-like product precipitates as the saponification reaction progresses, the product is pulverized at that time, washed, and then dried to obtain modified PVA.
  • modified PVA having a silicon-containing group includes modified PVA in which a silicon-containing group is introduced into a non-modified PVA by a silylating agent, and modification in which a structural unit having a silicon-containing group is introduced by graft copolymerization. It may be PVA or the like.
  • the silylating agent include reactive silane compounds capable of reacting with the hydroxy group of PVA, such as triethoxychlorosilane and methyltrichlorosilane.
  • the film for producing an optical film of the present invention can be easily obtained by using PVA crosslinked with a crosslinking agent or the like as PVA other than modified PVA having a silicon-containing group.
  • the film for producing an optical film of the present invention preferably contains a plasticizer.
  • a plasticizer When the film for producing an optical film contains a plasticizer, the stretchability can be improved.
  • a polyhydric alcohol is preferable as the plasticizer.
  • the polyhydric alcohol include ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, diglycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, trimethylolpropane and the like. Among these, glycerin is preferable from the viewpoint of improving the stretchability.
  • the plasticizer one kind or two or more kinds can be used.
  • the lower limit of the content of the plasticizer in the film for producing an optical film of the present invention 1 part by mass is preferable, 3 parts by mass is more preferable, and 5 parts by mass is further preferable with respect to 100 parts by mass of PVA.
  • the content of the plasticizer is at least the above lower limit, the stretchability of the film is improved, and the optical performance of the obtained optical film can be further improved.
  • the upper limit of the content of this plasticizer 20 parts by mass is preferable, 17 parts by mass is more preferable, and 15 parts by mass is further preferable with respect to 100 parts by mass of PVA.
  • the content of the plasticizer is not more than the above upper limit, it is possible to prevent the film from becoming too flexible and the handleability from being lowered.
  • the film for producing an optical film preferably contains a surfactant.
  • a surfactant By forming a film using a film-forming stock solution containing a surfactant, the film-forming property is improved and the occurrence of thickness unevenness of the film is suppressed, and the film is peeled off from the metal roll or belt used for film-forming. Will be easier.
  • the obtained film may contain a surfactant.
  • the type of the surfactant is not particularly limited, but an anionic surfactant and a nonionic surfactant are preferable from the viewpoint of peelability from a metal roll or a belt.
  • anionic surfactant examples include a carboxylic acid type such as potassium laurate; a sulfate ester type such as polyoxyethylene lauryl ether sulfate and octyl sulfate; and a sulfonic acid type such as dodecylbenzene sulfonate.
  • carboxylic acid type such as potassium laurate
  • a sulfate ester type such as polyoxyethylene lauryl ether sulfate and octyl sulfate
  • a sulfonic acid type such as dodecylbenzene sulfonate.
  • nonionic surfactant examples include an alkyl ether type such as polyoxyethylene oleyl ether; an alkylphenyl ether type such as polyoxyethylene octylphenyl ether; an alkyl ester type such as polyoxyethylene laurate; and polyoxyethylene laurylamino ether.
  • Alkylamine type such as; Alkylamide type such as polyoxyethylene lauric acid amide; Polypropylene glycol ether type such as polyoxyethylene polyoxypropylene ether; Alkanolamide type such as lauric acid diethanolamide and oleic acid diethanolamide; Polyoxyalkylene Examples thereof include allylphenyl ether type such as allylphenyl ether.
  • the surfactant can be used alone or in combination of two or more.
  • the lower limit of the content is preferably 0.01 part by mass, more preferably 0.02 part by mass, and 0.05 part by mass with respect to 100 parts by mass of PVA. Is even more preferable.
  • the upper limit of this content is preferably 0.5 parts by mass, more preferably 0.3 parts by mass, and even more preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of PVA.
  • the film for producing an optical film of the present invention includes a filler, a processing stabilizer such as a copper compound, a weather resistance stabilizer, a colorant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, and a flame retardant.
  • a processing stabilizer such as a copper compound, a weather resistance stabilizer, a colorant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, and a flame retardant.
  • a processing stabilizer such as a copper compound, a weather resistance stabilizer, a colorant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, and a flame retardant.
  • a processing stabilizer such as a copper compound, a weather resistance stabilizer, a colorant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, and a flame retardant.
  • the total content of PVA, plasticizer and surfactant in the film for producing an optical film of the present invention is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, further preferably 95% by mass or more, and 99% by mass. The above may be even more preferable.
  • the film for producing an optical film of the present invention is substantially composed of PVA, a plasticizer and a surfactant, the effects of the present invention can be more fully exhibited.
  • the total content of the modified PVA having a silicon-containing group, the plasticizer and the surfactant in the film for producing an optical film of the present invention is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass. The above is more preferable, and in some cases, 99% by mass or more is even more preferable.
  • the film for producing an optical film of the present invention is substantially composed of a modified PVA having a silicon-containing group, a plasticizer and a surfactant, the effect of the present invention can be more fully exhibited.
  • the film for producing an optical film of the present invention is a so-called raw film used as a material for an optical film.
  • the film for producing an optical film of the present invention is not limited to a roll-shaped film.
  • the average thickness of the film for producing an optical film of the present invention is not particularly limited, but the lower limit is preferably 1 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m, and even more preferably 10 ⁇ m. When the average thickness is at least the above lower limit, it is possible to suppress cutting during the uniaxial stretching process when manufacturing an optical film.
  • the upper limit of the average thickness is preferably 75 ⁇ m, more preferably 60 ⁇ m, still more preferably 45 ⁇ m, and even more preferably 35 ⁇ m. When the average thickness is not more than the upper limit, stretching spots during the uniaxial stretching treatment can be suppressed.
  • the "average thickness” refers to the average value of the thickness measured at any five points (hereinafter, the same applies to the average thickness).
  • the film for producing an optical film of the present invention may be a single-layer film composed of one PVA layer (a layer containing PVA) or a multilayer film including one PVA layer. However, when it is used for manufacturing a polarizing film, it is preferably a single-layer film.
  • the lower limit of the average thickness of the PVA layer of the film for producing an optical film of the present invention is preferably 1 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m, still more preferably 10 ⁇ m. When the average thickness is at least the above lower limit, it is possible to suppress cutting during the uniaxial stretching process when manufacturing an optical film.
  • the upper limit of the average thickness is preferably 75 ⁇ m, more preferably 60 ⁇ m, still more preferably 45 ⁇ m, and even more preferably 35 ⁇ m.
  • the average thickness is not more than the upper limit, stretching spots during the uniaxial stretching treatment can be suppressed.
  • the average thickness is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more, in order to ensure handleability.
  • the average thickness of the PVA layer can be 20 ⁇ m or less, or 15 ⁇ m or less.
  • a multilayer film is a film having two or more layers.
  • the number of layers of the multilayer film may be 5 or less, and may be 3 or less.
  • Examples of the multilayer film include a film for producing an optical film having a laminated structure of a base resin layer and a PVA layer.
  • the average thickness of the base resin layer is, for example, 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the base resin layer in the multilayer film is preferably one that can be uniaxially stretched together with the PVA layer.
  • polyester, polyolefin or the like can be used as the resin constituting the base resin layer.
  • an amorphous polyester resin is preferable, and polyethylene terephthalate and an amorphous polyester resin obtained by copolymerizing polyethylene terephthalate with a copolymerization component such as isophthalic acid and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferably used.
  • An adhesive layer may be provided between the base resin layer and the PVA layer.
  • the width of the film for producing an optical film of the present invention is not particularly limited and can be determined according to its use and the like.
  • the lower limit of the width of the film for producing an optical film is preferably 3 m.
  • the upper limit of the width of the film for producing an optical film is preferably 7 m.
  • the degree of swelling of the optical film manufacturing film of the present invention is preferably in the range of 140% or more and 400% or less from the viewpoint of the productivity of the optical film and the optical performance.
  • the lower limit of the degree of swelling is more preferably 180% and even more preferably 190%.
  • the upper limit of the degree of swelling is more preferably 220% and even more preferably 210%.
  • the degree of swelling of the film can be adjusted to a smaller value, for example, by increasing the heat treatment conditions.
  • N represents the mass (g) of the sample after immersing the sample taken from the film in distilled water at 30 ° C. for 30 minutes and then removing the water on the surface.
  • M represents the mass (g) of the sample after drying the sample in a dryer at 105 ° C. for 16 hours.
  • the film for producing an optical film of the present invention is usually a film that is not substantially stretched (non-stretched film, unstretched film).
  • the in-plane phase difference of the optical film manufacturing film is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less.
  • an optical film can be obtained by stretching a film for producing an optical film of the present invention (uniaxial stretching treatment or biaxial stretching treatment) or the like.
  • optical film manufacturing film of the present invention it is possible to obtain an optical film having good productivity and excellent optical performance.
  • the optical performance includes light transmission, polarization, and the like.
  • the optical film that can be produced by the optical film manufacturing film include a polarizing film, a retardation film, a viewing angle improving film, a luminance improving film, and the like, and a polarizing film is preferable.
  • the method for producing a film for producing an optical film of the present invention is not particularly limited, but a production method in which the thickness and width of the film after film formation become more uniform can be preferably adopted.
  • it can be produced using PVA and, if necessary, a film-forming stock solution in which one or more of plasticizers, surfactants and other additives are dissolved in a liquid medium.
  • the film-forming stock solution contains at least one of a plasticizer, a surfactant and other additives, it is preferable that the components are uniformly mixed.
  • liquid medium used for preparing the film-forming stock solution examples include water, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, glycerin, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and tri.
  • examples thereof include methylolpropane, ethylenediamine, and diethylenetriamine, and one or more of these can be used.
  • water is preferable from the viewpoint of environmental load and recoverability.
  • the modified PVA has good water solubility and also suppresses an increase in viscosity when an aqueous solution having a relatively high temperature (for example, 80 ° C.) is used. Has been done. From this point as well, water can be preferably used as the liquid medium.
  • a relatively high temperature for example, 80 ° C.
  • the volatile content of the film-forming stock solution (the content ratio of volatile components such as a liquid medium removed by volatilization or evaporation during film-forming in the film-forming stock solution) is preferably, for example, 50% by mass or more and 95% by mass or less, preferably 55% by mass. % Or more and 90% by mass or less are more preferable, and 60% by mass or more and 85% by mass or less are further preferable. Since the volatile fraction of the membrane-forming stock solution is 50% by mass or more, the viscosity of the membrane-forming stock solution does not become too high, filtration and defoaming during preparation of the film-forming stock solution are smoothly performed, and a film with few foreign substances and defects is performed. Is easy to manufacture. On the other hand, when the volatile fraction of the film-forming stock solution is 95% by mass or less, the concentration of the film-forming stock solution does not become too low, and industrial film production becomes easy.
  • the temperature of the undiluted film-forming solution at the time of film-forming can be, for example, 70 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • Examples of the film-forming method when forming a film using the undiluted film-forming solution include a cast film-forming method, an extrusion film-forming method, a wet film-forming method, and a gel film-forming method.
  • these film forming methods only one kind may be adopted or two or more kinds may be adopted in combination.
  • the cast film-forming method and the extrusion film-forming method are preferable because a film having a uniform thickness and width and good physical characteristics can be obtained.
  • the formed film can be dried or heat-treated as needed.
  • the film-forming stock solution is uniformly discharged or uniformly discharged onto the peripheral surface of the rotating heated first roll (or belt) located on the most upstream side. Disperse. Volatile components are evaporated and dried from one surface of the membrane ejected or cast on the peripheral surface of the first roll (or belt). Subsequently, it is further dried on the peripheral surface of one or more rotating heated rolls arranged on the downstream side thereof, or is passed through a hot air drying device to be further dried. Then, the film is wound by the winding device. Drying with a heated roll and drying with a hot air drying device may be carried out in an appropriate combination.
  • a multilayer film can be produced, for example, by applying a film-forming stock solution on a substrate resin film (base resin layer).
  • base resin layer a substrate resin film
  • the surface of the base resin film may be modified or an adhesive may be applied to the surface of the base resin film. good.
  • the method for producing an optical film of the present invention includes a step of uniaxially stretching the above-mentioned film for producing an optical film.
  • a method for manufacturing a polarizing film will be specifically described as an example of a method for manufacturing an optical film.
  • a dyeing step for dyeing a film for manufacturing an optical film hereinafter, also referred to as “PVA film”
  • PVA film an optical film
  • a stretching step for uniaxially stretching and a swelling step for further swelling as necessary, respectively.
  • examples thereof include a method including a cross-linking step for cross-linking, a fixing treatment step for fixing treatment, a washing step for washing, a drying step for drying, a heat treatment step for heat treatment, and the like.
  • the order of each step is not particularly limited, but for example, the swelling step, the dyeing step, the crosslinking step, the stretching step, the fixing treatment step, and the like can be performed in this order. Further, one or more steps can be performed simultaneously, and each step can be performed twice or more.
  • the swelling step can be performed by immersing the PVA film in water.
  • the temperature of the water when immersed in water is preferably 20 ° C. or higher and 55 ° C. or lower, more preferably 22 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and even more preferably 25 ° C. or higher and 45 ° C. or lower.
  • the time for soaking in water is, for example, preferably 0.1 minutes or more and 5 minutes or less, and more preferably 0.5 minutes or more and 3 minutes or less.
  • the water when immersed in water is not limited to pure water, and may be an aqueous solution in which various components are dissolved, or may be a mixture of water and an aqueous medium.
  • the dyeing step can be performed by contacting the PVA film with a dichroic dye.
  • Iodine-based dyes are generally used as the dichroic dyes.
  • the timing of dyeing may be any stage before uniaxial stretching, during uniaxial stretching, and after uniaxial stretching.
  • a method of dyeing is preferably performed by immersing the PVA film in a solution (particularly an aqueous solution) containing iodine-potassium iodide, which is a dyeing bath.
  • the concentration of iodine in the dyeing bath is preferably 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, and the concentration of potassium iodide is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the temperature of the dyeing bath is preferably 20 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, particularly preferably 25 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
  • a suitable dyeing time is 0.2 minutes or more and 5 minutes or
  • the crosslinking step is performed after the dyeing step and before the stretching step.
  • the cross-linking step can be performed by immersing the PVA film in an aqueous solution containing a cross-linking agent.
  • a cross-linking agent one or more kinds of boron compounds such as borate such as boric acid and borax can be used.
  • the concentration of the cross-linking agent in the aqueous solution containing the cross-linking agent is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or more and 7% by mass or less, and further preferably 2% by mass or more and 6% by mass or less. Sufficient stretchability can be maintained when the concentration of the cross-linking agent is within the above range.
  • the aqueous solution containing a cross-linking agent may contain potassium iodide or the like.
  • the temperature of the aqueous solution containing the cross-linking agent is preferably 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, particularly preferably 25 ° C. or higher and 55 ° C. or lower. By keeping the temperature within the above range, cross-linking can be performed efficiently.
  • the stretching step of uniaxially stretching the PVA film may be performed by either a wet stretching method or a dry stretching method.
  • the wet stretching method it can be carried out in an aqueous solution containing boric acid, in the above-mentioned dyeing bath or in the fixing treatment bath described later.
  • stretching may be carried out at room temperature, stretching may be carried out while heating, or may be carried out in the air using a PVA film after water absorption.
  • the wet stretching method is preferable because it can be stretched with high uniformity in the width direction, and uniaxial stretching is more preferable in an aqueous solution containing boric acid.
  • the concentration of boric acid in the boric acid aqueous solution is preferably 0.5% by mass or more and 6.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less, and 1.5% by mass or more and 4. 0% by mass or less is particularly preferable.
  • the boric acid aqueous solution may contain potassium iodide, and the concentration of potassium iodide is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the stretching temperature in uniaxial stretching is preferably 30 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and particularly preferably 50 ° C. or higher and 75 ° C. or lower.
  • the draw ratio in uniaxial stretching is preferably 5 times or more, and more preferably 5.5 times or more from the viewpoint of the polarization performance of the obtained polarizing film.
  • the upper limit of the draw ratio is not particularly limited, but the draw ratio is preferably 8 times or less.
  • uniaxial stretching in the long direction can be adopted. Since a polarizing film having excellent polarizing performance can be obtained, uniaxial stretching in the long direction is preferable.
  • Uniaxial stretching in the long direction can be performed by using a stretching device including a plurality of rolls parallel to each other and changing the peripheral speed between the rolls.
  • the horizontal uniaxial stretching can be performed using a tenter type stretching machine.
  • a fixing treatment step can be performed after the stretching step.
  • an aqueous solution containing one or more kinds of boron compounds such as boric acid and borax can be used.
  • an iodine compound or a metal compound may be added to the fixing treatment bath.
  • the concentration of the boron compound in the fixing treatment bath is preferably 2% by mass or more and 15% by mass or less, particularly preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the temperature of the fixing treatment bath is preferably 15 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, particularly preferably 25 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
  • the cleaning process is generally performed by immersing the film in distilled water, pure water, an aqueous solution, or the like.
  • an aqueous solution containing iodide such as potassium iodide
  • concentration of iodide is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the temperature of the aqueous solution in the cleaning treatment is generally 5 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, preferably 10 ° C. or higher and 45 ° C. or lower, and further preferably 15 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
  • the conditions of the drying step are not particularly limited, but it is preferable to dry the PVA film at a temperature of 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, particularly 50 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. By drying at a temperature within the above range, a polarizing film having excellent dimensional stability can be easily obtained.
  • An optical film other than the polarizing film, such as a retardation film, can also be produced by a method including a step of uniaxially stretching the film for producing an optical film of the present invention.
  • a specific manufacturing method a conventionally known method can be adopted except that the film for manufacturing an optical film of the present invention is used.
  • An optical film can be obtained by the above-mentioned manufacturing method using the film for manufacturing an optical film of the present invention.
  • the optical film may be a polarizing film, a retardation film, a viewing angle improving film, a brightness improving film, or the like, and is preferably a polarizing film.
  • the polarizing film usually contains a dichroic dye, and PVA may be crosslinked.
  • the optical film is preferably a stretched film, more preferably a uniaxially stretched film.
  • the optical film may be a single-layer film or a multilayer film, but is preferably a single-layer film. In the case of such a film, the optical film can be more preferably used as a polarizing film or the like.
  • the dichroism ratio (R) of the polarizing film is preferably 100 or more.
  • a polarizing film having such a high dichroism ratio (R) can be produced with high productivity.
  • the dichroism ratio (R) is more preferably 150 or more, and even more preferably 190 or more.
  • the upper limit of the dichroism ratio (R) is, for example, 350, and may be 300 or 260.
  • the polarizing film is usually used as a polarizing plate by laminating a protective film that is optically transparent and has mechanical strength on both sides or one side thereof.
  • a protective film a cellulose triacetate (TAC) film, a cycloolefin polymer (COP) film, a cellulose acetate / butyrate (CAB) film, an acrylic film, a polyester film and the like are used.
  • the adhesive for bonding include a PVA-based adhesive, a urethane-based adhesive, and an acrylate-based ultraviolet curable adhesive. That is, the polarizing plate has a polarizing film and a protective film laminated directly on one side or both sides of the polarizing film or via an adhesive layer.
  • the polarizing plate can be used as a component of an LCD by, for example, being coated with an adhesive such as acrylic and then bonded to a glass substrate. Further, a retardation film, a viewing angle improving film, a brightness improving film and the like may be bonded to the polarizing plate.
  • the dichroism ratio (R) of the polarizing film was calculated by solving the following equations (a) and (b) from the obtained simple substance transmittance (T) and degree of polarization (V).
  • T simple substance transmittance
  • V degree of polarization
  • the refractive index of the polarizing film is 1.5
  • the reflectance on the surface is 4%.
  • the dichroism ratio (R) of the polarizing film produced under the temperature conditions of the uniaxial stretching treatment baths of Examples and Comparative Examples was set to R0 .
  • T' T / (1-0.04) 2 ...
  • R ⁇ -ln [T'(1-V)] ⁇ / ⁇ -ln [T'(1 + V)] ⁇ ... (b)
  • the polarizing film was pulled at a speed of 1 mm / min, the tension was stopped when the tension reached 2N, and the tension was measured up to 4 hours later in that state.
  • a marked line sticker is attached to the chuck, and the distance between the chucks is increased by the amount of movement of the marked line sticker attached to the chuck using the video type extensometer "TR ViewX120S".
  • TR ViewX120S The value obtained by subtracting the initial tension of 2N from the measured value of the tension after 4 hours was taken as the shrinkage force of the polarizing film.
  • the shrinkage force (SF) of the polarizing film produced under the temperature conditions of the uniaxial stretching treatment baths of Examples and Comparative Examples was set to SF 0 .
  • the dichroism ratio (R) of the polarizing film obtained under the condition that the temperature of the uniaxial stretching treatment bath is 2 ° C. is R -2
  • the dichroism ratio (R) of was set to R -4 .
  • the shrinkage force of each polarizing film was measured by the above method.
  • the shrinkage force (SF) of the polarizing film obtained under the condition that the temperature of the uniaxial stretching treatment bath is 2 ° C lower is SF -2
  • the force (SF) was set to SF -4 .
  • the PVA content in the PVA film was determined by drying in a dryer for 17 hours or more and weighing. Then, based on the obtained PVA content, a PVA film in which a substance other than PVA was not eluted was weighed and dissolved so that the PVA concentration became 12% by mass.
  • Geometry Cone plate with a conical angle of 0.02 rad and disk-shaped plate Plate diameter: 40 mm Strain: 1% Angular frequency range: 1 to 500 rad / sec Measurement temperature (temperature of PVA aqueous solution): 30 ° C or 80 ° C
  • the temperature of the PVA aqueous solution was set to 30 ° C. or 80 ° C. by the following procedure. First, about 1 mL of the PVA aqueous solution to be measured was applied onto a plate heated to 30 ° C. or 80 ° C. Then, after adjusting the gap between the cone plate and the disk-shaped plate to a predetermined value, the PVA aqueous solution protruding from the plate was removed with a cotton swab, and dynamic viscoelasticity measurement was performed. When the temperature of the PVA aqueous solution is set to 80 ° C.
  • the dynamic viscoelasticity measurement is performed, in order to prevent the aqueous solution from evaporating during the measurement, after removing the sample protruding from the plate, the cone is used.
  • a small amount of bis (2-ethylhexyl) phthalate was applied along the plate.
  • the measurement was performed using a solvent trap cover.
  • the complex viscosity ⁇ * 1 (80) and the angular frequency 500 rad / at an angular frequency of 1 rad / sec are similarly obtained.
  • the complex viscosity ⁇ * 500 (80) in seconds was determined.
  • these ratios ( ⁇ * 1 (80) / ⁇ * 500 (80)) were calculated and used as R ⁇ (80).
  • the ratio ( ⁇ * 1 (30) / ⁇ * 1 (80)) of the complex viscosity ⁇ * 1 (30) and the complex viscosity ⁇ * 1 (80) obtained above was calculated and used as Rt.
  • the dynamic viscosity was measured three times for each of the PVA aqueous solutions prepared from the PVA films of Examples or Comparative Examples, and the complex viscosity ⁇ * 1 of the PVA aqueous solution was used by averaging the measurement data of these three times. (30), ⁇ * 500 (30), ⁇ * 1 (80) and ⁇ * 500 (80) were obtained.
  • the polymerization reaction was carried out for 3 hours while adding 53 ml of methanol containing 5% by mass of vinylmethoxysilane to the system, and the polymerization was stopped at that time.
  • the polymerization rate at the time when the polymerization reaction was stopped was 25.0%.
  • the polymerization temperature was maintained at 60 ° C. during the polymerization.
  • unreacted vinyl acetate was removed under reduced pressure to obtain a methanol solution of polyvinyl acetate (hereinafter, may be abbreviated as PVAc).
  • the concentration of the obtained PVAc in a methanol solution was adjusted to 23.5% by mass, and the NaOH methanol solution (the number of moles of NaOH / the number of moles of vinyl ester units in PVAc) was 0.04. (10% by mass concentration) was added and saponified.
  • the obtained polyvinyl alcohol was washed with methanol.
  • the degree of polymerization (viscosity average degree of polymerization) of PVA-1 obtained by the above operation was 2,400, the degree of saponification was 99.9 mol%, and the content of silicon-containing groups was 0.3 mol%.
  • Example 1 A film-forming aqueous solution containing 100 parts by mass of PVA-1, 10 parts by mass of glycerin as a plasticizer, and 0.1 parts by mass of polyoxyethylene lauryl ether sodium sulfate as a surfactant and having a PVA content of 7.5% by mass. Prepared as undiluted solution. This film-forming stock solution is dried on a metal roll at 80 ° C., and the obtained film is heat-treated at a temperature of 127 ° C. for 10 minutes in a hot air dryer to adjust the swelling degree to 200% and have an average thickness. A 30 ⁇ m PVA film (film for producing an optical film) was produced.
  • a sample having a width of 5 cm and a length of 9 cm was cut so that a range of 5 cm in width ⁇ 5 cm in length could be uniaxially stretched from the central portion in the width direction of the obtained PVA film.
  • This sample was immersed in pure water at 30 ° C. for 60 seconds, uniaxially stretched twice in the length direction, and swelled. Subsequently, while immersing in an aqueous solution containing 0.075% by mass of iodine and 2% by mass of potassium iodide (dyeing treatment bath: temperature 32 ° C.) for 120 seconds, the length direction is increased 1.2 times (2.4 times in total). Iodine was adsorbed by uniaxial stretching.
  • the film was washed by immersing it in a potassium iodide aqueous solution (washing bath: temperature 22 ° C.) containing 1.5% by mass of boric acid and 2.5% by mass of potassium iodide for 5 seconds. Finally, it was dried at 80 ° C. for 4 minutes to obtain a polarizing film.
  • the single transmittance (T) and the degree of polarization (V) were measured using the obtained polarizing film by the above-mentioned method and the dichroism ratio (R 0 ) was obtained, the single transmittance (T) was 44.
  • the degree of polarization (V) was .12%
  • the degree of polarization (V) was 99.9738%
  • the dichroism ratio (R 0 ) was 203.
  • the shrinkage force (SF 0 ) of the polarizing film was measured by the above-mentioned method, it was 13.6 N. Further, the dichroism ratio at the shrinkage force of 15 N of the polarizing film was calculated by the above method and found to be 206.
  • a PVA aqueous solution was prepared by the above-mentioned method, and dynamic viscoelasticity measurement was carried out.
  • 21.3 g of the PVA film (PVA content 18 g) and 128.7 g of distilled water were weighed to obtain a 12% by mass PVA aqueous solution.
  • the flow curve of the complex viscosity obtained from the dynamic viscoelasticity measurement (angular frequency: 1 to 500 rad / sec) of the aqueous solution at 30 ° C. is shown in FIG.
  • Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 Using PVA (PVA-2 to PVA-5) shown in Table 1, the PVA content and heat treatment temperature of the film-forming stock solution are adjusted so that the average thickness of the PVA film is 30 ⁇ m and the swelling degree is 200%.
  • a PVA film was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. Further, using the obtained PVA film, the temperature of the uniaxial stretching treatment bath and the iodine concentration of the dyeing treatment bath were changed so that the shrinkage force of the obtained polarizing film was about 15 N and the single transmittance was 44.0%. Except for the above, the polarizing film was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 using the non-denatured PVA-4 having a degree of polymerization of 2400, the ratio Rt of the complex viscosity is as small as 3.1, and the viscosity at 30 ° C. is particularly low.
  • Comparative Example 1 it can be said that the cross-linking between PVAs is insufficient due to such a low viscosity, and a polarizing film having a high dichroism ratio cannot be obtained.
  • Comparative Example 2 using the non-denatured PVA-5 having a degree of polymerization of 4000 the ratio Rt of the complex viscosity is as small as 4.1, and the viscosity at 80 ° C. is relatively high.
  • Comparative Example 2 although the polarizing film having a high dichroism ratio is obtained, the viscosity of the film-forming stock solution is high (film-forming property) and the productivity is low.
  • the complex viscosity ratio Rt is 4.5 or more, the viscosity of the aqueous solution at 30 ° C. is relatively high, and the viscosity of the aqueous solution at 80 ° C. is relatively low. .. Therefore, according to the PVA films (films for producing optical films) of Examples 1 to 3, it can be said that the optical performance of the optical film can be improved while maintaining good film-forming property (productivity).

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Abstract

良好な生産性を有し、光学性能が優れた光学フィルムを得ることができる光学フィルム製造用フィルム、およびこのような光学フィルム製造用フィルムを用いた光学フィルムの製造方法を提供する。本発明は、ポリビニルアルコールを含む光学フィルム製造用フィルムであって、前記ポリビニルアルコールの濃度が12質量%となるように前記光学フィルム製造用フィルムを溶解させた水溶液の動的粘度測定において、複素粘度η (30)と複素粘度η (80)との比Rt(η (30)/η (80))が4.5以上50以下である、光学フィルム製造用フィルムである。[複素粘度η (30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度であり、複素粘度η (80)は、80℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。]

Description

光学フィルム製造用フィルム及び光学フィルムの製造方法
 本発明は、光学フィルム製造用フィルム及び光学フィルムの製造方法に関する。
 光の透過及び遮蔽機能を有する偏光板は、光の偏光状態を変化させる液晶と共に液晶ディスプレイ(LCD)の基本的な構成要素である。多くの偏光板は、偏光フィルムの表面に三酢酸セルロース(TAC)フィルムなどの保護フィルムが貼り合わされた構造を有している。偏光フィルムとしては、ポリビニルアルコールフィルム(以下、「ポリビニルアルコール」を「PVA」と略記することがある。)を一軸延伸してなるマトリクス(延伸フィルム)にヨウ素系色素(I やI 等)や二色性有機染料といった二色性色素が吸着しているものが主流となっている。
 LCDは、電卓及び腕時計などの小型機器、スマートフォン、ノートパソコン、液晶モニター、液晶カラープロジェクター、液晶テレビ、車載用ナビゲーションシステム、携帯電話、屋内外で用いられる計測機器など広範囲で用いられている。近年、これらの機器には表示品質の向上が求められている。これに伴い、偏光フィルムに対しても高性能化が求められており、具体的には、偏光度、透過度などの光学性能に優れる偏光フィルムが求められている。
 光学性能等が改善された偏光フィルムとして、重合度が高いPVAが用いられた偏光フィルムが知られている(特許文献1)。この特許文献1においては、高重合度のPVAがジメチルスルホキシドを主成分とする溶媒に溶解されたPVA製膜溶液を用いて、製膜が行われている。
特開平1-105204号公報
 工業的なPVAフィルムの製造には、環境面、経済性等を考慮し、溶媒として水が用いられたPVA水溶液を製膜溶液として使用することが一般的である。しかし、特許文献1のように重合度の高いPVAは、その水溶液の粘度が上昇するため、製膜性が悪く、工業生産上好ましくない。従って、生産性の悪化を防ぎつつ光学フィルムの光学性能を高める方法が望まれている。
 本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、良好な生産性を有し、光学性能が優れる光学フィルムを得ることができる光学フィルム製造用フィルム、およびこのような光学フィルム製造用フィルムを用いた光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
 前記の目的は、
[1]PVAを含む光学フィルム製造用フィルムであって、前記PVAの濃度が12質量%となるように前記光学フィルム製造用フィルムを溶解させた水溶液の動的粘度測定において、複素粘度η (30)と複素粘度η (80)との比Rt(η (30)/η (80))が4.5以上50以下である、光学フィルム製造用フィルム;
[前記複素粘度η (30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。前記複素粘度η (80)は、80℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。]
[2]前記複素粘度η (30)と複素粘度η 500(30)との比Rω(30)(η (30)/η 500(30))が5以上150以下である、[1]の光学フィルム製造用フィルム;
[前記複素粘度η 500(30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数500rad/秒における複素粘度である。]
[3]前記PVAが、ケイ素含有基を有する変性PVAを含む、[1]または[2]の光学フィルム製造用フィルム;
[4]前記変性PVAにおける全構造単位に対する前記ケイ素含有基の含有量が0.01モル%以上2モル%以下である、[3]の光学フィルム製造用フィルム;
[5]前記光学フィルムが偏光フィルムである、[1]~[4]のいずれかの光学フィルム製造用フィルム;
[6][1]~[5]のいずれかの光学フィルム製造用フィルムを一軸延伸する工程を備える、光学フィルムの製造方法;
[7]前記光学フィルムが偏光フィルムである、[6]の光学フィルムの製造方法;
のいずれかを提供することで達成される。
 本発明によれば、良好な生産性を有し、光学性能が優れる光学フィルムを得ることができる光学フィルム製造用フィルム、およびこのような光学フィルム製造用フィルムを用いた光学フィルムの製造方法を提供することができる。
実施例1の光学フィルム製造用フィルム(PVAフィルム)をPVAの濃度が12質量%となるように溶解させた30℃のPVA水溶液の動的粘弾性測定から得られる複素粘度のフローカーブである。
<光学フィルム製造用フィルム>
 本発明の光学フィルム製造用フィルムは、PVAを含む光学フィルム製造用フィルムであって、前記PVAの濃度が12質量%となるように前記光学フィルム製造用フィルムを溶解させた水溶液の動的粘度測定において、複素粘度η (30)と複素粘度η (80)との比Rt(η (30)/η (80))が4.5以上50以下である、光学フィルム製造用フィルムである。
 複素粘度η (30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。複素粘度η (80)は、80℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。すなわち、複素粘度η (30)は、PVAの濃度が12質量%となるように当該光学フィルム製造用フィルムを溶解させた30℃の水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。複素粘度η (80)は、PVAの濃度が12質量%となるように当該光学フィルム製造用フィルムを溶解させた80℃の水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。
(動的粘弾性測定)
 動的粘弾性測定とは、試料に時間によって変化(振動)する歪みまたは応力を与えて、それによって発生する応力または歪みを測定することにより、試料の力学的な性質を測定する方法である。動的粘弾性は動的粘弾性測定装置(レオメーター)を用いることにより測定することができる。
 本発明において、動的粘弾性測定は、TA instruments社製「ARES-G2」により、以下の条件により測定される値である。
ジオメトリー :円錐角0.02radのコーンプレート及び円盤型プレート
プレート直径 :40mm
ストレイン  :1%
角周波数範囲 :1~500rad/秒
測定温度(水溶液の温度):30℃又は80℃
 本発明において、動的粘弾性測定は光学フィルム製造用フィルムをPVA濃度が12質量%となるようにPVA水溶液を用いて行う。このPVA水溶液は、容器に光学フィルム製造用フィルム及び蒸留水を秤量した後、撹拌しながら95℃で4時間加熱溶解することで調製することができる。光学フィルム製造用フィルム中にPVA以外の物質が含まれる場合には、あらかじめPVA含有量を求めてから溶解を行う。例えば、光学フィルム製造用フィルム中に水分や可塑剤などの水溶性の物質が含まれる場合、光学フィルム製造用フィルムを水で膨潤させ、洗浄することで、これらの物質を溶出させ、その後、105℃の乾燥機内で17時間以上乾燥させて秤量することで、光学フィルム製造用フィルム中のPVA含有量を求めることができる。但し、光学フィルム製造用フィルム中にPVA以外の物質が含まれる場合においても、動的粘弾性測定に供される水溶液は、PVA以外の物質が含まれる状態の光学フィルム製造用フィルムを水に溶解して調製される。また、動的粘弾性測定に際しては、PVAの濃度が12質量%の水溶液を30℃又は80℃に設定して行われる。
(複素粘度)
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、複素粘度η (30)と複素粘度η (80)との比Rt(η (30)/η (80))は4.5以上50以下であることが必要である。Rtが4.5未満の場合、複素粘度η (30)が低すぎるか、複素粘度η (80)が高すぎる。複素粘度η (30)が低すぎることは、当該光学フィルム製造用フィルム中のPVAの架橋等による相互作用が不十分であることを意味し、当該光学フィルム製造用フィルムを延伸しても十分な配向が生じず、光学性能の優れる光学フィルムが得られない。一方、複素粘度η (80)が高すぎる場合、当該光学フィルム製造用フィルムの製膜原液を高温にしても粘度が十分に低下しないことを意味し、良好な生産性を発揮することができない。このような点から、複素粘度η (30)が15Pa・s以上であり、且つ前記複素粘度η (80)が15Pa・s以下であることが好ましい。また、Rtが50超となる光学フィルム製造用フィルムは、製造が容易ではない。このようにRtが前記範囲であることで、良好な生産性を維持しつつ、光学性能が優れる光学フィルムを得ることができる。Rtは5以上が好ましく、7以上がより好ましい。一方。Rtの上限は40が好ましい。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、複素粘度η (30)の下限は15Pa・sが好ましく、30Pa・sがより好ましい。複素粘度η (30)が前記下限以上である場合、当該光学フィルム製造用フィルム中のPVAの架橋等による相互作用が特に十分な状態となっているため、延伸により特に十分な配向が生じ、得られる光学フィルムの光学性能をより高めることができる。複素粘度η (30)の上限は500Pa・sが好ましく、400Pa・sがより好ましい。複素粘度η (30)が前記上限以下の場合、当該光学フィルム製造用フィルムの製膜原液において、製膜原液の温度が低温(30℃)の場合でも粘度上昇が抑えられ、より良好な生産性を発揮することができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、複素粘度η (80)は3Pa・s以上15Pa・s以下であることが好ましい。複素粘度η (80)の上限は12Pa・sがより好ましく、10Pa・sまたは5Pa・sがさらに好ましい場合もある。複素粘度η (80)が前記上限以下の場合、光学フィルム製造用フィルムの製膜原液において、特に製膜原液の温度が高温(80℃)の場合の粘度上昇がより抑えられ、より良好な生産性を発揮することができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、複素粘度η (30)と複素粘度η 500(30)との比Rω(30)(η (30)/η 500(30))の下限は、例えば3であってもよいが、5が好ましく、10がより好ましい。Rω(30)が前記下限以上である場合、光学フィルム製造用フィルムの製膜原液において、製膜原液の粘度が剪断速度に対して大きく低下するため、より良好な生産性を発揮することができる。一方、前記比Rω(30)の上限は、150が好ましく、100がより好ましい。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、複素粘度η 500(30)は1Pa・s以上12Pa・s以下であることが好ましい。複素粘度η 500(30)の上限は10Pa・sがより好ましく、5Pa・sがさらに好ましく、4.5Pa・sが特に好ましい。複素粘度η 500(30)が前記上限以下の場合、光学フィルム製造用フィルムの製膜原液において、剪断速度が速いときの粘度が十分に低いため、より良好な生産性を発揮することができる。
 ここで、複素粘度η 500(30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数500rad/秒における複素粘度である。すなわち、複素粘度η 500(30)は、PVAの濃度が12質量%となるように当該光学フィルム製造用フィルムを溶解させた30℃の水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数500rad/秒における複素粘度である。
(PVA)
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、PVAは、通常、主成分となる成分である。主成分とは、質量基準で最も含有量が多い成分をいう。本発明の光学フィルム製造用フィルムにおけるPVAの含有量の下限としては、60質量%が好ましく、80質量%がより好ましく、85質量%がさらに好ましい。PVAの含有量を前記下限以上とすることで、本発明の効果をより高めることができる。一方、この含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってよく、99質量%が好ましく、95質量%がより好ましい。PVAは、1種のみであってもよく、2種以上が含まれていてもよい。なお、光学フィルム製造用フィルムにおける各成分の含有量(質量%)は、乾燥状態、すなわち水以外の全成分の合計含有量を基準とした値である。
 PVAは、ビニルアルコール単位(-CH-CH(OH)-)を構造単位として有する重合体である。PVAは、ビニルアルコール単位以外に、ビニルエステル単位、及びさらにその他の構造単位を有しているものであってよい。
 PVAの粘度平均重合度の下限は1,000が好ましく、1,500がより好ましく、2,000がさらに好ましく、2,200が特に好ましい。PVAの粘度平均重合度が前記下限以上であることにより、本発明の光学フィルム製造用フィルムは延伸加工性に優れたものとなり、光学性能等がより優れた光学フィルムを製造することができる。一方、前記粘度平均重合度の上限は、5,000が好ましく、4,000がより好ましく、3,000がさらに好ましく、2,700が特に好ましい。PVAの粘度平均重合度が前記上限以下であることにより、良好な水溶性を発揮し、また、水溶液の粘度の上昇が抑制される。このため、PVAの粘度平均重合度が前記上限以下であることで、製膜性が高まり、本発明の光学フィルム製造用フィルムの生産性を高めることができる。
 粘度平均重合度とは、JIS K6726-1994の記載に準じて測定される平均重合度を意味する。すなわち、本明細書中において、粘度平均重合度は、PVAの残存ビニルエステル基を再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](単位:デシリットル/g)から、下記式により求められる。
 粘度平均重合度Po=([η]×10/8.29)(1/0.62)
 PVAのけん化度の下限は、98.7モル%が好ましく、99.0モル%がより好ましく、99.5モル%がさらに好ましく、99.8モル%がよりさらに好ましく、99.9モル%が特に好ましい。けん化度が前記下限以上であることにより、光学性能及び耐湿熱性により優れた光学フィルムが得られる。一方、けん化度の上限に特に制限はないが、PVAの生産性の観点から、99.99モル%以下が好ましい。
 PVAのけん化度とは、PVAが有する、けん化によってビニルアルコール単位に変換されうる構造単位(典型的にはビニルエステル単位)とビニルアルコール単位との合計モル数に対するビニルアルコール単位のモル数の割合(モル%)をいう。PVAのけん化度はJIS K6726-1994の記載に準じて測定することができる。
(変性PVA)
 PVAは、ケイ素含有基を有する変性PVA(以下、ケイ素含有基を有する変性PVAを「変性PVA」と称することがある。)を含むことが好ましい。前記変性PVAを含むことで、本発明に係る動的粘弾性のパラメータが満たされやすくなる。
 変性PVAは、ビニルアルコール単位(-CH-CH(OH)-)を構造単位として有し、かつケイ素含有基を有する重合体である。変性PVAは、ケイ素含有基を含む構造単位を含んでいてよく、酢酸ビニル単位等のビニルエステル単位やその他の構造単位をさらに有していてもよい。
 変性PVAが有するケイ素含有基は、ケイ素原子を含む基であれば特に限定されないが、シラノール基又は水の存在下でシラノール基に転化し得る基であることが好ましい。シラノール基とは、ケイ素原子とこのケイ素原子に結合する少なくとも1つのヒドロキシ基とを有する基をいう。シラノール基が有するヒドロキシ基の数は、通常1~3のいずれかであり、3であることが好ましい。シラノール基が有するヒドロキシ基は、塩(例えば、-ONa、-OK等)の状態で存在していてもよい。
 水の存在下でシラノール基に転化し得る基とは、PVAを水中で、反応時間2時間、反応温度150℃の条件下で加熱した場合に、シラノール基に転化し得る基を意味する。このシラノール基への転化は、加水分解により生じるものであってよい。水の存在下でシラノール基に転化し得る基としては、ケイ素原子に少なくとも1つのアルコキシ基又はアシロキシ基が結合した基等を挙げることができ、具体的にはトリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、メトキシジメチルシリル基、エトキシジメチルシリル基、トリアセトキシシリル基等を挙げることができる。
 シラノール基又は水の存在下でシラノール基に転化し得る基としては、下記式(1)~(3)のいずれかで表される基を挙げることができる。これらの中でも、下記式(1)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 式(1)~(3)中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換の炭素数1~20の炭化水素基、又は置換若しくは非置換の炭素数1~20のアシル基である。Rは、それぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1~20の炭化水素基である。
 R及びRで表される炭素数1~20の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基(シクロヘキシル基等)、芳香族炭化水素基(フェニル基等)等を挙げることができ、脂肪族炭化水素基が好ましい。脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、ビニル基等のアルケニル基、エチニル基等のアルキニル基等を挙げることができ、アルキル基が好ましい。R及びRで表される炭化水素基の炭素数としては、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。R及びRで表される炭化水素基が有する水素原子の少なくとも一部は、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基等)等で置換されていてもよい。
 Rで表される炭素数1~20のアシル基としては、水素原子又は炭素数1~19の炭化水素基にカルボニル基(-CO-)が結合した基を挙げることができる。炭素数1~19の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましい。アシル基としては、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等を挙げることができる。Rで表されるアシル基の炭素数としては、1~6が好ましく、1~3がより好ましい。Rで表されるアシル基が有する水素原子の少なくとも一部は、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシ基(メトキシ基等)等で置換されていてもよい。
 前記式(1)~(3)のいずれかで表される基において、Rの少なくとも一つが水素原子である場合、この基はシラノール基である。また、前記式(1)~(3)のいずれかで表される基において、全てのRが水素原子では無い場合、この基は水の存在下でシラノール基に転化し得る基である。Rとしては、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数1~20の炭化水素基であることが好ましい。
 得られる光学フィルムの光学性能の観点などから、ケイ素含有基はケイ素-炭素結合により、重合体主鎖中の炭素原子に直接結合していることが好ましい。
 変性PVAの全構造単位に対するケイ素含有基の含有量の下限としては、0.01モル%が好ましく、0.05モル%がより好ましく、0.1モル%がさらに好ましく、0.2モル%がさらに好ましい。ケイ素含有基の含有量を前記下限以上とすることで、前記複素粘度η (30)が十分に高くなることなどにより、得られる光学性能をより高めることができる。一方、変性PVAの全構造単位に対するケイ素含有基の含有量の上限は、2.0モル%が好ましく、0.8モル%が好ましく、0.6モル%がより好ましい。ケイ素含有基の含有量を前記上限以下とすることで、変性PVAの水溶性が高まることなどにより、生産性(製膜性)を高めることなどができる。
 変性PVAにおいて、ケイ素含有基の含有量(モル%)は、例えば、けん化する前のビニルエステル重合体のプロトンNMRから求められる。ここで、けん化する前のビニルエステル重合体のプロトンNMRを測定するに際しては、ビニルエステル重合体をヘキサン-アセトンにより再沈精製して重合体中から未反応のモノマーを完全に取り除き、次いで90℃減圧乾燥を2日間行った後、CDCl溶媒に溶解して分析に供する。
 変性PVAの粘度平均重合度の好適範囲は、前記したPVAの粘度平均重合度の好適範囲と同様である。また、変性PVAのけん化度の好適範囲は、前記したPVAのけん化度の好適範囲と同様である。
 変性PVAの粘度平均重合度とケイ素含有基の含有量との積の下限は、100モル%が好ましく、300モル%がより好ましく、500モル%がさらに好ましく、700モル%が特に好ましい。前記積が前記下限以上であることにより、得られる光学フィルムの光学性能等がより優れたものとなる。一方、前記積の上限は、2,000モル%が好ましく、1,500がより好ましく、1,200がさらに好ましい。前記積が前記上限以下であることにより、変性PVAの水溶性をより高め、当該光学フィルム製造用フィルムの生産性をより高めることなどができる。
 変性PVAは、ケイ素含有基を有する構造単位を有することが好ましい。ケイ素含有基を有する構造単位としては、下記式(4)で表される構造単位を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 式(4)中、Rは、水素原子又はメチル基である。Rは、単結合又は2価の連結基である。Rは、ケイ素含有基である。
 Rとしては、水素原子が好ましい。
 Rで表される2価の連結基としては、-(CH-(nは、1~5の整数である。)又は-CONR-R-(Rは、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。Rは、前記-(CH-で表される基、又は酸素原子及び窒素原子の少なくとも一方を含む2価の炭化水素基である。)で表される基を挙げることができる。
 酸素原子及び窒素原子の少なくとも一方を含む2価の炭化水素基としては、-CHCHNHCHCHCH-、-CHCHNHCHCH-、-CHCHNHCH-、-CHCHN(CH)CHCH-、-CHCHN(CH)CH-、-CHCHOCHCHCH-、-CHCHOCHCH-、-CHCHOCH-等を挙げることができる。酸素原子及び窒素原子の少なくとも一方を含む2価の炭化水素基の炭素数としては、例えば2以上6以下とすることができる。
 Rは、単結合であることが好ましい。
 Rで表されるケイ素含有基の具体例としては、上述したとおりであり、前記式(1)~(3)のいずれかで表される基を挙げることができ、前記式(1)で表される基が好ましい。
 ケイ素含有基を有する構造単位に含まれるケイ素含有基の数は、特に限定されないが、1であってよい。変性PVAの全構造単位に対するケイ素含有基を有する構造単位の含有量の範囲は、上述した全構造単位に対するケイ素含有基の含有量の範囲であってよい。また、変性PVAの粘度平均重合度とケイ素含有基を有する構造単位の含有量との積の範囲は、上述した粘度平均重合度とケイ素含有基の含有量との積の範囲であってよい。
 変性PVAは、ビニルアルコール単位、ビニルエステル単位及びケイ素含有基を有する構造単位以外のその他の構造単位を有していてもよい。但し、変性PVAの全構造単位に対する前記その他の構造単位の含有量は、15モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましく、1モル%以下がさらに好ましく、0.1モル%以下がよりさらに好ましい場合もある。変性PVAが、実質的にビニルアルコール単位、ビニルエステル単位及びケイ素含有基を有する構造単位から構成されていることで、本発明の効果がより十分に奏される場合がある。
 当該光学フィルム製造用フィルムは、1種の変性PVAを単独で含有してもよく、重合度、けん化度及びケイ素含有基の含有量等が互いに異なる2種以上の変性PVAを含有してもよい。
 当該光学フィルム製造用フィルムにおける変性PVAの含有量の下限は特に限定されないが、60質量%が好ましく、80質量%がより好ましく、85質量%がさらに好ましい。変性PVAの含有量を前記下限以上とすることで、本発明の効果をより高めることができる。一方、この含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってよく、99質量%が好ましく、95質量%がより好ましい。
 また、本発明の光学フィルム製造用フィルムに含まれる全てのPVAに対する変性PVAの含有量としては、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、99質量%以上がよりさらに好ましい。本発明の光学フィルム製造用フィルムにおいて、PVAとして変性PVAを主に用いることで、本発明の効果がより十分に発揮できる。この含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってよい。
(変性PVAの製造方法)
 ケイ素含有基を有する変性PVAの製造方法は特に限定されない。例えば、ビニルエステルモノマーと、ケイ素含有基を有するモノマーとを共重合させ、得られるビニルエステル重合体をけん化することにより製造することができる。
 ビニルエステルモノマーとしては、例えばギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリアン酸ビニル、カプリン酸ビニル、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、バーサティック酸ビニル等を挙げることができる。これらの中でも、酢酸ビニルが好ましい。
 ケイ素含有基を有するモノマーとしては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルメチルジメトキシシラン、アリルジメチルメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルメチルジエトキシシラン、アリルジメチルエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルイソブチルジメトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニルメトキシジブトキシシラン、ビニルジメトキシブトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメトキシジヘキシロキシシラン、ビニルジメトキシヘキシロキシシラン、ビニルトリヘキシロキシシラン、ビニルメトキシジオクチロキシシラン、ビニルジメトキシオクチロキシシラン、ビニルトリオクチロキシシラン、ビニルメトキシジラウリロキシシラン、ビニルジメトキシラウリロキシシラン、ビニルメトキシジオレイロキシシラン、ビニルジメトキシオレイロキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルトリ(β-メトキシエトキシ)シラン、2-(メタ)アクリルアミド-エチルトリメトキシシラン、1-(メタ)アクリルアミド-メチルトリメトキシシラン、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロピルトリメトキシシラン、2-(メタ)アクリルアミド-イソプロピルトリメトキシシラン、N-(2-(メタ)アクリルアミド-エチル)-アミノプロピルトリメトキシシラン、(3-(メタ)アクリルアミド-プロピル)-オキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルトリアセトキシシラン、2-(メタ)アクリルアミド-エチルトリアセトキシシラン、4-(メタ)アクリルアミド-ブチルトリアセトキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルトリプロピオニルオキシシラン、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロピルトリアセトキシシラン、N-(2-(メタ)アクリルアミド-エチル)-アミノプロピルトリアセトキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルイソブチルジメトキシシラン、2-(メタ)アクリルアミド-エチルジメチルメトキシシラン、3-(メタ)アクリルアミド-プロピルメチルジアセトキシシラン、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロピルハイドロジェンジメトキシシラン、3-(N-メチル-(メタ)アクリルアミド)-プロピルトリメトキシシラン、2-(N-エチル-(メタ)アクリルアミド)-エチルトリアセトキシシラン等を挙げることができる。
 ビニルエステルモノマーとケイ素含有基を有するモノマーとを共重合させる方法としては特に限定されず、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法が挙げられる。これらの方法の中でも、無溶媒で行う塊状重合法、及びアルコール等の溶媒を用いて行う溶液重合法が好ましい。溶液重合時に溶媒として使用される溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素;メタノール、エタノール等の低級アルコール等が挙げられる。
 共重合反応に使用される開始剤としては、従来公知のアゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤等が適宜選ばれる。アゾ系開始剤としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等を挙げることができる。過酸化物系開始剤としては、ジノルマルプロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート化合物;t-ブチルパーオキシネオデカネート、α-クミルパーオキシネオデカネート、t-ブチルパーオキシネオデカネート等のパーエステル化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド、ジイソブチリルパーオキシド;2,4,4-トリメチルペンチル-2-パーオキシフェノキシアセテート等が挙げられる。さらには、例示した前記過酸化物系開始剤に過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等を組み合わせて開始剤とすることができる。レドックス系開始剤としては、前記の過酸化物と亜硫酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L-アスコルビン酸、ロンガリット等の還元剤とを組み合わせたものが挙げられる。
 共重合反応を行う際の重合温度については特に制限はないが、0℃以上180℃以下が好ましく、20℃以上160℃以下がより好ましく、30℃以上150℃以下がさらに好ましい。
 ビニルエステルモノマーとケイ素含有基を有するモノマーとを共重合させる際には、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、必要に応じて、共重合可能な他のモノマーを共重合させることができる。この他のモノマーとしては、例えば、エチレン;プロピレン、1-ブテン、イソブテン等の炭素数2~30のオレフィン;アクリル酸又はその塩;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-エチルへキシル、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;メタクリル酸又はその塩;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-エチルへキシル、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;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又はその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン又はその塩、N-メチロールアクリルアミド又は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又はその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン又はその塩、N-メチロールメタクリルアミド又はその誘導体等のメタクリルアミド誘導体;N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニルピロリドン等のN-ビニルアミド;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;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル;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;マレイン酸又はその塩、エステル若しくは酸無水物;イタコン酸又はその塩、エステル若しくは酸無水物;酢酸イソプロペニル等が挙げられる。ビニルエステル重合体は、上述の他のモノマーのうちの1種又は2種以上に由来する構造単位を有することができる。
 ビニルエステル重合体に占める前記他のモノマー(ビニルエステルモノマー及びケイ素含有基を有するモノマー以外のモノマー)に由来する構造単位の割合は、本発明の効果を妨げない限り必ずしも制限されないが、ビニルエステル重合体を構成する全構造単位のモル数に基づいて、15モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましく、1モル%以下がさらに好ましく、0.1モル%以下がよりさらに好ましい場合もある。
 ビニルエステル重合体は、次いで、公知の方法に従って溶媒中でけん化され、変性PVAへと導かれる。けん化反応に使用される溶媒としては、アルコールが好ましい。アルコールとしては、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられ、メタノールが特に好適に使用される。けん化反応に使用される溶媒には、アルコールの他、アセトン、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル、トルエン等の有機溶媒がさらに含有されていてもよい。けん化反応に用いられる触媒としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、ナトリウムメチラート等のアルカリ触媒、鉱酸等の酸触媒等が挙げられる。けん化反応の温度としては、例えば20℃以上60℃以下とすることができる。けん化反応の進行に伴って、ゲル状生成物が析出してくる場合には、その時点で生成物を粉砕し、洗浄後、乾燥することにより、変性PVAが得られる。
 その他、ケイ素含有基を有する変性PVAとしては、非変性のPVA等に対してシリル化剤によってケイ素含有基を導入させた変性PVA、グラフト共重合によりケイ素含有基を有する構造単位を導入させた変性PVAなどであってもよい。前記シリル化剤としては、トリエトキシクロロシラン、メチルトリクロロシラン等、PVAのヒドロキシ基と反応可能な反応性シラン化合物が挙げられる。また、ケイ素含有基を有する変性PVA以外のPVAとして、架橋剤等によって架橋させたPVAを用いることなどによっても、本発明の光学フィルム製造用フィルムが得られやすくなる。
(可塑剤)
 本発明の光学フィルム製造用フィルムは、可塑剤を含むことが好ましい。光学フィルム製造用フィルムが可塑剤を含むことにより、延伸性を高めることなどができる。可塑剤としては多価アルコールが好ましい。多価アルコールとしては、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジグリセリン、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などが挙げられる。これらの中でも、延伸性の向上効果の点からグリセリンが好ましい。可塑剤は、1種又は2種以上を用いることができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおける可塑剤の含有量の下限としては、PVA100質量部に対して、1質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、5質量部がさらに好ましい。可塑剤の含有量が前記下限以上であることにより、フィルムの延伸性が向上し、得られる光学フィルムの光学性能をより高めることなどができる。一方、この可塑剤の含有量の上限としては、PVA100質量部に対して、20質量部が好ましく、17質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましい。可塑剤の含有量が前記上限以下であることにより、フィルムが柔軟になり過ぎて取り扱い性が低下するのを抑制することなどができる。
(界面活性剤)
 当該光学フィルム製造用フィルムは、界面活性剤を含むことが好ましい。界面活性剤を含む製膜原液を用いて製膜することにより、製膜性が向上してフィルムの厚み斑の発生が抑制されると共に、製膜に使用する金属ロールやベルトからのフィルムの剥離が容易になる。界面活性剤を含む製膜原液から光学フィルム製造用フィルムを製造した場合には、得られるフィルム中には界面活性剤が含有され得る。
 界面活性剤の種類は特に限定されないが、金属ロールやベルトからの剥離性の観点などから、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤が好ましい。
 アニオン性界面活性剤としては、例えばラウリン酸カリウム等のカルボン酸型;ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩、オクチルサルフェート等の硫酸エステル型;ドデシルベンゼンスルホネート等のスルホン酸型などを挙げることができる。
 ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル型;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル型;ポリオキシエチレンラウレート等のアルキルエステル型;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル等のアルキルアミン型;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド等のアルキルアミド型;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル等のポリプロピレングリコールエーテル型;ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド型;ポリオキシアルキレンアリルフェニルエーテル等のアリルフェニルエーテル型などを挙げることができる。
 界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 当該光学フィルム製造用フィルムが界面活性剤を含む場合、その含有量の下限は、PVA100質量部に対して、0.01質量部が好ましく、0.02質量部がより好ましく、0.05質量部がさらに好ましい。界面活性剤の含有量を前記下限以上とすることで、製膜性及び剥離性がより向上する。一方、この含有量の上限は、PVA100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましく、0.1質量部がさらに好ましい。界面活性剤の含有量を前記上限以下とすることで、界面活性剤がフィルムの表面にブリードアウトしてブロッキングが生じ、取り扱い性が低下することを抑制することができる。
(他の添加剤等)
 本発明の光学フィルム製造用フィルムには、さらに、充填剤、銅化合物などの加工安定剤、耐候性安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、他の熱可塑性樹脂、潤滑剤、香料、消泡剤、消臭剤、増量剤、剥離剤、離型剤、補強剤、架橋剤、防かび剤、防腐剤、結晶化速度遅延剤などの添加剤が必要に応じて適宜含有されていてもよい。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムにおける、PVA、可塑剤及び界面活性剤の合計含有量は、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、99質量%以上がよりさらに好ましい場合もある。本発明の光学フィルム製造用フィルムが、PVA、可塑剤及び界面活性剤から実質的に構成されていることで、本発明の効果がより十分に発揮できる。
 また、本発明の光学フィルム製造用フィルムにおける、ケイ素含有基を有する変性PVA、可塑剤及び界面活性剤の合計含有量は、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、99質量%以上がよりさらに好ましい場合もある。本発明の光学フィルム製造用フィルムが、ケイ素含有基を有する変性PVA、可塑剤及び界面活性剤から実質的に構成されていることで、本発明の効果がより十分に発揮できる。
(形状・物性等)
 本発明の光学フィルム製造用フィルムは、光学フィルムの材料として用いられる、いわゆる原反フィルムである。但し、本発明の光学フィルム製造用フィルムは、ロール状になっているものに限定されるものではない。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムの平均厚さは特に制限されないが、下限としては1μmが好ましく、5μmがより好ましく、10μmがさらに好ましい。平均厚さが前記下限以上であることで、光学フィルムを製造するときの一軸延伸処理の際の切れを抑制することができる。また、この平均厚さの上限としては、75μmが好ましく、60μmがより好ましく、45μmがさらに好ましく、35μmがよりさらに好ましい。平均厚さが前記上限以下であることで、一軸延伸処理の際の延伸斑を抑制することができる。なお、「平均厚さ」とは、任意の5点で測定した厚さの平均値をいう(以下、平均厚さについて同様である。)。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムは、1層のPVA層(PVAを含む層)からなる単層フィルムであってもよいし、1層のPVA層を含む多層フィルムであってもよい。但し、偏光フィルムの製造に用いる場合などは、単層フィルムであることが好ましい。本発明の光学フィルム製造用フィルムが有するPVA層の平均厚さの下限としては、1μmが好ましく、5μmがより好ましく、10μmがさらに好ましい。平均厚さが前記下限以上であることで、光学フィルムを製造するときの一軸延伸処理の際の切れを抑制することができる。また、この平均厚さの上限としては、75μmが好ましく、60μmがより好ましく、45μmがさらに好ましく、35μmがよりさらに好ましい。平均厚さが前記上限以下であることで、一軸延伸処理の際の延伸斑を抑制することができる。
 光学フィルム製造用フィルムにおけるPVA層の具体的組成及び好適組成は、上述した光学フィルム製造用フィルム自体の具体的組成及び好適組成の記載を引用することができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムが単層フィルムである場合、ハンドリング性を確保するために、平均厚さは20μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましい。一方、本発明の光学フィルム製造用フィルムが多層フィルムの場合、PVA層の平均厚さを20μm以下にすることもできるし、15μm以下にすることもできる。
 多層フィルムとは、2層以上の層を有するフィルムをいう。多層フィルムの層数は、5層以下であってよく、3層以下であってよい。多層フィルムとしては、基材樹脂層とPVA層との積層構造を有する光学フィルム製造用フィルムが挙げられる。基材樹脂層の平均厚さは、例えば20μm以上500μm以下である。多層フィルムにおける基材樹脂層は、PVA層とともに一軸延伸できるものであることが好ましい。基材樹脂層を構成する樹脂としては、ポリエステル、ポリオレフィン等を用いることができる。なかでも、非晶質ポリエステル樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタレート、及びポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸、1,4-シクロヘキサンジメタノールなどの共重合成分を共重合させた非晶質ポリエステル樹脂が好適に用いられる。基材樹脂層とPVA層との間には、接着剤層が設けられていてもよい。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムの幅は特に制限されず、その用途などに応じて決めることができる。例えば、光学フィルム製造用フィルムの幅の下限は3mが好ましい。近年、液晶テレビや液晶モニターの大画面化が進行している点から光学フィルム製造用フィルムの幅を3m以上にしておくと、これらを最終製品とする用途に好適である。一方、光学フィルム製造用フィルムの幅の上限は7mが好ましい。幅を7m以下とすることで、実用化されている装置で光学フィルムを製造する場合に、効率的に一軸延伸処理を行うことなどができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムの膨潤度は、光学フィルムの生産性や光学性能の観点などから、140%以上400%以下の範囲内であることが好ましい。この膨潤度の下限は、180%がより好ましく、190%がさらに好ましい。また、膨潤度の上限は、220%がより好ましく、210%がさらに好ましい。フィルムの膨潤度は、例えば、熱処理の条件を強くすることによって、より小さい値に調整することなどができる。
 ここで、「フィルムの膨潤度」とは、次式により求めた値をいう。
 膨潤度(%)=100×N/M
 式中、Nはフィルムから採取したサンプルを30℃の蒸留水中に30分間浸漬後、表面の水を除去した後のサンプルの質量(g)を表す。Mはそのサンプルを105℃の乾燥機で16時間乾燥した後のサンプルの質量(g)を表す。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムは、通常、実質的に延伸されていないフィルム(非延伸フィルム、未延伸フィルム)である。当該光学フィルム製造用フィルムの面内位相差は、好ましくは100nm以下であり、更に好ましくは50nm以下である。通常、本発明の光学フィルム製造用フィルムを延伸処理(一軸延伸処理又は二軸延伸処理)することなどにより、光学フィルムを得ることができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムによれば、良好な生産性を有し、光学性能が優れる光学フィルムを得ることができる。なお、光学性能とは、光透過性、偏光性等が挙げられる。当該光学フィルム製造用フィルムにより製造できる光学フィルムとしては、偏光フィルム、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等が挙げられ、偏光フィルムであることが好ましい。
<光学フィルム製造用フィルムの製造方法>
 本発明の光学フィルム製造用フィルムの製造方法は特に限定されないが、製膜後のフィルムの厚み及び幅がより均一になる製造方法を好ましく採用することができる。例えば、PVA、並びに必要に応じてさらに可塑剤、界面活性剤及びその他の添加剤などのうちの1種又は2種以上が液体媒体中に溶解した製膜原液を用いて製造することができる。製膜原液が可塑剤、界面活性剤及びその他の添加剤の少なくとも1種を含有する場合、それらの成分が均一に混合されていることが好ましい。
 製膜原液の調製に使用される液体媒体としては、例えば水、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、N-メチルピロリドン、エチレングリコール、グリセリン、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、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどを挙げることができ、これらのうちの1種又は2種以上を使用することができる。これらの中でも、環境に与える負荷や回収性の点から水が好ましい。また、PVAとして、上述したケイ素含有基を有する変性PVAを用いる場合、この変性PVAは、水溶性も良好であり、また、比較的高温(例えば80℃)の水溶液とした場合の粘度上昇も抑制されている。この点からも、液体媒体として水を好適に用いることができる。
 製膜原液の揮発分率(製膜時に揮発や蒸発によって除去される液体媒体などの揮発性成分の製膜原液中における含有割合)は、例えば50質量%以上95質量%以下が好ましく、55質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。製膜原液の揮発分率が50質量%以上であることにより、製膜原液の粘度が高くなり過ぎず、製膜原液調製時の濾過や脱泡が円滑に行われ、異物や欠点の少ないフィルムの製造が容易になる。一方、製膜原液の揮発分率が95質量%以下であることにより、製膜原液の濃度が低くなり過ぎず、工業的なフィルムの製造が容易になる。
 製膜の際の製膜原液の温度としては、例えば70℃以上100℃以下とすることができる。このような比較的高温で製膜を行うことで、製膜原液の粘度を比較的低く抑えられ、製膜性を高めることができる。
 製膜原液を用いて製膜する際の製膜方法としては、例えばキャスト製膜法、押出製膜法、湿式製膜法、ゲル製膜法などが挙げられる。これらの製膜方法は1種のみを採用しても2種以上を組み合わせて採用してもよい。これらの製膜方法の中でも、キャスト製膜法及び押出製膜法が、厚み及び幅が均一で物性の良好なフィルムが得られることから好ましい。製膜されたフィルムには必要に応じて乾燥や熱処理を行うことができる。
 本発明の光学フィルム製造用フィルムの具体的な製造方法の例としては、例えば以下の例を挙げることができる。T型スリットダイ、ホッパープレート、I-ダイ、リップコーターダイ等を用いて、製膜原液を最上流側に位置する回転する加熱した第1ロール(あるいはベルト)の周面上に均一に吐出又は流延する。この第1ロール(あるいはベルト)の周面上に吐出又は流延された膜の一方の面から揮発性成分を蒸発させて乾燥させる。続いてその下流側に配置した1個又は複数個の回転する加熱したロールの周面上でさらに乾燥するか、又は熱風乾燥装置の中を通過させてさらに乾燥させる。その後、巻き取り装置により、フィルムを巻き取る。加熱したロールによる乾燥と熱風乾燥装置による乾燥とは、適宜組み合わせて実施してもよい。
 なお、本発明の光学フィルム製造用フィルムが多層フィルムである場合、例えば基材樹脂フィルム(基材樹脂層)上に製膜原液を塗布することによって多層フィルムを製造することができる。このとき、PVA層と基材樹脂層との間の接着性を改善するために、基材樹脂フィルムの表面を改質したり、基材樹脂フィルムの表面に接着剤を塗布したりしてもよい。
<光学フィルムの製造方法>
 本発明の光学フィルムの製造方法は、上述した光学フィルム製造用フィルムを一軸延伸する工程を備える。以下には、光学フィルムの製造方法の一例として、偏光フィルムの製造方法を挙げて具体的に説明する。
 偏光フィルムの製造方法としては、光学フィルム製造用フィルム(以下、「PVAフィルム」とも称する。)をそれぞれ、染色する染色工程、一軸延伸する延伸工程、及び必要に応じてさらに、膨潤させる膨潤工程、架橋させる架橋工程、固定処理する固定処理工程、洗浄する洗浄工程、乾燥させる乾燥工程、熱処理する熱処理工程などを備える方法が挙げられる。この場合、各工程の順としては特に限定されないが、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、固定処理工程などの順に行うことができる。また、1つ又は2つ以上の工程を同時に行うこともでき、各工程を2回又はそれ以上行うこともできる。
 膨潤工程は、PVAフィルムを水に浸漬することにより行うことができる。水に浸漬する際の水の温度としては、20℃以上55℃以下が好ましく、22℃以上50℃以下がより好ましく、25℃以上45℃以下がさらに好ましい。また、水に浸漬する時間としては、例えば0.1分以上5分以下が好ましく、0.5分以上3分以下がより好ましい。なお、水に浸漬する際の水は純水に限定されず、各種成分が溶解した水溶液であってもよいし、水と水性媒体との混合物であってもよい。
 染色工程は、PVAフィルムに対して二色性色素を接触させることにより行うことができる。二色性色素としてはヨウ素系色素を用いるのが一般的である。染色のタイミングとしては、一軸延伸前、一軸延伸時及び一軸延伸後のいずれの段階であってもよい。染色はPVAフィルムを染色浴であるヨウ素-ヨウ化カリウムを含有する溶液(特に水溶液)中に浸漬させることにより行う方法が好適に採用される。染色浴におけるヨウ素の濃度は0.01質量%以上0.5質量%以下が好ましく、ヨウ化カリウムの濃度は0.01質量%以上10質量%以下が好ましい。また、染色浴の温度は20℃以上50℃以下、特に25℃以上40℃以下とすることが好ましい。好適な染色時間は0.2分以上5分以下である。
 PVAフィルム中のPVAを架橋させる架橋工程を行うことにより、高温で湿式延伸する際にPVAが水へ溶出するのを効果的に抑制することができる。この観点から架橋工程は染色工程の後であって延伸工程の前に行うのが好ましい。架橋工程は、架橋剤を含む水溶液にPVAフィルムを浸漬することにより行うことができる。架橋剤としては、ホウ酸、ホウ砂等のホウ酸塩などのホウ素化合物の1種又は2種以上を使用することができる。架橋剤を含む水溶液における架橋剤の濃度は1質量%以上15質量%以下が好ましく、1.5質量%以上7質量%以下がより好ましく、2質量%以上6質量%以下がさらに好ましい。架橋剤の濃度が前記範囲内にあることで十分な延伸性を維持することができる。架橋剤を含む水溶液はヨウ化カリウム等を含有してもよい。架橋剤を含む水溶液の温度は、20℃以上60℃以下、特に25℃以上55℃以下とすることが好ましい。温度を前記範囲内にすることで効率良く架橋することができる。
 PVAフィルムを一軸延伸する延伸工程は、湿式延伸法又は乾式延伸法のいずれで行ってもよい。湿式延伸法の場合は、ホウ酸を含む水溶液中で行うこともできるし、上述した染色浴中や後述する固定処理浴中で行うこともできる。また、乾式延伸法の場合は、室温のまま延伸を行ってもよいし、加熱しながら延伸してもよいし、吸水後のPVAフィルムを用いて空気中で行うこともできる。これらの中でも、幅方向に均一性高く延伸することができることから湿式延伸法が好ましく、ホウ酸を含む水溶液中で一軸延伸するのがより好ましい。ホウ酸水溶液中におけるホウ酸の濃度は、0.5質量%以上6.0質量%以下が好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下がより好ましく、1.5質量%以上4.0質量%以下が特に好ましい。また、ホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有してもよく、ヨウ化カリウムの濃度は0.01質量%以上10質量%以下が好ましい。一軸延伸における延伸温度は、30℃以上90℃以下が好ましく、40℃以上80℃以下がより好ましく、50℃以上75℃以下が特に好ましい。
 一軸延伸における延伸倍率(非延伸のPVAフィルムからの全延伸倍率)は、得られる偏光フィルムの偏光性能の点から5倍以上であることが好ましく、5.5倍以上であることがより好ましい。延伸倍率の上限は特に制限されないが、延伸倍率は8倍以下であることが好ましい。
 長尺のPVAフィルムを一軸延伸する場合における一軸延伸の方向に特に制限はなく、長尺方向への一軸延伸や横一軸延伸を採用することができる。偏光性能に優れる偏光フィルムが得られることから、長尺方向への一軸延伸が好ましい。長尺方向への一軸延伸は、互いに平行な複数のロールを備える延伸装置を使用して、各ロール間の周速を変えることにより行うことができる。一方、横一軸延伸はテンター型延伸機を用いて行うことができる。
 偏光フィルムの製造にあたっては、PVAフィルムへの二色性色素(ヨウ素系色素等)の吸着を強固にするために、延伸工程の後に固定処理工程を行うことができる。固定処理に使用する固定処理浴としては、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物の1種又は2種以上を含む水溶液を使用することができる。また、必要に応じて、固定処理浴中にヨウ素化合物や金属化合物を添加してもよい。固定処理浴におけるホウ素化合物の濃度は、2質量%以上15質量%以下、特に3質量%以上10質量%以下であることが好ましい。ホウ素化合物の濃度を前記範囲内にすることで二色性色素の吸着をより強固にすることができる。固定処理浴の温度は、15℃以上60℃以下、特に25℃以上40℃以下が好ましい。
 洗浄工程は、蒸留水、純水、水溶液等にフィルムを浸漬して行われることが一般的である。このとき、偏光性能向上の点からヨウ化カリウム等のヨウ化物を助剤として含有する水溶液を用いることが好ましく、ヨウ化物の濃度は0.5質量%以上10質量%以下とすることが好ましい。また、洗浄処理における水溶液の温度は一般的に5℃以上50℃以下であり、10℃以上45℃以下が好ましく、15℃以上40℃以下がさらに好ましい。水溶液の温度を前記範囲とすることで、偏光性能をより高めることなどができる。
 乾燥工程の条件は特に制限されないが、30℃以上150℃以下、特に50℃以上130℃以下の温度でPVAフィルムの乾燥を行うことが好ましい。前記範囲内の温度で乾燥することで寸法安定性に優れる偏光フィルムが得られやすい。
 なお、位相差フィルム等、偏光フィルム以外の光学フィルムも、本発明の光学フィルム製造用フィルムを一軸延伸する工程を備える方法により製造することができる。具体的な製造方法は、本発明の光学フィルム製造用フィルムを用いること以外は、従来公知の方法を採用することができる。
<光学フィルム>
 本発明の光学フィルム製造用フィルムを用いて上述した製造方法により光学フィルムを得ることができる。
 前記光学フィルムは、偏光フィルム、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等であってよく、偏光フィルムであることが好ましい。この場合、偏光フィルムには、通常、二色性色素が含まれており、また、PVAは架橋されていてよい。
 前記光学フィルムは、延伸フィルムであることが好ましく、一軸延伸フィルムであることがより好ましい。また、当該光学フィルムは、単層フィルムであってもよく、多層フィルムであってもよいが、単層フィルムであることが好ましい。このようなフィルムである場合、当該光学フィルムは、偏光フィルムなどとしてより好適に用いることができる。
 前記光学フィルムが偏光フィルムである場合、偏光フィルムの二色性比(R)が100以上であることが好ましい。上述した動的粘弾性のパラメータを満たすPVAフィルムを用いることにより、このような高い二色性比(R)を有する偏光フィルムを生産性良く製造することができる。二色性比(R)は150以上がより好ましく、190以上がさらに好ましい。この二色性比(R)の上限としては、例えば350であり、300または260であってもよい。
 偏光フィルムの二色性比(R)の算出方法は以下のとおりである。まず、表面反射を排除した透過率(T’)と単体透過率(T)との関係は式(a)で示される。このとき、偏光フィルムの屈折率は1.5であるとし、表面での反射率は4%であるとする。透過率(T’)と偏光度(V)と二色性比(R)との関係は式(b)で示される。したがって、単体透過率(T)及び偏光度(V)を計測した上で、それらの値を用いて式(a)及び(b)を解くことで偏光フィルムの二色性比(R)を算出することができる。
 T’=T/(1-0.04) ・・・(a)
 R={-ln[T’(1-V)]}/{-ln[T’(1+V)]} ・・・(b)
 偏光フィルムは、通常、その両面又は片面に、光学的に透明で且つ機械的強度を有する保護膜を貼り合わせて偏光板にして使用される。保護膜としては、三酢酸セルロース(TAC)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、酢酸・酪酸セルロース(CAB)フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルムなどが使用される。また、貼り合わせのための接着剤としては、PVA系接着剤、ウレタン系接着剤、アクリレート系紫外線硬化型接着剤などを挙げることができる。すなわち、偏光板は、偏光フィルムと、この偏光フィルムの片面又は両面に直接又は接着剤層を介して積層された保護膜とを有する。
 偏光板は、例えば、アクリル系等の粘着剤をコートした後、ガラス基板に貼り合わせてLCDの部品として使用することができる。なお、偏光板には、さらに、位相差フィルム、視野角向上フィルム、輝度向上フィルム等が貼り合わせられていてもよい。
 以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されない。各測定及び評価の方法は以下のとおりである。
[PVAの重合度(粘度平均重合度)]
 以下の合成例で合成されたPVAについて、JIS K6726-1994の記載に準じて、粘度平均重合度を測定した。
[PVAのけん化度]
 以下の合成例で合成されたPVAについて、JIS K6726-1994の記載に準じて、けん化度を測定した。
[PVAにおけるケイ素含有基の含有量]
 以下の合成例で合成されたPVAについて、全構造単位に対するケイ素含有基の含有量をけん化する前のビニルエステル重合体のプロトンNMRから測定した。けん化する前のビニルエステル重合体のプロトンNMRを測定するに際しては、ビニルエステル重合体をヘキサン-アセトンにより再沈精製して重合体中から未反応のモノマーを完全に取り除き、次いで90℃減圧乾燥を2日間行った後、CDCl溶媒に溶解して分析に供した。
[フィルムの膨潤度]
 以下の実施例又は比較例で得られたフィルム(光学フィルム製造用フィルム)を1.5gとなるようにカットし、30℃の蒸留水1000g中に30分間浸漬した。30分間浸漬後にフィルムを取り出し、濾紙で表面の水を吸い取った後、その質量(N)を測定した。続いて、そのフィルムを105℃の乾燥機で16時間乾燥した後、乾燥後の質量(M)を測定した。得られた質量(N)及び質量(M)から、以下の式によって、フィルムの膨潤度を求めた。
  膨潤度(%)=100×N/M
[偏光フィルムの二色性比(光学性能)]
 以下の実施例又は比較例で得られた偏光フィルムの幅方向の中央部から、偏光フィルムの長さ方向に4cmの長方形のサンプルを採取した。このサンプルに対して、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 Z8722(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た上で、単体透過率(T)及び偏光度(V)を測定した。
 得られた単体透過率(T)及び偏光度(V)の値から下記式(a)及び(b)を解くことで、偏光フィルムの二色性比(R)を算出した。ここで、偏光フィルムの屈折率は1.5であるとし、表面での反射率は4%であるとした。また、このようにして、実施例及び比較例の一軸延伸処理浴の温度条件で製造された偏光フィルムの二色性比(R)をRとした。
 T’=T/(1-0.04)・・・(a)
 R={-ln[T’(1-V)]}/{-ln[T’(1+V)]}・・・(b)
[偏光フィルムの収縮力]
 以下の実施例又は比較例で得られた偏光フィルムを用いて、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」にて、偏光フィルムの収縮力を測定した。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を修正できるようにして測定を行った。なお、4時間後の張力の測定値から初期張力2Nを差し引いた値を偏光フィルムの収縮力とした。また、このようにして、実施例及び比較例の一軸延伸処理浴の温度条件で製造された偏光フィルムの収縮力(SF)をSFとした。
[偏光フィルムの収縮力15Nにおける二色性比]
 以下の実施例又は比較例において、一軸延伸処理浴の温度を2℃又は4℃低い温度に設定し、得られる偏光フィルムの透過度が44.0%となるように染色処理浴のヨウ素濃度を変更した以外は同様にして、一軸延伸処理浴の温度が異なる偏光フィルムを得た。得られた各偏光フィルムの単体透過率(T)および偏光度(V)を測定し、前記の方法で二色性比(R)を求めた。ここで、一軸延伸処理浴の温度が2℃低い条件で得られた偏光フィルムの二色性比(R)をR-2、一軸延伸処理浴の温度が4℃低い条件で得られた偏光フィルムの二色性比(R)をR-4とした。また、各偏光フィルムの収縮力を前記の方法で測定した。ここで、一軸延伸処理浴の温度が2℃低い条件で得られた偏光フィルムの収縮力(SF)をSF-2、一軸延伸処理浴の温度が4℃低い条件で得られた偏光フィルムの収縮力(SF)をSF-4とした。
 このようにして得られた一軸延伸処理浴の温度が異なる3種類の偏光フィルムの二色性比(R、R-2、R-4)及び収縮力(SF、SF-2、SF-4)の値から、二色性比と収縮力の関係をプロットし、直線近似することにより、偏光フィルムの収縮力15Nにおける二色性比を算出した。
[動的粘度測定によるPVA水溶液の複素粘度]
(PVA水溶液の調製)
 以下の実施例又は比較例で製造されたPVAフィルムを用いて、動的粘弾性測定用のPVA水溶液を調製した。具体的には、PVA濃度が12質量%になるように、容器にPVAフィルム及び蒸留水を秤量した後、撹拌しながら95℃で4時間加熱溶解することでPVA水溶液を調製した。調製にあたっては、まず、PVAフィルムを水で膨潤させ、洗浄することで、PVAフィルム中に含まれるPVA以外の物質(水、可塑剤、界面活性剤)を溶出させた後、フィルムを105℃の乾燥機内で17時間以上乾燥させ秤量することで、PVAフィルム中のPVA含有量を求めた。そして、この求めたPVA含有量に基づき、PVA濃度が12質量%になるようにPVA以外の物質を溶出させていないPVAフィルムを秤量し、溶解を行った。
(動的粘度測定)
 動的粘弾性測定装置(TA instruments社製「ARES-G2」)にて、下記測定条件で、各PVA水溶液の温度を30℃又は80℃に設定し、動的粘弾性測定を行った。
(動的粘弾性測定の測定条件)
ジオメトリー:円錐角0.02radのコーンプレート及び円盤型プレート
プレート直径:40mm
ストレイン:1%
角周波数範囲:1~500rad/秒
測定温度(PVA水溶液の温度):30℃又は80℃
 ここで、PVA水溶液の温度は、以下の手順で30℃又は80℃に設定した。まず、30℃又は80℃に昇温したプレート上に測定対象のPVA水溶液を1mL程度塗布した。そして、コーンプレートと円盤型プレートの間のギャップを所定の値となるように合わせた後、プレート上からはみ出たPVA水溶液を綿棒で除去し、動的粘弾性測定を行った。なお、PVA水溶液の温度を80℃に設定して動的粘弾性測定を行った際には、測定中に水溶液が蒸発するのを防止するため、プレート上からはみ出たサンプルを除去した後に、コーンプレートに沿うようにフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)を少量塗布した。また、ソルベントトラップカバーを使用し、測定を行った。
(PVA水溶液の複素粘度)
 温度を30℃に設定したPVA水溶液の動的粘弾性測定により得られた複素粘度のフローカーブから、角周波数1rad/秒における複素粘度η (30)及び角周波数500rad/秒における複素粘度η 500(30)を求めた。また、これらの比(η (30)/η 500(30))を算出し、Rω(30)とした。一方、温度を80℃に設定したPVA水溶液の動的粘弾性測定により得られた複素粘度のフローカーブについても同様に、角周波数1rad/秒における複素粘度η (80)及び角周波数500rad/秒における複素粘度η 500(80)を求めた。また、これらの比(η (80)/η 500(80))を算出し、Rω(80)とした。さらに、前記で求めた複素粘度η (30)と複素粘度η (80)の比(η (30)/η (80))を算出し、Rtとした。なお、動的粘度測定は、実施例又は比較例のPVAフィルムから調製したPVA水溶液についてそれぞれ3回行い、これら3回の測定データを平均化したデータを用いて、PVA水溶液の複素粘度η (30)、η 500(30)、η (80)及びη 500(80)を求めた。
[合成例1]PVA-1の合成
 撹拌機、窒素導入口、添加剤導入口および開始剤添加口を備えた6Lの反応槽に酢酸ビニル2550g、メタノール450gおよび、5質量%のビニルトリメトキシシランメタノール溶液116.8mlを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。反応槽内の温度を60℃に調整し、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)0.3g加えて、重合を開始した。重合開始時時点よりビニルメトキシシランを5質量%含有するメタノール53mlを系内に添加しながら3時間重合反応を行い、その時点で重合を停止した。重合反応を停止した時点における重合率は25.0%であった。なお、重合中は重合温度を60℃に維持した。次いで、減圧下にて未反応の酢酸ビニルを除去し、ポリ酢酸ビニル(以下、PVAcと略記することがある)のメタノール溶液を得た。
 得られたPVAcのメタノール溶液の濃度を23.5質量%に調整し、アルカリモル比(NaOHのモル数/PVAc中のビニルエステル単位のモル数)が0.04になるようにNaOHメタノール溶液(10質量%濃度)を添加して、けん化した。得られたポリビニルアルコールはメタノールで洗浄した。
 以上の操作により得られたPVA-1の重合度(粘度平均重合度)は2,400、けん化度は99.9モル%、ケイ素含有基の含有量は0.3モル%であった。
[合成例2~5]PVA-2~PVA-5の合成
 合成例1に準じ、用いたモノマーの割合、重合条件及びけん化条件を適宜調整し、表1に記載の粘度平均重合度、けん化度及びケイ素含有基の含有量を有するPVA-2~PVA-5を得た。
[実施例1]
 PVA-1 100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含有率が7.5質量%である水溶液を製膜原液として調製した。この製膜原液を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127℃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、平均厚さ30μmのPVAフィルム(光学フィルム製造用フィルム)を作製した。
 得られたPVAフィルムの幅方向中央部から、幅5cm×長さ5cmの範囲が一軸延伸できるように幅5cm×長さ9cmのサンプルをカットした。このサンプルを30℃の純水に60秒間浸漬しつつ2倍に長さ方向に一軸延伸して、膨潤処理した。続いてヨウ素0.075質量%及びヨウ化カリウム2質量%を含有する水溶液(染色処理浴:温度32℃)に120秒間浸漬しつつ1.2倍(全体で2.4倍)に長さ方向に一軸延伸してヨウ素を吸着させた。次いで、ホウ酸2.6質量%を含有する水溶液(ホウ酸架橋処理浴:温度32℃)に120秒浸漬しつつ1.25倍(全体で3.0倍)に長さ方向に一軸延伸した。さらにホウ酸を2.8質量%及びヨウ化カリウムを5質量%の割合で含有する水溶液(一軸延伸処理浴:温度69℃)に浸漬しつつ、全体で6.0倍まで長さ方向に一軸延伸した。その後、ホウ酸を1.5質量%及びヨウ化カリウムを2.5質量%の濃度で含有するヨウ化カリウム水溶液(洗浄浴:温度22℃)中に5秒間浸漬することによりフィルムを洗浄した。最後に80℃で4分間乾燥して偏光フィルムを得た。
 得られた偏光フィルムを用いて前記した方法により、単体透過率(T)及び偏光度(V)を測定し、二色性比(R)を求めたところ、単体透過率(T)は44.12%、偏光度(V)は99.9738%、二色性比(R)は203であった。また、前記した方法により、偏光フィルムの収縮力(SF)を測定したところ13.6Nであった。さらに、前記した方法により、偏光フィルムの収縮力15Nにおける二色性比を算出したところ206であった。
 また、得られたPVAフィルムを用いて、前記した方法によりPVA水溶液を調製し、動的粘弾性測定を実施した。このとき、PVAフィルム21.3g(PVA含有量18g)、蒸留水128.7gを秤量することで12質量%のPVA水溶液を得た。30℃の水溶液の動的粘弾性測定(角周波数:1~500rad/秒)から得られた複素粘度のフローカーブを図1に示す。
[実施例2~3及び比較例1~2]
 表1に記載されたPVA(PVA-2~PVA-5)を用い、PVAフィルムの平均厚さが30μm、膨潤度が200%になるように、製膜原液のPVA含有率及び熱処理温度を調整した以外は実施例1と同様にしてPVAフィルムの作製及び評価を行った。また、得られたPVAフィルムを用いて、得られる偏光フィルムの収縮力が15N前後かつ単体透過率が44.0%となるように一軸延伸処理浴の温度および染色処理浴のヨウ素濃度を変更した以外は実施例1と同様にして偏光フィルムの製造及び評価を行った。評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表1に示されるように、重合度が2400である非変性のPVA-4を用いた比較例1は、複素粘度の比Rtが3.1と小さく、特に30℃での粘度が低い。比較例1においては、このような粘度の低さからPVA間の架橋が不十分であるといえ、二色性比の高い偏光フィルムが得られない。一方、重合度が4000である非変性のPVA-5を用いた比較例2は、複素粘度の比Rtが4.1と小さく、特に80℃での粘度が比較的高い。このため、比較例2においては、二色性比の高い偏光フィルムが得られているものの、製膜原液の粘度が高くなるため(製膜性)生産性が低い。これらに対し、実施例1~3は、複素粘度の比Rtがいずれも4.5以上であり、30℃での水溶液の粘度が比較的高く、且つ80℃での水溶液の粘度が比較的低い。このため、実施例1~3のPVAフィルム(光学フィルム製造用フィルム)によれば、良好な製膜性(生産性)を維持しつつ、光学フィルムの光学性能を高めることができるといえる。

 

Claims (7)

  1.  ポリビニルアルコールを含む光学フィルム製造用フィルムであって、
     前記ポリビニルアルコールの濃度が12質量%となるように前記光学フィルム製造用フィルムを溶解させた水溶液の動的粘度測定において、
     複素粘度η (30)と複素粘度η (80)との比Rt(η (30)/η (80))が4.5以上50以下である、光学フィルム製造用フィルム。
    [前記複素粘度η (30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。前記複素粘度η (80)は、80℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数1rad/秒における複素粘度である。]
  2.  前記複素粘度η (30)と複素粘度η 500(30)との比Rω(30)(η (30)/η 500(30))が5以上150以下である、請求項1に記載の光学フィルム製造用フィルム。
    [前記複素粘度η 500(30)は、30℃の前記水溶液の動的粘弾性測定から得られる角周波数500rad/秒における複素粘度である。]
  3.  前記ポリビニルアルコールが、ケイ素含有基を有する変性ポリビニルアルコールを含む、請求項1または請求項2に記載の光学フィルム製造用フィルム。
  4.  前記変性ポリビニルアルコールにおける全構造単位に対する前記ケイ素含有基の含有量が0.01モル%以上2モル%以下である、請求項3に記載の光学フィルム製造用フィルム。
  5.  前記光学フィルムが偏光フィルムである、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の光学フィルム製造用フィルム。
  6.  請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の光学フィルム製造用フィルムを一軸延伸する工程を備える、光学フィルムの製造方法。
  7.  前記光学フィルムが偏光フィルムである、請求項6に記載の光学フィルムの製造方法。
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