特許 7027065 偏光フィルムの製造方法、製造装置及び偏光フィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-18

(45)【発行日】2022-03-01

(54)【発明の名称】偏光フィルムの製造方法、製造装置及び偏光フィルム

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20220221BHJP

【ＦＩ】

G02B5/30

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2017157084

(22)【出願日】2017-08-16

(65)【公開番号】P2018032026

(43)【公開日】2018-03-01

【審査請求日】2020-07-06

(31)【優先権主張番号】P 2016160811

(32)【優先日】2016-08-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002093

【氏名又は名称】住友化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】住田 幸司

(72)【発明者】

【氏名】趙 天熙

(72)【発明者】

【氏名】金 孝東

【審査官】池田 博一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３６７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４６２９２２５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７３５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０００７２４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを製造する方法であって、
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色処理する染色工程と、
前記染色工程後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋剤で架橋処理する架橋工程と、
前記架橋工程後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに赤外線を含む電磁波を照射する電磁波照射工程と、
前記電磁波を照射した後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに付着した余分な薬剤を除去するように洗浄する洗浄工程と、を含み、
前記電磁波照射工程において、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの幅方向について、中心を含み端部を含まない第１領域における前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量が、端部を含み中心を含まない第２領域における前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きい、偏光フィルムの製造方法。

【請求項2】

前記電磁波照射工程において、前記第１領域の前記電磁波赤外線の照射熱量は、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの単位体積当たり１００Ｊ／ｃｍ^３以上５０ｋＪ／ｃｍ^３以下である、請求項１に記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項3】

前記電磁波照射工程において、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合が全放射エネルギーの２５％以上である電磁波を照射する、請求項１または２に記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項4】

前記架橋剤は、ホウ素化合物を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項5】

前記架橋工程は、前記架橋剤の水溶液からなる架橋浴に、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬させる工程である、請求項１～４のいずれか１項に記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項6】

前記架橋処理の後、前記電磁波を照射する前に、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面に付着している前記水溶液を除去する除液工程をさらに含む、請求項５に記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項7】

ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを製造する製造装置であって、
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色処理する染色部と、
前記染色処理後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋剤で架橋処理する架橋部と、
前記架橋処理後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに赤外線を含む電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記電磁波を照射した後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに付着した余分な薬剤を除去するように洗浄する洗浄部と、を備え、
前記電磁波照射部は、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの幅方向について、中心を含み端部を含まない第１領域における前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量が、端部を含み中心を含まない第２領域における前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きくなるように前記電磁波を照射する、偏光フィルムの製造装置。

【請求項8】

前記電磁波照射工程において、前記第１領域のみに電磁波を照射する、請求項１～６のいずれか１項に記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項9】

前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの全幅に対する前記第１領域の幅が６０～９０％である、請求項８に記載の偏光フィルムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを製造する方法、製造装置及び偏光フィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

偏光板は、液晶表示装置等の画像表示装置における偏光素子などとして広く用いられている。偏光板としては、偏光フィルムの片面又は両面に接着剤等を用いて透明樹脂フィルム（保護フィルム等）を貼合した構成のものが一般的である。

【0003】

偏光フィルムは主に、ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムに対して、ヨウ素等の二色性色素を含有する染色浴に浸漬させる処理、次いでホウ酸等の架橋剤を含有する架橋浴に浸漬させる処理などを施すとともに、いずれかの段階でフィルムを一軸延伸することによって製造されている。一軸延伸には、空中で延伸を行う乾式延伸と、上記染色浴及び架橋浴等の液中で延伸を行う湿式延伸とがある。

【0004】

従来、偏光フィルムの製造方法において、偏光フィルムの特性を向上させるために種々の工夫がなされている。特開２０１３－１４８８０６号公報（特許文献１）では、ホウ酸処理工程と水洗工程の間にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥する一次乾燥工程を設けることにより、透過光を良好な色相にすることができる、すなわちニュートラルグレーに近づけることができることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－１４８８０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明者らは、偏光フィルムからサンプルを切り出して特性を測定したところ、同じ製造方法で得られた偏光フィルムから切り出したサンプルであっても、サンプルによって特性が大きく異なる場合があるとの問題に至った。本発明は、偏光フィルムの特性のバラつきを低減させる偏光フィルムの製造方法、及びその製造装置を提供することを目的とする。また、本発明は、幅方向の特性が均一な偏光フィルムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下に示す偏光フィルムの製造方法、製造装置及び偏光フィルムを提供する。
〔１〕 ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを製造する方法であって、
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色処理する染色工程と、
前記染色工程後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋剤で架橋処理する架橋工程と、
前記架橋工程後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに赤外線を含む電磁波を照射する電磁波照射工程と、
前記電磁波を照射した後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄する洗浄工程と、を含み、
前記電磁波照射工程において、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量が幅方向に分布を有する、偏光フィルムの製造方法。

【0008】

〔２〕 前記電磁波照射工程において、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの幅方向について、中心を含み端部を含まない第１領域の前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量が、端部を含み中心を含まない第２領域の前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きい、〔１〕に記載の偏光フィルムの製造方法。

【0009】

〔３〕 前記赤外線電磁波照射工程において、前記第１領域の前記電磁波赤外線の照射熱量は、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの単位体積当たり１００Ｊ／ｃｍ^３以上５０ｋＪ／ｃｍ^３以下である、〔２〕に記載の偏光フィルムの製造方法。

【0010】

〔４〕 前記電磁波照射工程において、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合が全放射エネルギーの２５％以上である電磁波を照射する、〔１〕～〔３〕のいずれか１項に記載の偏光フィルムの製造方法。

【0011】

〔５〕 前記架橋剤は、ホウ素化合物を含む、〔１〕～〔４〕のいずれか１項に記載の偏光フィルムの製造方法。

【0012】

〔６〕 前記架橋工程は、前記架橋剤の水溶液からなる架橋浴に、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬させる工程である、〔１〕～〔５〕のいずれか１項に記載の偏光フィルムの製造方法。

【0013】

〔７〕 前記架橋処理の後、前記電磁波を照射する前に、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面に付着している前記水溶液を除去する除液工程をさらに含む、〔６〕に記載の偏光フィルムの製造方法。

【0014】

〔８〕 ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから偏光フィルムを製造する製造装置であって、
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色処理する染色部と、
前記染色処理後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを架橋剤で架橋処理する架橋部と、
前記架橋処理後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに赤外線を含む電磁波を照射する電磁波照射部と、
前記電磁波を照射した後の前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄する洗浄部と、を備え、
前記電磁波照射部は、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの前記電磁波の単位体積当たりの照射熱量が幅方向に分布を有するように前記電磁波を照射する、偏光フィルムの製造装置。

【0015】

〔９〕 前記電磁波照射工程において、前記第１領域のみに電磁波を照射する、〔２〕又は〔３〕に記載の偏光フィルムの製造方法。
〔１０〕 前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの全幅に対する前記第１領域の幅が６０～９０％である、〔９〕に記載の偏光フィルムの製造方法。
〔１１〕 幅方向の１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量の平均値が１．３５質量％以上であって、かつ前記１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量の最大値と最小値の差が０．６０質量％以下であり、
前記１０点の測定点は、幅方向の全幅を１０等分した区分にそれぞれ含まれる測定点である、偏光フィルム。
〔１２〕 前記１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量の平均値が１．６５質量％以上である、〔１１〕に記載の偏光フィルム。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、偏光フィルムの特性のバラつきを低減させる偏光フィルムの製造方法及び製造装置を提供することができる。また、本発明によれば、幅方向の特性が均一な偏光フィルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る偏光フィルムの製造方法及びそれに用いる偏光フィルム製造装置の一例を模式的に示す断面図である。

【図2】電磁波照射器の種類毎の放射エネルギースペクトルを示す図である。

【図3】実施例１、比較例１及び比較例２のＰｙの測定値をプロットしたグラフである。

【図4】実施例１、比較例１及び比較例２の直交色相のｂ値をプロットしたグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜偏光フィルムの製造方法＞
本発明において偏光フィルムは、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素（ヨウ素や二色性染料）が吸着配向しているものである。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂は通常、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。そのケン化度は、通常約８５モル％以上、好ましくは約９０モル％以上、より好ましくは約９９モル％以上である。ポリ酢酸ビニル系樹脂は、例えば、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体等であることができる。共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類等を挙げることができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常約１０００～１００００、好ましくは約１５００～５０００程度である。

【0019】

これらのポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等も使用し得る。

【0020】

本発明では、偏光フィルム製造の開始材料として、厚みが６５μｍ以下（例えば６０μｍ以下）、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下の未延伸のポリビニルアルコール系樹脂フィルム（原反フィルム）を用いる。これにより市場要求が益々高まっている薄膜の偏光フィルムを得ることができる。原反フィルムの幅は特に制限されず、例えば４００～６０００ｍｍ程度であり、好ましくは２０００ｍｍ以上である。特に、原反フィルムの幅が２０００ｍｍ以上である場合に偏光フィルムの幅方向の特性がバラつきやすいために、本発明の製造方法が有効である。原反フィルムは、例えば長尺の未延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィルムのロール（原反ロール）として用意される。

【0021】

また本発明で用いられるポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、これを支持する基材フィルムに積層されたものであってもよく、すなわち、当該ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、基材フィルムとその上に積層されるポリビニルアルコール系樹脂フィルムとの積層フィルムとして用意されてもよい。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、例えば、基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることによって製造することができる。

【0022】

基材フィルムとしては、例えば、熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いることができる。具体例としては、透光性を有する熱可塑性樹脂、好ましくは光学的に透明な熱可塑性樹脂で構成されるフィルムであり、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン系樹脂等）、環状ポリオレフィン系樹脂（ノルボルネン系樹脂等）のようなポリオレフィン系樹脂；トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；メタクリル酸メチル系樹脂のような（メタ）アクリル系樹脂；ポリスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル系樹脂；アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂；アクリロニトリル・スチレン系樹脂；ポリ酢酸ビニル系樹脂；ポリ塩化ビニリデン系樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリアセタール系樹脂；変性ポリフェニレンエーテル系樹脂；ポリスルホン系樹脂；ポリエーテルスルホン系樹脂；ポリアリレート系樹脂；ポリアミドイミド系樹脂；ポリイミド系樹脂等であることができる。

【0023】

偏光フィルムは、上記の長尺の原反フィルムを原反ロールから巻出しつつ、偏光フィルム製造装置のフィルム搬送経路に沿って連続的に搬送させて、処理槽に収容された処理液（以下、「処理浴」ともいう）に浸漬させた後に引き出す所定の処理工程を実施した後に乾燥工程を実施することにより長尺の偏光フィルムとして連続製造することができる。なお、処理工程は、フィルムに処理液を接触させて処理する方法であればフィルムを処理浴に浸漬させる方法に限定されることはなく、噴霧、流下、滴下等により処理液をフィルム表面に付着させてフィルムを処理する方法であってもよい。処理工程が、フィルムを処理浴に浸漬させる方法によってなされる場合、一つの処理工程を行う処理浴は一つに限定されることはなく、二つ以上の処理浴にフィルムを順次浸漬させて一つの処理工程を完成させてもよい。

【0024】

上記処理液としては、膨潤液、染色液、架橋液、洗浄液等が例示される。そして、上記処理工程としては、原反フィルムに膨潤液を接触させて膨潤処理を行う膨潤工程と、膨潤処理後のフィルムに染色液を接触させて染色処理を行う染色工程と、染色処理後のフィルムに架橋液を接触させて架橋処理を行う架橋工程と、架橋処理後のフィルムに洗浄液を接触させて洗浄処理を行う洗浄工程とが例示される。また、これら一連の処理工程の間（すなわち、いずれか１以上の処理工程の前後及び／又はいずれか１以上の処理工程中）に、湿式又は乾式にて一軸延伸処理を施す。必要に応じて他の処理工程を付加してもよい。

【0025】

本発明者らは、偏光フィルムの特性のバラつきを検討したところ、幅方向にバラつきが生じやすいとの知見を得た。本発明者らは、さらに検討を重ねて、架橋処理の後であって、洗浄処理の前に、フィルムに電磁波を照射する後述する電磁波照射工程を行うことによって、偏光フィルムの、幅方向の特性のバラつきを抑制できることを見出し本発明に至った。

【0026】

以下、図１を参照しながら、本発明に係る偏光フィルムの製造方法の一例を詳細に説明する。図１は、本発明に係る偏光フィルムの製造方法及びそれに用いる偏光フィルム製造装置の一例を模式的に示す断面図である。図１に示される偏光フィルム製造装置は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反（未延伸）フィルム１０を、原反ロール１１より連続的に巻出しながらフィルム搬送経路に沿って搬送させることにより、フィルム搬送経路上に設けられる膨潤浴（膨潤槽内に収容された膨潤液）１３、染色浴（染色槽内に収容された染色液）１５、第１架橋浴（架橋槽内に収容された第１架橋液）１７ａ、第２架橋浴（架橋槽内に収容された第２架橋液）１７ｂ、及び洗浄浴（洗浄槽内に収容された洗浄液）１９を順次通過させ、最後に乾燥炉２１を通過させるように構成されている。得られた偏光フィルム２３は、例えば、そのまま次の偏光板作製工程（偏光フィルム２３の片面又は両面に保護フィルムを貼合する工程）に搬送することができる。図１における矢印は、フィルムの搬送方向を示している。

【0027】

図１の説明において、「処理槽」は、膨潤槽、染色槽、架橋槽及び洗浄槽を含む総称であり、「処理液」は、膨潤液、染色液、架橋液及び洗浄液を含む総称であり、「処理浴」は、膨潤浴、染色浴、架橋浴及び洗浄浴を含む総称である。膨潤浴、染色浴、架橋浴及び洗浄浴は、それぞれ、本発明の製造装置における膨潤部、染色部、架橋部及び洗浄部を構成する。

【0028】

偏光フィルム製造装置のフィルム搬送経路は、上記処理浴の他、搬送されるフィルムを支持する、あるいはさらにフィルム搬送方向を変更することができるガイドロール３０～４８，６０，６１や、搬送されるフィルムを押圧・挟持し、その回転による駆動力をフィルムに与えることができる、あるいはさらにフィルム搬送方向を変更することができるニップロール５０～５５を適宜の位置に配置することによって構築することができる。ガイドロールやニップロールは、各処理浴の前後や処理浴中に配置することができ、これにより処理浴へのフィルムの導入・浸漬及び処理浴からの引き出しを行うことができる〔図１参照〕。例えば、各処理浴中に１以上のガイドロールを設け、これらのガイドロールに沿ってフィルムを搬送させることにより、各処理浴にフィルムを浸漬させることができる。

【0029】

図１に示される偏光フィルム製造装置は、各処理浴の前後にニップロールが配置されており（ニップロール５０～５４）、これにより、いずれか１以上の処理浴中で、その前後に配置されるニップロール間に周速差をつけて縦一軸延伸を行うロール間延伸を実施することが可能になっている。

【0030】

図１に示される偏光フィルム製造装置においては、第２架橋浴１７ｂの下流であって、洗浄浴１９の上流の搬送経路上に電磁波照射部７１が配置されており、電磁波照射工程が行われる。以下、各工程について説明する。

【0031】

（膨潤工程）
膨潤工程は、原反フィルム１０表面の異物除去、原反フィルム１０中の可塑剤除去、易染色性の付与、原反フィルム１０の可塑化等の目的で行われる。処理条件は、当該目的が達成できる範囲で、かつ原反フィルム１０の極端な溶解や失透等の不具合を生じない範囲で決定される。

【0032】

図１を参照して、膨潤工程は、原反フィルム１０を原反ロール１１より連続的に巻出しながら、フィルム搬送経路に沿って搬送させ、原反フィルム１０を膨潤浴１３に所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。図１の例において、原反フィルム１０を巻き出してから膨潤浴１３に浸漬させるまでの間、原反フィルム１０は、ガイドロール６０，６１及びニップロール５０によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送される。膨潤処理においては、ガイドロール３０～３２及びニップロール５１によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送される。

【0033】

膨潤浴１３の膨潤液としては、純水のほか、ホウ酸（特開平１０－１５３７０９号公報）、塩化物（特開平０６－２８１８１６号公報）、無機酸、無機塩、水溶性有機溶媒、アルコール類等を約０．０１～１０重量％の範囲で添加した水溶液を使用することも可能である。

【0034】

膨潤浴１３の温度は、例えば１０～５０℃程度、好ましくは１０～４０℃程度、より好ましくは１５～３０℃程度である。原反フィルム１０の浸漬時間は、好ましくは１０～３００秒程度、より好ましくは２０～２００秒程度である。また、原反フィルム１０が予め気体中で延伸したポリビニルアルコール系樹脂フィルムである場合、膨潤浴１３の温度は、例えば２０～７０℃程度、好ましくは３０～６０℃程度である。原反フィルム１０の浸漬時間は、好ましくは３０～３００秒程度、より好ましくは６０～２４０秒程度である。

【0035】

膨潤処理では、原反フィルム１０が幅方向に膨潤してフィルムにシワが入るといった問題が生じやすい。このシワを取りつつフィルムを搬送するための１つの手段として、ガイドロール３０，３１及び／又は３２にエキスパンダーロール、スパイラルロール、クラウンロールのような拡幅機能を有するロールを用いたり、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップのような他の拡幅装置を用いたりすることが挙げられる。シワの発生を抑制するためのもう１つの手段は延伸処理を施すことである。例えば、ニップロール５０とニップロール５１との周速差を利用して膨潤浴１３中で一軸延伸処理を施すことができる。

【0036】

膨潤処理では、フィルムの搬送方向にもフィルムが膨潤拡大するので、フィルムに積極的な延伸を行わない場合は、搬送方向のフィルムのたるみを無くすために、例えば、膨潤浴１３の前後に配置するニップロール５０，５１の速度をコントロールする等の手段を講ずることが好ましい。また、膨潤浴１３中のフィルム搬送を安定化させる目的で、膨潤浴１３中での水流を水中シャワーで制御したり、ＥＰＣ装置（Ｅｄｇｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ装置：フィルムの端部を検出し、フィルムの蛇行を防止する装置）等を併用したりすることも有用である。

【0037】

図１に示される例において、膨潤浴１３から引き出されたフィルムは、ガイドロール３２、ニップロール５１、ガイドロール３３を順に通過して染色浴１５へ導入される。

【0038】

（染色工程）
染色工程は、膨潤処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着、配向させる等の目的で行われる。処理条件は、当該目的が達成できる範囲で、かつフィルムの極端な溶解や失透等の不具合が生じない範囲で決定される。図１を参照して、染色工程は、ニップロール５１、ガイドロール３３～３６及びニップロール５２によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送させ、膨潤処理後のフィルムを染色浴１５（染色槽に収容された処理液）に所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。二色性色素の染色性を高めるために、染色工程に供されるフィルムは、少なくともある程度の一軸延伸処理を施したフィルムであることが好ましく、又は染色処理前の一軸延伸処理の代わりに、あるいは染色処理前の一軸延伸処理に加えて、染色処理時に一軸延伸処理を行うことが好ましい。

【0039】

二色性色素としてヨウ素を用いる場合、染色浴１５の染色液には、例えば、濃度が重量比でヨウ素／ヨウ化カリウム／水＝約０．００３～０．３／約０．１～１０／１００である水溶液を用いることができる。ヨウ化カリウムに代えて、ヨウ化亜鉛等の他のヨウ化物を用いてもよく、ヨウ化カリウムと他のヨウ化物を併用してもよい。また、ヨウ化物以外の化合物、例えば、ホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルト等を共存させてもよい。ホウ酸を添加する場合は、ヨウ素を含む点で後述する架橋処理と区別され、水溶液が水１００重量部に対し、ヨウ素を約０．００３重量部以上含んでいるものであれば、染色浴１５とみなすことができる。フィルムを浸漬するときの染色浴１５の温度は、通常１０～４５℃程度、好ましくは１０～４０℃であり、より好ましくは２０～３５℃であり、フィルムの浸漬時間は、通常３０～６００秒程度、好ましくは６０～３００秒である。

【0040】

二色性色素として水溶性二色性染料を用いる場合、染色浴１５の染色液には、例えば、濃度が重量比で二色性染料／水＝約０．００１～０．１／１００である水溶液を用いることができる。この染色浴１５には、染色助剤等を共存させてもよく、例えば、硫酸ナトリウム等の無機塩や界面活性剤などを含有していてもよい。二色性染料は１種のみを単独で用いてもよいし、２種類以上の二色性染料を併用してもよい。フィルムを浸漬するときの染色浴１５の温度は、例えば２０～８０℃程度、好ましくは３０～７０℃であり、フィルムの浸漬時間は、通常３０～６００秒程度、好ましくは６０～３００秒程度である。

【0041】

上述のように染色工程では、染色浴１５でフィルムの一軸延伸を行うことができる。フィルムの一軸延伸は、染色浴１５の前後に配置したニップロール５１とニップロール５２との間に周速差をつけるなどの方法によって行うことができる。

【0042】

染色処理においても、膨潤処理と同様にフィルムのシワを除きつつポリビニルアルコール系樹脂フィルムを搬送するために、ガイドロール３３，３４，３５及び／又は３６にエキスパンダーロール、スパイラルロール、クラウンロールのような拡幅機能を有するロールを用いたり、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップのような他の拡幅装置を用いたりすることができる。シワの発生を抑制するためのもう１つの手段は、膨潤処理と同様、延伸処理を施すことである。

【0043】

図１に示される例において、染色浴１５から引き出されたフィルムは、ガイドロール３６、ニップロール５２、及びガイドロール３７を順に通過して架橋浴１７へ導入される。

【0044】

（架橋工程）
架橋工程は、架橋による耐水化や色相調整（フィルムが青味がかるのを防止する等）などの目的で行う処理である。図１に示す例においては、架橋工程を行う架橋浴として二つの架橋浴が配置され、耐水化を目的として行う第１架橋工程を第１架橋浴１７ａで行い、色相調整を目的として行う第２架橋工程を第２架橋浴１７ｂで行う。図１を参照して、第１架橋工程は、ニップロール５２，ガイドロール３７～４０及びニップロール５３ａによって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送させ、第１架橋浴１７ａ（架橋槽に収容された第１架橋液）に染色処理後のフィルムを所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。第２架橋工程は、ニップロール５３ａ，ガイドロール４１～４４及びニップロール５３ｂによって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送させ、第２架橋浴１７ｂ（架橋槽に収容された第２架橋液）に第１架橋工程後のフィルムを所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。以下、架橋浴という場合には第１架橋浴１７ａ及び第２架橋浴１７ｂいずれをも含み、架橋液という場合には第１架橋液及び第２架橋液いずれをも含む。

【0045】

架橋液としては、架橋剤を溶媒に溶解した溶液を使用できる。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物や、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどが挙げられる。これらは一種類でも良いし、二種類以上を併用しても良い。溶媒としては、例えば水が使用できるが、さらに、水と相溶性のある有機溶媒を含んでも良い。架橋溶液における架橋剤の濃度は、これに限定されるものではないが、１～２０重量％の範囲にあることが好ましく、６～１５重量％であることがより好ましい。

【0046】

架橋液としては、水１００重量部に対してホウ酸を例えば約１～１０重量部含有する水溶液であることができる。架橋液は、染色処理で使用した二色性色素がヨウ素の場合、ホウ酸に加えてヨウ化物を含有することが好ましく、その量は、水１００重量部に対して、例えば１～３０重量部とすることができる。ヨウ化物としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛等が挙げられる。また、ヨウ化物以外の化合物、例えば、塩化亜鉛、塩化コバルト、塩化ジルコニウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸ナトリウム等を共存させてもよい。

【0047】

架橋処理においては、その目的によって、ホウ酸及びヨウ化物の濃度、並びに架橋浴１７の温度を適宜変更することができる。例えば、架橋処理の目的が架橋による耐水化である第１架橋液の場合、濃度が重量比でホウ酸／ヨウ化物／水＝３～１０／１～２０／１００の水溶液であることができる。必要に応じ、ホウ酸に代えて他の架橋剤を用いてもよく、ホウ酸と他の架橋剤を併用してもよい。フィルムを浸漬するときの第１架橋浴１７ａの温度は、通常５０～７０℃程度、好ましくは５３～６５℃であり、フィルムの浸漬時間は、通常１０～６００秒程度、好ましくは２０～３００秒、より好ましくは２０～２００秒である。また、膨潤処理前に予め延伸したポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対して染色処理及び第１架橋処理をこの順に施す場合、第１架橋浴１７ａの温度は、通常５０～８５℃程度、好ましくは５５～８０℃である。

【0048】

色相調整を目的とする第２架橋液においては、例えば、二色性色素としてヨウ素を用いた場合、濃度が重量比でホウ酸／ヨウ化物／水＝１～５／３～３０／１００を使用することができる。フィルムを浸漬するときの第２架橋浴１７ｂの温度は、通常１０～４５℃程度であり、フィルムの浸漬時間は、通常１～３００秒程度、好ましくは２～１００秒である。

【0049】

架橋処理は複数回行ってもよく、通常２～５回行われる。この場合、使用する各架橋浴の組成及び温度は、上記の範囲内であれば同じであってもよく、異なっていてもよい。架橋による耐水化のための架橋処理及び色相調整のための架橋処理は、それぞれ複数の工程で行ってもよい。

【0050】

ニップロール５２とニップロール５３ａとの周速差を利用して第１架橋浴１７ａ中で一軸延伸処理を施すこともできる。また、ニップロール５３ａとニップロール５３ｂとの周速差を利用して第２架橋浴１７ｂ中で一軸延伸処理を施すこともできる。

【0051】

架橋処理においても、膨潤処理と同様にフィルムのシワを除きつつポリビニルアルコール系樹脂フィルムを搬送するために、ガイドロール３８，３９，４０，４１，４２，４３及び／又は４４にエキスパンダーロール、スパイラルロール、クラウンロールのような拡幅機能を有するロールを用いたり、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップのような他の拡幅装置を用いたりすることができる。シワの発生を抑制するためのもう１つの手段は、膨潤処理と同様、延伸処理を施すことである。

【0052】

図１に示される例において、第２架橋浴１７ｂから引き出されたフィルムは、ガイドロール４４、ニップロール５３ｂを順に通過して洗浄浴１９へ導入される。

【0053】

（洗浄工程）
図１に示される例においては、架橋工程後の洗浄工程を含む。洗浄処理は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに付着した余分なホウ酸やヨウ素等の薬剤を除去する目的で行われる。洗浄工程は、例えば、架橋処理したポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄浴１９に浸漬することによって行われる。なお、洗浄工程は、洗浄浴１９にフィルムを浸漬させる工程に代えて、フィルムに対して洗浄液をシャワーとして噴霧することにより、若しくは洗浄浴１９への浸漬と洗浄液の噴霧とを併用することによって行うこともできる。

【0054】

図１には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄浴１９に浸漬して洗浄処理を行う場合の例を示している。洗浄処理における洗浄浴１９の温度は、通常２～４０℃程度であり、フィルムの浸漬時間は、通常２～１２０秒程度である。

【0055】

なお、洗浄処理においても、シワを除きつつポリビニルアルコール系樹脂フィルムを搬送する目的で、ガイドロール４５，４６，４７及び／又は４８にエキスパンダーロール、スパイラルロール、クラウンロールのような拡幅機能を有するロールを用いたり、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップのような他の拡幅装置を用いたりすることができる。また、フィルム洗浄処理において、シワの発生を抑制するために延伸処理を施してもよい。

【0056】

（延伸工程）
上述のように原反フィルム１０は、上記一連の処理工程の間（すなわち、いずれか１以上の処理工程の前後及び／又はいずれか１以上の処理工程中）に、湿式又は乾式にて一軸延伸処理される。一軸延伸処理の具体的方法は、例えば、フィルム搬送経路を構成する２つのニップロール（例えば、処理浴の前後に配置される２つのニップロール）間に周速差をつけて縦一軸延伸を行うロール間延伸、特許第２７３１８１３号公報に記載されるような熱ロール延伸、テンター延伸等であることができ、好ましくはロール間延伸である。一軸延伸工程は、原反フィルム１０から偏光フィルム２３を得るまでの間に複数回にわたって実施することができる。上述のように延伸処理は、フィルムのシワの発生の抑制にも有利である。

【0057】

原反フィルム１０を基準とする、偏光フィルム２３の最終的な累積延伸倍率は通常、４．５～７倍程度であり、好ましくは５～６．５倍である。延伸工程はいずれの処理工程で行ってもよく、２以上の処理工程で延伸処理を行う場合においても延伸処理はいずれの処理工程で行ってもよい。

【0058】

（電磁波照射工程）
図１に示される装置では、フィルムが、第２架橋工程１７ｂから引き出されて、ニップロール５３ｂを通過した後に、洗浄浴１９に浸漬される前に、フィルムに対して電磁波の照射（電磁波照射工程）が行われる。図１に示される装置では、電磁波照射部７１より電磁波の照射がなされる。電磁波照射部からは、照射対象のポリビニルアルコール系樹脂フィルムの単位体積当たりの照射熱量が幅方向に分布を有するように電磁波の照射がなされる。

【0059】

幅方向の分布の一例として、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、幅方向に、中心を含み端部を含まない第１領域と、第１領域両側に位置し、端部を含み中心を含まない第２領域とに区分し、第１領域と第２領域とで電磁波の単位体積当たりの照射熱量が異なるようにすることが挙げられる。上記のように区分される第１領域と第２領域とを対比すると、色相などの光学特性にバラつきが生じやすい傾向がある。電磁波照射工程において、第１領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量を、第２領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きくすることにより、光学特性のバラつきを抑制することができる。照射熱量の差は適宜選択することができ、例えば、第１領域の照射熱量が第２領域の照射熱量の２倍以上となるように選択してもよく、または、第１領域には電磁波照射を行い、第２領域には電磁波照射を行わないようにしてもよい。

【0060】

第１領域の幅と、二つの第２領域の幅を足し合わせた値との比は、例えば、１０：１～１：１０の範囲とすることができる。かかる比は、改善対象とする特性のバラつきの状況に応じて選択することができる。

【0061】

光学特性のバラつきは、上述の各処理工程において、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面よりも端面から処理液が浸入しやすく端部近傍と中心部近傍とで処理液の浸入量に違いが生じ処理程度に違いが生じることが一つの要因であると予測される。また、延伸により幅方向で厚みにバラつきが生じ、厚みに応じて各処理工程における処理程度に違いが生じることも一つの要因であると予測される。このような要因を検討すると、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、幅方向に、上述のように、「第２領域／第１領域／第２領域」と区分する方法に限定されることはなく、第１領域と第２領域の間にさらに１つ以上の領域が存在するように区分して、領域毎に電磁波の単位体積当たりの照射熱量が異なるようにしてもよい。

【0062】

幅方向に分布を有するように電磁波を照射する方法としては、
ｉ）電磁波照射部から放射される電磁波の放射熱量が幅方向に分布を有するようにする、
ｉｉ）電磁波照射部から放射される電磁波が幅方向に分布を有するようにその一部をマスクなどで吸収する、などが挙げられる。

【0063】

上記ｉ）の具体的な方法の一例として、電磁波照射部７１の電磁波放射領域（ヒーター加熱部）がポリビニルアルコール系樹脂フィルムの幅方向の一部のみに対応するようにすることにより、電磁波放射領域に対応する位置には電磁波が照射され、電磁波放射領域に対応しない位置には電磁波が照射されない又は電磁波の照射熱量が少なくなり（照射光が広がることにより照射される場合がある）、幅方向に分布を有するように電磁波が照射されることになる。

【0064】

赤外線を含む電磁波の照射は、偏光フィルムの光学特性などの特性に作用し得るとの知見に基づき本発明を完成させた。なお、特に、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合が全放射エネルギーの２５％以上である電磁波を照射することにより光学特性をより向上させることができる。本発明の一形態では、第１領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量が、第２領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きくなるように調整することにより、色相などの光学特性のバラつきを抑制することができる。また、同時に、色相を全体的にニュートラルグレーに近づくように向上させることもできる。幅方向にバラつきが生じる特性であって、第１領域の特性が第２領域の特性と比較して低くなる特性として、色相などの光学特性がある。

【0065】

一方、上記した特性とは異なり、第１領域の特性が第２領域の特性と比較して高くなるような特性に対して、電磁波の照射が有効である場合には、かかる特性のバラつきを改善するために、第２領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量が、第１領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きくなるように調整することにより特性のバラつきを改善することができる。また、電磁波の波長によって作用する特性が異なる場合は、波長領域毎に照射熱量の分布を調整するようにしてもよい。

【0066】

色相などの光学特性のバラつきを改善できる観点からは、電磁波照射工程で用いられる電磁波は、好ましくは、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合が全放射エネルギーの２５％以上であり、より好ましくは２８％以上であり、さらに好ましくは３５％以上である。このような電磁波をフィルムに幅方向に分布を有するように照射することにより、得られる偏光フィルムの色相などの光学特性のバラつきをより改善させることができる。また、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合の上限値は特に限定されないが例えば８０％以下である。通常、波長０．７５μｍ～１０００μｍの電磁波を赤外線と言う。

【0067】

電磁波照射工程において、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合が全放射エネルギーの２５％以上である電磁波を照射することにより、偏光フィルムの光学特性などを効果的に向上させることができるメカニズムは明らかではないが、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線により励起されるフィルム内の分子運動により、架橋処理されたフィルム中のヨウ素等の二色性色素の固定化を促進させ、偏光フィルムの光学特性などを向上させることができるものと推測される。

【0068】

図２は、電磁波照射器の種類毎の放射エネルギースペクトルを示す。また、表１は、電磁波照射器の種類毎の、各波長域（波長ｘμｍの範囲で表す）の電磁波の放射エネルギーの全放射エネルギーに占める割合を示す。図２及び表１に示す電磁波照射器は、ハロゲンヒーター（熱源温度２６００℃）、短波長赤外線ヒーター（熱源温度２２００℃）、高速応答中波長赤外線ヒーター（熱源温度１６００℃）、カーボンヒーター（熱源温度１２００℃）、カーボンヒーター（熱源温度９５０℃）、中波長赤外線ヒーター（熱源温度９００℃）である。

【0069】

【表1】

【0070】

表１に示すように、短波長赤外線ヒーター（熱源温度２２００℃）、高速応答中波長赤外線ヒーター（熱源温度１６００℃）、カーボンヒーター（熱源温度１２００℃）、カーボンヒーター（熱源温度９５０℃）、中波長赤外線ヒーター（熱源温度９００℃）は、２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーの割合が全放射エネルギーの２５％以上であるので、電磁波照射部７１を構成する電磁波照射器として好適に用いることができる。電磁波照射部７１は、１台の電磁波照射器により構成されていてもよいし、複数台の電磁波照射器により構成されていてもよい。複数台の電磁波照射器の配置方法を調整することにより、幅方向に分布を有する照射を行うようにすることもできる。複数台の電磁波照射器により構成されている場合には、複数台の電磁波照射器から放射される２μｍ超４μｍ以下の波長の赤外線の放射エネルギーが、複数台の電磁波照射器から放射される電磁波の全放射エネルギーの２５％以上となるように複数台の電磁波照射器を選択することが好ましい。また、図１においては、フィルムの一方の面のみに電磁波が照射されるように電磁波照射部７１が構成されているが、フィルムの両面から電磁波が照射されるように複数の電磁波照射器を配置してもよい。例えば、第１領域には両面から電磁波が照射されるようにし、第２領域には片面のみから電磁波が照射されるようにして、幅方向の単位体積当たりの照射熱量に分布を持たせるようにしてもよい。

【0071】

電磁波照射工程において、電磁波はフィルム表面に対して垂直方向上側から照射されることが好ましい。また、電磁波照射部７１における電磁波照射器の電磁波放射口とフィルムとの間の距離は、２～４０ｃｍであることが好ましく、５～２０ｃｍであることがさらに好ましい。ただし、この距離は、電磁波照射器から放射される電磁波の放射エネルギー量や、フィルム表面の温度などを考慮して適宜選択しながら行うことが好ましい。電磁波照射時のフィルム表面の温度は、２５～９０℃に維持されていることが好ましく、３０～８０℃に維持されていることがより好ましい。

【0072】

電磁波照射工程において、フィルムの単位体積当たりの電磁波の照射熱量は、通常１００J／ｃｍ^３以上、５０ｋJ／ｃｍ^３以下とすることができる。偏光フィルムの光学特性を向上させる観点から、幅方向で最大の照射熱量となる領域において、１００J／ｃｍ^３以上であることが好ましく、５００J／ｃｍ^３以上であることがより好ましく、１０００J／ｃｍ^３以上であることがさらに好ましい。また、フィルムの単位体積当たりの電磁波の照射熱量は、温度上昇によるフィルムの劣化を抑える観点から、幅方向で最大の照射熱量となる領域において、１０ｋJ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、５０００J／ｃｍ^３以下であることがより好ましく、３０００J／ｃｍ^３以下であることがさらに好ましい。通常、電磁波の照射熱量に比例してフィルムの水分量が減少するが、本発明の電磁波照射工程は、フィルムの水分量を減少させることを目的とするものではないので、照射熱量は適宜選択することができ、好ましくは上記範囲内で適宜選択する。幅方向で最大の照射熱量となる領域は、例えば、中心を含み端部を含まない上述の第１領域とすることができる。

【0073】

本発明においては、洗浄処理の前に電磁波照射工程を行うことにより、得られる偏光フィルムの特性のバラつきを抑制することができる。電磁波照射工程は、少なくとも一つの架橋浴へ浸漬させた後のフィルムに対して行うものであればよく、図１に示すように、全ての架橋浴へ浸漬させた後のフィルムに対して行うことに限定されない。すなわち、図１に示す例においては、第１架橋浴に浸漬させた後であって第２架橋浴に浸漬される前のフィルムに対して電磁波照射工程を行ってもよいし、第２架橋浴に浸漬させた後のフィルムに対して電磁波照射工程を行ってもよい。ただし、電磁波照射工程により、架橋浴へ浸漬することによりフィルム内に取り込まれたホウ酸の架橋を進行させることができるので、全ての架橋浴への浸漬が完了したフィルムに対して電磁波照射工程を行うことが、ホウ酸の架橋等をより効果的に進行させることができるので好ましい。

【0074】

電磁波の照射は、光学特性のバラつきを抑制する観点からは、架橋浴からフィルムが引き出された後、１０秒以内に行われることが好ましく、５秒以内に行われることがさらに好ましい。架橋浴から引き出されてから電磁波が照射されるまでの時間が短いほど、電磁波照射による偏光フィルムの光学特性等をより向上させることができる。なお、電磁波照射工程において、フィルムの表面に付着している水分子は少ないことが好ましい。フィルムの表面に水分子が存在すると、フィルム表面の水分子が赤外線を吸収することにより、電磁波照射によるフィルム内の分子運動の励起効果が低下するからである。架橋浴から引き出された直後は、フィルムの表面に架橋液が付着しているため、電磁波照射工程前にこれを除去する除液手段が設けられていることが好ましい。図１においては、ニップロール５３ｂが、フィルムの表面に付着している架橋液を除去する除液手段としても機能する。除液手段としては、ニップロール以外にも、フィルムにエアーを吹き付けて除液を行う手段、フィルムに接触して除液を行うスクレイパー等を用いてもよい。

【0075】

経済性の観点からフィルム加工速度を高速とすると、具体的には、加工速度を１０～１００ｍ／ｍｉｎと速い加工速度とした場合、電磁波照射時間が短時間となり、照射熱量が不足する事がある。この対応として電磁波照射器を複数台並列に設置することで、十分な照射熱量を得ることができる。

【0076】

また、本発明者らは、偏光フィルムの幅方向において、ヨウ素（Ｉ）の含有量にバラつきが生じやすい傾向があるとの知見を得た。偏光フィルムにおけるヨウ素（Ｉ）の含有量のバラつきは、単体透過率などの光学特性のバラつき、耐久性のバラつき等の原因となる。本発明者らは、鋭意検討を重ねて、電磁波照射工程において、第１領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量を、第２領域における電磁波の単位体積当たりの照射熱量よりも大きくすることにより、ヨウ素（Ｉ）の含有量のバラつきを抑制することができるとの知見を得た。例えば、第１領域のみに電磁波を照射して、ヨウ素（Ｉ）の含有量のバラつきを抑制することができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルム全体の幅を基準に、第１領域の幅を、例えば５～９５％とすることができ、好ましくは４０～９０％であり、さらに好ましくは６０～９０％である。ヨウ素（Ｉ）の含有量のバラつきを抑制することを目的とする電磁波照射工程においても、上述した、特性のバラつきを抑制することを目的とする電磁波照射工程の説明が適用される。一形態において、第１領域がポリビニルアルコール系樹脂フィルムの中央を中心とする領域であって、幅方向の長さが等しい第２領域が第１領域の幅方向の両側に位置するように、第１領域と第２領域とが区分される。

【0077】

（乾燥工程）
洗浄工程の後、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させる処理を行うことが好ましい。フィルムの乾燥は特に制限されないが、図１に示される例のように乾燥炉２１を用いて行うことができる。乾燥炉２１は例えば熱風乾燥機を備えるものとすることができる。乾燥温度は、例えば３０～１００℃程度であり、乾燥時間は、例えば３０～６００秒程度である。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させる処理は、遠赤外線ヒーターを用いて行うこともできる。以上のようにして得られる偏光フィルム２３の厚みは、例えば約５～３０μｍ程度である。

【0078】

（ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに対するその他の処理工程）
上記した処理以外の処理を付加することもできる。追加されうる処理の例は、架橋工程の後に行われる、ホウ酸を含まないヨウ化物水溶液への浸漬処理（補色処理）、ホウ酸を含まず塩化亜鉛等を含有する水溶液への浸漬処理（亜鉛処理）を含む。

【0079】

＜偏光フィルム＞
上述の方法により、幅方向の特性のバラつきが抑制された偏光フィルムを得ることができる。得られる偏光フィルムの視感度補正単体透過率Ｔｙは、視感度補正偏光度Ｐｙとのバランスを考慮して、４０～４７％であることが好ましく、４１～４５％であることがより好ましい。視感度補正偏光度Ｐｙは、９９．９％以上であることが好ましく、９９．９５％以上であることがより好ましく、値が大きいほど好ましい。

【0080】

得られる偏光フィルムの直交色相のｂ値は－３．０～＋０．５であることが好ましく、－２．０～０であることがより好ましい。このような値であることにより、直交色相が青色へ過度にシフトせず、ニュートラルグレーとなる。また、長さ方向の任意の位置における幅方向の複数点で直交色相のｂ値を測定した場合に、測定値のバラつきが小さいことが好ましい。具体的には、幅方向の両端の測定点をフィルムの端部から０．５～５０ｍｍの距離となる位置に決定し、両端の測定点間において、隣接する測定点間が等間隔となるように残り１３点の測定点を決定して、合計１５点の測定点で直交色相のｂ値を測定した場合に、標準偏差が０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがさらに好ましい。また、直交色相のｂ値の最大値と最小値の差が０．７以下であることが好ましく、０．５以下であることがさらに好ましい。直交色相のｂ値は、後述する実施例の項の記載にしたがって測定される。本発明の一形態によると、直交色相のｂ値の上記標準偏差が０．２以下である偏光フィルムを得ることができる。Ｔｙ、Ｐｙ及び直交色相のｂ値は、以下の方法によって測定される。

【0081】

偏光フィルムについて、積分球付き分光光度計〔日本分光（株）製の「Ｖ７１００」〕を用いて波長３８０～７８０ｎｍの範囲におけるＭＤ透過率とＴＤ透過率を測定し、下記式：
単体透過率（％）＝（ＭＤ＋ＴＤ）／２
偏光度（％）＝｛（ＭＤ－ＴＤ）／（ＭＤ＋ＴＤ）｝×１００
に基づいて各波長における単体透過率及び偏光度を算出する。

【0082】

「ＭＤ透過率」とは、グラントムソンプリズムから出る偏光の向きと偏光フィルム試料の透過軸とを平行にしたときの透過率であり、上記式においては「ＭＤ」と表す。また、「ＴＤ透過率」とは、グラントムソンプリズムから出る偏光の向きと偏光フィルム試料の透過軸とを直交にしたときの透過率であり、上記式においては「ＴＤ」と表す。得られた単体透過率及び偏光度について、ＪＩＳ Ｚ ８７０１：１９９９「色の表示方法－ＸＹＺ表色系及びＸ₁₀Ｙ₁₀Ｚ₁₀表色系」の２度視野（Ｃ光源）により視感度補正を行い、視感度補正単体透過率（Ｔｙ）、視感度補正偏光度（Ｐｙ）及び直交色相のｂ値を求める。

【0083】

また、上述の方法によると、幅方向の１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量が、以下のｉ）及びｉｉ）の条件を同時に満たす、ヨウ素（Ｉ）の含有量のバラつきが少ない偏光フィルムを得ることができる。
ｉ）１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量の平均値が１．３５質量％以上である。
ｉｉ）１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量の最大値と最小値の差が０．６０質量％以下である。
なお、前記１０点の測定点は、幅方向の全幅を１０等分した区分にそれぞれ含まれる測定点であれば限定されることはなく、上記ｉ）及びｉｉ）の条件を同時に満たす１０点の組み合わせが存在すれば、上記ｉ）及びｉｉ）の条件を同時に満たす偏光フィルムであるとする。通常、幅方向の全幅を１０等分に区分したそれぞれの領域内において、ヨウ素（Ｉ）の含有量は大きくは変動しないため、任意の１０点の組み合わせについて、上記ｉ）及びｉｉ）の条件を満たさない場合、上記ｉ）及びｉｉ）の条件を同時に満たす１０点の組み合わせが存在しないとみなすことができる。なお、偏光フィルム中のヨウ素（Ｉ）の含有量（質量％）は、実施例に記載のように蛍光Ｘ線分析による分析結果に基づく。

【0084】

上述の方法によると、１０点の測定点におけるヨウ素濃度の平均値が１．６５質量％以上、さらには、１．７０質量％以上であり、上記ｉ）の条件を満たす偏光フィルムを得ることもできる。さらに、上述の方法によると、１０点の測定点におけるヨウ素濃度の最大値と最小値の差が０．５０質量％以下、さらには、０．４５質量％以下であり、上記ｉｉ）の条件を満たす偏光フィルムを得ることもできる。本発明の偏光フィルムの幅は、例えば、５０ｍｍ～５０００ｍｍであり、好ましくは１５０ｍｍ～４０００ｍｍである。

【0085】

得られた偏光フィルムは、巻取ロールに順次巻き取ってロール形態としてもよいし、巻き取ることなくそのまま偏光板作製工程（偏光フィルムの片面又は両面に保護フィルム等を積層する工程）に供することもできる。

【0086】

＜偏光板＞
以上のようにして製造される偏光フィルムの少なくとも片面に、接着剤を介して保護フィルムを貼合することにより偏光板を得ることができる。保護フィルムとしては、例えば、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースのようなアセチルセルロース系樹脂からなるフィルム；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及びポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂からなるフィルム；ポリカーボネート系樹脂フィルム、シクロオレフィン系樹脂フィルム；アクリル系樹脂フィルム；ポリプロピレン系樹脂の鎖状オレフィン系樹脂からなるフィルムが挙げられる。

【0087】

偏光フィルムと保護フィルムとの接着性を向上させるために、偏光フィルム及び／又は保護フィルムの貼合面に、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、紫外線照射、プライマー塗布処理、ケン化処理などの表面処理を施してもよい。偏光フィルムと保護フィルムとの貼合に用いる接着剤としては、紫外線硬化性接着剤のような活性エネルギー線硬化性接着剤や、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液、又はこれに架橋剤が配合された水溶液、ウレタン系エマルジョン接着剤のような水系接着剤を挙げることができる。紫外線硬化型接着剤は、アクリル系化合物と光ラジカル重合開始剤の混合物や、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤の混合物等であることができる。また、カチオン重合性のエポキシ化合物とラジカル重合性のアクリル系化合物とを併用し、開始剤として光カチオン重合開始剤と光ラジカル重合開始剤を併用することもできる。

【実施例】

【0088】

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

【0089】

＜実施例１＞
図１に示す製造装置を用いて、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから実施例１の偏光フィルムを製造した。具体的には、幅５５０ｍｍ、厚み６０μｍの長尺のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）原反フィルム〔（株）クラレ製の商品名「クラレビニロンＶＦ－ＰＥ＃６０００」、平均重合度２４００、ケン化度９９．９モル％以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、３０℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間７９秒で浸漬させた（膨潤工程）。その後、膨潤浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が１／０．３／１００（重量比）であるヨウ素を含む３０℃の染色浴に滞留時間１２３秒で浸漬させた（染色工程）。次いで、染色浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が１１／３．８／１００（重量比）である５３℃の第１架橋浴に滞留時間４４秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が１１／３．８／１００（重量比）である４０℃の第２架橋浴に滞留時間６秒で浸漬させた（架橋工程）。染色工程及び架橋工程において、浴中でのロール間延伸により縦一軸延伸を行った。原反フィルムを基準とする総延伸倍率は５．６５倍とした。

【0090】

次に、第２架橋浴１７ｂから引き出し、ニップロール５３ｂを通過した幅２８０ｍｍのフィルムに対して、フィルムの幅方向中央部にフィルムの幅方向と略平行となるように配置した、フィルムの幅方向の照射長（ヒーター加熱部の幅方向の長さ）２３０ｍｍの電磁波照射器（高速応答中波長赤外線ヒーター（ＦＲＭＷヒーター）、製品名：Ｇｏｌｄｅｎ ８ Ｍｅｄｉｕｍ－ｗａｖｅ ｆａｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｗｉｎ ｔｕｂｅ ｅｍｉｔｔｅｒ、Ｈｅｒａｅｕｓ社製、熱源温度１６００℃、最大エネルギー密度１５０ｋＷ／ｍ^２）をフィルムの表面から５ｃｍ離れた位置に電磁波放射口を配置して、電磁波照射器の最大照射出力に対し出力５０％にて電磁波を照射した。

【0091】

フィルムの幅方向の中央を中心とする幅２３０ｍｍの領域（全幅に対して８２％の幅の領域）における単位体積当たりの電磁波の照射熱量は１０２０J／ｃｍ^３であった。一方、電磁波照射器の照射長がフィルムの幅方向の長さより短いために、フィルムの端部付近は電磁波が照射されなかった。フィルムの端部から０ｍｍの領域の単位体積あたりの電磁波の照射熱量は０Ｊ／ｃｍ^３であった。なお、フィルム単位体積当たりの電磁波の照射熱量は、以下の式により計算した。
（フィルム単位体積当たりの電磁波の照射熱量）＝｛（最大エネルギー密度）×（ヒーター加熱部表面積）× 出力（％） ／（電磁波照射面積）｝×（電磁波照射時間）÷（フィルム厚み）
出力（％）とは、電磁波照射器の最大照射出力に対し、実際に照射した出力の割合（％）を示す。
第２架橋浴１７ｂから引き出された後、フィルムが搬送されて電磁波照射器の照射位置に到達し電磁波が照射されるまでに要した時間は５秒であった。

【0092】

電磁波を照射したフィルムを５℃の純水からなる洗浄浴１９に滞留時間３秒で浸漬させた（洗浄工程）。その後、乾燥炉２１内で、温度６０℃、絶対湿度は１１ｇ／ｃｍ^３として、フィルムを乾燥させて偏光フィルムを得た。得られた偏光フィルムの厚みは２３μｍであった。

【0093】

＜比較例１＞
電磁波照射工程を行わなかった点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。得られた偏光フィルムの厚みは２３μｍであった。

【0094】

＜比較例２＞
第２架橋浴１７ｂから引き出しニップロール５３ｂを通過したフィルムに対して、フィルムの幅方向中央部にフィルムの幅方向と略平行となるように配置した、フィルムの幅方向の照射長（ヒーター加熱部の幅方向の長さ）４００ｍｍの電磁波照射器（高速応答中波長赤外線ヒーター（ＦＲＭＷヒーター）、製品名：Ｇｏｌｄｅｎ ８ Ｍｅｄｉｕｍ－ｗａｖｅ ｆａｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｗｉｎ ｔｕｂｅ ｅｍｉｔｔｅｒ、Ｈｅｒａｅｕｓ社製、熱源温度１６００℃、最大エネルギー密度１５０ｋＷ／ｍ^２）を用い、出力４０％にて電磁波の照射を行った点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。フィルムの幅方向の全領域において、単位体積当たりの電磁波の照射熱量は８２０Ｊ／ｃｍ^３であった。得られた偏光フィルムの厚みは２３μｍであった。

【0095】

〔実施例１、比較例１及び比較例２の偏光フィルムの評価〕
（ａ）偏光度及び直交色相のｂ値の測定
実施例１、比較例１及び比較例２で得られた偏光フィルムについて、長手方向の任意の位置において、幅方向に１５点の測定点を決定して、上述の方法に基づき視感度補正偏光度（Ｐｙ）及び直交色相のｂ値を求めた。なお、１５点の測定点は、幅方向の両端の測定点をフィルムの端部から１０ｍｍの距離となる位置に決定し、両端の測定点間において、隣接する測定点間が等間隔となるように残り１３点の測定点を決定して、合計１５点の測定点（測定点１～１５）での視感度補正偏光度（Ｐｙ）及び直交色相のｂ値を求めた。表２に測定結果を示す。

【0096】

【表2】

【0097】

図３は、表２に示されるＰｙの測定結果をプロットしたグラフである。図４は、表２に示される直交色相のｂ値の測定結果をプロットしたグラフである。表３は、表２に示す測定結果に基づき、視感度補正偏光度（Ｐｙ）及び直交色相ｂ値の平均値と、標準偏差と、最大値と最小値の差を算出した結果を示す。

【0098】

【表3】

【0099】

表３に示されるように、実施例１の偏光フィルムは、幅方向の直交色相のｂ値のバラつきが、比較例１，２と比較して低減され、さらに比較例１よりもＰｙが大きく直交色相のｂ値の値が小さく、優れた光学特性を有するものであった。

【0100】

＜実施例２＞
図１に示す製造装置を用いて、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから実施例２の偏光フィルムを製造した。具体的には、幅２５９０ｍｍ、厚み４５μｍの長尺のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）原反フィルム〔（株）クラレ製の商品名「クラレビニロンＶＦ－ＰＥ＃４５００」、平均重合度２４００、ケン化度９９．９モル％以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、２８℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間５６秒で浸漬させた（膨潤工程）。その後、膨潤浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が１．５／０．３／１００（重量比）であるヨウ素を含む３０℃の染色浴に滞留時間８０秒で浸漬させた（染色工程）。次いで、染色浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が１１．３／２．９／１００（重量比）である５５．５℃の第１架橋浴に滞留時間３４秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が１２／４／１００（重量比）である４０℃の第２架橋浴に滞留時間５秒で浸漬させた（架橋工程）。染色工程及び架橋工程において、浴中でのロール間延伸により縦一軸延伸を行った。原反フィルムを基準とする総延伸倍率は５．８９倍とした。

【0101】

次に、第２架橋浴１７ｂから引き出し、ニップロール５３ｂを通過した幅１２９０ｍｍのフィルムに対して、フィルムの幅方向中央部にフィルムの幅方向と略平行となるように配置した、フィルムの幅方向の照射長（ヒーター加熱部の幅方向の長さ）８３０ｍｍの電磁波照射器（高速応答中波長赤外線ヒーター（ＦＲＭＷヒーター）、製品名：Ｇｏｌｄｅｎ ８ Ｍｅｄｉｕｍ－ｗａｖｅ ｆａｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｗｉｎ ｔｕｂｅ ｅｍｉｔｔｅｒ、Ｈｅｒａｅｕｓ社製、熱源温度１６００℃、最大エネルギー密度１５０ｋＷ／ｍ^２）をフィルムの表面から５ｃｍ離れた位置に電磁波放射口を配置し、出力６５％にて電磁波を照射した。

【0102】

フィルムの幅方向の中央を中心とする幅８３０ｍｍの領域（全幅に対して６４％の幅の領域）における単位体積当たりの電磁波の照射熱量は２３１０J／ｃｍ^３であった。一方、電磁波照射器の照射長がフィルムの幅方向の長さより短いために、フィルムの端部付近は電磁波が照射されなかった。フィルムの端部から０ｍｍの領域の単位体積あたりの電磁波の照射熱量は０Ｊ／ｃｍ^３であった。なお、フィルム単位体積当たりの電磁波の照射熱量は、以下の式により計算した。
（フィルム単位体積当たりの電磁波の照射熱量）＝｛（最大エネルギー密度）×（ヒーター加熱部表面積）× 出力（％）／（電磁波照射面積）｝×（電磁波照射時間）÷（フィルム厚み）
出力（％）とは、電磁波照射器の最大照射出力に対し、実際に照射した出力の割合（％）を示す。
第２架橋浴１７ｂから引き出された後、フィルムが搬送されて電磁波照射器の照射位置に到達し電磁波が照射されるまでに要した時間は５秒であった。

【0103】

電磁波を照射したフィルムを１０℃の純水からなる洗浄浴１９に滞留時間５秒で浸漬させた（洗浄工程）。その後、乾燥炉２１内で、温度８８℃でフィルムを乾燥させて偏光フィルムを得た。得られた偏光フィルムの厚みは１８μｍ、幅は１０８０ｍｍであった。

【0104】

＜実施例３＞
出力を３５％とし、電磁波照射工程における電磁波の照射熱量を１２４０J／ｃｍ^３とした点以外は、実施例２と同様にして偏光フィルムを得た。得られた偏光フィルムの厚みは１８μｍ、幅は１０８０ｍｍであった。

【0105】

＜比較例３＞
電磁波照射工程を行わなかった点以外は、実施例２と同様にして偏光フィルムを得た。得られた偏光フィルムの厚みは１８μｍ、幅は１０８０ｍｍであった。

【0106】

〔実施例２、実施例３及び比較例３の偏光フィルムの評価〕
（ｂ）ヨウ素（Ｉ）の含有量の測定
実施例２、実施例３及び比較例３で得られた偏光フィルムについて、長手方向の任意の位置において、幅方向に１０点の測定点（測定点１～１０）を決定し、各測定点で以下の方法に基づきヨウ素濃度を測定した。なお、１０点の測定点は、幅方向の両端の測定点をフィルムの端部から１０ｍｍの距離となる位置に決定し、両端の測定点間において、隣接する測定点間が等間隔となるように残りの８点の測定点を決定した。決定された１０点の測定点は、幅方向の全幅１０８０ｍｍを１０等分した幅１０８ｍｍのそれぞれの区分に含まれる測定点である。

【0107】

ヨウ素（Ｉ）の含有量は、蛍光Ｘ線分析により測定した。
測定装置：蛍光Ｘ線分析装置（装置名：ＡＸＩＯＳ、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）
Ｘ線光源：Ｒｈ
出力：３０ｋＶ，１００ｍＡ
測定径：２７ｍｍφ
測定方法：各測定点を含むように偏光フィルム０．１５ｇを採取し、各サンプルを純水２０ｍｌに溶解し、密封後、９０℃に加温し偏光フィルムを溶解、測定溶液とした。測定結果を、標準溶液にて作成した検量線と比較し、溶液中のヨウ素濃度を算出した。得られたヨウ素濃度から、偏光フィルム重量に換算し、ヨウ素含有量（質量％）とした。表４に測定結果を示す。

【0108】

【表4】

【0109】

表４に示されるように、実施例２及び実施例３では、ヨウ素（Ｉ）の含有量の平均値が１．３５質量％以上であり、かつ１０点の測定点におけるヨウ素（Ｉ）の含有量の最大値と最小値の差が０．６０質量％以下である偏光フィルムが得られた。

【符号の説明】

【0110】

１０ ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルム、１１ 原反ロール、１３ 膨潤浴、１５ 染色浴、１７ａ 第１架橋浴、１７ｂ 第２架橋浴、１９ 洗浄浴、２１ 乾燥炉、２３ 偏光フィルム、３０～４８，６０，６１ ガイドロール、５０～５２，５３ａ，５３ｂ，５４，５５ ニップロール、７１ 電磁波照射部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】