特許 7419929 偏光フィルムの製造方法

(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】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】偏光フィルムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20240116BHJP

   B29C 55/02 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

G02B5/30

B29C55/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020060377

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021157155

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006035

【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079382

【弁理士】

【氏名又は名称】西藤 征彦

(74)【代理人】

【識別番号】100123928

【弁理士】

【氏名又は名称】井▲崎▼ 愛佳

(74)【代理人】

【識別番号】100136308

【弁理士】

【氏名又は名称】西藤 優子

(74)【代理人】

【識別番号】100207295

【弁理士】

【氏名又は名称】寺尾 茂泰

(72)【発明者】

【氏名】片岡 稔和

【審査官】吉川 陽吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１１７５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１２９２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０１５０００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／３０

Ｂ２９Ｃ ５５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリビニルアルコール系フィルムを複数のニップロールを経由させて搬送しながら長尺方向に延伸し偏光フィルムを製造する方法であって、
上記ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤処理液で膨潤させる膨潤工程と、上記ポリビニルアルコール系フィルムを染色槽内の染色処理液に浸漬させて染色する染色工程と、上記ポリビニルアルコール系フィルムを延伸槽内の延伸処理液中で長尺方向に延伸する延伸工程とを備え、
上記染色工程における上記染色処理液からポリビニルアルコール系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロールをニップロールＡとし、上記延伸工程における上記延伸処理液中で上記ポリビニルアルコール系フィルムが最初に接触するニップロールをニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ポリビニルアルコール系フィルムを長尺方向に１．７倍以上に延伸することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。

【請求項2】

さらに、上記ポリビニルアルコール系フィルムを架橋処理液に浸漬させて架橋処理する架橋工程を備えることを特徴とする請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。

【請求項3】

さらに、上記ポリビニルアルコール系フィルムを洗浄液に接触させて洗浄する洗浄工程を備えることを特徴とする請求項１または２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、染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れた偏光フィルムの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯情報端末、液晶テレビ、卓上電子計算機、電子時計、パーソナルコンピューター、自動車や各種機械の計器類等には、発光ダイオード（ＬＥＤ）が多用されており、上記ＬＥＤは通常、偏光板とともに用いられている。
上記偏光板は、ヨウ素または二色性染料を吸着配向させたポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光フィルムの片面または両面に、トリアセチルセルロース等からなる保護フィルムを積層したものが一般的に用いられる。したがって、明るく、高いコントラストを有するＬＥＤを提供するため、高い透過率と偏光度とを兼ね備えた偏光板、ひいては偏光フィルムが必要とされている。

【0003】

上記偏光フィルムは、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムを水等の膨潤処理液（温水を含む）で膨潤させた後、ヨウ素等で染色し、ヨウ素分子等を配列させるために延伸し、延伸した状態を保持するためにホウ素等の架橋剤で架橋し、乾燥させて得られる。かかる製造工程は、通常、ロール状に巻き取られたポリビニルアルコール系フィルムを巻き出して、複数のロール（ニップロール、ガイドロール等）を経由させて、水平方向に搬送しながら連続的に行われる。

【0004】

近年、液晶テレビ等の画面の大型化やスマートフォンの爆発的な普及に伴い、従来よりも一段と幅広型の偏光フィルムや膜厚の薄い偏光フィルムが必要とされてきているとともに、より明るく鮮明な表示が求められるようになっている。このため、従来では問題にならなかった偏光フィルムの透過率のムラ（染色ムラ）が問題になっている。
このような染色ムラを改善するには、ポリビニルアルコール系フィルムの厚み斑（厚さ変動）を可能な限り小さくすることが考えられる。しかし、どれだけ厚み斑を小さくしても染色ムラの低減には限界がある。さらに、膜厚を薄くすればするほど、平均膜厚に対する変動が大きくなり、染色ムラが目立つようになる。したがって、厚み斑を小さくする以外の方法で染色ムラを低減する方法が模索されている。

【0005】

このような方法として、例えば、特許文献１には、ポリビニルアルコール系フィルムの膨潤処理後かつ染色処理前に、少なくとも一工程の湿式延伸工程を設け、この延伸工程において、上記ポリビニルアルコール系フィルムを水１００重量部に対し、ホウ酸０．０１～２．０重量部を含む水溶液中で１．１倍以上３倍未満の延伸倍率で一軸延伸する方法が提案されている。
また、特許文献２には、ポリビニルアルコール系フィルムを染色および一軸延伸して偏光フィルムを製造する工程において、上記ポリビニルアルコール系フィルムを染色と同時または染色の前に、塩化リチウム、塩化亜鉛等の塩化物溶液で予備膨潤させ、ついで一軸延伸する方法が提案されている。
さらに、特許文献３には、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤工程、水浸漬処理工程、染色工程およびホウ酸処理工程の順に通過させて連続的に処理し、かつ、染色処理工程およびホウ酸処理工程のうち、少なくとも一つの工程で一軸延伸して偏光フィルムを製造する方法であって、上記水浸漬処理工程では、上記ポリビニルアルコール系フィルムを機械方向に対して１倍以上１．０５倍以下の延伸倍率に抑制する偏光フィルムの製造方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－１１４９９０号公報

【文献】特開平０６－２８１８１６号公報

【文献】特開２００８－２４９７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１の方法では、色ムラの低減はできるものの、染色処理前にホウ酸による架橋処理が行われているため、ポリビニルアルコール系フィルムの表面近傍のみが染色され、フィルムの内部まで均一に染色することが難しくなるという問題がある。
また、特許文献２の方法では、膨潤処理浴の液中にフィルムから溶出した可塑剤や低分子量ポリビニルアルコールが蓄積される不具合があった時には、膨潤処理浴の液を入れ替えることとなるが、その際に塩化物等の薬品を廃棄することになるため環境面での問題があり、しかも、再度新しい薬品を使用しないといけないため経済面でも問題がある。
さらに、特許文献３の方法では、一連の工程を経由させてもその効果が充分でないケースがみられ、しかも、水浸漬処理工程中にポリビニルアルコール系フィルムの膨潤によってフィルムが折れることが頻繁にあり、安定した生産が困難で、歩留まりが悪いという問題がある。

【0008】

そこで、本発明ではこのような背景下において、染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れ、経済面および環境面にも優れ、安定した生産を行うことのできる偏光フィルムの製造方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

しかるに、本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、膨潤工程と、染色工程と、延伸工程とを備えた偏光フィルムの製造方法において、従来、着目されていなかった染色工程の染色槽内の染色処理液からポリビニルアルコール系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロールをニップロールＡとし、上記延伸工程の延伸槽内の延伸処理液中で上記ポリビニルアルコール系フィルムが最初に接触するニップロールをニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間の上記ポリビニルアルコール系フィルムの延伸倍率に着目し、この延伸倍率を特定の範囲とすることにより、染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れる偏光フィルムを製造できることを見出し、本発明を完成した。

【0010】

上記課題を達成するため、本発明は、以下の［１］～［３］をその要旨とする。
［１］ ポリビニルアルコール系フィルムを複数のニップロールを経由させて搬送しながら長尺方向に延伸し偏光フィルムを製造する方法であって、
上記ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤処理液で膨潤させる膨潤工程と、上記ポリビニルアルコール系フィルムを染色槽内の染色処理液に浸漬させて染色する染色工程と、上記ポリビニルアルコール系フィルムを延伸槽内の延伸処理液中で長尺方向に延伸する延伸工程とを備え、
上記染色工程における上記染色処理液からポリビニルアルコール系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロールをニップロールＡとし、上記延伸工程における上記延伸処理液中で上記ポリビニルアルコール系フィルムが最初に接触するニップロールをニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ポリビニルアルコール系フィルムを長尺方向に１．５倍以上に延伸する偏光フィルムの製造方法。
［２］ さらに、上記ポリビニルアルコール系フィルムを架橋処理液に浸漬させて架橋処理する架橋工程を備える、［１］の偏光フィルムの製造方法。
［３］ さらに、上記ポリビニルアルコール系フィルムを洗浄液に接触させて洗浄する洗浄工程を備える、［１］または［２］の偏光フィルムの製造方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、膨潤工程と、染色工程と、延伸工程とを備えた偏光フィルムの製造方法において、上記染色工程の染色槽内の染色処理液からポリビニルアルコール系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロールをニップロールＡとし、上記延伸工程の延伸槽内の延伸処理液中で上記ポリビニルアルコール系フィルムが最初に接触するニップロールをニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ポリビニルアルコール系フィルムを長尺方向に１．５倍以上に延伸している。このため、得られる偏光フィルムは、染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れるものとなる。しかも、新たな装置を導入する必要がなく、既存の装置を活用することができるため、経済面に優れ、安定した生産を行うことができる。また、各工程の処理液として、塩化物溶液を用いる必要がないため、環境面にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施の形態の対象である偏光フィルムの製造方法に用いる偏光フィルムの製造装置を模式的に示した図である。

【図2】上記偏光フィルムの製造装置の変形例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を実施するための形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0014】

本発明は、ポリビニルアルコール系フィルム（以下「ＰＶＡ系フィルム」ということがある）を、その長尺方向に延伸して偏光フィルムを製造するための製造方法に関するものである。まず、本発明の製造方法に用いるＰＶＡ系フィルムを説明し、ついで本発明の製造方法を説明する。

【0015】

［ＰＶＡ系フィルム］
本発明に用いるＰＶＡ系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂（以下「ＰＶＡ系樹脂」ということがある）で構成されるフィルムであり、上記ＰＶＡ系樹脂は、ビニルアルコール由来の構成単位を５０重量％以上含む樹脂をいう。上記ＰＶＡ系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。上記ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、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が例示される。
上記酢酸ビニルに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、アンモニウム基を有する（メタ）アクリルアミド類等が挙げられる。
なお、「（メタ）アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルからなる群より選ばれる少なくとも１種を表す。その他の「（メタ）」を付した用語においても同様である。

【0016】

上記ＰＶＡ系樹脂のケン化度は、８０．０～１００．０モル％の範囲であることができるが、好ましくは９０．０～１００．０モル％の範囲であり、より好ましくは９４．０～１００．０モル％の範囲であり、さらに好ましくは９８．０～１００．０モル％の範囲である。ケン化度が８０．０モル％未満であると、得られる偏光フィルムおよびこれを含む偏光板の耐水性および耐湿熱性が低下する傾向がみられる。

【0017】

上記ケン化度は、ＰＶＡ系樹脂の原料であるポリ酢酸ビニル系樹脂に含まれる酢酸基（アセトキシ基：－ＯＣＯＣＨ₃）がケン化工程により水酸基に変化した割合をユニット比（モル％）で表したものであり、下記式で定義される。
ケン化度（モル％）＝１００×（水酸基の数）／（水酸基の数＋酢酸基の数）
なお、ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６（１９９４）に準拠して求めることができる。

【0018】

上記ＰＶＡ系樹脂の重量平均分子量は、１０万～３０万であることが好ましく、特に好ましくは１１万～２８万、更に好ましくは１２万～２６万である。かかる重量平均分子量が小さすぎるとＰＶＡ系樹脂を光学フィルムとする場合に充分な光学性能が得られにくい傾向があり、大きすぎるとポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜製造時の延伸が困難となる傾向がある。なお、上記ＰＶＡ系樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ－ＭＡＬＳ法により測定される重量平均分子量である。

【0019】

上記ＰＶＡ系フィルムとしては、例えば、上記ＰＶＡ系樹脂を製膜してなる未延伸フィルムである。製膜方法は、特に限定されるものではなく、溶融押出法、溶剤キャスト法のような公知の方法を採用することができる。
上記ＰＶＡ系フィルムの他の例としては、上記未延伸フィルムを延伸してなる延伸フィルムである。この延伸は通常、一軸延伸、好ましくは縦一軸延伸である。縦延伸とは、フィルムの長尺方向（ＭＤ方向）、すなわちフィルムの流れ方向への延伸をいう。

【0020】

上記ＰＶＡ系フィルムが延伸フィルムである場合において、この延伸は、好ましくは乾式延伸である。乾式延伸とは空中で行う延伸をいい、通常は縦一軸延伸となる。上記乾式延伸としては、表面が加熱された熱ロールと、この熱ロールとは周速の異なるガイドロール（または熱ロールであってもよい。）との間にフィルムを通し、熱ロールを利用した加熱下に縦延伸を行う熱ロール延伸；距離を置いて配置された２つのニップロール間にある加熱手段（オーブン等）を通過させながら、これら２つのニップロール間の周速差によって縦延伸を行うロール間延伸；テンター延伸；圧縮延伸等を挙げることができる。

【0021】

上記延伸温度（熱ロールの表面温度や、オーブン内温度等）は、例えば８０～１５０℃であり、好ましくは１００～１３５℃である。また、上記延伸の延伸倍率は、通常は１．１～８倍であり、好ましくは２．５～５倍である。

【0022】

上記ＰＶＡ系フィルムは、可塑剤等の添加剤を含有することができる。上記添加剤は、単独でまたは複数種類を併用して用いてもよい。
上記可塑剤の好ましい例は多価アルコールであり、その具体例としては、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、トリグリセリン、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。上記可塑剤の含有量は、ＰＶＡ系フィルムを構成するＰＶＡ系樹脂１００重量部に対して、通常５～２０重量部であり、好ましくは７～１５重量部である。

【0023】

上記ＰＶＡ系フィルムの厚みは、ＰＶＡ系フィルムが延伸フィルムであるか否かにもよるが、通常１０～１５０μｍであり、得られる偏光フィルムの薄膜化の観点から、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは６５μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは３５μｍ以下（例えば３０μｍ以下、さらには２０μｍ以下）である。

【0024】

本発明は、このようなＰＶＡ系フィルムから偏光フィルムを製造する方法であり、図１に、本発明の製造方法に用いる製造装置の一例を示している。すなわち、上記製造装置は、原料フィルムである長尺のＰＶＡ系フィルム（以下「原反」ということがある）から連続的に長尺の偏光フィルムを製造するものであり、上記ＰＶＡ系フィルムを膨潤処理液１０で膨潤させる膨潤槽１と、上記ＰＶＡ系フィルムを染色処理液１１に浸漬させて染色する染色槽２と、上記ＰＶＡ系フィルムを延伸処理液１２中で長尺方向に延伸する延伸槽３と、上記ＰＶＡ系フィルムを上記各処理槽に搬送するために複数のロールを有する搬送経路とを備えている。

【0025】

上記複数のロールは、複数種類のロールを含むものであり、例えば、ＰＶＡ系フィルムの片面を支持するガイドロール４、ＰＶＡ系フィルムを両面から挟み込んで押圧するニップロール５、ＰＶＡ系フィルムを巻き出す巻出しロール（図示せず）、得られる偏光フィルムを巻き取る巻取りロール（図示せず）等が挙げられる。これらは、各処理槽の前後、処理槽内等に適宜配置されている。

【0026】

上記ニップロール５は、その回転速度を各々調整することができるようになっており、隣り合うニップロール５において、進行方向側に配置されるニップロール５の回転速度を高くしたり、その径を大きくしたりすること等により、この間にかけ渡されたＰＶＡ系フィルムを長尺方向に延伸することができるようになっている。上記ニップロール５は、後述する延伸工程を除いて、通常、一工程に一つ設けられている。上記延伸工程では、通常、複数設けられている。

【0027】

上記製造装置を用いて、本発明の一実施の形態である偏光フィルムの製造方法を説明する。上記偏光フィルムの製造方法は、膨潤工程、染色工程、延伸工程を有しており、以下に各工程を詳しく説明する。

【0028】

［膨潤工程］
上記膨潤工程は、ＰＶＡ系フィルムの表面の汚れを洗浄したり、ＰＶＡ系フィルムを膨潤処理液１０で膨潤させることで染色ムラ等を抑制したりするために、上記染色工程の前に設けられるものである。上記膨潤工程の膨潤処理液１０としては、通常、水が用いられるが、主成分が水であれば、ヨウ化物、界面活性剤等の添加剤、アルコール等が入っていてもよい。上記膨潤工程において、上記膨潤処理液１０の温度は、通常、１０～４５℃であり、上記ＰＶＡ系フィルムを上記膨潤処理液１０に浸漬させる時間は、通常、０．１～１０分間である。なお、主成分とは、その材料の特性に影響を与える成分の意味であり、その成分の含有量は、通常、材料全体の５０重量％以上である。

【0029】

［染色工程］
上記染色工程は、ＰＶＡ系フィルムを染色するために、上記膨潤工程を経由したＰＶＡ系フィルムを染色槽２内のヨウ素または二色性染料を含有する染色処理液１１に浸漬するものである。上記染色処理液１１としては、通常、ヨウ素－ヨウ化カリウム水溶液が用いられ、そのヨウ素の濃度は、通常、０．１～２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウムの濃度は、通常、１～１００ｇ／Ｌである。上記染色処理液１１には、水と相溶性のある有機溶剤を含有させてもよい。上記染色工程において、上記染色処理液１１の温度は５～５０℃であることが好ましく、上記ＰＶＡ系フィルムを上記染色処理液１１に浸漬させる時間は、通常、３０～５００秒間である。

【0030】

［延伸工程］
上記延伸工程は、上記染色工程を経由したＰＶＡ系フィルムを延伸槽３内の延伸処理液１２中で長尺方向（ＭＤ方向）に延伸するものであり、通常、原反の３～１０倍に延伸されるが、３．５～６倍に延伸されることが好ましい。上記延伸倍率は最終的に上記範囲に設定されていればよく、延伸操作は一段だけでなく、複数段行うこともできる。また、上記延伸時の温度は３０～８５℃であることが好ましい。上記延伸は、延伸方向に対し直角になる方向（幅方向、ＴＤ方向）にも若干の延伸（幅方向の収縮を抑制する程度の延伸）が加えられていてもよい。

【0031】

上記延伸処理液１２は、ヨウ化カリウムおよびホウ酸を含む水溶液を用いることができる。上記水溶液がホウ酸を含むものである場合、通常、そのホウ酸水溶液は濃度１０～１００ｇ／Ｌで用いられる。

【0032】

そして、本発明の偏光フィルムの製造方法においては、上記染色工程の染色槽内の染色処理液１１からＰＶＡ系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロール５をニップロールＡとし、上記延伸工程の延伸槽内の延伸処理液１２中で上記ＰＶＡ系フィルムが最初に接触するニップロール５をニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向に１．５倍以上に延伸することが特徴の一つである。

【0033】

上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向に１．５倍以上にするためには、例えば、ニップロール５の径の大きさや、その回転速度を制御することで可能となる。なお、ニップロールＡおよびニップロールＢの外周長さおよびその回転数から、各ニップロールＡ，Ｂを通過した際のＰＶＡ系フィルムの長さを算出することができる。

【0034】

すなわち、ニップロールＡの搬送速度ｖ₁とし、ニップロールＢの搬送速度ｖ₂とし、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムが長尺方向に延伸された倍率をｍとしたときの関係は下記式（１）で示されるのであり、本発明では、下記式（１）におけるｍが１．５以上であることを特徴とするものである。上記搬送速度ｖ₁およびｖ₂は、ニップロールＡまたはＢの外周長さと回転数から算出することができる。
ｍ＝ｖ₂／ｖ₁・・・（１）

【0035】

このように各工程を経由したＰＶＡ系フィルムを、通常、乾燥工程等を経由させることにより、偏光フィルムを得ることができる。

【0036】

［乾燥工程］
上記乾燥工程としては、例えば、熱風の供給等により炉内温度を高めることができる熱風オーブン内に上記ＰＶＡ系フィルムを搬送することや、凸曲面を有する１または２以上の加熱体に上記ＰＶＡ系フィルムを密着させる処理を行うことや、ヒーターを用いて上記ＰＶＡ系フィルムを加熱する処理を行うことであってもよい。

【0037】

上記加熱体としては、熱源（例えば、温水等の熱媒や赤外線ヒーター）を内部に備え、表面温度を高めることができるロール（例えば、熱ロールを兼ねたガイドロール）を挙げることができる。また、上記ヒーターとしては、赤外線ヒーター、ハロゲンヒーター、パネルヒーター等を挙げることができる。

【0038】

上記乾燥工程における乾燥処理の温度（例えば、乾燥炉の炉内温度、熱ロールの表面温度等）は、通常３０～１００℃であり、好ましくは５０～９０℃である。

【0039】

このようにして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または両面に熱可塑性樹脂フィルム（保護フィルム等）を積層する工程）に供することもできる。

【0040】

この構成によれば、ＰＶＡ系フィルムを複数のニップロール５を経由させて搬送しながら長尺方向に延伸し偏光フィルムを製造するに際し、染色工程の染色槽内の染色処理液１１からＰＶＡ系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロール５をニップロールＡとし、延伸工程の延伸槽内の延伸処理液１２中で上記ＰＶＡ系フィルムが最初に接触するニップロール５をニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向に１．５倍以上に延伸されているため、染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れた偏光フィルムとなる。また、新たな装置を導入する必要がなく、既存の装置を活用することができるため、経済面にも優れる。さらに、各工程の処理液として、塩化物溶液を用いる必要がないため、塩化物溶液を廃棄せずに済み、環境面にも優れる。しかも、ＰＶＡ系フィルムの膨潤による折れが発生しないため、安定した生産を行うことができ、歩留まりに優れる。

【0041】

なお、上記実施の形態では、膨潤工程、染色工程、そして、延伸工程をこの順に行っているが、上記各工程の順番はこのとおりでなくてもよい。しかし、膨潤工程、染色工程、延伸工程をこの順に行うと、均一な染色が可能になるという点でより好ましい。また、上記各工程の間または前後に他の工程を設けてもよい。上記他の工程としては、例えば、架橋処理工程、洗浄工程が挙げられる。すなわち、上記実施の形態では、上記延伸工程において、延伸と架橋処理とを同時に行ったが、これらを同時に行うのではなく、架橋処理する工程を延伸工程とは別の工程として設けてもよい。

【0042】

また、上記実施の形態では、各工程に、処理槽を一つずつ設けたが、同一工程内に複数の処理槽を設けて、各処理を複数回行うようにしてもよい。

【0043】

なお、搬送経路に設けられる各ロールの数、配置はこの例に限られない。各工程や各処理槽の配置の変更に合わせて適宜に配置することができる。

【0044】

図２は、他の実施の形態に用いる製造装置の概略図である。この形態は、延伸工程とは別に架橋工程を行うものであり、染色槽２と延伸槽３との間に架橋処理槽８が独立して設けられている。また、延伸工程を終えたＰＶＡ系フィルムを洗浄するために、延伸槽３の後に洗浄槽９が設けられている（洗浄工程）。なお、膨潤槽１による膨潤工程、染色槽２による染色工程、延伸槽３による延伸工程は、図１に示す上述の実施形態と同じであり、その説明を省略する。以下、架橋工程および洗浄工程について説明する。

【0045】

［架橋工程］
上記架橋工程においては、架橋処理液１３が用いられるが、上記架橋処理液１３に含有される架橋剤としては、例えば、ホウ酸、グリオキザール、グルタルアルデヒド等が挙げられ、とりわけホウ酸が好ましく用いられる。これらは単独でまたは複数種類を併用して用いることができる。上記架橋処理液１３における架橋剤の含有量は、水１００重量部あたり、通常０．１～１５重量部であり、好ましくは１～１２重量部である。

【0046】

なお、この架橋工程の前の染色工程において、染色処理液１１がヨウ素を含有するものである場合、上記架橋処理液１３は、上記架橋剤に加えてヨウ化物を含有することが好ましい。上記ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛等が挙げられる。これらは単独でまたは複数種類を併用して用いることができる。また、上記架橋処理液１３におけるヨウ化物の含有量は、水１００重量部あたり、通常０．１～２０重量部であり、好ましくは５～１５重量部である。

【0047】

上記架橋処理液１３は、架橋剤、ヨウ化物以外の化合物を含有していてもよい。このような化合物としては、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、硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらは単独でまたは複数種類を併用して用いることができる。

【0048】

上記架橋処理液１３の温度は、通常２０～８５℃であり、好ましくは３０～７０℃である。また、ＰＶＡ系フィルムの浸漬時間（架橋処理液１３中での滞留時間）は、通常１０～６００秒間、好ましくは２０～３００秒間である。

【0049】

このように、架橋工程として、架橋処理槽８が独立して設けられていると、最終的な偏光フィルムにしわが入りにくいという点で好ましい。

【0050】

［洗浄工程］
上記洗浄工程は、延伸処理液１２に浸漬したＰＶＡ系フィルムから付着した余分な薬剤を除去する等の目的で、ＰＶＡ系フィルムを洗浄液に接触させて洗浄するものである。上記洗浄工程は、例えば、延伸槽３内の延伸処理液１２に浸漬された後のＰＶＡ系フィルムを洗浄槽９内の洗浄液１４に所定時間浸漬し、ついで引き出すことによって行うことができる。また、延伸処理工程を経由したＰＶＡ系フィルムに対して洗浄液１４を噴霧する等してもよいし、浸漬および噴霧を組み合わせてもよい。

【0051】

上記洗浄液１４は、例えば水（純水等）を用いることができる。また、アルコール類等の水溶性有機溶媒を添加した水溶液であってもよく、有機溶剤を含んでいてもよく、色相調整のためにヨウ化カリウムを含む水溶液でもよい。上記洗浄液１４は、通常、２～４０℃で用いられる。なお、上記洗浄工程において、ＰＶＡ系フィルムの洗浄を行いながら延伸処理（通常は一軸延伸処理）を施してもよい。

【0052】

このように、洗浄工程として、洗浄槽９が設けられていると、異物欠点の少ない偏光フィルムを得る点で好ましい。

【実施例】

【0053】

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

【0054】

まず、ＰＶＡ系フィルムとして、以下のものを準備した。
［ＰＶＡ系フィルム］
重量平均分子量１４２，０００、ケン化度９９．８モル％のＰＶＡ系樹脂２，０００ｋｇ、水５，０００ｋｇ、可塑剤としてグリセリン２４０ｋｇ（ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対する配合量は合計で１２重量部）を入れ、撹拌しながら１４０℃まで昇温して、樹脂濃度２５重量％に濃度調整を行い、均一に溶解したＰＶＡ系樹脂水溶液を調製した。
つぎに、上記ＰＶＡ系樹脂水溶液を、ベントを有する２軸押出機に供給して脱泡した後、水溶液温度を９５℃にし、Ｔ型スリットダイ吐出口より、回転するキャストドラムに吐出（吐出速度１．９ｍ／分）および流延して製膜した。その製膜したフィルムをキャストドラムから剥離し、そのフィルムの表面と裏面とを２０本の金属製加熱ロールに交互に接触させながら乾燥させた後に水分調整を行った。
その後、幅方向（ＴＤ方向）の両端部をスリットし、厚み６０μｍ、幅５ｍ、長さ１０ｋｍのＰＶＡ系フィルム（水分量２．５％）を得た。最後に、そのＰＶＡ系フィルムを芯管にロール状に巻き取り、巻出しロールに巻き回されたＰＶＡ系フィルムを得た。

【0055】

＜実施例１＞
図１の装置を用いて、上記準備したＰＶＡ系フィルムを巻出しロールから巻き出し、水平方向に搬送しながら、膨潤槽１内の水（３０℃）に浸漬してＰＶＡ系フィルムを膨潤させながら長尺方向（ＭＤ方向）に原反を基準として１．５倍に延伸した（膨潤工程）。
つぎに、染色槽２内の、最終的に得られる偏光フィルムの単体透過率が４３．７％となるようにヨウ素量が調整され、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌを含む組成の染色処理液１１（３０℃）に浸漬し、染色しながら長尺方向（ＭＤ方向）に原反を基準として１．８倍に延伸した（染色工程）。
そして、上記染色工程の染色槽２内の染色処理液１１からＰＶＡ系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロール５をニップロールＡとし、延伸工程の延伸槽３内の延伸処理液１２中で上記ＰＶＡ系フィルムが最初に接触するニップロール５をニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向（ＭＤ方向）に２．０倍に延伸した。
さらに、延伸槽３内の、ホウ酸４０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の延伸処理液１２（５５℃）に浸漬し、処理しながら長尺方向（ＭＤ方向）に原反を基準として６．０倍まで一軸延伸した（延伸工程）。
最後に、図１には示していない装置により、ヨウ化カリウム水溶液（洗浄液）でＰＶＡ系フィルムを洗浄し（洗浄工程）、６０℃で２分間乾燥して（乾燥工程）、目的の偏光フィルムを得た。

【0056】

＜実施例２＞
実施例１において、染色工程の染色槽２内の染色処理液１１からＰＶＡ系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロール５をニップロールＡとし、延伸工程の延伸槽３内の延伸処理液１２中で上記ＰＶＡ系フィルムが最初に接触するニップロール５をニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向（ＭＤ方向）に１．７倍に延伸した以外は、同様にして偏光フィルムを得た。

【0057】

＜比較例１＞
実施例１において、染色工程の染色槽２内の染色処理液１１からＰＶＡ系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロール５をニップロールＡとし、延伸工程の延伸槽３内の延伸処理液１２中で上記ＰＶＡ系フィルムが最初に接触するニップロール５をニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向（ＭＤ方向）に１．３倍に延伸した以外は、同様にして偏光フィルムを得た。

【0058】

＜比較例２＞
実施例１において、染色工程で２．７倍に延伸し、染色工程の染色槽２内の染色処理液１１からＰＶＡ系フィルムを引き揚げた後に最初に接触するニップロール５をニップロールＡとし、下記の延伸工程の延伸槽３内の延伸処理液１２中で上記ＰＶＡ系フィルムが最初に接触するニップロール５をニップロールＢとしたときに、上記ニップロールＡからニップロールＢまでの間に上記ＰＶＡ系フィルムを長尺方向（ＭＤ方向）に１．４倍に延伸した以外は、同様にして偏光フィルムを得た。

【0059】

実施例１，２および比較例１，２について、下記の項目［偏光度、単体透過率、染色ムラ］をそれぞれ評価した。その結果を後記の表１に併せて示す。

【0060】

［偏光度および単体透過率］
得られた偏光フィルムの幅方向の中央部から、長さ４ｃｍ×横４ｃｍの偏光フィルムを切出し、試験片とした。この試験片に対し、自動偏光フィルム測定装置（日本分光社製、ＶＡＰ７０７０）を用いて、偏光度（％）と単体透過率（％）を測定した。

【0061】

［染色ムラ］
得られた偏光フィルムの幅方向の中央部から、長さ３０ｃｍ×３０ｃｍの偏光フィルムを切出し、試験片とした。この試験片を、クロスニコル状態の２枚の偏光板（偏光率９９．９％、単体透過率４３．６％）の間に９０°の角度で挟み、光度３０，０００Ｃｄ／ｍ^２のバックライトを照射し、二次元色差輝度計（コニカミノルタジャパン社製、ＣＡ－２５００）を用いて輝度を測定した。
測定された輝度を長尺方向、幅方向ともに均等に６００点平均化して求め、それぞれの輝度変動係数を下記の式（２）に基づいて算出した。
輝度変動係数 ＝ 標準偏差／平均値・・・（２）
そして、上記算出された値に対して下記の評価基準に基づいて染色ムラを評価した。
・評価基準
〇（良い）…輝度変動係数が長尺方向で０．０８未満、かつ幅方向で０．１５未満。
×（悪い）…輝度変動係数が長尺方向で０．０８以上、かつ幅方向で０．１５以上。

【0062】

【表1】

【0063】

上記の結果から、実施例１，２は、高い偏光度、単体透過率を有しつつも、染色ムラの発生が抑制されており、輝度変動係数も低いものになっていることがわかる。
これらに対し、比較例１，２は、いずれも染色ムラの発生が抑制されておらず、単体透過率も低減しており、しかも、輝度変動係数が高く、とりわけ長尺方向の変動係数が高くなっていることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れた偏光フィルムの製造に適する。

【0065】

本発明の製造方法は、染色ムラが抑制され、偏光性能（偏光度、単体透過率等）の面内均一性に優れた偏光フィルムを製造することができる。

【符号の説明】

【0066】

２ 染色槽
３ 延伸槽
５ ニップロール
１１ 染色処理液
１２ 延伸処理液
Ａ ニップロール
Ｂ ニップロール

【図1】

【図2】