JP2023076366A - ポリビニルアルコールフィルム、それを含む光学フィルム及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明はポリビニルアルコールフィルム、それを含む光学フィルム及びそれらの製造方法を得ることにある。【解決手段】当該ポリビニルアルコールフィルムは、７～７０の染色係数を有し、染色係数は１０ｃｍ内の厚み偏差と位相差均等係数の積により得られ、且つ１３０未満の破断係数を有し、破断係数は位相差均等係数と含水率均等係数の積により得られる。本発明のポリビニルアルコールフィルムは、染色の不均一性が低く、耐破れ性が高いという特性を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）フィルム及びその製造方法に関するものであり、当該ＰＶＡフィルムは光学フィルムとして、特に偏光フィルムとして用い得る。
ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）フィルムは一種の親水性ポリマーであり、透明性、機械的強度、水溶性、良好な加工性などの性能を有し、包装材料又は電子製品の光学フィルムにおいて広く用いられている。ポリビニルアルコールフィルムは偏光板内の重要な構成要素であり、染色及び延伸後に偏光特性を有し、光線に偏光性を持たせて明暗をコントロールすることができ、現在では各種の液晶スクリーンに広く使用されている。
近年では、スクリーン技術の薄型化が進むなかで、偏光板製造工程に対する品質要求も徐々に高まっている。薄型化の過程中、延伸性や染色均一性の課題についても、薄型化するために段階的な改善が求められてきた。
ポリビニルアルコールフィルムで光学フィルムを調製する製造工程では、必要とする性能に従い選択的に官能基修飾を使用することができ、その後で延伸が行われる。製造方法は乾式と湿式に大別することができ、乾式は、一定の温湿度下において、不活性ガス雰囲気下でポリビニルアルコールフィルムの延伸を行ってから、染色などの工程を行うものである。湿式は、ポリビニルアルコールフィルムの染色を行ってから、溶液中で延伸を行うものである。乾式で調製されたポリビニルアルコールフィルムは、表面に平坦性がないか又は染色が不均一になるという問題がしばしば起こるが、湿式で製造されたポリビニルアルコールフィルムは良好な性能（例えば色が均一）を具備するため、現在では一般的に湿式法を用いてポリビニルアルコールフィルムを製造することが多い。
偏光フィルムを製造する場合には、延伸倍率が高くなるほど、得られる光学性能も高くなるため、延伸時にはポリビニルアルコールフィルムが断裂に近づく臨界近傍まで可能な限り延伸し、光学特性に優れたポリビニルアルコールフィルムを得る。
良好な偏光フィルムは色が均一で、色斑が少なく、皺がないなどの特性を有し、優れた光学特性を提供することができる。偏光フィルムの光学特性を向上させるため、従来技術ではポリビニルアルコールの構造を変化させたり、官能基（例えばカチオン基）を加えたりするなどして、粘度や鹸化度を変えることにより光学特性を向上させている。
しかし、従来技術では、ポリビニルアルコールフィルムを用いて大きいサイズの偏光フィルムを製造する際に、染色が不均一になったり、フィルムの延伸性が悪くなったりする現象が頻繁に生じていた。例えば、特許文献１では、偏光板に使用するポリビニルアルコールフィルムについて、その幅方向の中央部の位相差は１０～４０ｎｍであり、位相差が１０ｎｍ未満の場合、染色斑が発生しやすくなることが記載されている。しかし、本発明者は、たとえポリビニルアルコールフィルムをその幅方向の中央部の位相差を１０～４０ｎｍの間にコントロールしたとしても、やはり染色斑が存在するという問題に気づいた。また、ポリビニルアルコールフィルムを薄型化する場合には、幅が広いフィルムの物性条件に対応することが一層厳しくなるため、延伸過程でフィルムが切断しないように、フィルムの結晶均一性や水分均一性を何とかしてコントロールする必要がある。
本発明者は、フィルムの厚みについて、フィルム面の厚みの差が過度に大きい場合、厚い領域は色が濃くなり、薄い領域は色が薄くなって、見た目が不均一になることや、フィルム厚みの偏差が大きくない状況において、隣接するフィルム面の位相差の差が過度に大きい場合、位相差が大きい領域は色が濃くなり、位相差が小さい領域は色が薄くなることに気づいた。従って、フィルム表面における染色の外観の濃淡はフィルムの厚みの差及び位相差の差という複合的な要素によって決まるため、両偏差値を一定の限度内にコントロールするなら染色斑や濃度斑の発生を回避することができる。また、フィルムの切断問題について、発明者は、フィルムの含水率均一性（延伸性を表す）と位相差均一性（結晶性を表す）を一定の限度範囲内にコントロールすれば、より幅広くより薄いフィルムを製造してもフィルムの切断問題が発生しないことに気づいた。
そこで、上述の問題を解決するために、本発明が提供するポリビニルアルコールフィルムは、フィルムの１０ｃｍにおける厚み偏差、位相差均等係数により画定される染色係数と、位相差均等係数に含水率均一性を組み合わせて画定される破断係数とをコントロールすることにより、フィルムに染色の不均一性が低く、耐破れ性が高いという特性を持たせている。
本発明は、７～７０の染色係数、及び１３０未満の破断係数を有するポリビニルアルコールフィルムを提供することを目的としており、染色係数は１０ｃｍ内の厚み偏差と位相差均等係数の積であり、破断係数は位相差均等係数と含水率均等係数の積である。
好ましい実施例中、ポリビニルアルコールフィルムの染色係数は７～２７の間である。
好ましい実施例中、ポリビニルアルコールフィルムの１０ｃｍ内の厚み偏差は３．０μｍ以下である。
好ましい実施例中、ポリビニルアルコールフィルムの位相差均等係数は４．７～２４．７の間である。
好ましい実施例中、ポリビニルアルコールフィルムはさらに０．３％未満の含水率標準偏差を有する。
好ましい実施例中、ポリビニルアルコールフィルムの１０ｃｍ内の厚み偏差は２．０μｍ以下である。
本発明の別の目的は、光学フィルムを提供することであり、それは上述のポリビニルアルコールフィルムで製造されたものである。
好ましい実施例中、光学フィルムは偏光フィルムである。
本発明の別の目的は、上述のポリビニルアルコールフィルムの製造方法を提供することであり、その工程は、（ａ）ポリビニルアルコール系樹脂を１００℃以上の温度下且つ１ａｔｍ以上の圧力下で少なくとも５時間溶解し、ポリビニルアルコール溶液を形成する、溶解工程と、（ｂ）ポリビニルアルコール溶液を押出機によって２０ｋｇ／ｃｍ２以上の背圧下の金型を通して吐出する、圧出成形工程と、（ｃ）複数の乾燥ロールにおいて成膜され、そのうち第１乾燥ロールの加熱源の入口温度と出口温度の分布は４℃未満であり、幅方向の温度標準偏差は４℃未満である、水分調整工程と、（ｄ）上述の乾燥ロールによる成膜を経た後、乾燥器内で乾燥して、ポリビニルアルコールフィルムを得る、乾燥工程と、を含む。
好ましい実施例中、工程（ｂ）は金型の背圧が２５ｋｇ／ｃｍ２以上の下で実施される。
本発明の効果として、本発明が提供するポリビニルアルコールフィルムは、染色を経た後、偏光板を直交させて検査すると、染色斑や濃度斑がなく、染色不均一性が低いという特性を有することが認められた。また、本発明が提供するフィルムは、延伸を経た場合に、十分な延伸性を具備していて切断を回避することができ、高い耐破れ性を有する。
以下の実施形態は、本発明を過度に限定するものではない。本発明が属する技術分野の当業者は、本発明の精神又は範囲から逸脱せずに本明細書中で検討する実施例に対して修正や変更を行うことができ、いずれも本発明の範囲に属する。
本明細書中の「１」及び「一種」という用語は、本明細書において文法の対象が１つ以上（即ち少なくとも１つ）存在することを指す。
本発明は、７～７０の染色係数、及び１３０未満の破断係数を有するポリビニルアルコールフィルムを提供することを目的としており、染色係数は１０ｃｍ内の厚み偏差と位相差均等係数の積であり、破断係数は位相差均等係数と含水率均等係数の積である。
ポリビニルアルコールフィルムの厚み偏差は、色に落差が出るのを回避するために、幅方向の部分的な厚みの差を限られた範囲内にコントロールするものである。本明細書に記載の「１０ｃｍ内の厚み偏差」とは、幅方向ｔｍｍ、流れ方向５０ｍｍのポリビニルアルコールフィルム試料を採取し、そのうちｔ値はポリビニルアルコールフィルム試料の幅によって決まり、取得したポリビニルアルコールフィルム試料をスウィング・アルバート計器社（Ｔｈｗｉｎｇ－Ａｌｂｅｒｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ）製のＰｒｏＧａｇｅ厚さ計に置き、１ｃｍ毎に幅方向の厚み値を記録してから、測定した厚み値を１０ｃｍ毎で範囲とし（例えば０～１０ｃｍ、１～１１ｃｍ、…、２７０～２８０ｃｍなど）、取得したポリビニルアルコールフィルム試料の厚みの差の最大値Ｍと最小値ｍを減算して１０ｃｍにおける厚み偏差を得たものである。即ち、１０ｃｍ内の厚み偏差（μｍ）＝Ｍ－ｍとなる。好ましい実施例において、ポリビニルアルコールフィルムの１０ｃｍ内の厚み偏差は３．０μｍ以下である。具体的には、例えば３μｍ以下、２．５μｍ以下、２．０μｍ以下、１．５μｍ以下である。より好ましい実施例において、本発明のポリビニルアルコールフィルムの１０ｃｍ内の厚み偏差は２．０μｍ以下である。
ポリビニルアルコールフィルムの位相差は、ポリビニルアルコール結晶自体が有する複屈折性に起因するものであり、その屈折現象はポリビニルアルコールの結晶性の影響を受ける。染色及び呈色後、屈折の差によって色の濃淡が異なる現象が発現するため、位相差の偏差は一定範囲内にコントロールする必要がある。本明細書に記載の「位相差均等係数」とは、幅方向ｔｍｍ、流れ方向５０ｍｍのポリビニルアルコールフィルム試料を採取し、そのうちｔ値はポリビニルアルコールフィルム試料の幅によって決まり、取得したポリビニルアルコールフィルム試料をフォトロン社製の位相差測定計であるＸ－ｓｔａｇｅに置き、毎回の測定範囲の幅方向を２０ｃｍ、流れ方向を３０ｃｍに設定し、幅方向の位相差平均値ｘ及び標準偏差ｙを取得して位相差均等係数を計算したものである。即ち、位相差均等係数（％）＝ｙ／ｘ＊１００％となる。好ましい実施例において、ポリビニルアルコールフィルムの位相差均等係数は４．７～２４．７の間である。具体的には、例えば４．７、６．７、８．７、１０．７、１２．７、１４．７、１６．７、１８．７、２０．７、２２．７又は２４．７のうちの任意の２つの数値間の範囲である。
本明細書に記載の「染色係数」とは、上述の１０ｃｍ内の厚み偏差と上述の位相差均等係数の積である。発明者は、厚み偏差と位相差均一性を特定の範囲内にコントロールすることにより、フィルム面の外観の濃淡が一定限度内に調整され、染色斑や濃度斑の発生を回避し得ることを発見した。好ましい実施例において、染色係数は７～７０の間である。具体的には、例えば７、１０、１３、１６、１９、２１、２４、２７、３０、３３、３６、３９、４１、４４、４７、５０、５３、５６、５９、６１、６４、６７又は７０のうちの任意の２つの数値間の範囲である。より好ましい実施例において、本発明のポリビニルアルコールフィルムの染色係数は７～２７の間である。
ポリビニルアルコールフィルムの水分分布が不均一である場合、延伸過程中に脆性破壊が発生しやすくなり、フィルムの延伸性も悪くなる。本明細書に記載の「含水率均等係数」は、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍのポリビニルアルコールフィルムを採取して天秤でＳｇを秤量し、ポリビニルアルコールフィルムを８３℃の乾燥器に入れて２０分間乾燥した後、取り出して乾燥皿に入れて５分間冷却してからＷｇを秤量し、次にその水分含量を計算する。即ち、水分含量（％）＝（Ｓ－Ｗ）／Ｓ＊１００％となる。上述のポリビニルアルコールフィルムを幅方向に５等分して順に試料採取し、含水率を測定してから平均数ｍ及び標準偏差ｎを計算し、次に含水率均等係数を計算する。即ち、含水率均等係数（％）＝ｎ／ｍ＊１００％となる。好ましい実施例において、ポリビニルアルコールフィルムの含水率標準偏差は０．３％未満である。具体的には、例えば０．３％未満、０．２５％未満、０．２％未満、０．１５％未満又は０．１％未満である。
偏光板の延伸工程では、延伸時の切断を避けるために、位相差均一性のほかに、含水率均一性も重要なコントロール指標となる。本明細書に記載の「破断係数」は、上述の位相差均等係数と上述の含水率均等係数の積である。好ましい実施例において、ポリビニルアルコールフィルムの破断係数は１３０未満である。具体的には、例えば１３０未満、１２０未満、１１０未満、１００未満、９０未満、８０未満、７０未満、６０未満、５０未満、４０未満、３０未満、２０未満、１０未満である。
別の態様として、本発明は当該ポリビニルアルコールフィルムの製造方法も提供するが、その工程は、（ａ）ポリビニルアルコール系樹脂を１００℃以上の温度下且つ１ａｔｍ以上の圧力下で少なくとも５時間溶解し、ポリビニルアルコール溶液を形成する、溶解工程と、（ｂ）ポリビニルアルコール溶液を押出機によって２０ｋｇ／ｃｍ２以上の背圧下の金型を通して吐出する、圧出成形工程と、（ｃ）複数の乾燥ロールにおいて成膜され、そのうち第１乾燥ロールの加熱源の入口温度と出口温度の分布は４℃未満であり、幅方向の温度標準偏差は４℃未満である、水分調整工程と、（ｄ）上述の乾燥ロールによる成膜を経た後、乾燥器内で乾燥して、ポリビニルアルコールフィルムを得る、乾燥工程と、を含む。
溶解工程は、ポリビニルアルコール系樹脂を１００℃以上の温度下且つ１ａｔｍ以上の圧力下で少なくとも５時間溶解し、ポリビニルアルコール溶液を形成して、後に製造するポリビニルアルコールフィルムの原液とするものである。少なくとも１つの実施例によれば、ポリビニルアルコール系樹脂を溶解する温度は１００℃以上が好ましい。具体的には、例えば１００℃、１１５℃、１２０℃、１２５℃又は１３０℃などである。ポリビニルアルコール系樹脂を溶解する圧力は１ａｔｍ以上が好ましい。具体的には、例えば１ａｔｍ、１．５１ａｔｍ、２ａｔｍ、２．５ａｔｍ又は３ａｔｍなどである。ポリビニルアルコール系樹脂を溶解する溶解時間は少なくとも５時間であるのが好ましい。具体的には、例えば少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも７時間、少なくとも８時間又は少なくとも９時間などである。
上述のポリビニルアルコール樹脂は、ビニルエステル系樹脂単量体の重合によりポリビニルエステル系樹脂を形成した後、鹸化反応を行って得たものである。そのうち、ビニルエステル系樹脂単量体は、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ペンタン酸ビニル又はオクタン酸ビニルなどのビニルエステル類を含むが、本発明はこれらに限定されず、好適には酢酸ビニルである。また、オレフィン類化合物又はアクリレート誘導体と上述のビニルエステル系樹脂単量体との共重合により形成された共重合体も使用可能である。オレフィン類化合物は、エチレン、プロピレン又はブチレンなどを含むが、本発明はこれらに限定されない。アクリレート誘導体はアクリル酸、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、アクリル酸イソプロピル又はアクリル酸ｎ－ブチルなどを含むが、本発明はこれらに限定されない。
上述のポリビニルアルコール系樹脂の鹸化度／アルカリ化度は９８．００％以上であるのが好ましく、これにより良好な光学特性が得られる。具体的には、例えば９８．００％、９８．５０％、９９．００％、９９．５０％、１００．００％であり、好適には９８．００％～９９．００％である。
上述のポリビニルアルコールの重合度は１５００～５０００の間である。具体的には、例えば１５００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００又は５０００のうちの任意の２つの数値間の範囲である。重合度が１５００を上回ると良好な加工特性を具備するが、重合度が５０００を上回ると溶解するのに都合が悪くなる。
圧出成形は、ポリビニルアルコール溶液を押出機によって２０ｋｇ／ｃｍ２以上の背圧下の金型を通して吐出し、ポリビニルアルコールフィルムを予備形成するものである。少なくとも１つの実施例によれば、金型の背圧の圧力は２０ｋｇ／ｃｍ２以上である。具体的には、例えば２０ｋｇ／ｃｍ２以上、２５ｋｇ／ｃｍ２以上、３０ｋｇ／ｃｍ２以上、３５ｋｇ／ｃｍ２以上又は４０ｋｇ／ｃｍ２以上であり、好適には２３ｋｇ／ｃｍ２以上、より好適には２５ｋｇ／ｃｍ２以上である。発明者は、ポリビニルアルコールフィルムの厚み偏差が金型から原料が吐出される時の圧力によって決まることを発見した。金型の幅方向の吐出を均一にさせるには、吐出圧力を増加させるのが一般的である。好ましい実施例中、吐出圧力は２５ｋｇ／ｃｍ２以上まで増加させる。
水分調整については、図１の乾燥工程１００に示す通り、金型１１０を通して背圧下で吐出されたポリビニルアルコール溶液が複数の乾燥ロール（１２０は第１乾燥ロール、１３０は第２乾燥ロール、１４０は第３乾燥ロール、１５０は第Ｎ乾燥ロール）を経由し、加熱されて成膜される。位相差均一性及び含水率均一性は、フィルム成形時の乾燥における受熱の均一性によって決まるため、緊張状態下にあるポリビニルアルコール分子鎖が完全には引き伸ばされておらず、幅方向に受ける熱が不均一な場合、結晶度の差異が発生し、複屈折性が低下して、後の染色やヨード液と染料との架橋の呈色に影響が出てしまう。この問題を避けるためには、熱源の供給を安定させるだけでなく、成膜用の乾燥ロールの経路についても精密に設計し、乾燥ロール熱源入口２１０から乾燥ロール熱源出口２２０まで２０ｃｍ毎に乾燥ロール経路の温度測定を行って、乾燥ロールの幅方向全体の温度をできる限り均一にさせる必要がある。また、乾燥ロールの温度の高さを一定範囲内にコントロールするだけでなく、第１乾燥ロール１２０の幅方向の温度標準偏差を一定範囲内にコントロールする必要もある。本明細書に記載の「第１乾燥ロール」とは、金型を通して背圧下で吐出されたポリビニルアルコール溶液が最初に接触する乾燥ロールをいう。少なくとも１つの実施例によれば、位相差均一性が良好なフィルムを得るために、複数の乾燥ロールの加熱源の入口温度と出口温度の差の分布は４℃未満とし、幅方向の温度標準偏差は４℃未満とする。少なくとも１つの実施例によれば、第１乾燥ロールの幅方向の温度標準偏差は４℃未満であり、好適には３℃未満、より好適には２℃未満である。
乾燥工程は、上述の乾燥ロールによる加熱及び成膜を経た後のポリビニルアルコールフィルムを乾燥器に入れて乾燥して、染色の不均一性が低く、耐破れ性が高いポリビニルアルコールフィルムを得るものである。
本発明のポリビニルアルコールフィルムは、光学フィルムとして製造することもできる。本明細書に記載の「光学フィルム」とは、偏光フィルム、ブルーライトカットフィルム、フィルターレンズなどを指すが、本発明はこれらに限定されない。好適には、本発明のポリビニルアルコールフィルムは偏光フィルムとされる。
好ましい実施例中、偏光フィルム（又は偏光板と呼ぶ）製造方法は、以下の工程を含む。ポリビニルアルコールフィルムを膨潤、染色、延伸、補色、乾燥及びトリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣ）の貼り合わせを行うことにより、偏光フィルムが得られる。
ポリビニルアルコールフィルムをさらに光学フィルムの製造に用いる場合には、延伸と染色を行うが、偏光フィルムを例とすると、偏光フィルムの製造工程ではＩ３
－、Ｉ５
－ヨウ化物イオンが含まれたホウ酸水溶液でポリビニルアルコールフィルムの染色が行われるため、ホウ酸がポリビニルアルコールの無定形（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）エリアとの架橋結合作用を生じた後、ヨウ化物イオンが固定され、ヨウ化物イオンの溶出を防ぐことができる。
以下では、実施例と合わせて本発明についてより詳しく説明する。但し、それらの実施例は本発明をより容易に理解できるよう助けるためのものであり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
ポリビニルアルコールフィルムの製造
ポリビニルアルコール系樹脂を加熱溶解してポリビニルアルコール溶液を形成してから、ポリビニルアルコール溶液を圧出成形し、乾燥ロールに通してポリビニルアルコール溶液を成膜し、且つ水分を調整して、ポリビニルアルコール成膜試料を乾燥器で乾燥し、ポリビニルアルコールフィルムを得る。
ポリビニルアルコール系樹脂を加熱溶解してポリビニルアルコール溶液を形成してから、ポリビニルアルコール溶液を圧出成形し、乾燥ロールに通してポリビニルアルコール溶液を成膜し、且つ水分を調整して、ポリビニルアルコール成膜試料を乾燥器で乾燥し、ポリビニルアルコールフィルムを得る。
偏光フィルムの製造
ポリビニルアルコールフィルムを３０℃の水中に浸漬して膨潤させ、且つ機械方向（ＭＤ）に向かって元の長さの２．０倍まで一軸延伸した後、０．０３質量パーセントのヨウ素、及び３質量パーセントのヨウ化カリウムを含む３０℃の水溶液に浸漬しながら、ポリビニルアルコールフィルムを元の長さの３．３倍まで延伸し、次に３質量パーセントのヨウ化カリウム及び３質量パーセントのホウ酸を含む３０℃の水溶液中に浸漬して、元の長さの３．６倍までさらに延伸する。続けて５質量パーセントのヨウ化カリウム及び４質量パーセントのホウ酸を含む６０℃の水溶液中に浸漬して、元の長さの６．０倍までさらに延伸する。その後、３質量パーセントのヨウ化カリウム水溶液に１５秒間浸漬してから、６０℃で４分間乾燥すれば、偏光フィルムを得ることができる。
ポリビニルアルコールフィルムを３０℃の水中に浸漬して膨潤させ、且つ機械方向（ＭＤ）に向かって元の長さの２．０倍まで一軸延伸した後、０．０３質量パーセントのヨウ素、及び３質量パーセントのヨウ化カリウムを含む３０℃の水溶液に浸漬しながら、ポリビニルアルコールフィルムを元の長さの３．３倍まで延伸し、次に３質量パーセントのヨウ化カリウム及び３質量パーセントのホウ酸を含む３０℃の水溶液中に浸漬して、元の長さの３．６倍までさらに延伸する。続けて５質量パーセントのヨウ化カリウム及び４質量パーセントのホウ酸を含む６０℃の水溶液中に浸漬して、元の長さの６．０倍までさらに延伸する。その後、３質量パーセントのヨウ化カリウム水溶液に１５秒間浸漬してから、６０℃で４分間乾燥すれば、偏光フィルムを得ることができる。
以下は、実施例１～４及び比較例１～３の試験制御変数及び色相均一性、耐破れ性測定結果である表１を参照されたい。
本実施例中、偏光板の染色均一性の評価方法は、以下を含む。
単片検査
製造した偏光板を幅方向が３０ｃｍ、流れ方向が３０ｃｍの試料に裁断し、エリアライト（光度は１４，０００ｃｄ）を備えた載物台のある暗室中に置き、且つ載物台上に透過率が４３％の偏光板を事前に貼り付けておく（測定者はバックライト側に位置する）。次にバックライト側の測定者が試料を載物台から約１ｍの高さになるように持ち、試料が載物台の水平に対して３０～６０度を呈するようにして、試料表面の染色現象を観察する。
製造した偏光板を幅方向が３０ｃｍ、流れ方向が３０ｃｍの試料に裁断し、エリアライト（光度は１４，０００ｃｄ）を備えた載物台のある暗室中に置き、且つ載物台上に透過率が４３％の偏光板を事前に貼り付けておく（測定者はバックライト側に位置する）。次にバックライト側の測定者が試料を載物台から約１ｍの高さになるように持ち、試料が載物台の水平に対して３０～６０度を呈するようにして、試料表面の染色現象を観察する。
二片検査
載物台上に１層の偏光板（透過率４３％）をさらに敷き、上述と同じ方法でもう一度試料の染色を判断する。
載物台上に１層の偏光板（透過率４３％）をさらに敷き、上述と同じ方法でもう一度試料の染色を判断する。
単片検査と二片検査の目視による判断結果に基づき、偏光板の染色状態を３つの等級に区分する。二片検査に合格した場合には「◎」とし、単片検査に合格した場合には「○」とし、単片検査に不合格の場合には「×」とする。
本実施例中、偏光フィルムの切断の評価方法は以下を含む。５，０００ｍの完成品を基準とし、内製の偏光フィルム製作試験機を使用して、偏光フィルムを３０℃下で２分間膨潤させて、１回目の延伸で偏光フィルムを元の長さの２．０倍まで延伸する。次に３０℃の染色液（０．５ｇ／ＬのＩ２と２０ｇ／ＬのＫＩで構成する）で３分間染色した後、２回目の延伸を行って、偏光フィルムを元の長さの３．０倍まで延伸する。次に５０℃の延伸槽（溶液は６０ｇ／ＬのＫＩと６０ｇ／Ｌのホウ酸で構成する）中で３回目の延伸を行い、偏光フィルムを元の長さの５．５倍まで延伸して、偏光フィルムが３回の延伸過程中に切断されていないかどうかを観察する。
注目すべき点として、先行技術では、偏光板に使用するポリビニルアルコールフィルムについて、その幅方向の中央部の位相差は１０～４０ｎｍであることが記載されており、さらに、位相差が１０ｎｍ未満である場合、染色斑が発生しやすくなることが指摘されている。しかし、表１に示す通り、比較例１のように幅方向の位相差がいずれも１０～４０ｎｍであるポリビニルアルコールフィルムを使用したとしても、やはり染色斑の問題が存在する。
表１によれば、本発明のポリビニルアルコールフィルムによって製造された偏光フィルムは、染色係数の観点で見た場合、実施例１～４の染色係数がいずれも７～７０の間であり、そのうち実施例１と２の染色係数はさらに７～２７の間であり、染色均一性に優れていた。一方で、比較例１～３の染色係数はいずれも７０を超えており、偏光板の染色均一性試験では単片検査においていずれも不合格であり、染色均一性が悪かった。
次に破断係数の観点から見た場合、実施例１～４の破断係数はいずれも１３０未満であり、且ついずれにもフィルムの切断現象は発生しなかった。一方で、比較例３の染色係数は１３０を超えており、且つ偏光板の破断試験でフィルムの切断が発生しており、耐破れ性が悪かった。
要約すると、本発明のポリビニルアルコールフィルムは、７～７０の染色係数を有し、染色係数は１０ｃｍ内の厚み偏差と位相差均等係数の積により得られ、且つ１３０未満の破断係数を有し、破断係数は位相差均等係数と含水率均等係数の積により得られ、低い染色不均一性と高い耐破れ性を同時に兼ね備えることができる。
本明細書において提供する全ての範囲は、割り当て範囲内における各特定の範囲及び割り当て範囲の間の二次範囲の組み合わせを含むという意味である。また、別段の説明がない限り、本明細書が提供する全ての範囲は、いずれも範囲のエンドポイントを含む。例えば、範囲１～５は、具体的には１、２、３、４及び５、並びに２～５、３～５、２～３、２～４、１～４などの二次範囲を含む。
本明細書において参照される全ての刊行物及び特許出願はいずれも参照により本明細書に組み込まれ、且つありとあらゆる目的から、各刊行物又は特許出願はいずれも各々参照により本明細書に組み込まれることを明確且つ個々に示している。本明細書と参照により本明細書に組み込まれるあらゆる刊行物又は特許出願との間に不一致が存在する場合には、本明細書に準ずる。
本明細書で使用する「含む」、「有する」及び「包含する」という用語は、開放的、非限定的な意味を有する。「１」及び「当該」という用語は、複数及び単数を含むと理解されるべきである。「１つ以上」という用語は、「少なくとも１つ」を指し、従って単一の特性又は混合物／組み合わせた特性を含むことができる。
操作の実施例中又は他の指示する場所を除き、成分及び／又は反応条件の量を示す全ての数字は、全ての場合においていずれも「約」という用語を用いて修飾することができ、示した数字の±５％以内であるという意味である。本明細書で使用する「基本的に含まない」又は「実質的に含まない」という用語は、特定の特性が約２％未満であることを意味する。本明細書中に明確に記載されている全ての要素又は特性は、特許請求の範囲から否定的に除外することができる。
１００ 乾燥工程
１１０ 金型
１２０ 第１乾燥ロール
１３０ 第２乾燥ロール
１４０ 第３乾燥ロール
１５０ 第Ｎ乾燥ロール
２１０ 乾燥ロール熱源入口
２２０ 乾燥ロール熱源出口
１１０ 金型
１２０ 第１乾燥ロール
１３０ 第２乾燥ロール
１４０ 第３乾燥ロール
１５０ 第Ｎ乾燥ロール
２１０ 乾燥ロール熱源入口
２２０ 乾燥ロール熱源出口
Claims (10)
- ７～７０の染色係数、及び１３０未満の破断係数を有し、
前記染色係数は、１０ｃｍ内の厚み偏差と位相差均等係数との積であり、
前記破断係数は、前記位相差均等係数と含水率均等係数との積である、ポリビニルアルコールフィルム。 - 前記染色係数は、７～２７の間である、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- 前記１０ｃｍ内の厚さ偏差は、３．０μｍ以下である、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- 前記位相差均等係数は、４．７～２４．７の間である、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- ０．３％未満の前記含水率標準偏差をさらに有する、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- 前記１０ｃｍ内の厚さ偏差は、２．０μｍ以下である、請求項１に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- 請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のポリビニルアルコールフィルムにより製造されたものである、光学フィルム。
- 偏光フィルムである、請求項７に記載の光学フィルム。
- （ａ）ポリビニルアルコール系樹脂を１００℃以上の温度下且つ１ａｔｍ以上の圧力下で少なくとも５時間溶解し、ポリビニルアルコール溶液を形成する、溶解工程と、
（ｂ）前記ポリビニルアルコール溶液を押出機によって２０ｋｇ／ｃｍ２以上の背圧下の金型を通して吐出する、圧出成形工程と、
（ｃ）複数の乾燥ロールにおいて成膜され、そのうち第１乾燥ロールの加熱源の入口温度と出口温度の分布は４℃未満であり、幅方向の温度標準偏差は４℃未満である、水分調整工程と、
（ｄ）前記乾燥ロールによる成膜を経た後、乾燥器内で乾燥して、前記ポリビニルアルコールフィルムを得る、乾燥工程と、を含む、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のポリビニルアルコールフィルムの製造方法。 - 前記工程（ｂ）は、金型の背圧が２５ｋｇ／ｃｍ２以上の下で実施されている、請求項９に記載の方法。
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