JP4060174B2 - ポリビニルアルコールフィルムおよび偏光膜 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリビニルアルコールフィルム、ならびにこれを用いて作製した偏光膜および偏光板に関する。
【0002】
【従来の技術】
光の透過および遮断機能を有する偏光板は、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ(LCD)の基本的な構成要素である。このLCDの適用分野も、開発初期の頃の電卓および腕時計などの小型機器から、近年では、ノート型パソコン、ワープロ、液晶カラープロジェクタ、車載用ナビゲーションシステム、液晶テレビ等の広範囲での使用が増えてきたことから、従来品以上に色ムラの少ない偏光板が求められている。
【0003】
偏光板は、一般に延伸により配向させたポリビニルアルコールフィルム(以下、これを「PVAフィルム」と略記し、これの原料であるポリビニルアルコールをポリビニルアルコール系重合体と言い、これを「PVA」と略記することがある)、又はポリ塩化ビニルフィルムを脱塩酸処理するか若しくはPVAフィルムを脱水処理してポリエンを生成させたポリエン系のフィルムなどの偏光膜基材に、偏光素子としてヨウ素または二色性染料を含有させることにより製造される。
【0004】
PVAフィルムを延伸により配向させることにより得られる偏光膜のうち、偏光素子としてヨウ素を用いた偏光膜は、初期の偏光性能は優れているものの、熱に対する耐久性や水に対する耐久性が劣るため、高温・高湿の状態ではその性能が低下するという問題がある。ヨウ素を用いた偏光膜の耐久性を向上させるために、PVAを変性または架橋したり、PVAフィルムに熱処理を施したり、あるいは偏光膜を透湿度の低い高分子フィルムで保護するなどの方法が考えられているが、十分に満足すべき効果が得られているとは言い難い。
【0005】
一方、偏光素子として二色性染料を用いた偏光膜は、ヨウ素を用いた偏光膜と比べて熱及び水に対する耐久性に優れているものの、二色性染料の方がヨウ素に比較して分子量が大きくてPVAフィルムへの吸着が難しく、染色ムラが起こりやすいために、初期の偏光性能が劣るといった問題点を有している。偏光膜に対する二色性染料の吸着性が向上するという効果を期待して、PVAフィルムの原料であるPVAにカチオン基を導入するという試みが知られているが(特開昭60−230606号公報;特許文献1)、このような、カチオン基を含有する変性PVAからなるPVAフィルムの表面または内部に二色性染料を含有する偏光膜は、耐水性に劣るという問題がある。
【0006】
耐水性に優れた偏光膜を製造するために、エチレン含有量1〜24モル%のエチレン−ビニルアルコール系共重合体からなるフィルムを偏光膜の基材として用いることが提案されている(特開平5−100115号公報;特許文献2および特開平8−188624号公報;特許文献3)。しかしながら、このようなエチレン基を導入したビニルアルコール系重合体からなるフィルムを基材として用いた偏光膜は、後述する比較例6に示されるように、二色性染料を用いて染色した場合に、偏光性能の点で劣るという問題がある。
【0007】
この出願の発明に関する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献1】
特開昭60−230606号公報
【特許文献2】
特開平5−100115号公報
【特許文献3】
特開平8−188624号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐水性および偏光性能に優れているだけでなく、染色ムラのない偏光膜の製造原料として有用なポリビニルアルコールフィルムを提供し、さらにこれを用いて偏光膜および偏光板を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる現状に鑑みて鋭意検討した結果、カチオン性基含有単位を特定量含有し、かつ炭素数4以下のα−オレフィン単位を特定量含有するビニルアルコール系重合体からなるポリビニルアルコールフィルムが上記の課題を解決するうえで有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、カチオン性基含有単位を0.01〜20モル%含有し、かつ炭素数4以下のα−オレフィン単位を0.5〜24モル%含有するビニルアルコール系重合体からなるポリビニルアルコールフィルムである。
本発明のポリビニルアルコールフィルムからは、耐水性および偏光性能に優れているだけでなく、染色ムラのない偏光膜を製造することができ、さらに該偏光膜からは偏光板を製造することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明において、PVAフィルムの製造に用いられるPVAは、ビニルエステルとカチオン性基含有単量体および炭素数4以下のα−オレフィンとの共重合体をけん化することにより得ることができる。ビニルエステルとしては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等が挙げられるが、一般的には酢酸ビニルが用いられる。
【0011】
本発明において、PVAに導入されるカチオン性基含有単位は、水溶液中で解離して正電荷に帯電する化学構造単位を意味しており、このような化学構造単位を有するカチオン性基含有単量体の具体例として、例えば、トリメチル−(3−アクリルアミド−3−ジメチルプロピル)−アンモニウムクロリド、3−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、N−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)ジメチルアミンの4級アンモニウム塩、N−(4−アリルオキシ−3−ヒドロキシブチル)ジエチルアミンの4級アンモニウム塩、さらにはアクリルアミド、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、N−メチロールアクリルアミド、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、N−メチロールメタクリルアミド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。
PVAにおけるカチオン性基含有単位の含有量は、0.01〜20モル%であり、0.05〜10モル%がより好ましく、0.1〜5モル%が特に好ましい。カチオン性基含有単位の含有量が0.01モル%未満の場合には、カチオン性基を導入したことによる効果が発現しない。偏光膜に対する二色性染料の吸着性の観点から、カチオン性基含有単位の含有量は0.05モル%以上であるのがより好ましく、0.1モル%以上であるのが特に好ましい。また、カチオン性基含有単位の含有量が20モル%を越える場合には、このような化学構造単位を含有するPVAの製造が困難になる。偏光膜の耐水性の観点から、カチオン性基含有単位の含有量は10モル%以下であるのがより好ましく、5モル%以下であるのが特に好ましい。
【0012】
本発明において用いられる炭素数4以下のα−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、イソブテン、1−ブテンなどが挙げられる。これらの中でもエチレンが好ましい。PVAにおけるα−オレフィン単位の含有量は0.5〜24モル%であり、好ましくは0.8〜15モル%、特に好ましくは1〜8モル%である。α−オレフィンの含有量が0.5モル%未満の場合には、PVAをα−オレフィンにより変性した効果が現れにくく、α−オレフィンの含有量が多いほど疎水性が強くなり過ぎて、PVA自体の水溶性が乏しくなり、PVAが本来有している特長が損なわれやすく、α−オレフィンの含有量が24モル%を越えるとこの傾向が顕著になる。
【0013】
本発明において、PVAは、本発明の効果を損なわない範囲でその他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体が共重合されていてもよい。このようなエチレン性不飽和単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、(無水)フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸またはそのナトリウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等が挙げられる。ビニルアルコール系重合体におけるエチレン性不飽和単量体単位の含有量は10モル%未満が好ましく、5モル%未満がより好ましく、2モル%未満がさらに好ましい。
PVAとしては、その製造時に連鎖移動剤を使用してポリマー末端が修飾されていたり、あるいは後変性によってPVAまたはポリ酢酸ビニルが変性されたものであってもよい。
【0014】
本発明において用いられるPVAの重合度は、4重量%濃度の水溶液の粘度で表した場合に20mPa・s以上であることが、作製されるフィルムの強度、延伸性、偏光性能および耐久性の観点から望ましい。ただし、ここに規定している水溶液の粘度はブルックフィールド型粘度計を用い、ローターNo.1で60rpm、20℃の条件下で測定した場合の値である。
PVAの重合度は、4重量%濃度の水溶液の粘度で表した場合に1000mPa・sを超えないのがよい。PVAの4重量%濃度の水溶液の粘度が1000mPa・sを超える場合には、PVAを製造するのが困難になることがある。ただし、この場合、PVA水溶液の粘度の測定に用いられるB型粘度計のローターは、高粘度のPVA水溶液に対応して、No.1〜3までのものが適宜使用される。PVAの重合度は、4重量%濃度の水溶液の粘度で表した場合に、好ましくは22〜500mPa・sであり、より好ましくは25〜250mPa・sである。
【0015】
本発明において使用されるPVAのビニルエステル部分の平均けん化度は、作製される偏光膜の耐久性の観点から90モル%以上が好ましく、96モル%以上がより好ましく、98モル%以上が最も好ましい。
【0016】
PVAフィルムを製造する方法としては、例えば、PVAを水、有機溶剤、または水と有機溶剤の混合液に溶解したPVA溶液を使用して、流延製膜法、湿式製膜法(貧溶媒中への吐出)、ゲル製膜法(PVA水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去し、PVAフィルムを得る方法)、およびこれらの組み合わせによる方法や、含水PVA(有機溶剤などを含んでいても良い)を溶融して行う溶融押出製膜法などを採用することができる。これらのなかでも流延製膜法および溶融押出製膜法によりPVAフィルムを製造することが、良好な偏光膜を得る観点から好ましい。
【0017】
PVAフィルムを製造する際に使用されるPVAを溶解する溶剤としては、例えば、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、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、グリセリン、水などを挙げることができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。これらのなかでも、ジメチルスルホキシド、水、あるいはグリセリンと水の混合溶媒が好適に使用される。
【0018】
PVAフィルムを製造する際に使用されるPVA溶液または含水PVAにおけるPVA濃度は、10〜70重量%が好適であり、13〜55重量%がより好適であり、15〜50重量%が最も好適である。PVA溶液または含水PVAには、必要に応じて、可塑剤、界面活性剤、二色性染料などが含有されていてもよい。
【0019】
PVAフィルムの製造に用いられるPVA溶液または含水PVAに含有させることができる可塑剤としては、多価アルコールが好ましく用いられ、その具体例として、例えば、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を挙げることができる。これらの多価アルコールは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの多価アルコールの中でも、延伸性の向上効果の点からジグリセリン、エチレングリコールまたはグリセリンが好適に使用される。
【0020】
多価アルコールの添加量としては、PVA100重量部に対して1〜30重量部が好ましく、3〜25重量部がより好ましく、特に5〜20重量部が最も好ましい。1重量部より少ないと、PVAフィルムの染色性および延伸性が低下する場合があり、30重量部より多いと、PVAフィルムが柔軟になりすぎて、取り扱い性が低下する場合がある。
【0021】
PVAフィルムの製造に用いられるPVA溶液または含水PVAに含有させることができる界面活性剤の種類には特に限定はないが、ノニオン性の界面活性剤が好ましい。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など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など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など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など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など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などのポリプロピレングリコールエーテル型、オレイン酸ジエタノールアミドなど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などのアリルフェニルエーテル型などのノニオン性界面活性剤が好適である。これらの界面活性剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0022】
界面活性剤の添加量としては、PVA100重量部に対して0.01〜1重量部が好ましく、0.02〜0.5重量部がより好ましく、特に0.05〜0.3重量部が最も好ましい。0.01重量部より少ないと、PVAフィルムの延伸性および染色性の向上効果が現れにくく、1重量部より多いと、界面活性剤がPVAフィルムの表面に溶出してブロッキングの原因になり、取り扱い性が低下する場合がある。
【0023】
PVAフィルムの製造に用いられるPVA溶液または含水PVAに含有させることができる二色性染料としては、後述する、PVAフィルムを染色する際に用いられる二色性染料を用いることができる。
【0024】
PVAフィルムの厚さは、好ましくは5〜150μmであり、より好ましくは20〜100μmであり、さらに好ましくは30〜90μmであり、最も好ましくは35〜80μmである。
【0025】
PVAフィルムから偏光膜を製造するには、例えば、PVAフィルムを染色、一軸延伸、固定処理、乾燥処理、さらに必要に応じて熱処理を行えばよく、染色、一軸延伸、固定処理の操作の順番に特に制限はない。また、一軸延伸は二回に分けて、またはそれ以上の回数に分けて行ってもよい。
【0026】
本発明のPVAフィルムは二色性染料を用いた染色に特に適している。本発明のPVAフィルムを用いることにより、二色性染料を用いて染色を行った場合でも、耐水性および偏光性能に優れていることに加えて、染色ムラのない偏光膜を製造することができる。
二色性染料を用いてPVAフィルムを染色するにあたっては、二色性染料を含有する溶液中にPVAフィルムを浸漬させるという処理が一般的に行われているが、前記したように、PVAフィルムを製造する際に使用されるPVA溶液または含水VAに二色性染料を添加するなどしてもよく、その処理条件および処理方法は特に制限されるものではない。
【0027】
二色性染料を含有する溶液中にPVAフィルムを浸漬させる処理は、該PVAフィルムの一軸延伸前、一軸延伸時または一軸延伸後のいずれの操作段階においても実施が可能である。ニ色性染料の具体例としては、例えば、ダイレクトブラック 17、19、154;ダイレクトブラウン 44、106、195、210、223;ダイレクトレッド 2、23、28、31、37、39、79、81、240、242、247;ダイレクトブルー 1、15、22、78、90、98、151、168、202、236、249、270;ダイレクトバイオレット 9、12、51、98;ダイレクトグリーン 1、85;ダイレクトイエロー 8、12、44、86、87;ダイレクトオレンジ 26、39、106、107などが挙げられる。これらの二色性染料を単独で使用した場合でもカラー偏光膜を得ることができるが、2種類以上の染料を組み合わせて用いることにより、380〜780nmの可視光の全波長域にわたって同一の吸収特性を有し、かつ偏光度が高い偏光膜を得ることができる。なお、ここで言う二色性染料とはヨウ素などの無機系染料を除いた、有機化合物系の染料を指している。
【0028】
本発明のPVAフィルムは、二色性染料だけではなく、ヨウ素−ヨウ化カリウムなどを使用して染色することもできる。
【0029】
PVAフィルムを一軸延伸するには、PVAフィルムを温水溶液中(前記した染料を含有する溶液中や後述する固定処理浴中でもよい)で延伸する湿式延伸法、または含水後のPVAフィルムを空気中で延伸する乾熱延伸法を採用することができる。延伸温度は、特に限定されないが、PVAフィルムを温水中で延伸(湿式延伸)する場合は30〜90℃が好適であり、乾熱延伸する場合は50〜180℃が好適である。また、一軸延伸による延伸倍率(一軸延伸を多段で行う場合には合計の延伸倍率)は、偏光膜の偏光性能の点から4倍以上が好ましく、特に5倍以上が好ましい。延伸倍率の上限について特に制限はないが、8倍以下であると均一な延伸が得られやすいので好ましい。延伸後のフィルムの厚みは、3〜75μmが好ましく、5〜50μmがより好ましい。
【0030】
二色性染料が含有され、一軸延伸されたPVAフィルムは、必要に応じて、公知の方法にしたがって、ホウ酸および/またはホウ素化合物を含有する水溶液中に浸漬するなどして、固定処理が施される。この処理により、偏光膜の光線透過率、偏光度および耐久性を向上させることができる。さらには、必要に応じて、固定処理と併せて、カチオン系高分子化合物を含む水溶液によるフィックス処理を行ってもよい。
【0031】
一軸延伸されたフィルムは、好ましくは30〜150℃、より好ましくは50〜150℃の温度で乾燥処理(熱処理)される。
【0032】
このようにして得られた偏光膜には、その片面又は両面に、光学的に透明で機械的強度に優れる保護膜を貼り合わせることにより偏光板とすることができる。保護膜を形成する材料は、従来からこの目的に使用されているものでよく、例えば、セルロースアセテート系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、ポリアミド系フィルムなどが用いられる。
【0033】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。実施例中にある%及び部は、特に断らないかぎり重量基準である。なお、実施例中の二色性比は以下の方法により評価した。
【0034】
二色性比:
偏光膜の偏光性能を評価する指標として二色性比を使用した。この二色性比は、日本電子機械工業会規格(EIAJ)LD−201−1983に準拠し、分光光度計を用いて、C光源、2度視野にて測定・計算して得た透過率Ts(%)と偏光度P(%)を使用して下記の式から求めた。
二色性比=log(Ts/100−(Ts/100)×P/100)/log(Ts/100+(Ts/100)×P/100)
【0035】
実施例1
カチオン性基含有単位(3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を0.3モル%、エチレン単位を2.5モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度99.2モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が38mPa・sであるPVAにグリセリンを12%および水を添加し、湯浴上で水分率85%の水溶液を調製した。この水溶液をスリットから表面温度70℃のロール上に吐出させて、乾燥後熱処理を行い、厚さ75μmのPVAフィルムを得た。このPVAフィルムの膨潤性の程度を確認するために、該PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させたところ、膨潤度は180%であった。
前記PVAフィルムを、一軸延伸、染色、固定処理、乾燥の順番で連続的に処理して、偏光膜を作製した。すなわち、PVAフィルムを4%のホウ酸水溶液中(浴温度55℃)に浸漬し、次いで一軸延伸して6倍に延伸し、延伸された状態のまま0.65%の二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液(浴温度40℃)に1分間浸漬して染料を吸着させ、次いで4%のホウ酸水溶液中(浴温度35℃)で4分間処理後、50℃の熱風乾燥を行って偏光膜を得た。偏光膜の厚さは30μmであった。
得られた偏光膜の両面に、表面をけん化処理したトリアセチルセルロースフィルムをPVA117H((株)クラレ製)水溶液を用いて貼り合わせ、偏光板を作製した。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.3%、偏光度は99.7%、二色性比は39.5であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0036】
実施例2
カチオン性基含有単位(3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を2.0モル%、エチレン単位を4.5モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.7モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が25mPa・sであるPVAを原料として用いて、厚さ75μmのPVAフィルムを得たこと、および二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液の濃度を0.5%にした以外は実施例1と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は177%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.0%、偏光度は99.7%、二色性比は38.0であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0037】
実施例3
実施例2において用いたのと同様のPVAフィルムを用い、これを一軸延伸、染色、固定処理、乾燥の順番で連続的に処理して、偏光膜を作製した。すなわち、PVAフィルムを、75℃の空気中で乾式法により一軸延伸して6倍に延伸を行い、延伸された状態のまま0.5%の二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液(浴温度40℃)に1分間浸漬して染料を吸着させ、次いで4%のホウ酸水溶液中(浴温度35℃)で4分間処理後、50℃の熱風乾燥を行って偏光膜を得た。偏光膜の厚さは30μmであった。その後、得られた偏光膜の両面に、表面をけん化処理したトリアセチルセルロースフィルムをPVA117H((株)クラレ製)水溶液を用いて貼り合わせ、偏光板を作製した。
最大吸収波長で測定した得られた偏光板の透過率は41.9%、偏光度は99.5%、二色性比は34.4であり、同一の製造条件の二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0038】
実施例4
カチオン性基含有単位(3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を2.0モル%、エチレン単位を5.2モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.9モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が17mPa・sであるPVAを原料として用い、厚さ75μmのPVAフィルムを得たこと以外は実施例2と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は185%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.5%、偏光度は98.1%、二色性比は28.0であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0039】
実施例5
カチオン性基含有単位(3−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を2.0モル%、エチレン単位を4.7モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.6モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が26mPa・sであるPVAを原料として用い、厚さ75μmのPVAフィルムを得たこと以外は実施例2と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は185%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.1%、偏光度99.7%、二色性比は38.5であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0040】
比較例1
PVA−HC((株)クラレ製、無変性、酢酸ビニル部分のケン化度99.9モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が25mPa・s)のPVAを原料として用いて、厚さ75μmのPVAフィルムを得たこと、および二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液の濃度を1.0%にした以外は実施例1と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は190%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.3%、偏光度は97.4%、二色性比は25.0であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラが認めらた。
【0041】
比較例2
カチオン性基含有単位(3−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を0.2モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度99.6モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が27mPa・sであるPVAを原料として用いた以外は実施例2と同様にして、厚さ75μmのPVAフィルムを得、さらに偏光膜および偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は178%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.0%、偏光度は98.3%、二色性比は27.0であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0042】
比較例3
エチレン単位を4.7モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度99.8モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が30.5mPa・sであるPVAを原料として用いて、厚さ75μmのPVAフィルムを得たこと、および二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液の濃度を1.0%にした以外は実施例1と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は206%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.5%、偏光度は97.8%、二色性比は26.9であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラが認めらた。
【0043】
比較例4
カチオン性基含有単位(3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を0.5モル%、エチレン単位を32モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.5モル%のPVAを原料として用いて、厚さ75μmのPVAを得たこと、および二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液の濃度を2.0%にした以外は実施例1と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
なお、PVAフィルムの製造に用いられたPVAの4%水溶液の粘度は、該PVAが水に溶解しないために測定することができなかった。また、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は115%であった。
得られた偏光膜および偏光板は、染色性および染色ムラの程度がともに非常に悪く、評価に値するものではなかった。
【0044】
実施例6
カチオン性基含有単位(3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を1.0モル%、エチレン単位を2.5モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度99.0モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が27mPa・sであるPVAを原料として用いた以外は実施例1と同様にして、厚さ75μmのPVAフィルム、さらには偏光膜および偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は180%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は41.9%、偏光度は99.9%、二色性比は43.9であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラは認められかった。
【0045】
実施例7
カチオン性基含有単位(3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を1.0モル%、エチレン単位を4.7モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.8モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が26mPa・sであるPVAを原料として用いた以外は実施例1と同様にして、厚さ75μmのPVAフィルム、さらには偏光膜および偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。なお、偏光膜の製造に用いられたPVAフィルムの膨潤度(PVAフィルムを攪拌下に30℃の蒸留水中で10分間膨潤させた)は177%であった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.5%、偏光度は99.2%、二色性比は34.1であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラを目視で確認したところ、染色ムラは認められなかった。
【0046】
比較例5
カチオン性基含有単位(3−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド単位)を2.0モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.7モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が28mPa・sであるPVAを原料として用いて、厚さ75μmのフィルムを得た。このフィルムについて膨潤度を測定しようとしたところ、その測定中にフィルムの一部が溶解してしまった。このPVAフィルムは偏光膜の製造工程中において溶解してしまうため、当該PVAフィルムから偏光膜を作製することは出来なかった。
【0047】
比較例6
エチレン単位を4.7モル%含有し、酢酸ビニル部分のケン化度98.6モル%、4%水溶液の20℃におけるブルックフィールド型粘度(ロータNo.1使用)が29mPa・sであるPVAを原料として用いて、厚さ75μmのPVAフィルムを得たこと、およびおよび二色性染料(ダイレクトスカイブルー6B)水溶液の濃度を1.0%にした以外は実施例1と同様にして、偏光膜、さらには偏光板を製造した。得られた偏光膜の厚さは30μmであった。
最大吸収波長で測定した偏光板の透過率は42.1%、偏光度は98.4%、二色性比は27.8であり、同一の製造条件で得られた二枚の偏光板をクロスニコルに配置した際の、染色ムラの程度を目視で確認したところ、染色ムラが認められた。
【0048】
【発明の効果】
本発明のポリビニルアルコールフィルムからは、耐水性および偏光性能に優れているだけでなく、染色ムラのない偏光膜および偏光板を製造することができ、極めて有用性が高い。
Claims (14)
- カチオン性基含有単位を0.01〜20モル%含有し、かつ炭素数4以下のα−オレフィン単位を0.5〜24モル%含有するビニルアルコール系重合体からなるポリビニルアルコールフィルム。
- α−オレフィンがエチレンである請求項1記載のポリビニルアルコールフィルム。
- ビニルアルコール系重合体の4重量%濃度水溶液の粘度が20℃において20mPa・s以上である請求項1に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- ビニルアルコール系重合体のビニルエステル部分の平均けん化度が90モル%以上である請求項1に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- ビニルアルコール系重合体が、ビニルエステルとカチオン性基含有単量体および炭素数4以下のα−オレフィンとの共重合体をけん化することにより得られたものである請求項1に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- フィルムの厚さが5〜150μm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。
- 可塑剤として多価アルコールを含有する請求項1に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- ノニオン性の界面活性剤を含有する請求項1に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- ビニルアルコール系重合体100重量部に対して、ノニオン性の界面活性剤0.01〜1重量%を含有する請求項8に記載のポリビニルアルコールフィルム。
- 請求項1に記載のポリビニルアルコールフィルムを延伸することにより作製した偏光膜。
- 延伸後のフィルムの厚さが3〜75μmである請求項10に記載の偏光膜。
- ポリビニルアルコールフィルムが二色性染料により染色されている請求項10に記載の偏光膜。
- 請求項10に記載の偏光膜の片面又は両面に保護膜を貼り合わせることにより作製した偏光板。
- 請求項10に記載の偏光膜からなる液晶ディスプレイ。
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