ポリビニルアルコール系フィルムおよび偏光膜
【課題】ダイラインがなく、かつ複屈折率の低い、幅広化や長尺化に対応したポリビニルアルコール系フィルム、および偏光特性に優れた偏光膜を提供する。
【解決手段】下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム、および該フィルムを原反として製造される偏光膜である。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
（式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。）
【解決手段】下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム、および該フィルムを原反として製造される偏光膜である。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
（式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。）
【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フィルムに関する。さらに詳しくは、本発明は、ダイラインがなく、複屈折率の低い、幅広化および長尺化に対応するポリビニルアルコール系フィルムであり、かつ偏光特性に優れた偏光膜を製造するための原反として用いることのできるポリビニルアルコール系フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を水等の溶媒に溶解して原液を調製した後、この原液をＴダイなどからキャスト基材に押し出し、溶液流延法（キャスト法）により製膜して、金属加熱ロール等を使用して乾燥することにより製造される。このようにして得られたポリビニルアルコール系フィルムは、透明性や染色性に優れたフィルムとして多くの用途に利用されており、その有用な用途の一つに偏光膜が挙げられる。かかる偏光膜は液晶ディスプレイの基本構成要素として用いられており、近年では高精細で高信頼性の要求されるディスプレイへとその使用範囲が拡大している。
【０００３】
このような中、液晶テレビなどの画面の大型化に伴い、偏光膜のサイズ、ひいてはその原反であるポリビニルアルコール系フィルムのサイズも大型化している。例えば、数年前までは１ｍ幅であったポリビニルアルコール系フィルムは、ここ数年で２ｍ幅が主流となり、現在既に３ｍ幅以上の商品も要望されている。また、数年前までは２０００ｍ巻きだったロールが、今や４０００ｍ巻きが主となり、将来６０００ｍ巻き以上へと長尺化することが予想される。一方、フィルムの厚さは、ディスプレイの薄型化に伴い薄膜化が要望されており、従来の約７５μｍから約５０μｍへと薄膜化が予想される。
【０００４】
このような幅広化、長尺化に伴い、より一層光学的に均質なポリビニルアルコール系フィルムが要望されている。特に問題となっているのは、ダイラインに起因する線状欠陥と、複屈折に起因する面状欠陥（光学ムラ）である。ポリビニルアルコール系フィルムにおける線状欠陥や光学ムラは、偏光膜における線状欠陥や色ムラにつながり、著しく画像の品質を低下させることになる。
【０００５】
これらの問題を解決すべく、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法も改善されてきた。設備的な改善はもとより、フィルムの重合度、結晶化度または水分率を改善する試みも多い。例えば、ポリビニルアルコール系フィルムの巻き取り装置とキャストドラムの速度比を特定し、延伸性を改良することにより高偏光性能を有する偏光膜を製造すること（例えば、特許文献１参照）や、ポリビニルアルコール系フィルムをキャスト基材から剥離する際の水分率を規定し偏光膜の色ムラを低減すること（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００６】
しかし、これらの開示技術をもってしても、ダイラインや複屈折抑制の効果は充分ではない。特に、偏光性能向上のために高分子量型のポリビニルアルコール系フィルムを製膜する際に不充分である。従来、偏光膜の原反として用いられるポリビニルアルコール系フィルムの製造には、重量平均分子量１０００００程度のポリビニルアルコール系樹脂が用いられてきたが、近年の偏光膜の偏光性の向上や高信頼性に応えるためには、ポリビニルアルコール系樹脂として、重量平均分子量が１２００００以上、好ましくは１４００００以上の高分子量体が必要である。ところが高分子量化するほど、キャスト法による製膜時にダイラインや複屈折が発生しやすい。これは、分子の運動が高分子量化することにより、抑制されるためであると考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１５１４１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ダイラインがなく、かつ複屈折率の低い、幅広化や長尺化に対応したポリビニルアルコール系フィルム、および偏光特性に優れた偏光膜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】
【０００９】
本発明は、下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られるポリビニルアルコール系フィルムに関する。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
（式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。）
【００１０】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の９０℃における粘度が、１６０〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましい。
【００１１】
２３℃、５０％ＲＨにおけるフィルム面内の屈折率が１．５１〜１．５４であり、かつ幅方向の屈折率変動が０．０１以下であることが好ましい。
【００１２】
リタデーション値が３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量が１４００００〜２６００００であることが好ましい。
【００１４】
フィルム幅が３ｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
フィルム長さが４０００ｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
フィルム厚さが３０〜７０μｍであることが好ましい。
【００１７】
本発明は、偏光膜の原反フィルムとして好適に用いられるものである。
【００１８】
また、本発明は、前記ポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光膜に関する。
【００１９】
さらに、本発明は、前記偏光膜の少なくとも片面に保護膜を設けてなる偏光板に関する。
【発明の効果】
【００２０】
製膜に用いるポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量Ｍと、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液中の樹脂濃度Ｃ（重量％）との積を特定の値に限定して得られる本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ダイラインがなく、複屈折率の低い、幅広化および長尺化に対応するフィルムである。したがって、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを原反として用いることにより、色ムラのない偏光特性に優れた偏光膜を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルムに関する。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
【００２２】
式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。
【００２３】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を製膜して得られるものである。
【００２４】
以下、本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法について説明する。
【００２５】
ポリビニルアルコール系フィルムの製造に用いられるポリビニルアルコール系樹脂としては、通常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをケン化して得られる樹脂が使用されるが、本発明のポリビニルアルコール系フィルムについては、必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、炭素数２〜３０のオレフィン類（エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン、イソブテン等）、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等の酢酸ビニルと共重合可能な成分と酢酸ビニルとを共重合させたものをケン化して得られる樹脂を用いてもよい。
【００２６】
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、１２００００〜３０００００が好ましく、１４００００〜２６００００がより好ましく、１６００００〜２４００００がさらに好ましい。かかる重量平均分子量が１２００００未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜とする場合に充分な偏光性能が得られず、３０００００を超えると本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜とする場合に延伸が困難となり好ましくない。なお、本発明におけるポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法により測定される重量平均分子量である。
【００２７】
さらに、ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は９９モル％以上であることが好ましく、９９．５〜１００モル％であることがより好ましく、９９．７〜１００モル％であることがさらに好ましい。かかるケン化度が９９モル％未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜とする場合に充分な偏光性能が得られず好ましくない。
【００２８】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、前述のようなポリビニルアルコール系樹脂を用いて調製される水溶液を用いて製造されるが、このとき、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、下記式（１）を満足するように、好ましくは下記式（２）を満足するように、より好ましくは下記式（３）を満足するように調製される。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
３．３×１０6≦Ｍ×Ｃ≦３．９×１０6 （２）
３．４×１０6≦Ｍ×Ｃ≦３．８×１０6 （３）
【００２９】
ここで、式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量を、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。Ｍ×Ｃの値が３．２×１０6未満の場合は、溶剤の揮発時間が長くなり生産性に劣る。逆に、Ｍ×Ｃの値が４．０×１０6を超えるとダイラインや複屈折が発生しやすい。
【００３０】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法においては、Ｔダイから吐出されるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の粘度を、使用するポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量と濃度に応じて、特定範囲に限定することも重要である。
【００３１】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の９０℃における粘度は、好ましくは１６０〜３００Ｐａ・ｓ、より好ましくは１８０〜２９０Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは１９０〜２８０Ｐａ・ｓである。９０℃における粘度が１６０Ｐａ・ｓ未満の場合は、溶剤の揮発時間が長くなり生産性に劣り、逆に、３００Ｐａ・ｓを超えるとダイラインや複屈折が発生しやすくなり好ましくない。
【００３２】
なお、水溶液の粘度は主としてポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量Ｍと樹脂濃度Ｃに依存するが、可塑剤や界面活性剤などの添加剤を加えることによっても変化する。したがって、上記の９０℃での粘度は、この添加剤によるふれを含めた粘度を規定するものである。９０℃という温度は、Ｔダイから吐出される水溶液の好ましい温度の一例である。キャスト基材は通常８０〜１００℃の温度範囲で設定される。８０℃未満では溶剤の揮発速度が遅く生産性に劣り、１００℃を超えると気泡が発生するためである。キャスト基材と吐出液に温度差が有ると、塗膜に温度ムラが発生しやすく光学ムラの原因となる。従って吐出液の温度もキャスト基材の８０〜１００℃に合わせる方が好ましく、本発明のポリビニルアルコール系フィルムに用いられるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の粘度については、中間値の９０℃の粘度を規定した。
【００３３】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムを製造する際には、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液に、必要に応じて、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の一般的に使用される可塑剤や、ノニオン性、アニオン性またはカチオン性の界面活性剤が配合される。これら添加剤の配合割合は、ポリビニルアルコール系樹脂に対して２０重量％以下、好ましくは５〜１７重量％、さらに好ましくは１０〜１５重量％である。該添加剤が２０重量％を超えると得られるフィルム強度が劣り好ましくない。
【００３４】
また、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液には、乾燥工程における溶剤の蒸発速度を制御するために、水１００重量部に対し３０重量部以下の範囲で、少量の補助溶剤を含ませてもよい。補助溶剤としては、水溶性の溶剤が好ましく、メタノール、エタノール、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、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
かくして得られたポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、ドラム型ロールに流延して製膜、乾燥することによりポリビニルアルコール系フィルムを製造する。
【００３６】
まず、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、溶解缶に仕込み、加温、撹拌して充分に溶解した後、脱泡処理する。加温は、好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１３０〜１７０℃でなされる。温度が１００℃未満では未溶解物ができやすく、２００℃を超えると樹脂の劣化により着色しやすい。脱泡方法としては静置脱泡や多軸押出機による脱泡等が挙げられるが、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを作製する場合には、多軸押出機を用いて脱泡する方法が好ましい。多軸押出機による脱泡処理が行なわれたのち、多軸押出機から排出されたポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、一定量ずつＴ型スリットダイに導入され、ドラム型ロールに流延されて製膜、乾燥される。
【００３７】
かかるＴ型スリットダイとしては、通常、細長の矩形を有したＴ型スリットダイが用いられる。
【００３８】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液をドラム型ロールで流延製膜するにあたり、例えばドラム型ロールの回転速度は５〜３０ｍ／分であることが好ましく、特に好ましくは６〜２０ｍ／分である。ドラム型ロールの表面温度は７０〜９９℃であることが好ましく、より好ましくは７５〜９７℃である。ドラム型ロールの表面温度が７０℃未満では乾燥不良となり、９９℃を超えると発泡し好ましくない。また、Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度は８０〜１００℃であることが好ましく、より好ましくは８５〜９８℃である。Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度が８０℃未満では流動不良となり、１００℃を超えると発泡し好ましくない。ドラム型ロールの大きさについては特に限定されないが、例えばロールの直径は２０００〜４０００ｍｍが好ましく、より好ましくは２５００〜３８００ｍｍである。
【００３９】
製膜後に実施される乾燥処理は、例えば、乾燥ロールを用いて行なわれる。乾燥ロールの表面温度は、とくに限定されないが、６０〜１００℃、さらには６５〜９０℃であることが好ましい。表面温度が６０℃未満では乾燥不良となり、１００℃をこえると乾燥しすぎることとなり外観不良を招き好ましくない。
【００４０】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの幅は、好ましくは２ｍ以上、より好ましくは２．５ｍ以上、さらに好ましくは３ｍ以上であり、好ましくは８ｍ以下、より好ましくは６ｍ以下、さらに好ましくは５ｍ以下である。２ｍ未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の原反として用いる場合に、偏光膜の生産性に劣り、８ｍを超えると輸送性に劣り好ましくない。フィルムの長さは、好ましくは２０００ｍ以上、より好ましくは３０００ｍ以上、さらに好ましくは４０００ｍ以上であり、好ましくは１０００００ｍ以下である。２０００ｍ未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の原反として用いる場合に、偏光膜の生産性に劣り、１００００ｍを超えると輸送性等に劣り好ましくない。フィルム厚さは、好ましくは３０〜１００μｍ、より好ましくは３０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜７０μｍである。厚さが３０μｍ未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の原反として用いる場合に、延伸が難しく、１００μｍを超えると膜厚精度が低下して好ましくない。
【００４１】
前述のようにして得られる本発明のポリビニルアルコール系フィルムのフィルム幅方向の屈折率変動は、特定値以下に抑えることが好ましい。ダイラインは表面の凹凸として観測される場合もあるが、近年の高品質フィルムにおいては、フィルム内部に生じた高屈折率ラインや低屈折率ラインが問題になっている。この光学的なラインは、染色延伸後の偏光膜や、保護膜を貼付された偏光板において、線状の欠陥として観測される。ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向の屈折率変動は、フィルムの流れ方向に平行な偏波をもって、幅方向を走査することにより評価することができる。なお、幅方向にリタデーションを測定しても、光学的な欠陥がダイラインによるものか否か判断できない。
【００４２】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの２３℃、５０％ＲＨにおけるフィルム面内の屈折率は、好ましくは１．５１〜１．５４、より好ましくは１．５１５〜１．５３５、さらに好ましくは１．５２〜１．５３であり、かつ幅方向の屈折率変動は、好ましくは０．０１以下、より好ましくは０．００５以下、さらに好ましくは０．００３以下である。フィルム面内の屈折率が１．５１未満では、ポリビニルアルコール系樹脂が結晶性に乏しいため、フィルム強度に劣る傾向にあり、１．５４をこえると複屈折が増大する傾向がある。また、幅方向の屈折率変動が０．０１をこえると、偏光膜における線状欠陥が増大する傾向がある。２３℃、５０％ＲＨは屈折率測定の標準的な測定条件であるとともに、吸湿による屈折率低下や屈折率変動を抑えるために設定した。幅方向の屈折率は、フィルムを７日間２３℃、５０％ＲＨの環境に静置し、充分平衡に達した後、測定する。
【００４３】
また、本発明のポリビニルアルコール系フィルムのリタデーション値は、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。リタデーション値が３０ｎｍをこえると偏光膜に色ムラが生じやすい傾向がある。
【００４４】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ダイラインがなく、また複屈折率が低いため、偏光性能（偏光度および単体透過率）の面内均一性に優れた、色ムラのない偏光膜の製造に、原反として好ましく用いられる。
【００４５】
以下、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを用いた本発明の偏光膜の製造方法について説明する。
【００４６】
本発明の偏光膜は、通常の染色、延伸、ホウ酸架橋および熱処理などの工程を経て製造される。偏光膜の製造方法としては、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸してヨウ素または二色性染料の溶液に浸漬し染色したのち、ホウ素化合物処理する方法、延伸と染色を同時に行なったのち、ホウ素化合物処理する方法、ヨウ素または二色性染料により染色して延伸したのち、ホウ素化合物処理する方法、染色したのち、ホウ素化合物の溶液中で延伸する方法などがあり、適宜選択して用いることができる。このように、ポリビニルアルコール系フィルム（未延伸フィルム）は、延伸と染色、さらにホウ素化合物処理を別々に行なっても同時に行なってもよいが、染色工程、ホウ素化合物処理工程の少なくとも一方の工程中に一軸延伸を実施することが、生産性の点より望ましい。
【００４７】
延伸は一軸方向に３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、延伸方向の直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度、またはそれ以上の延伸）を行なっても差し支えない。延伸時の温度は、４０〜１７０℃から選ぶのが望ましい。さらに、延伸倍率は最終的に前記範囲に設定されればよく、延伸操作は一段階段のみならず、製造工程の任意の範囲の段階に実施すればよい。
【００４８】
フィルムへの染色は、フィルムにヨウ素または二色性染料を含有する液体を接触させることによって行なわれる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリウムの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウムの濃度は１０〜５０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム／ヨウ素の重量比は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜５００秒程度が実用的である。処理浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水溶液には、水溶媒以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量含有させても差し支えない。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧などの任意の手段が適用できる。
【００４９】
染色処理されたフィルムは、ついでホウ素化合物によって処理される。ホウ素化合物としてはホウ酸、ホウ砂が実用的である。ホウ素化合物は水溶液または水−有機溶媒混合液の形で濃度０．５〜２モル／Ｌ程度で用いられ、液中には少量のヨウ化カリウムを共存させるのが実用上望ましい。処理法は浸漬法が望ましいが、もちろん塗布法、噴霧法も実施可能である。処理時の温度は５０〜７０℃程度、処理時間は５〜２０分程度が好ましく、また必要に応じて処理中に延伸操作を行なってもよい。
【００５０】
本発明の偏光膜の偏光度は、好ましくは９９．７％以上、より好ましくは９９．８％以上である。９９．７％未満では、液晶ディスプレイの高精細化を達成できない。
【００５１】
なお、偏光度は、２枚の偏光膜を、その配向方向が同一方向になるように重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ11）と、２枚の偏光膜を、配向方向が互いに直交する方向になる様に重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ1）より、下式にしたがって算出される。
〔（Ｈ11−Ｈ1）／（Ｈ11＋Ｈ1）〕1/2
【００５２】
このようにして得られる偏光膜は、その少なくとも片面に、光学的に等方性の高分子フィルムまたはシートを保護膜として積層接着して、偏光板として用いることもできる。本発明の偏光板に用いられる保護膜としては、たとえば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンエステル、ポリ−４−メチルペンテン、ポリフェニレンオキサイドなどのフィルムまたはシートが挙げられる。
【００５３】
また、偏光膜には、薄膜化を目的として、上記保護膜の代わりに、その方面または両面にウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレア樹脂などの硬化性樹脂を塗布し、積層させることもできる。
【００５４】
偏光膜（少なくとも片面に保護膜あるいは硬化性樹脂を積層させたものを含む）は、その一方の表面に必要に応じて、透明な感圧性接着剤層が通常知られている方法で形成されて、実用に供される場合もある。感圧性接着剤層としては、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステルと、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸などのα−モノオレフィンカルボン酸との共重合物（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールのようなビニル単量体を添加したものも含む。）を主体とするものが、偏光フィルムの偏光特性を阻害することがないのでとくに好ましいが、これに限定されることなく、透明性を有する感圧性接着剤であれば使用可能で、たとえばポリビニルエーテル系、ゴム系などでもよい。
【００５５】
本発明の偏光膜は、電子卓上計算機、電子時計、ワープロ、パソコン、携帯情報端末機、自動車や機械類の計器類などの液晶表示装置、サングラス、防目メガネ、立体メガネ、表示素子（ＣＲＴ、ＬＣＤなど）用反射低減層、医療機器、建築材料、玩具などに用いられる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。なお、実施例中「部」、「％」とあるのは特に断りのない限り重量基準である。
【００５７】
（１）重量平均分子量
ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法により以下の条件で測定する。
１）ＧＰＣ
装置：Ｗａｔｅｒｓ製２４４型ゲル浸透クロマトグラフ
カラム：東ソー（株）製ＴＳＫ−ｇｅｌ−ＧＭＰＷXL（内径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ、２本）
溶媒：０．１Ｍ−トリス緩衝液（ｐＨ７．９）
流速：０．５ｍｌ／分
温度：２３℃
試料濃度：０．０４０％
ろ過：東ソー（株）製０．４５μｍマイショリディスクＷ−２５−５
注入量：０．２ｍｌ
検出感度（示差屈折率検出器）：４倍
２）ＬＡＬＬＳ
装置：Ｃｈｒｏｍａｔｒｉｘ製ＫＭＸ−６型低角度レーザー光散乱光度計
温度：２３℃
波長：６３３ｎｍ
第２ビリアル係数×濃度：０ｍｏｌ／ｇ
屈折率濃度変化（ｄｎ／ｄｃ）：０．１５９ｍｌ／ｇ
フィルター：ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ製０．４５μｍフィルターＨＡＷＰ０１３００
ゲイン：８００ｍＶ
【００５８】
（２）９０℃における水溶液粘度
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製回転レオメーターＡＲ−１０００を用いて、以下の条件で定常流フロー法により測定する。
ヘッド：直径４ｃｍ、コーン型ヘッド（角度２°）
ギャップ：６０μｍ
せん断速度：０．４（１／秒）
【００５９】
（３）屈折率ｎＤ（２３℃）
（株）アタゴ製アッベ屈折率計を用いて、フィルム流れ方向の屈折率を、フィルム幅方向の両端部より０．５ｍｍ内側のところから１ｍｍ刻みで１００ｍｍにわたって合計１００点計測する。なお、測定に用いたフィルムは、２３℃、５０％ＲＨ環境下に７日間静置したものを用いる。
【００６０】
（４）ダイライン
暗室下で白色スクリーンと投影機の間にポリビニルアルコール系フィルムを配置して、スクリーンに写る陰影を観察する。
○：何も見えず均一である。
×：ダイラインが確認できる。
【００６１】
（５）リタデーション
得られたフィルムを、幅方向に対して中央部を基準にして幅（ＴＤ）４００ｍｍ×流れ（ＭＤ）５０ｍｍに切断し、短冊サンプルを作製する。ＫＯＢＲＡ−２１ＳＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて、幅方向の両端部より５ｍ内側のところから１０ｍｍピッチで合計４０点のリタデーション値を測定する。
【００６２】
（６）色ムラ
偏光膜をクロスニコル状態の２枚の偏光板（単体透過率４３．５％、偏光度９９．９％）の間に４５°の角度で挟んだ後に、表面照度１４０００ルックスのライトボックスを用いて、透過モードで線状の光学的色ムラを観察し、以下の基準で評価する。
○：色ムラなし
△：かすかに色ムラあり
×：色ムラあり
【００６３】
（７）偏光度
高速多波長複屈折測定装置（大塚電子（株）製：ＲＥＴＳ−２０００ 波長：５５０ｎｍ）を用いて測定した。
【００６４】
実施例１
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法）
５００ｌの溶解缶に、重量平均分子量１４００００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂３７ｋｇ、水１００ｋｇ、可塑剤としてグリセリン４．２ｋｇ、界面活性剤としてポリオキシエチレンドデシルアミン４０ｇを加え、１５０℃で１時間攪拌した。
【００６５】
得られた均一な溶液を、２軸押出機で脱泡した後、Ｔ型スリットダイ（ストレートマニホールドダイ）よりドラム型ロールに吐出（液温９０℃、粘度２７０Ｐａ・ｓ）、流延して製膜した。かかる流延製膜の条件は下記の通りである。
ドラム型ロール
直径（Ｒ１）：３２００ｍｍ、幅：４２００ｍｍ、回転速度：１０ｍ／分、表面温度：９０℃
【００６６】
得られた膜の表面と裏面とを下記の条件にて乾燥ロールに交互に通過させながら乾燥を行なった。
乾燥ロール
直径（Ｒ２）：３２０ｍｍ、幅：４０００ｍｍ、本数（ｎ）：１０本、回転速度：１０ｍ／分、表面温度：７０℃
【００６７】
得られたポリビニルアルコール系フィルム（幅３ｍ、長さ４０００ｍ、厚さ５０μｍ）はダイラインがなく、リタデーション値は２０ｎｍであった。
【００６８】
（偏光膜の製造方法）
さらに、得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜に色ムラは観測されなかった。
【００６９】
実施例２〜４および比較例１〜２
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量とポリビニルアルコール系樹脂水溶液の樹脂濃度を表１の値とする以外は、実施例１と同様にしてポリビニルアルコール系フィルムならびに偏光膜を得た。得られたポリビニルアルコール系フィルムおよび偏光膜の性能は表１に示す通りであった。
【００７０】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムに関する。さらに詳しくは、本発明は、ダイラインがなく、複屈折率の低い、幅広化および長尺化に対応するポリビニルアルコール系フィルムであり、かつ偏光特性に優れた偏光膜を製造するための原反として用いることのできるポリビニルアルコール系フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂を水等の溶媒に溶解して原液を調製した後、この原液をＴダイなどからキャスト基材に押し出し、溶液流延法（キャスト法）により製膜して、金属加熱ロール等を使用して乾燥することにより製造される。このようにして得られたポリビニルアルコール系フィルムは、透明性や染色性に優れたフィルムとして多くの用途に利用されており、その有用な用途の一つに偏光膜が挙げられる。かかる偏光膜は液晶ディスプレイの基本構成要素として用いられており、近年では高精細で高信頼性の要求されるディスプレイへとその使用範囲が拡大している。
【０００３】
このような中、液晶テレビなどの画面の大型化に伴い、偏光膜のサイズ、ひいてはその原反であるポリビニルアルコール系フィルムのサイズも大型化している。例えば、数年前までは１ｍ幅であったポリビニルアルコール系フィルムは、ここ数年で２ｍ幅が主流となり、現在既に３ｍ幅以上の商品も要望されている。また、数年前までは２０００ｍ巻きだったロールが、今や４０００ｍ巻きが主となり、将来６０００ｍ巻き以上へと長尺化することが予想される。一方、フィルムの厚さは、ディスプレイの薄型化に伴い薄膜化が要望されており、従来の約７５μｍから約５０μｍへと薄膜化が予想される。
【０００４】
このような幅広化、長尺化に伴い、より一層光学的に均質なポリビニルアルコール系フィルムが要望されている。特に問題となっているのは、ダイラインに起因する線状欠陥と、複屈折に起因する面状欠陥（光学ムラ）である。ポリビニルアルコール系フィルムにおける線状欠陥や光学ムラは、偏光膜における線状欠陥や色ムラにつながり、著しく画像の品質を低下させることになる。
【０００５】
これらの問題を解決すべく、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法も改善されてきた。設備的な改善はもとより、フィルムの重合度、結晶化度または水分率を改善する試みも多い。例えば、ポリビニルアルコール系フィルムの巻き取り装置とキャストドラムの速度比を特定し、延伸性を改良することにより高偏光性能を有する偏光膜を製造すること（例えば、特許文献１参照）や、ポリビニルアルコール系フィルムをキャスト基材から剥離する際の水分率を規定し偏光膜の色ムラを低減すること（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００６】
しかし、これらの開示技術をもってしても、ダイラインや複屈折抑制の効果は充分ではない。特に、偏光性能向上のために高分子量型のポリビニルアルコール系フィルムを製膜する際に不充分である。従来、偏光膜の原反として用いられるポリビニルアルコール系フィルムの製造には、重量平均分子量１０００００程度のポリビニルアルコール系樹脂が用いられてきたが、近年の偏光膜の偏光性の向上や高信頼性に応えるためには、ポリビニルアルコール系樹脂として、重量平均分子量が１２００００以上、好ましくは１４００００以上の高分子量体が必要である。ところが高分子量化するほど、キャスト法による製膜時にダイラインや複屈折が発生しやすい。これは、分子の運動が高分子量化することにより、抑制されるためであると考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１５１４１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ダイラインがなく、かつ複屈折率の低い、幅広化や長尺化に対応したポリビニルアルコール系フィルム、および偏光特性に優れた偏光膜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】
【０００９】
本発明は、下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られるポリビニルアルコール系フィルムに関する。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
（式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。）
【００１０】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の９０℃における粘度が、１６０〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましい。
【００１１】
２３℃、５０％ＲＨにおけるフィルム面内の屈折率が１．５１〜１．５４であり、かつ幅方向の屈折率変動が０．０１以下であることが好ましい。
【００１２】
リタデーション値が３０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量が１４００００〜２６００００であることが好ましい。
【００１４】
フィルム幅が３ｍ以上であることが好ましい。
【００１５】
フィルム長さが４０００ｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
フィルム厚さが３０〜７０μｍであることが好ましい。
【００１７】
本発明は、偏光膜の原反フィルムとして好適に用いられるものである。
【００１８】
また、本発明は、前記ポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光膜に関する。
【００１９】
さらに、本発明は、前記偏光膜の少なくとも片面に保護膜を設けてなる偏光板に関する。
【発明の効果】
【００２０】
製膜に用いるポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量Ｍと、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液中の樹脂濃度Ｃ（重量％）との積を特定の値に限定して得られる本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ダイラインがなく、複屈折率の低い、幅広化および長尺化に対応するフィルムである。したがって、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを原反として用いることにより、色ムラのない偏光特性に優れた偏光膜を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルムに関する。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
【００２２】
式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。
【００２３】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を製膜して得られるものである。
【００２４】
以下、本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法について説明する。
【００２５】
ポリビニルアルコール系フィルムの製造に用いられるポリビニルアルコール系樹脂としては、通常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをケン化して得られる樹脂が使用されるが、本発明のポリビニルアルコール系フィルムについては、必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、炭素数２〜３０のオレフィン類（エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン、イソブテン等）、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩等の酢酸ビニルと共重合可能な成分と酢酸ビニルとを共重合させたものをケン化して得られる樹脂を用いてもよい。
【００２６】
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、１２００００〜３０００００が好ましく、１４００００〜２６００００がより好ましく、１６００００〜２４００００がさらに好ましい。かかる重量平均分子量が１２００００未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜とする場合に充分な偏光性能が得られず、３０００００を超えると本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜とする場合に延伸が困難となり好ましくない。なお、本発明におけるポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法により測定される重量平均分子量である。
【００２７】
さらに、ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は９９モル％以上であることが好ましく、９９．５〜１００モル％であることがより好ましく、９９．７〜１００モル％であることがさらに好ましい。かかるケン化度が９９モル％未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜とする場合に充分な偏光性能が得られず好ましくない。
【００２８】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、前述のようなポリビニルアルコール系樹脂を用いて調製される水溶液を用いて製造されるが、このとき、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、下記式（１）を満足するように、好ましくは下記式（２）を満足するように、より好ましくは下記式（３）を満足するように調製される。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
３．３×１０6≦Ｍ×Ｃ≦３．９×１０6 （２）
３．４×１０6≦Ｍ×Ｃ≦３．８×１０6 （３）
【００２９】
ここで、式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量を、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。Ｍ×Ｃの値が３．２×１０6未満の場合は、溶剤の揮発時間が長くなり生産性に劣る。逆に、Ｍ×Ｃの値が４．０×１０6を超えるとダイラインや複屈折が発生しやすい。
【００３０】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法においては、Ｔダイから吐出されるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の粘度を、使用するポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量と濃度に応じて、特定範囲に限定することも重要である。
【００３１】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の９０℃における粘度は、好ましくは１６０〜３００Ｐａ・ｓ、より好ましくは１８０〜２９０Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは１９０〜２８０Ｐａ・ｓである。９０℃における粘度が１６０Ｐａ・ｓ未満の場合は、溶剤の揮発時間が長くなり生産性に劣り、逆に、３００Ｐａ・ｓを超えるとダイラインや複屈折が発生しやすくなり好ましくない。
【００３２】
なお、水溶液の粘度は主としてポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量Ｍと樹脂濃度Ｃに依存するが、可塑剤や界面活性剤などの添加剤を加えることによっても変化する。したがって、上記の９０℃での粘度は、この添加剤によるふれを含めた粘度を規定するものである。９０℃という温度は、Ｔダイから吐出される水溶液の好ましい温度の一例である。キャスト基材は通常８０〜１００℃の温度範囲で設定される。８０℃未満では溶剤の揮発速度が遅く生産性に劣り、１００℃を超えると気泡が発生するためである。キャスト基材と吐出液に温度差が有ると、塗膜に温度ムラが発生しやすく光学ムラの原因となる。従って吐出液の温度もキャスト基材の８０〜１００℃に合わせる方が好ましく、本発明のポリビニルアルコール系フィルムに用いられるポリビニルアルコール系樹脂水溶液の粘度については、中間値の９０℃の粘度を規定した。
【００３３】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムを製造する際には、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液に、必要に応じて、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の一般的に使用される可塑剤や、ノニオン性、アニオン性またはカチオン性の界面活性剤が配合される。これら添加剤の配合割合は、ポリビニルアルコール系樹脂に対して２０重量％以下、好ましくは５〜１７重量％、さらに好ましくは１０〜１５重量％である。該添加剤が２０重量％を超えると得られるフィルム強度が劣り好ましくない。
【００３４】
また、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液には、乾燥工程における溶剤の蒸発速度を制御するために、水１００重量部に対し３０重量部以下の範囲で、少量の補助溶剤を含ませてもよい。補助溶剤としては、水溶性の溶剤が好ましく、メタノール、エタノール、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、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００３５】
かくして得られたポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、ドラム型ロールに流延して製膜、乾燥することによりポリビニルアルコール系フィルムを製造する。
【００３６】
まず、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を、溶解缶に仕込み、加温、撹拌して充分に溶解した後、脱泡処理する。加温は、好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１３０〜１７０℃でなされる。温度が１００℃未満では未溶解物ができやすく、２００℃を超えると樹脂の劣化により着色しやすい。脱泡方法としては静置脱泡や多軸押出機による脱泡等が挙げられるが、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを作製する場合には、多軸押出機を用いて脱泡する方法が好ましい。多軸押出機による脱泡処理が行なわれたのち、多軸押出機から排出されたポリビニルアルコール系樹脂水溶液は、一定量ずつＴ型スリットダイに導入され、ドラム型ロールに流延されて製膜、乾燥される。
【００３７】
かかるＴ型スリットダイとしては、通常、細長の矩形を有したＴ型スリットダイが用いられる。
【００３８】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液をドラム型ロールで流延製膜するにあたり、例えばドラム型ロールの回転速度は５〜３０ｍ／分であることが好ましく、特に好ましくは６〜２０ｍ／分である。ドラム型ロールの表面温度は７０〜９９℃であることが好ましく、より好ましくは７５〜９７℃である。ドラム型ロールの表面温度が７０℃未満では乾燥不良となり、９９℃を超えると発泡し好ましくない。また、Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度は８０〜１００℃であることが好ましく、より好ましくは８５〜９８℃である。Ｔ型スリットダイ出口の樹脂温度が８０℃未満では流動不良となり、１００℃を超えると発泡し好ましくない。ドラム型ロールの大きさについては特に限定されないが、例えばロールの直径は２０００〜４０００ｍｍが好ましく、より好ましくは２５００〜３８００ｍｍである。
【００３９】
製膜後に実施される乾燥処理は、例えば、乾燥ロールを用いて行なわれる。乾燥ロールの表面温度は、とくに限定されないが、６０〜１００℃、さらには６５〜９０℃であることが好ましい。表面温度が６０℃未満では乾燥不良となり、１００℃をこえると乾燥しすぎることとなり外観不良を招き好ましくない。
【００４０】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの幅は、好ましくは２ｍ以上、より好ましくは２．５ｍ以上、さらに好ましくは３ｍ以上であり、好ましくは８ｍ以下、より好ましくは６ｍ以下、さらに好ましくは５ｍ以下である。２ｍ未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の原反として用いる場合に、偏光膜の生産性に劣り、８ｍを超えると輸送性に劣り好ましくない。フィルムの長さは、好ましくは２０００ｍ以上、より好ましくは３０００ｍ以上、さらに好ましくは４０００ｍ以上であり、好ましくは１０００００ｍ以下である。２０００ｍ未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の原反として用いる場合に、偏光膜の生産性に劣り、１００００ｍを超えると輸送性等に劣り好ましくない。フィルム厚さは、好ましくは３０〜１００μｍ、より好ましくは３０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜７０μｍである。厚さが３０μｍ未満では、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを偏光膜の原反として用いる場合に、延伸が難しく、１００μｍを超えると膜厚精度が低下して好ましくない。
【００４１】
前述のようにして得られる本発明のポリビニルアルコール系フィルムのフィルム幅方向の屈折率変動は、特定値以下に抑えることが好ましい。ダイラインは表面の凹凸として観測される場合もあるが、近年の高品質フィルムにおいては、フィルム内部に生じた高屈折率ラインや低屈折率ラインが問題になっている。この光学的なラインは、染色延伸後の偏光膜や、保護膜を貼付された偏光板において、線状の欠陥として観測される。ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向の屈折率変動は、フィルムの流れ方向に平行な偏波をもって、幅方向を走査することにより評価することができる。なお、幅方向にリタデーションを測定しても、光学的な欠陥がダイラインによるものか否か判断できない。
【００４２】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの２３℃、５０％ＲＨにおけるフィルム面内の屈折率は、好ましくは１．５１〜１．５４、より好ましくは１．５１５〜１．５３５、さらに好ましくは１．５２〜１．５３であり、かつ幅方向の屈折率変動は、好ましくは０．０１以下、より好ましくは０．００５以下、さらに好ましくは０．００３以下である。フィルム面内の屈折率が１．５１未満では、ポリビニルアルコール系樹脂が結晶性に乏しいため、フィルム強度に劣る傾向にあり、１．５４をこえると複屈折が増大する傾向がある。また、幅方向の屈折率変動が０．０１をこえると、偏光膜における線状欠陥が増大する傾向がある。２３℃、５０％ＲＨは屈折率測定の標準的な測定条件であるとともに、吸湿による屈折率低下や屈折率変動を抑えるために設定した。幅方向の屈折率は、フィルムを７日間２３℃、５０％ＲＨの環境に静置し、充分平衡に達した後、測定する。
【００４３】
また、本発明のポリビニルアルコール系フィルムのリタデーション値は、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。リタデーション値が３０ｎｍをこえると偏光膜に色ムラが生じやすい傾向がある。
【００４４】
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ダイラインがなく、また複屈折率が低いため、偏光性能（偏光度および単体透過率）の面内均一性に優れた、色ムラのない偏光膜の製造に、原反として好ましく用いられる。
【００４５】
以下、本発明のポリビニルアルコール系フィルムを用いた本発明の偏光膜の製造方法について説明する。
【００４６】
本発明の偏光膜は、通常の染色、延伸、ホウ酸架橋および熱処理などの工程を経て製造される。偏光膜の製造方法としては、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸してヨウ素または二色性染料の溶液に浸漬し染色したのち、ホウ素化合物処理する方法、延伸と染色を同時に行なったのち、ホウ素化合物処理する方法、ヨウ素または二色性染料により染色して延伸したのち、ホウ素化合物処理する方法、染色したのち、ホウ素化合物の溶液中で延伸する方法などがあり、適宜選択して用いることができる。このように、ポリビニルアルコール系フィルム（未延伸フィルム）は、延伸と染色、さらにホウ素化合物処理を別々に行なっても同時に行なってもよいが、染色工程、ホウ素化合物処理工程の少なくとも一方の工程中に一軸延伸を実施することが、生産性の点より望ましい。
【００４７】
延伸は一軸方向に３〜１０倍、好ましくは３．５〜６倍延伸することが望ましい。この際、延伸方向の直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度、またはそれ以上の延伸）を行なっても差し支えない。延伸時の温度は、４０〜１７０℃から選ぶのが望ましい。さらに、延伸倍率は最終的に前記範囲に設定されればよく、延伸操作は一段階段のみならず、製造工程の任意の範囲の段階に実施すればよい。
【００４８】
フィルムへの染色は、フィルムにヨウ素または二色性染料を含有する液体を接触させることによって行なわれる。通常は、ヨウ素−ヨウ化カリウムの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウムの濃度は１０〜５０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム／ヨウ素の重量比は２０〜１００が適当である。染色時間は３０〜５００秒程度が実用的である。処理浴の温度は５〜５０℃が好ましい。水溶液には、水溶媒以外に水と相溶性のある有機溶媒を少量含有させても差し支えない。接触手段としては浸漬、塗布、噴霧などの任意の手段が適用できる。
【００４９】
染色処理されたフィルムは、ついでホウ素化合物によって処理される。ホウ素化合物としてはホウ酸、ホウ砂が実用的である。ホウ素化合物は水溶液または水−有機溶媒混合液の形で濃度０．５〜２モル／Ｌ程度で用いられ、液中には少量のヨウ化カリウムを共存させるのが実用上望ましい。処理法は浸漬法が望ましいが、もちろん塗布法、噴霧法も実施可能である。処理時の温度は５０〜７０℃程度、処理時間は５〜２０分程度が好ましく、また必要に応じて処理中に延伸操作を行なってもよい。
【００５０】
本発明の偏光膜の偏光度は、好ましくは９９．７％以上、より好ましくは９９．８％以上である。９９．７％未満では、液晶ディスプレイの高精細化を達成できない。
【００５１】
なお、偏光度は、２枚の偏光膜を、その配向方向が同一方向になるように重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ11）と、２枚の偏光膜を、配向方向が互いに直交する方向になる様に重ね合わせた状態で、波長λにおいて測定した光線透過率（Ｈ1）より、下式にしたがって算出される。
〔（Ｈ11−Ｈ1）／（Ｈ11＋Ｈ1）〕1/2
【００５２】
このようにして得られる偏光膜は、その少なくとも片面に、光学的に等方性の高分子フィルムまたはシートを保護膜として積層接着して、偏光板として用いることもできる。本発明の偏光板に用いられる保護膜としては、たとえば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンエステル、ポリ−４−メチルペンテン、ポリフェニレンオキサイドなどのフィルムまたはシートが挙げられる。
【００５３】
また、偏光膜には、薄膜化を目的として、上記保護膜の代わりに、その方面または両面にウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレア樹脂などの硬化性樹脂を塗布し、積層させることもできる。
【００５４】
偏光膜（少なくとも片面に保護膜あるいは硬化性樹脂を積層させたものを含む）は、その一方の表面に必要に応じて、透明な感圧性接着剤層が通常知られている方法で形成されて、実用に供される場合もある。感圧性接着剤層としては、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステルと、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸などのα−モノオレフィンカルボン酸との共重合物（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールのようなビニル単量体を添加したものも含む。）を主体とするものが、偏光フィルムの偏光特性を阻害することがないのでとくに好ましいが、これに限定されることなく、透明性を有する感圧性接着剤であれば使用可能で、たとえばポリビニルエーテル系、ゴム系などでもよい。
【００５５】
本発明の偏光膜は、電子卓上計算機、電子時計、ワープロ、パソコン、携帯情報端末機、自動車や機械類の計器類などの液晶表示装置、サングラス、防目メガネ、立体メガネ、表示素子（ＣＲＴ、ＬＣＤなど）用反射低減層、医療機器、建築材料、玩具などに用いられる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。なお、実施例中「部」、「％」とあるのは特に断りのない限り重量基準である。
【００５７】
（１）重量平均分子量
ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳ法により以下の条件で測定する。
１）ＧＰＣ
装置：Ｗａｔｅｒｓ製２４４型ゲル浸透クロマトグラフ
カラム：東ソー（株）製ＴＳＫ−ｇｅｌ−ＧＭＰＷXL（内径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ、２本）
溶媒：０．１Ｍ−トリス緩衝液（ｐＨ７．９）
流速：０．５ｍｌ／分
温度：２３℃
試料濃度：０．０４０％
ろ過：東ソー（株）製０．４５μｍマイショリディスクＷ−２５−５
注入量：０．２ｍｌ
検出感度（示差屈折率検出器）：４倍
２）ＬＡＬＬＳ
装置：Ｃｈｒｏｍａｔｒｉｘ製ＫＭＸ−６型低角度レーザー光散乱光度計
温度：２３℃
波長：６３３ｎｍ
第２ビリアル係数×濃度：０ｍｏｌ／ｇ
屈折率濃度変化（ｄｎ／ｄｃ）：０．１５９ｍｌ／ｇ
フィルター：ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ製０．４５μｍフィルターＨＡＷＰ０１３００
ゲイン：８００ｍＶ
【００５８】
（２）９０℃における水溶液粘度
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製回転レオメーターＡＲ−１０００を用いて、以下の条件で定常流フロー法により測定する。
ヘッド：直径４ｃｍ、コーン型ヘッド（角度２°）
ギャップ：６０μｍ
せん断速度：０．４（１／秒）
【００５９】
（３）屈折率ｎＤ（２３℃）
（株）アタゴ製アッベ屈折率計を用いて、フィルム流れ方向の屈折率を、フィルム幅方向の両端部より０．５ｍｍ内側のところから１ｍｍ刻みで１００ｍｍにわたって合計１００点計測する。なお、測定に用いたフィルムは、２３℃、５０％ＲＨ環境下に７日間静置したものを用いる。
【００６０】
（４）ダイライン
暗室下で白色スクリーンと投影機の間にポリビニルアルコール系フィルムを配置して、スクリーンに写る陰影を観察する。
○：何も見えず均一である。
×：ダイラインが確認できる。
【００６１】
（５）リタデーション
得られたフィルムを、幅方向に対して中央部を基準にして幅（ＴＤ）４００ｍｍ×流れ（ＭＤ）５０ｍｍに切断し、短冊サンプルを作製する。ＫＯＢＲＡ−２１ＳＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて、幅方向の両端部より５ｍ内側のところから１０ｍｍピッチで合計４０点のリタデーション値を測定する。
【００６２】
（６）色ムラ
偏光膜をクロスニコル状態の２枚の偏光板（単体透過率４３．５％、偏光度９９．９％）の間に４５°の角度で挟んだ後に、表面照度１４０００ルックスのライトボックスを用いて、透過モードで線状の光学的色ムラを観察し、以下の基準で評価する。
○：色ムラなし
△：かすかに色ムラあり
×：色ムラあり
【００６３】
（７）偏光度
高速多波長複屈折測定装置（大塚電子（株）製：ＲＥＴＳ−２０００ 波長：５５０ｎｍ）を用いて測定した。
【００６４】
実施例１
（ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法）
５００ｌの溶解缶に、重量平均分子量１４００００、ケン化度９９．８モル％のポリビニルアルコール系樹脂３７ｋｇ、水１００ｋｇ、可塑剤としてグリセリン４．２ｋｇ、界面活性剤としてポリオキシエチレンドデシルアミン４０ｇを加え、１５０℃で１時間攪拌した。
【００６５】
得られた均一な溶液を、２軸押出機で脱泡した後、Ｔ型スリットダイ（ストレートマニホールドダイ）よりドラム型ロールに吐出（液温９０℃、粘度２７０Ｐａ・ｓ）、流延して製膜した。かかる流延製膜の条件は下記の通りである。
ドラム型ロール
直径（Ｒ１）：３２００ｍｍ、幅：４２００ｍｍ、回転速度：１０ｍ／分、表面温度：９０℃
【００６６】
得られた膜の表面と裏面とを下記の条件にて乾燥ロールに交互に通過させながら乾燥を行なった。
乾燥ロール
直径（Ｒ２）：３２０ｍｍ、幅：４０００ｍｍ、本数（ｎ）：１０本、回転速度：１０ｍ／分、表面温度：７０℃
【００６７】
得られたポリビニルアルコール系フィルム（幅３ｍ、長さ４０００ｍ、厚さ５０μｍ）はダイラインがなく、リタデーション値は２０ｎｍであった。
【００６８】
（偏光膜の製造方法）
さらに、得られたポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素０．２ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム１５ｇ／Ｌよりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、ついでホウ酸６０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／Ｌの組成の水溶液（５５℃）に浸漬するとともに、同時に４倍に一軸延伸しつつ５分間にわたってホウ酸処理を行なった。その後、乾燥して偏光膜を得た。得られた偏光膜に色ムラは観測されなかった。
【００６９】
実施例２〜４および比較例１〜２
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量とポリビニルアルコール系樹脂水溶液の樹脂濃度を表１の値とする以外は、実施例１と同様にしてポリビニルアルコール系フィルムならびに偏光膜を得た。得られたポリビニルアルコール系フィルムおよび偏光膜の性能は表１に示す通りであった。
【００７０】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
（式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。）
【請求項２】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の９０℃における粘度が、１６０〜３００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項３】
２３℃、５０％ＲＨにおけるフィルム面内の屈折率が１．５１〜１．５４であり、かつ幅方向の屈折率変動が０．０１以下であることを特徴とする請求項１または２記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項４】
リタデーション値が３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１、２または３記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項５】
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量が１４００００〜２６００００であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項６】
フィルム幅が３ｍ以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項７】
フィルム長さが４０００ｍ以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項８】
フィルム厚さが３０〜７０μｍであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項９】
偏光膜の原反フィルムとして用いることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載のポリビニルアルコール系フィルムからなることを特徴とする偏光膜。
【請求項１１】
請求項１０記載の偏光膜の少なくとも片面に保護膜を設けてなることを特徴とする偏光板。
【請求項１】
下記式（１）を満足するポリビニルアルコール系樹脂水溶液をキャスト法により製膜して得られることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム。
３．２×１０6≦Ｍ×Ｃ≦４．０×１０6 （１）
（式中、Ｍはポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量、Ｃはポリビニルアルコール系樹脂水溶液中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度（重量％）を表わす。）
【請求項２】
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液の９０℃における粘度が、１６０〜３００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項３】
２３℃、５０％ＲＨにおけるフィルム面内の屈折率が１．５１〜１．５４であり、かつ幅方向の屈折率変動が０．０１以下であることを特徴とする請求項１または２記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項４】
リタデーション値が３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１、２または３記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項５】
ポリビニルアルコール系樹脂の重量平均分子量が１４００００〜２６００００であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項６】
フィルム幅が３ｍ以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項７】
フィルム長さが４０００ｍ以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項８】
フィルム厚さが３０〜７０μｍであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項９】
偏光膜の原反フィルムとして用いることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載のポリビニルアルコール系フィルムからなることを特徴とする偏光膜。
【請求項１１】
請求項１０記載の偏光膜の少なくとも片面に保護膜を設けてなることを特徴とする偏光板。
【公開番号】特開２００６−１９９９２７（Ｐ２００６−１９９９２７Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０７４２７（Ｐ２００５−３０７４２７）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００４１０１）日本合成化学工業株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００４１０１）日本合成化学工業株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
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