偏光フィルムの製造方法
【課題】十分な製品幅を確保しつつ、良好な光学特性を有した偏光フィルムを製造する方法を提供する。
【解決手段】ポリビニルアルコール系フィルム１０を膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理の順に処理する工程の前または工程中に一軸延伸を行う偏光フィルムの製造方法において、前記ホウ酸処理工程で２つのニップロール３０、３０’間の周速差を利用して一軸延伸を行うにあたり、前記ポリビニルアルコール系フィルム１０の搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール３０、３０’間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロール２を配置したものである。
【解決手段】ポリビニルアルコール系フィルム１０を膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理の順に処理する工程の前または工程中に一軸延伸を行う偏光フィルムの製造方法において、前記ホウ酸処理工程で２つのニップロール３０、３０’間の周速差を利用して一軸延伸を行うにあたり、前記ポリビニルアルコール系フィルム１０の搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール３０、３０’間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロール２を配置したものである。
【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フィルムに膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理（架橋処理）、洗浄処理、乾燥処理の順に処理を行う工程の前または工程中に、少なくとも２つ以上のニップロールの周速差を利用して一軸延伸する偏光フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光フィルムとしては、従来から、ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素を吸着配向させたものが用いられている。すなわち、ヨウ素を二色性色素とするヨウ素系偏光フィルムや、二色性染料を二色性色素とする染料系偏光フィルムなどが知られている。これらの偏光フィルムは、通常、その少なくとも片面、好ましくは両面にポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤を介してトリアセチルセルロース等の保護フィルムを貼合して、偏光板とされ、液晶表示装置（ＬＣＤ）として、例えば、液晶テレビ、パソコン用モニター、携帯電話の表示画面等に用いられる
【０００３】
偏光フィルムの製造方法としては、ニップロール、ガイドロールを使用し、ポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬させて膨潤させた後、前記二色性色素で染色し、これを延伸し、ついでヨウ素をフィルムに定着させるためにポリビニルアルコール系フィルムをホウ酸処理（架橋処理）し、水洗した後、乾燥する方法が知られている。この際、処理浴前後のニップロールに周速差を与えてフィルムの延伸を行い、ガイドロールによってフィルムの搬送方向を変更し、処理液へのフィルムの導入、取り出しを行っている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、近年、偏光フィルムが使用されるＬＣＤの高品位化に伴い、偏光フィルムに、より傷や皺を少なく、折れ込みの無い偏光フィルムを製造するために、ガイドロールとしてスポンジ製のロールを使用する方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９５５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の偏光フィルムの製造方法では、処理槽の容積を小さくし、且つフィルムの浸漬時間を長くするという視点から、ガイドロールの数や位置が設定されている。また、従来の製造方法では、延伸によるフィルム幅の収縮や光学特性（偏光率等）の低下が発生していた。
【０００６】
本発明の課題は、十分な幅を確保しつつ、良好な光学特性を有する偏光フィルムの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特にホウ酸処理工程で２つのニップロール間の周速差を利用して一軸延伸を行う際、フィルムの搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロールを配置することにより、得られる偏光フィルムは十分な幅を確保しつつ、良好な光学特性を有するという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の偏光フィルムの製造方法は、以下の構成を有する。
（１）ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理の順に処理する工程の前または工程中に一軸延伸を行う偏光フィルムの製造方法において、ホウ酸処理工程で２つのニップロール間の周速差を利用して一軸延伸を行うにあたり、前記ポリビニルアルコール系フィルムの搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロールを配置することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
（２）前記スポンジゴム製のガイドロールのスポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２０〜６０度、密度が０．４〜０．６ｇ／ｃｍ3および表面粗さが１０〜３０Ｓである（１）記載の偏光フィルムの製造方法。
（３）前記スポンジゴム製のガイドロールを、３本以上１０本以下配置する（１）または（２）記載の偏光フィルムの製造方法。
（４）前記ホウ酸処理工程を複数有する（１）〜（３）のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
（５）前記複数のホウ酸処理工程のうち、少なくとも第一のホウ酸処理工程において、前記一軸延伸が行われる（４）記載の偏光フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の偏光フィルムの製造方法は、従来の偏光フィルムの製造方法と比較して、十分な製品幅を確保しつつ、良好な光学特性を持った偏光フィルムを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明におけるホウ酸処理槽での一軸延伸の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明におけるホウ酸処理槽での一軸延伸の他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（偏光フィルムの製造方法）
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリビニルアルコール系フィルムを形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したものが例示される。ケン化度としては、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％〜１００モル％である。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、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。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などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度としては、約１０００〜１００００、好ましくは約１５００〜５０００程度である。
【００１２】
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なども使用しうる。通常、偏光フィルム製造の開始材料としては、厚さが約２０μｍ〜１００μｍ、好ましくは約３０μｍ〜８０μｍのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの未延伸フィルムを用いる。工業的には、フィルムの幅は約１５００ｍｍ〜６０００ｍｍが実用的である。
この未延伸フィルムを、膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理（架橋処理）、水洗処理の順に処理し、最後に乾燥して得られるポリビニルアルコール系偏光フィルムの厚みは、例えば約５〜５０μｍ程度である。
【００１３】
本発明の偏光フィルムは、二色性色素を吸着配向せしめたポリビニルアルコール系一軸延伸フィルムであるが、その作製方法としては、未延伸のポリビニルアルコール系フィルムを水溶液で膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理および水洗処理の順に溶液処理し、ホウ酸処理工程および必要ならその前の工程で湿式または乾式にて一軸延伸を行い、最後に乾燥を行う方法である。本発明の作成方法は後者に属する。
【００１４】
本発明における一軸延伸は、ホウ酸処理工程を含む１つの工程で行ってもよく、２つ以上の工程で行っても良い。延伸方法は、後述するホウ酸処理工程における一軸延伸を除き、公知の方法を採用することができ、フィルムを搬送する２つのニップロール間に周速差をつけて延伸を行うロール間延伸、特許第２７３１８１３号公報に記載のような熱ロール延伸法、テンター延伸法などがある。また、基本的に工程の順序は、上記の通りであるが、処理浴の数や、処理条件などに制約は無い。
また、上記工程に記載の無い工程を別の目的で挿入することも自由であることは言うまでもない。この工程の例として、ホウ酸処理後に、ホウ酸を含まないヨウ化物水溶液による浸漬処理（ヨウ化物処理）またはホウ酸を含まない塩化亜鉛等を含有する水溶液による浸漬処理（亜鉛処理）工程等が挙げられる。
【００１５】
膨潤工程は、フィルム表面の異物除去、フィルム中の可塑剤除去、次工程での易染色性の付与、フィルムの可塑化などの目的で行われる。処理条件はこれらの目的が達成できる範囲で、かつ基材フィルムの極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定される。あらかじめ気体中で延伸したフィルムを膨潤させる場合には、例えば約２０℃〜７０℃、好ましくは約３０℃〜６０℃の水溶液にフィルムを浸漬して行われる。フィルムの浸漬時間は、約３０秒〜３００秒、更に好ましくは約６０秒〜２４０秒程度である。はじめから未延伸の原反フィルムを膨潤させる場合には、例えば約１０℃〜５０℃、好ましくは約２０℃〜４０℃の水溶液にフィルムを浸漬して行われる。フィルムの浸漬時間は、約３０秒〜３００秒、更に好ましくは約６０秒〜２４０秒程度である。
【００１６】
膨潤処理工程では、フィルムが幅方向に膨潤してフィルムにシワが入るなどの問題が生じやすいので、拡幅ロール（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、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップなど公知の拡幅装置でフィルムのシワを取りつつフィルムを搬送することが好ましい。浴中のフィルム搬送を安定化させる目的で、膨潤浴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）などを併用したりすることも有用である。本工程では、フィルムの走行方向にもフィルムが膨潤拡大するので、搬送方向のフィルムのたるみを無くすために、例えば処理槽前後の搬送ロールの速度をコントロールするなどの手段を講ずることが好ましい。また、使用する膨潤処理浴は、純水の他、ホウ酸（特開平１０−１５３７０９号公報に記載）、塩化物（特開平０６−２８１８１６号公報に記載）、無機酸、無機塩、水溶性有機溶媒、アルコール類などを約０．０１重量％〜１０重量％の範囲で添加した水溶液も使用可能である。
【００１７】
二色性色素による染色工程は、フィルムに二色性色素を吸着、配向させるなどの目的で行われる。処理条件はこれらの目的が達成できる範囲で、かつ基材フィルムの極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定される。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、例えば、約１０℃〜４５℃、好ましくは約２０℃〜３５℃の温度で、かつ重量比でヨウ素／ＫＩ／水＝約０．００３〜０．２／約０．１〜１０／１００の濃度で約３０秒〜６００秒、好ましくは約６０秒〜３００秒浸漬処理を行う。ヨウ化カリウムに代えて、他のヨウ化物、例えばヨウ化亜鉛などを用いてもよい。また、他のヨウ化物をヨウ化カリウムと併用しても良い。また、ヨウ化物以外の化合物、例えばホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルトなどを共存させてもよい。ホウ酸を添加する場合、ヨウ素を含む点で下記のホウ酸処理と区別される。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槽と見なせる。
【００１８】
二色性色素として水溶性二色性染料を用いる場合、例えば約２０℃〜８０℃、好ましくは約３０℃〜７０℃の温度で、かつ重量比で二色性染料／水＝約０．００１〜０．１／１００の濃度で約３０秒〜６００秒、好ましくは約６０秒〜３００秒浸漬処理を行う。使用する二色性染料の水溶液は、染色助剤などを有していてもよく、例えば硫酸ナトリウムなどの無機塩、界面活性剤などを含有していてもよい。二色性染料は単独でもよいし、２種類以上の二色性染料を同時に用いることもできる。
【００１９】
前記したように染色槽でフィルムを延伸させてもよい。延伸は染色槽の前後のニップロールに周速差を持たせるなどの方法で行われる。また、膨潤工程と同様に、拡幅ロール（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、クロスガイダー、ベンドバーなどを、染色浴中および／または浴出入り口に設置することもできる。
【００２０】
ホウ酸処理は、水１００重量部に対してホウ酸を約１〜１０重量部含有する水溶液に、二色性色素で染色したポリビニルアルコール系フィルムを浸漬することにより行われる。二色性色素がヨウ素の場合、ヨウ化物を約１〜３０重量部含有させることが好ましい。
ヨウ化物としてはヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛などが挙げられる。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、硫酸ナトリウムなどを共存させても良い。
このホウ酸処理は、架橋による耐水化や色相調整（青味がかるのを防止する等）等のために実施される。架橋による耐水化のための場合には、必要に応じて、ホウ酸以外に、またはホウ酸と共に、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどの架橋剤も使用することができる。
なお、耐水化のためのホウ酸処理を、耐水化処理、架橋処理、固定化処理などの名称で呼称する場合もある。また、色相調整のためのホウ酸処理を、補色処理、再染色処理などの名称で呼称する場合もある。
【００２１】
このホウ酸処理は、その目的によって、ホウ酸およびヨウ化物の濃度、処理浴の温度を適宜変更して行なわれる。
耐水化のためのホウ酸処理、色相調整のためのホウ酸処理は特に区別されるものではないが、下記の条件で実施される。
原反フィルムを膨潤、染色、ホウ酸処理をする場合で、ホウ酸処理が架橋による耐水化を目的としている時は、水１００重量部に対してホウ酸を約３〜１０重量部、ヨウ化物を約１〜２０重量部含有するホウ酸処理浴を使用し、通常、約５０℃〜７０℃、好ましくは５３℃〜６５℃の温度で行われる。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。
なお、予め延伸したフィルムを染色、ホウ酸処理を行う場合、ホウ酸処理浴の温度は、通常、約５０℃〜８５℃、好ましくは約５５℃〜８０℃である。
【００２２】
耐水化のためのホウ酸処理後、色相調整のためのホウ酸処理を行っても良い。例えば二色性染料がヨウ素の場合、この目的のためには、水１００重量部に対してホウ酸を約１〜５重量部、ヨウ化物を約３〜３０重量部含有するホウ酸処理浴を使用し、通常、約１０℃〜４５℃の温度で行われる。浸漬時間は、通常、１〜３００秒程度、好ましくは２〜１００秒である。
【００２３】
これらのホウ酸処理は複数の工程で行っても良く、通常、２〜５の工程で行われることが多い。この場合、各工程で使用するホウ酸処理槽の水溶液組成や温度は上記の範囲内で同じであっても、異なっていてもよい。上記耐水化のためのホウ酸処理、色相調整のためのホウ酸処理をそれぞれ複数の工程で行っても良い。
ホウ酸処理工程における偏光フィルムの延伸の最終的な積算延伸倍率は、約４．５〜７．０倍、好ましくは約５．０〜６．５倍であるのがよい。
【００２４】
ホウ酸処理後、水洗処理される。水洗処理は、例えば、耐水化および/または色調調整のためにホウ酸処理したポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬、水をシャワーとして噴霧、あるいは浸漬と噴霧を併用することによって行われる。水洗処理における水の温度は、通常、約２〜４０℃程度であり、浸漬時間は約２〜１２０秒程度であるのがよい。
その後、ポリビニルアルコール系フィルムを水洗し、乾燥炉中で約４０〜１００℃の温度で約６０〜６００秒乾燥させることにより、偏光フィルムを得ることができる。
【００２５】
（ホウ酸処理工程における一軸延伸）
本発明における延伸方法では、フィルムは、フィルムを送り出す２つのニップロール間で一軸延伸される。すなわち、フィルムの搬送方向における下流側のニップロールの周速度を上流側のニップロールの周速度よりも大きくして、フィルムに張力を与えて延伸する。
本発明では、フィルムを所定の溶液中に浸漬しながら延伸する、いわゆる湿式延伸法で行うのが好ましい。この湿式延伸法はフィルムが破断しにくく充分に延伸できるので、必要な光学特性が得やすく、乾式延伸法に比べて偏光度が高くなる。
【００２６】
以下、図面を用いて、本発明における一軸延伸の実施形態を詳しく説明する。図１は、本発明におけるホウ酸処理槽での一軸延伸の一実施形態を示す説明図であり、図２は、一軸延伸の他の実施形態を示す説明図である。
【００２７】
図１に示すホウ酸処理槽１には、ホウ酸水溶液４が入れられており、その中を通るポリビニルアルコール系フィルム１０の搬送方向の上流側にニップロール３０、下流側にニップロール３０’がそれぞれ設置されている。
上流側と下流側に配置された２つのニップロール３０、３０’間の距離をＬとすると、上流側のニップロール３０からＬ／３を過ぎた以降の位置に第一のガイドロールとしてスポンジゴム製のガイドロール２０が設けられており、第一のガイドロール２０以降にもスポンジゴム製のガイドロール２が、複数配置されている。なお、上記距離Ｌは各ニップロール３０、３０’の中心を結ぶ線分の長さをいう。
【００２８】
本発明では、ホウ酸処理工程で一軸延伸を行う際、第一のガイドロール２０は、２つのニップロール３０、３０’間の上流側のニップロール３０から１／３、より好ましくは１／２を過ぎた以降に配置される。「１／３を過ぎた以降」とは１／３の位置をも含んでいる。「１／２を過ぎた以降」も同様である。
一方、第一のガイドロール２０であるスポンジゴムロールを上流側のニップロール３０から１／３を過ぎた以降に配置すると、ポリビニルアルコール系フィルム１０が第一のガイドロール２０に接触するまでの時間が短くなるため、ポリビニルアルコール系フィルム１０の偏光度が低下し、且つ、フィルム幅方向の収縮が大きくなるためである。
【００２９】
図２に示すホウ酸処理槽１では、フィルム搬送方向の上流側のニップロール３０と第一のガイドロール２０（スポンジロール）との間にゴム製のガイドロール２１を配置している。また、第一のガイドロール２０は上流側のニップロール３０からＬ／３の位置に設けられている。
その他は、図１に示す実施形態と同様である。このように、上流側のニップロール３０からＬ／３以内に、スポンジロール以外の他のガイドロール２１を配置しても、ポリビニルアルコール系フィルム１０の偏光度の低下や幅方向の収縮を抑制することができる。
【００３０】
ホウ酸処理工程で一軸延伸を行う際には、上記スポンジゴムロールは統計で３本以上１０本以下を配置することが好ましい。
【００３１】
本発明において使用されるスポンジゴム製のガイドロールとしては、スポンジの硬度がＪＩＳ Ｋ ６３０１の試験方法で測定したＪＩＳショアＣスケールで２０〜６０度、より好ましくは２５〜５０度、密度が０.４〜０.６ｇ／ｃｍ3、より好ましくは０.４２〜０.５７ｇ／ｃｍ3および表面粗さがＪＩＳ Ｂ ０６０１（表面粗さ）の粗さ曲線の局部山頂の平均間隔Ｓで表して１０〜３０Ｓ、より好ましくは１５〜２５Ｓであることが好ましい。
【００３２】
延伸処理後のそれぞれの工程において、フィルムの張力がそれぞれ実質的に一定になるように張力制御を行ってもよい。
ホウ酸処理工程が複数のホウ酸処理工程からなる場合には、最初または最初から２段目までのホウ酸処理工程で前記フィルムを延伸し、延伸処理を行ったホウ酸処理工程の次のホウ酸処理工程から水洗工程までのそれぞれの工程において張力制御を行うか、最初から３段目までのホウ酸処理工程で前記フィルムを延伸し、延伸処理を行ったホウ酸処理工程の次のホウ酸処理工程から水洗工程までのそれぞれの工程において張力制御を行うことが好ましい。
ホウ酸処理後に、上記したヨウ化物処理または亜鉛処理を行う場合には、これらの工程についても張力制御を行う。
【００３３】
それぞれの工程における張力は同じであっても良く、異なっていても良い。
張力制御におけるフィルムへの張力は、特に限定されるものではなく、単位幅当たり、約１５０Ｎ／ｍ〜２０００Ｎ／ｍ、好ましくは約６００Ｎ／ｍ〜１５００Ｎ／ｍの範囲内で適宜設定される。張力が約１５０Ｎ／ｍを下回ると、フィルムにシワなどができやすくなる。一方、張力が約２０００Ｎ／ｍを超えると、フィルムの破断やベアリングの磨耗による低寿命化などの問題が生じる。また、この単位幅当たりの張力は、その工程の入口付近のフィルム幅と張力検出器の張力値から算出する。
なお、張力制御を行った場合に、不可避的に若干延伸・収縮される場合があるが、本発明においては、これは延伸処理に含めない。
【００３４】
原料のフィルムを一軸延伸すると、延伸方向と直交する方向、すなわちフィルムの幅方向に、ネックインと呼ばれる収縮が生じる。本発明では、第一のガイドロールであるスポンジゴムロールを２つのニップロール間の距離の上流側のニップロールから１／３を過ぎた以降に配置することにより、ネックイン率（フィルムの幅方向の収縮）を小さくすることができる。
【００３５】
本発明の製造工程中のそれぞれの処理液中のガイドロールが拡幅ロールである場合、これをスポンジゴム製の拡幅ロールとすることが好ましい。ポリビニルアルコール系フィルムは浴液吸収により長手、幅両方向に膨潤するが、特に幅方向の膨潤が終息しないまま張力をかけるとロール上で皺や折れ込みが発生する。スポンジゴム拡幅ロールを使用すると、その軽量性からフィルムにかける張力を大幅に低下させることが可能となり、同時にその高表面粗度に基づくフィルム把持力の高さから、低張力であっても十分な拡幅力を発揮でき、且つ拡幅ロールのもう一つの役割である蛇行防止機能も最大限発揮し、皺が少なくなり、折れ込みが無くなる。
【００３６】
このようにして製造された偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムを接着剤で貼合して偏光板が得られる。
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やポリエチレンナフタレート、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からなるフィルム、ポリカーボネート系樹脂からなるフィルム、シクロオレフィン系樹脂からなるフィルム、アクリル系樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルムが挙げられる。
【００３７】
接着剤と偏光フィルム及び／又は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。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら制限されるものではない。なお、評価は以下のように行った。
（１）フィルムのネックイン率（％）は、以下の式から求められる。
｛（延伸前のフィルム幅−延伸後のフィルム幅）／延伸前のフィルム幅｝×１００
（２）フィルムの光学性能は、（株）日本分光製の紫外可視分光光度計Ｖ７１００に偏光板をセットし、透過方向と吸収方向の偏光板の紫外可視スペクトルを測定し、単体透過率および偏光度（視感度補正偏光度）をＪＩＳ−Ｚ８７２９に準拠して計算にて求めた。
【００３９】
〔実施例１〕
厚さ７５μm のポリビニルアルコールフィルム（日本合成化学工業（株）社製、ＯＰＬフィルム、Ｍ−７５００、重合度２,６００）を３０℃の純水に、弛まないように緊張状態を保ったまま浸漬してポリビニルアルコールフィルムを十分に膨潤させた。次に、ヨウ素／ヨウ化カリウム／水からなる水溶液に浸漬しつつ、積算延伸倍率が２．２５倍になるまで一軸延伸を行った。
続いて図１に示すように、第一のホウ酸処理工程として、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で１２／４．２／１００ の５５℃水溶液４が入ったホウ酸処理槽１にポリビニルアルコールフィルム１０を浸漬しつつ原反からの積算延伸倍率が４．５倍になるまで一軸延伸を行った。該工程には、ガイドロールとしてスポンジゴムロール２、２０（スポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２５度、密度が０.４２ｇ／ｃｍ3、および表面粗さが２０Ｓ）を５本設置し、第一のガイドロール２０は２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／２の位置に設置した。
次に、第二のホウ酸処理工程として、第一のホウ酸処理工程と同一組成の溶液に浸漬しつつ原反からの積算延伸倍率が５．６倍になるまで延伸を行った。該工程には、スポンジゴム製のガイドロール２（スポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２５度、密度が０.４２ｇ／ｃｍ3、および表面粗さが２０Ｓ）を３本設置し、第一のガイドロール２０は２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から３／４の位置に設置した。その後ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で９／２．６／１００の４０℃水溶液にポリビニルアルコールフィルム１０を浸漬しつつ、最終的に５．９倍になるまで一軸延伸を行い、続いて６℃の純水で洗浄した後７０℃で３分乾燥して、偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．７３％、偏光度は９９．９９９０％であり、総ネックイン率は５４．１％であった。
【００４０】
〔実施例２〕
第一のホウ酸処理工程におけるガイドロール２の本数を３本とし、第一のガイドロール２０を２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から３／４の位置に設置した以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．８０％、偏光度は９９．９９９０％であり、総ネックイン率は５４．５％であった。
【００４１】
〔実施例３〕
第一のホウ酸処理工程におけるガイドロール２の本数を７本とし、第一のガイドロール２０を２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／３の位置に設置した以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．７５％、偏光度は９９．９９８８％であり、総ネックイン率は５３．０％であった。
【００４２】
〔比較例１〕
第一のホウ酸処理工程におけるガイドロール２、２０として、スポンジゴムロールに代えて、ゴム硬度がＪＩＳショアＣスケールで８０度、密度が１．３ｇ／ｃｍ3、および表面粗さが０．６ＳであるＮＢＲゴム製のガイドロールを用いた以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．８１％、偏光度は９９．９９９０%であったが、総ネックイン率は５５．５％と十分な幅を確保することができなかった。
【００４３】
〔比較例２〕
第一のホウ酸処理工程における第一のガイドロール２０を２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／１０の位置に設置し、第五のガイドロールを２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／２の位置となるように配置した以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．８０％、偏光度は９９．９９７７％であり、総ネックイン率は５２．５％であった。
【００４４】
上記した実施例１〜３および比較例１、２の結果を以下に示す。
◎
【表１】
上記した表１より、実施例１〜３は、偏光フィルムの単体透過率、偏光度および総ネックイン率がいずれも良好で優れた製品幅を示しており、光学特性に優れていることがわかった。
また、比較例１は、ゴム製のガイドロールを用いたため、総ネックイン率が低くなり、比較例２は、第一のガイドロール２０の位置が上流側から１／１０と実施例より短く、且つ最後の第五ガイドロールの位置を、２つのニップロール３０、３０’間の距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／２に配置したため、偏光度が実施例より劣る結果となった。
【符号の説明】
【００４５】
１:ホウ酸処理槽、２:ガイドロール、４:ホウ酸水溶液
１０:ポリビニルアルコールフィルム、
２０:第一のガイドロール、３０、３０’:ニップロール、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリビニルアルコールフィルムに膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理（架橋処理）、洗浄処理、乾燥処理の順に処理を行う工程の前または工程中に、少なくとも２つ以上のニップロールの周速差を利用して一軸延伸する偏光フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光フィルムとしては、従来から、ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素を吸着配向させたものが用いられている。すなわち、ヨウ素を二色性色素とするヨウ素系偏光フィルムや、二色性染料を二色性色素とする染料系偏光フィルムなどが知られている。これらの偏光フィルムは、通常、その少なくとも片面、好ましくは両面にポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤を介してトリアセチルセルロース等の保護フィルムを貼合して、偏光板とされ、液晶表示装置（ＬＣＤ）として、例えば、液晶テレビ、パソコン用モニター、携帯電話の表示画面等に用いられる
【０００３】
偏光フィルムの製造方法としては、ニップロール、ガイドロールを使用し、ポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬させて膨潤させた後、前記二色性色素で染色し、これを延伸し、ついでヨウ素をフィルムに定着させるためにポリビニルアルコール系フィルムをホウ酸処理（架橋処理）し、水洗した後、乾燥する方法が知られている。この際、処理浴前後のニップロールに周速差を与えてフィルムの延伸を行い、ガイドロールによってフィルムの搬送方向を変更し、処理液へのフィルムの導入、取り出しを行っている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、近年、偏光フィルムが使用されるＬＣＤの高品位化に伴い、偏光フィルムに、より傷や皺を少なく、折れ込みの無い偏光フィルムを製造するために、ガイドロールとしてスポンジ製のロールを使用する方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８９５５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の偏光フィルムの製造方法では、処理槽の容積を小さくし、且つフィルムの浸漬時間を長くするという視点から、ガイドロールの数や位置が設定されている。また、従来の製造方法では、延伸によるフィルム幅の収縮や光学特性（偏光率等）の低下が発生していた。
【０００６】
本発明の課題は、十分な幅を確保しつつ、良好な光学特性を有する偏光フィルムの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特にホウ酸処理工程で２つのニップロール間の周速差を利用して一軸延伸を行う際、フィルムの搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロールを配置することにより、得られる偏光フィルムは十分な幅を確保しつつ、良好な光学特性を有するという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の偏光フィルムの製造方法は、以下の構成を有する。
（１）ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理の順に処理する工程の前または工程中に一軸延伸を行う偏光フィルムの製造方法において、ホウ酸処理工程で２つのニップロール間の周速差を利用して一軸延伸を行うにあたり、前記ポリビニルアルコール系フィルムの搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロールを配置することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
（２）前記スポンジゴム製のガイドロールのスポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２０〜６０度、密度が０．４〜０．６ｇ／ｃｍ3および表面粗さが１０〜３０Ｓである（１）記載の偏光フィルムの製造方法。
（３）前記スポンジゴム製のガイドロールを、３本以上１０本以下配置する（１）または（２）記載の偏光フィルムの製造方法。
（４）前記ホウ酸処理工程を複数有する（１）〜（３）のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
（５）前記複数のホウ酸処理工程のうち、少なくとも第一のホウ酸処理工程において、前記一軸延伸が行われる（４）記載の偏光フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の偏光フィルムの製造方法は、従来の偏光フィルムの製造方法と比較して、十分な製品幅を確保しつつ、良好な光学特性を持った偏光フィルムを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明におけるホウ酸処理槽での一軸延伸の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明におけるホウ酸処理槽での一軸延伸の他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（偏光フィルムの製造方法）
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリビニルアルコール系フィルムを形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したものが例示される。ケン化度としては、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％〜１００モル％である。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、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。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などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度としては、約１０００〜１００００、好ましくは約１５００〜５０００程度である。
【００１２】
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なども使用しうる。通常、偏光フィルム製造の開始材料としては、厚さが約２０μｍ〜１００μｍ、好ましくは約３０μｍ〜８０μｍのポリビニルアルコール系樹脂フィルムの未延伸フィルムを用いる。工業的には、フィルムの幅は約１５００ｍｍ〜６０００ｍｍが実用的である。
この未延伸フィルムを、膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理（架橋処理）、水洗処理の順に処理し、最後に乾燥して得られるポリビニルアルコール系偏光フィルムの厚みは、例えば約５〜５０μｍ程度である。
【００１３】
本発明の偏光フィルムは、二色性色素を吸着配向せしめたポリビニルアルコール系一軸延伸フィルムであるが、その作製方法としては、未延伸のポリビニルアルコール系フィルムを水溶液で膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理および水洗処理の順に溶液処理し、ホウ酸処理工程および必要ならその前の工程で湿式または乾式にて一軸延伸を行い、最後に乾燥を行う方法である。本発明の作成方法は後者に属する。
【００１４】
本発明における一軸延伸は、ホウ酸処理工程を含む１つの工程で行ってもよく、２つ以上の工程で行っても良い。延伸方法は、後述するホウ酸処理工程における一軸延伸を除き、公知の方法を採用することができ、フィルムを搬送する２つのニップロール間に周速差をつけて延伸を行うロール間延伸、特許第２７３１８１３号公報に記載のような熱ロール延伸法、テンター延伸法などがある。また、基本的に工程の順序は、上記の通りであるが、処理浴の数や、処理条件などに制約は無い。
また、上記工程に記載の無い工程を別の目的で挿入することも自由であることは言うまでもない。この工程の例として、ホウ酸処理後に、ホウ酸を含まないヨウ化物水溶液による浸漬処理（ヨウ化物処理）またはホウ酸を含まない塩化亜鉛等を含有する水溶液による浸漬処理（亜鉛処理）工程等が挙げられる。
【００１５】
膨潤工程は、フィルム表面の異物除去、フィルム中の可塑剤除去、次工程での易染色性の付与、フィルムの可塑化などの目的で行われる。処理条件はこれらの目的が達成できる範囲で、かつ基材フィルムの極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定される。あらかじめ気体中で延伸したフィルムを膨潤させる場合には、例えば約２０℃〜７０℃、好ましくは約３０℃〜６０℃の水溶液にフィルムを浸漬して行われる。フィルムの浸漬時間は、約３０秒〜３００秒、更に好ましくは約６０秒〜２４０秒程度である。はじめから未延伸の原反フィルムを膨潤させる場合には、例えば約１０℃〜５０℃、好ましくは約２０℃〜４０℃の水溶液にフィルムを浸漬して行われる。フィルムの浸漬時間は、約３０秒〜３００秒、更に好ましくは約６０秒〜２４０秒程度である。
【００１６】
膨潤処理工程では、フィルムが幅方向に膨潤してフィルムにシワが入るなどの問題が生じやすいので、拡幅ロール（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、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップなど公知の拡幅装置でフィルムのシワを取りつつフィルムを搬送することが好ましい。浴中のフィルム搬送を安定化させる目的で、膨潤浴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）などを併用したりすることも有用である。本工程では、フィルムの走行方向にもフィルムが膨潤拡大するので、搬送方向のフィルムのたるみを無くすために、例えば処理槽前後の搬送ロールの速度をコントロールするなどの手段を講ずることが好ましい。また、使用する膨潤処理浴は、純水の他、ホウ酸（特開平１０−１５３７０９号公報に記載）、塩化物（特開平０６−２８１８１６号公報に記載）、無機酸、無機塩、水溶性有機溶媒、アルコール類などを約０．０１重量％〜１０重量％の範囲で添加した水溶液も使用可能である。
【００１７】
二色性色素による染色工程は、フィルムに二色性色素を吸着、配向させるなどの目的で行われる。処理条件はこれらの目的が達成できる範囲で、かつ基材フィルムの極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定される。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、例えば、約１０℃〜４５℃、好ましくは約２０℃〜３５℃の温度で、かつ重量比でヨウ素／ＫＩ／水＝約０．００３〜０．２／約０．１〜１０／１００の濃度で約３０秒〜６００秒、好ましくは約６０秒〜３００秒浸漬処理を行う。ヨウ化カリウムに代えて、他のヨウ化物、例えばヨウ化亜鉛などを用いてもよい。また、他のヨウ化物をヨウ化カリウムと併用しても良い。また、ヨウ化物以外の化合物、例えばホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルトなどを共存させてもよい。ホウ酸を添加する場合、ヨウ素を含む点で下記のホウ酸処理と区別される。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槽と見なせる。
【００１８】
二色性色素として水溶性二色性染料を用いる場合、例えば約２０℃〜８０℃、好ましくは約３０℃〜７０℃の温度で、かつ重量比で二色性染料／水＝約０．００１〜０．１／１００の濃度で約３０秒〜６００秒、好ましくは約６０秒〜３００秒浸漬処理を行う。使用する二色性染料の水溶液は、染色助剤などを有していてもよく、例えば硫酸ナトリウムなどの無機塩、界面活性剤などを含有していてもよい。二色性染料は単独でもよいし、２種類以上の二色性染料を同時に用いることもできる。
【００１９】
前記したように染色槽でフィルムを延伸させてもよい。延伸は染色槽の前後のニップロールに周速差を持たせるなどの方法で行われる。また、膨潤工程と同様に、拡幅ロール（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、クロスガイダー、ベンドバーなどを、染色浴中および／または浴出入り口に設置することもできる。
【００２０】
ホウ酸処理は、水１００重量部に対してホウ酸を約１〜１０重量部含有する水溶液に、二色性色素で染色したポリビニルアルコール系フィルムを浸漬することにより行われる。二色性色素がヨウ素の場合、ヨウ化物を約１〜３０重量部含有させることが好ましい。
ヨウ化物としてはヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛などが挙げられる。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、硫酸ナトリウムなどを共存させても良い。
このホウ酸処理は、架橋による耐水化や色相調整（青味がかるのを防止する等）等のために実施される。架橋による耐水化のための場合には、必要に応じて、ホウ酸以外に、またはホウ酸と共に、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどの架橋剤も使用することができる。
なお、耐水化のためのホウ酸処理を、耐水化処理、架橋処理、固定化処理などの名称で呼称する場合もある。また、色相調整のためのホウ酸処理を、補色処理、再染色処理などの名称で呼称する場合もある。
【００２１】
このホウ酸処理は、その目的によって、ホウ酸およびヨウ化物の濃度、処理浴の温度を適宜変更して行なわれる。
耐水化のためのホウ酸処理、色相調整のためのホウ酸処理は特に区別されるものではないが、下記の条件で実施される。
原反フィルムを膨潤、染色、ホウ酸処理をする場合で、ホウ酸処理が架橋による耐水化を目的としている時は、水１００重量部に対してホウ酸を約３〜１０重量部、ヨウ化物を約１〜２０重量部含有するホウ酸処理浴を使用し、通常、約５０℃〜７０℃、好ましくは５３℃〜６５℃の温度で行われる。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。
なお、予め延伸したフィルムを染色、ホウ酸処理を行う場合、ホウ酸処理浴の温度は、通常、約５０℃〜８５℃、好ましくは約５５℃〜８０℃である。
【００２２】
耐水化のためのホウ酸処理後、色相調整のためのホウ酸処理を行っても良い。例えば二色性染料がヨウ素の場合、この目的のためには、水１００重量部に対してホウ酸を約１〜５重量部、ヨウ化物を約３〜３０重量部含有するホウ酸処理浴を使用し、通常、約１０℃〜４５℃の温度で行われる。浸漬時間は、通常、１〜３００秒程度、好ましくは２〜１００秒である。
【００２３】
これらのホウ酸処理は複数の工程で行っても良く、通常、２〜５の工程で行われることが多い。この場合、各工程で使用するホウ酸処理槽の水溶液組成や温度は上記の範囲内で同じであっても、異なっていてもよい。上記耐水化のためのホウ酸処理、色相調整のためのホウ酸処理をそれぞれ複数の工程で行っても良い。
ホウ酸処理工程における偏光フィルムの延伸の最終的な積算延伸倍率は、約４．５〜７．０倍、好ましくは約５．０〜６．５倍であるのがよい。
【００２４】
ホウ酸処理後、水洗処理される。水洗処理は、例えば、耐水化および/または色調調整のためにホウ酸処理したポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬、水をシャワーとして噴霧、あるいは浸漬と噴霧を併用することによって行われる。水洗処理における水の温度は、通常、約２〜４０℃程度であり、浸漬時間は約２〜１２０秒程度であるのがよい。
その後、ポリビニルアルコール系フィルムを水洗し、乾燥炉中で約４０〜１００℃の温度で約６０〜６００秒乾燥させることにより、偏光フィルムを得ることができる。
【００２５】
（ホウ酸処理工程における一軸延伸）
本発明における延伸方法では、フィルムは、フィルムを送り出す２つのニップロール間で一軸延伸される。すなわち、フィルムの搬送方向における下流側のニップロールの周速度を上流側のニップロールの周速度よりも大きくして、フィルムに張力を与えて延伸する。
本発明では、フィルムを所定の溶液中に浸漬しながら延伸する、いわゆる湿式延伸法で行うのが好ましい。この湿式延伸法はフィルムが破断しにくく充分に延伸できるので、必要な光学特性が得やすく、乾式延伸法に比べて偏光度が高くなる。
【００２６】
以下、図面を用いて、本発明における一軸延伸の実施形態を詳しく説明する。図１は、本発明におけるホウ酸処理槽での一軸延伸の一実施形態を示す説明図であり、図２は、一軸延伸の他の実施形態を示す説明図である。
【００２７】
図１に示すホウ酸処理槽１には、ホウ酸水溶液４が入れられており、その中を通るポリビニルアルコール系フィルム１０の搬送方向の上流側にニップロール３０、下流側にニップロール３０’がそれぞれ設置されている。
上流側と下流側に配置された２つのニップロール３０、３０’間の距離をＬとすると、上流側のニップロール３０からＬ／３を過ぎた以降の位置に第一のガイドロールとしてスポンジゴム製のガイドロール２０が設けられており、第一のガイドロール２０以降にもスポンジゴム製のガイドロール２が、複数配置されている。なお、上記距離Ｌは各ニップロール３０、３０’の中心を結ぶ線分の長さをいう。
【００２８】
本発明では、ホウ酸処理工程で一軸延伸を行う際、第一のガイドロール２０は、２つのニップロール３０、３０’間の上流側のニップロール３０から１／３、より好ましくは１／２を過ぎた以降に配置される。「１／３を過ぎた以降」とは１／３の位置をも含んでいる。「１／２を過ぎた以降」も同様である。
一方、第一のガイドロール２０であるスポンジゴムロールを上流側のニップロール３０から１／３を過ぎた以降に配置すると、ポリビニルアルコール系フィルム１０が第一のガイドロール２０に接触するまでの時間が短くなるため、ポリビニルアルコール系フィルム１０の偏光度が低下し、且つ、フィルム幅方向の収縮が大きくなるためである。
【００２９】
図２に示すホウ酸処理槽１では、フィルム搬送方向の上流側のニップロール３０と第一のガイドロール２０（スポンジロール）との間にゴム製のガイドロール２１を配置している。また、第一のガイドロール２０は上流側のニップロール３０からＬ／３の位置に設けられている。
その他は、図１に示す実施形態と同様である。このように、上流側のニップロール３０からＬ／３以内に、スポンジロール以外の他のガイドロール２１を配置しても、ポリビニルアルコール系フィルム１０の偏光度の低下や幅方向の収縮を抑制することができる。
【００３０】
ホウ酸処理工程で一軸延伸を行う際には、上記スポンジゴムロールは統計で３本以上１０本以下を配置することが好ましい。
【００３１】
本発明において使用されるスポンジゴム製のガイドロールとしては、スポンジの硬度がＪＩＳ Ｋ ６３０１の試験方法で測定したＪＩＳショアＣスケールで２０〜６０度、より好ましくは２５〜５０度、密度が０.４〜０.６ｇ／ｃｍ3、より好ましくは０.４２〜０.５７ｇ／ｃｍ3および表面粗さがＪＩＳ Ｂ ０６０１（表面粗さ）の粗さ曲線の局部山頂の平均間隔Ｓで表して１０〜３０Ｓ、より好ましくは１５〜２５Ｓであることが好ましい。
【００３２】
延伸処理後のそれぞれの工程において、フィルムの張力がそれぞれ実質的に一定になるように張力制御を行ってもよい。
ホウ酸処理工程が複数のホウ酸処理工程からなる場合には、最初または最初から２段目までのホウ酸処理工程で前記フィルムを延伸し、延伸処理を行ったホウ酸処理工程の次のホウ酸処理工程から水洗工程までのそれぞれの工程において張力制御を行うか、最初から３段目までのホウ酸処理工程で前記フィルムを延伸し、延伸処理を行ったホウ酸処理工程の次のホウ酸処理工程から水洗工程までのそれぞれの工程において張力制御を行うことが好ましい。
ホウ酸処理後に、上記したヨウ化物処理または亜鉛処理を行う場合には、これらの工程についても張力制御を行う。
【００３３】
それぞれの工程における張力は同じであっても良く、異なっていても良い。
張力制御におけるフィルムへの張力は、特に限定されるものではなく、単位幅当たり、約１５０Ｎ／ｍ〜２０００Ｎ／ｍ、好ましくは約６００Ｎ／ｍ〜１５００Ｎ／ｍの範囲内で適宜設定される。張力が約１５０Ｎ／ｍを下回ると、フィルムにシワなどができやすくなる。一方、張力が約２０００Ｎ／ｍを超えると、フィルムの破断やベアリングの磨耗による低寿命化などの問題が生じる。また、この単位幅当たりの張力は、その工程の入口付近のフィルム幅と張力検出器の張力値から算出する。
なお、張力制御を行った場合に、不可避的に若干延伸・収縮される場合があるが、本発明においては、これは延伸処理に含めない。
【００３４】
原料のフィルムを一軸延伸すると、延伸方向と直交する方向、すなわちフィルムの幅方向に、ネックインと呼ばれる収縮が生じる。本発明では、第一のガイドロールであるスポンジゴムロールを２つのニップロール間の距離の上流側のニップロールから１／３を過ぎた以降に配置することにより、ネックイン率（フィルムの幅方向の収縮）を小さくすることができる。
【００３５】
本発明の製造工程中のそれぞれの処理液中のガイドロールが拡幅ロールである場合、これをスポンジゴム製の拡幅ロールとすることが好ましい。ポリビニルアルコール系フィルムは浴液吸収により長手、幅両方向に膨潤するが、特に幅方向の膨潤が終息しないまま張力をかけるとロール上で皺や折れ込みが発生する。スポンジゴム拡幅ロールを使用すると、その軽量性からフィルムにかける張力を大幅に低下させることが可能となり、同時にその高表面粗度に基づくフィルム把持力の高さから、低張力であっても十分な拡幅力を発揮でき、且つ拡幅ロールのもう一つの役割である蛇行防止機能も最大限発揮し、皺が少なくなり、折れ込みが無くなる。
【００３６】
このようにして製造された偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムを接着剤で貼合して偏光板が得られる。
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やポリエチレンナフタレート、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からなるフィルム、ポリカーボネート系樹脂からなるフィルム、シクロオレフィン系樹脂からなるフィルム、アクリル系樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルムが挙げられる。
【００３７】
接着剤と偏光フィルム及び／又は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。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら制限されるものではない。なお、評価は以下のように行った。
（１）フィルムのネックイン率（％）は、以下の式から求められる。
｛（延伸前のフィルム幅−延伸後のフィルム幅）／延伸前のフィルム幅｝×１００
（２）フィルムの光学性能は、（株）日本分光製の紫外可視分光光度計Ｖ７１００に偏光板をセットし、透過方向と吸収方向の偏光板の紫外可視スペクトルを測定し、単体透過率および偏光度（視感度補正偏光度）をＪＩＳ−Ｚ８７２９に準拠して計算にて求めた。
【００３９】
〔実施例１〕
厚さ７５μm のポリビニルアルコールフィルム（日本合成化学工業（株）社製、ＯＰＬフィルム、Ｍ−７５００、重合度２,６００）を３０℃の純水に、弛まないように緊張状態を保ったまま浸漬してポリビニルアルコールフィルムを十分に膨潤させた。次に、ヨウ素／ヨウ化カリウム／水からなる水溶液に浸漬しつつ、積算延伸倍率が２．２５倍になるまで一軸延伸を行った。
続いて図１に示すように、第一のホウ酸処理工程として、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で１２／４．２／１００ の５５℃水溶液４が入ったホウ酸処理槽１にポリビニルアルコールフィルム１０を浸漬しつつ原反からの積算延伸倍率が４．５倍になるまで一軸延伸を行った。該工程には、ガイドロールとしてスポンジゴムロール２、２０（スポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２５度、密度が０.４２ｇ／ｃｍ3、および表面粗さが２０Ｓ）を５本設置し、第一のガイドロール２０は２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／２の位置に設置した。
次に、第二のホウ酸処理工程として、第一のホウ酸処理工程と同一組成の溶液に浸漬しつつ原反からの積算延伸倍率が５．６倍になるまで延伸を行った。該工程には、スポンジゴム製のガイドロール２（スポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２５度、密度が０.４２ｇ／ｃｍ3、および表面粗さが２０Ｓ）を３本設置し、第一のガイドロール２０は２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から３／４の位置に設置した。その後ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で９／２．６／１００の４０℃水溶液にポリビニルアルコールフィルム１０を浸漬しつつ、最終的に５．９倍になるまで一軸延伸を行い、続いて６℃の純水で洗浄した後７０℃で３分乾燥して、偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．７３％、偏光度は９９．９９９０％であり、総ネックイン率は５４．１％であった。
【００４０】
〔実施例２〕
第一のホウ酸処理工程におけるガイドロール２の本数を３本とし、第一のガイドロール２０を２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から３／４の位置に設置した以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．８０％、偏光度は９９．９９９０％であり、総ネックイン率は５４．５％であった。
【００４１】
〔実施例３〕
第一のホウ酸処理工程におけるガイドロール２の本数を７本とし、第一のガイドロール２０を２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／３の位置に設置した以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．７５％、偏光度は９９．９９８８％であり、総ネックイン率は５３．０％であった。
【００４２】
〔比較例１〕
第一のホウ酸処理工程におけるガイドロール２、２０として、スポンジゴムロールに代えて、ゴム硬度がＪＩＳショアＣスケールで８０度、密度が１．３ｇ／ｃｍ3、および表面粗さが０．６ＳであるＮＢＲゴム製のガイドロールを用いた以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．８１％、偏光度は９９．９９９０%であったが、総ネックイン率は５５．５％と十分な幅を確保することができなかった。
【００４３】
〔比較例２〕
第一のホウ酸処理工程における第一のガイドロール２０を２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／１０の位置に設置し、第五のガイドロールを２つのニップロール３０、３０’間距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／２の位置となるように配置した以外は実施例１と同様にして偏光フィルムを得た。この偏光フィルムの単体透過率は４１．８０％、偏光度は９９．９９７７％であり、総ネックイン率は５２．５％であった。
【００４４】
上記した実施例１〜３および比較例１、２の結果を以下に示す。
◎
【表１】
上記した表１より、実施例１〜３は、偏光フィルムの単体透過率、偏光度および総ネックイン率がいずれも良好で優れた製品幅を示しており、光学特性に優れていることがわかった。
また、比較例１は、ゴム製のガイドロールを用いたため、総ネックイン率が低くなり、比較例２は、第一のガイドロール２０の位置が上流側から１／１０と実施例より短く、且つ最後の第五ガイドロールの位置を、２つのニップロール３０、３０’間の距離Ｌのフィルムの搬送方向の上流側から１／２に配置したため、偏光度が実施例より劣る結果となった。
【符号の説明】
【００４５】
１:ホウ酸処理槽、２:ガイドロール、４:ホウ酸水溶液
１０:ポリビニルアルコールフィルム、
２０:第一のガイドロール、３０、３０’:ニップロール、
【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膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理の順に処理する工程の前または工程中に一軸延伸を行う偏光フィルムの製造方法において、
前記ホウ酸処理工程で２つのニップロール間の周速差を利用して一軸延伸を行うにあたり、前記ポリビニルアルコール系フィルムの搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロールを配置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】
前記スポンジゴム製のガイドロールのスポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２０〜６０度、密度が０．４〜０．６ｇ／ｃｍ3および表面粗さが１０〜３０Ｓである請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記スポンジゴム製のガイドロールを、３本以上１０本以下配置する請求項１または２記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記ホウ酸処理工程を複数有する請求項１〜３のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記複数のホウ酸処理工程のうち、少なくとも第一のホウ酸処理工程において、前記一軸延伸が行われる請求項４記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項１】
ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤処理、染色処理、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理の順に処理する工程の前または工程中に一軸延伸を行う偏光フィルムの製造方法において、
前記ホウ酸処理工程で２つのニップロール間の周速差を利用して一軸延伸を行うにあたり、前記ポリビニルアルコール系フィルムの搬送方向の上流側および下流側にそれぞれ配置された２つのニップロール間の上流側から前記ニップロール間距離の１／３を過ぎた以降に、スポンジゴム製のガイドロールを配置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】
前記スポンジゴム製のガイドロールのスポンジの硬度がＪＩＳショアＣスケールで２０〜６０度、密度が０．４〜０．６ｇ／ｃｍ3および表面粗さが１０〜３０Ｓである請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記スポンジゴム製のガイドロールを、３本以上１０本以下配置する請求項１または２記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記ホウ酸処理工程を複数有する請求項１〜３のいずれかに記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記複数のホウ酸処理工程のうち、少なくとも第一のホウ酸処理工程において、前記一軸延伸が行われる請求項４記載の偏光フィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１６４５５３（Ｐ２０１１−１６４５５３Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０６７５（Ｐ２０１０−３０６７５）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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