偏光子の製造方法
【課題】傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない外観に優れる偏光子の製造方法を提供する。
【解決手段】ポリビニルアルコール系フィルム２に、膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を行う際に、少なくとも１つの処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロール１を少なくとも１つ用いて延伸を行い、ポリビニルアルコール系フィルム２が拡幅ロール１から離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置する。−４０°≦θ≦４０°（１）
【解決手段】ポリビニルアルコール系フィルム２に、膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を行う際に、少なくとも１つの処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロール１を少なくとも１つ用いて延伸を行い、ポリビニルアルコール系フィルム２が拡幅ロール１から離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置する。−４０°≦θ≦４０°（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は偏光子の製造方法に関する。また本発明は当該偏光子を用いた偏光板に関する。前記偏光子、偏光板はこれ単独で、またはこれを積層した光学フィルムとして液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等のフラットパネルディスプレー等の画像表示装置を形成しうる。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置などに用いられる偏光子としては、ポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素や二色性染料などで染色し、一軸延伸して形成された吸収二色性偏光子が広く用いられている。また、前記偏光子は、偏光子の両側または片側に鹸化処理したトリアセチルセルロースなどの透明保護フィルムを貼り合わせて、強度を補った偏光板として用いられている。
【０００３】
偏光子の製造は、ポリビニルアルコール系フィルムの膨潤工程、染色工程、架橋工程、及び延伸工程に大きく分けられる。実際には、膨潤工程、染色工程、及び架橋工程のどの工程においても同時に延伸していることが多く、延伸工程と他の各工程とを区分することができない場合が多い。また、膨潤工程、染色工程、又は架橋工程の前後には、それぞれ洗浄浴を設けて洗浄工程を施す場合がある。
【０００４】
偏光子の製造にあたり、湿式延伸工程においては、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸浴中で搬送又は延伸する際に、ポリビニルアルコール系フィルムが流れ方向に折れ重なるフィルム折れが発生する。特に、延伸浴中のガイドロール通過時、又は延伸浴の両側にあるピンチロール通過時には、フィルム折れ部分がロールに押し付けられて、その重なり部分にフィルム折れの型が付いて、その部分にスジ状の折れ跡が残ったり、その部分が染色スジとして現れたり、さらには、ポリビニルアルコール系フィルムが折れ重なった状態のまま偏光子となり、その部分が不良（欠点）となる問題がある。
【０００５】
近年、偏光子が用いられる液晶表示装置の高品位化に伴い、従来の偏光子よりも傷及び皺が少なく、折れ込みのない偏光子の開発が望まれている。このような偏光子を製造する方法として、例えば以下の技術が提案されている。
【０００６】
特許文献１では、処理液中の少なくとも一つのガイドロールとして拡幅ロールを用い、下記の数式（１）で求める拡幅ロールが有する最大拡幅量βと下記の数式（２）で求めるフィルムが拡幅ロールに接触する間におけるフィルムの幅方向の膨張量γとの関係が、（ａ）β＞γとなる位置に拡幅ロールを配置する、および／または（ｂ）β＞γとなる形状の拡幅ロールを用いることを特徴とする偏光フィルムの製造方法が提案されている。
β＝Ｂ１×α×ｒ／Ｒ ・・・・・・・・・（１）
（式中、Ｂ１は拡幅ロールに接触するフィルム幅、αは拡幅ロールの接触角、ｒは拡幅ロールの半径、Ｒは拡幅ロールの曲率半径を表す。）
γ＝0.2055×Ｂ１×{exp(−0.0273×θ１)−exp(−0.0273×θ)}・・・（２）
（式中、Ｂ１は上記と同じであり、θはフィルムが拡幅ロールを離れるまでの液中の走行時間、θ１はフィルムが拡幅ロールに接触するまでの液中の走行時間を表す。）
【０００７】
また、特許文献２では、染色工程の前に、洗浄工程（１）を有し、当該洗浄工程（１）では、第１ピンチロールから搬送されるフィルムは、少なくとも第１および第２ガイドロールを通過させて、洗浄浴に浸漬するとともに、第２ピンチロールに導いて、第１ピンチロールと第２ピンチロールの周速差を利用して、延伸倍率が１．２〜２．９倍の範囲で延伸しながら洗浄を行い、かつ、第１ガイドロールと第２ガイドロールは、いずれも洗浄浴中に設置され、かつ第１ガイドロールと第２ガイドロールとの間のフィルムのパスライン長（ａ）は５０ｃｍ以上に調整されており、かつ、少なくとも第２ガイドロールは、面長２３００ｍｍ以上のエキスパンダーロールを用いることを特徴とする偏光子の製造方法が提案されている。
【０００８】
また、特許文献３では、膨潤工程において、膨潤浴内に少なくとも第１のガイドロールを配置し、ポリビニルアルコール系フィルムを水性溶媒中に浸漬し、かつ、前記水性溶媒中を移動させる際に、前記ポリビニルアルコール系フィルムを、ポリビニルアルコール系フィルムが急激な膨潤を起こす前に前記第１のガイドロールに接触させ、前記ポリビニルアルコール系フィルムが前記水性溶媒に接触してから第１のガイドロールに接触するまでの所要時間（ａ）が、０．６〜１２秒であることを特徴とする偏光フィルムの製造方法が提案されている。
【０００９】
上記製造方法を採用すれば、ある程度は傷及び皺が少ない偏光子が得られるが、さらなる改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５‐２２７６５０号公報
【特許文献２】特開２００７‐２２６０３５号公報
【特許文献３】特許第４１９８５５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない外観に優れる偏光子の製造方法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】
【００１２】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光子の製造方法により前記目的に達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムに、少なくとも膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を施す偏光子の製造方法において、
少なくとも１つの前記処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて延伸を行い、その際、ポリビニルアルコール系フィルムが拡幅ロールから離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することを特徴とする偏光子の製造方法、に関する。
−４０°≦θ≦４０° （１）
（式中、θは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置において、拡幅ロールに接触しているポリビニルアルコール系フィルムの出口側接点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。）
【００１４】
拡幅ロール（エキスパンダーロール）は、湾曲した芯と当該芯を被覆する被覆材（例えば、スポンジなど）とにより構成されており、芯は回転せず固定されており、被覆材は回転可能に設けられている。拡幅ロールは、ポリビニルアルコール系フィルム（以下、単に「フィルム」ともいう）がロールに沿って弧高に向かう過程で効率よく拡幅される特性を有する。単に拡幅ロールを用いるだけでも皺伸ばし効果はある程度得られるが、満足できるほどの効果は得られない。
【００１５】
本発明者らは、搬送しているフィルムが拡幅ロールから離れる位置が、上記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することにより、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない偏光子が得られることを見出した。以下、図１及び２を参照しながら詳しく説明する。
【００１６】
図１は、拡幅ロール１の軸方向における概略平面図である。図２は、図１の視線方向Ｙから見たときの拡幅ロール１の概略断面図である。なお、図２において、図１の位置Ｘにおける断面を点線で示している。位置Ｘは、拡幅ロール１の軸方向における弧高が最大になる位置である。
【００１７】
図２に示すように、拡幅ロール１の表面には、フィルム２に拡幅効果を付与するＤゾーン、フィルム２に保持効果を付与するＥゾーン、フィルム２に緩和効果を付与するＦゾーン、及びフィルム２に収縮効果を付与するＧゾーンの４つのゾーンが存在すると考えられる。
【００１８】
本発明者らは、フィルムが拡幅ロールに接触する位置が少なくともＤゾーンであり、フィルムが拡幅ロールから離れる位置がＥ又はＦゾーンになるように、拡幅ロールの配置角度を調整することにより、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない偏光子が得られることを見出した。
【００１９】
ここで、Ｅ及びＦゾーンにおけるθは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置Ｘにおいて、拡幅ロールに接触しているフィルムの出口側接点Ｍと拡幅ロールの中心点Ｃとを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点Ｈと拡幅ロールの中心点Ｃとを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。
【００２０】
そして、Ｅゾーンにおける交差角θが−４０°〜０°（好ましくは−３０°〜０°）、又はＦゾーンにおける交差角θが０°〜４０°（好ましくは０°〜３０°）となる位置においてフィルムを拡幅ロールから離した場合には、フィルムに保持効果又は緩和効果が付与されており、フィルムの幅方向の収縮力が減少するため、傷、皺、又は折れ込みを効果的に抑制することができる。
【００２１】
Ｅゾーンにおける交差角θが−４０°を超える場合には、傷、皺、又は折れ込みをある程度抑制できるが、フィルムが大きく拡張されている途中であるため、フィルムが拡幅ロールから離れた瞬間に幅方向へのフィルムの収縮が起こり、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生する。また、Ｆゾーンにおける交差角θが４０°を超える場合には、フィルムが収縮する途中であるため、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生する。
【００２２】
前記拡幅ロールにおけるフィルムの抱き角は４５°〜１３５°であることが好ましく、より好ましくは４５°〜９０°である。抱き角とは、フィルムが拡幅ロールに接触している面の接触角である。抱き角が４５°未満の場合には十分な拡幅効果が得られず、皺伸ばし効果が小さくなり、１３５°を超える場合には拡幅効果が大きくなりすぎてフィルムが横方向に延伸され、厚みバラツキが生じる傾向にある。
【００２３】
また、本発明は、前記製造方法により得られる偏光子、及び前記偏光子の少なくとも一方の面に透明保護フィルムが積層されている偏光板、に関する。
【００２４】
また、本発明は、前記偏光子又は前記偏光板が少なくとも１枚積層されている光学フィルム、に関する。
【００２５】
さらに、本発明は、前記光学フィルムを含む画像表示装置、に関する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の製造方法により得られる偏光子は、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない外観に優れるものであり、当該偏光子を用いることにより高品位の画像表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】拡幅ロールの軸方向における概略平面図である。
【図２】図１の視線方向Ｙから見たときの拡幅ロールの概略断面図である。
【図３】拡幅ロールを処理浴中に配置した例を示す概略図である。
【図４】実施例１における拡幅ロールの配置状態を示す概略図である。
【図５】実施例２における拡幅ロールの配置状態を示す概略図である。
【図６】比較例１における拡幅ロールの配置状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の偏光子に適用されるポリビニルアルコール系フィルムの材料には、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等があげられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものがあげられる。ポリビニルアルコールの重合度は、１０００〜１００００程度、ケン化度は８０〜１００モル％程度のものが一般に用いられる。
【００２９】
前記フィルム中には可塑剤、界面活性剤等の添加剤を含有することもできる。可塑剤としては、ポリオールおよびその縮合物等があげられ、たとえばグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等があげられる。可塑剤等の使用量は、特に制限されないがフィルム中２０重量％以下とするのが好適である。通常フィルムは厚さ３０〜１５０μｍ程度のものが用いられる。
【００３０】
フィルムの原反幅は特に制限はないが、通常、２０００〜４０００ｍｍのものが用いられる。なお、通常、ポリビニルアルコール系フィルムは、水に浸漬させると、１０％〜４０％程度膨潤するものが使用されている。すなわち、ポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬させると、ＭＤ方向（フィルム搬送方向）とＴＤ方向（幅方向）に、それぞれ、１０％〜４０％膨張する。
【００３１】
本発明の偏光子は、前記フィルムに、少なくとも膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を施すことにより製造する。
【００３２】
膨潤処理は、染色処理の前に施される。膨潤処理により、ポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。
【００３３】
膨潤処理は、通常、前記フィルムを処理液に浸漬することにより行われる。処理液としては、通常、水、蒸留水、純水が用いられる。当該処理液は、主成分が水であれば、ヨウ化化合物、界面活性剤等の添加物、アルコール等が少量入っていてもよい。また、当該処理液にヨウ化化合物を含有させる場合、ヨウ化化合物の濃度は０．１〜１０重量％程度であり、好ましくは０．２〜５重量％である。
【００３４】
膨潤処理における処理温度は、通常２０〜４５℃程度に調整するのが好ましく、より好ましくは２５〜４０℃である。なお、膨潤ムラがあるとその部分が染色処理において染色のムラになるため膨潤ムラは発生させないようにする。浸漬時間は通常１０〜３００秒間程度、好ましくは２０〜２４０秒間である。
【００３５】
膨潤処理は、延伸処理とともに行ってもよい。その場合、フィルムを元長に対して１．２〜４倍延伸することが好ましく、より好ましは１．６〜３倍である。
【００３６】
染色処理は、前記フィルムに、ヨウ素または二色性染料を吸着・配向させることにより行う。染色処理は、延伸処理とともに行ってもよい。
【００３７】
染色処理は、通常、前記フィルムを染色溶液に浸漬することにより行われる。染色溶液としてはヨウ素溶液が一般的である。ヨウ素溶液として用いられるヨウ素水溶液は、ヨウ素および溶解助剤として例えばヨウ化カリウム等によりヨウ素イオンを含有させた水溶液などが用いられる。その他、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等のヨウ化物等の助剤を用いることができる。ヨウ素濃度は０．０１〜０．５重量％程度、好ましくは０．０２〜０．４重量％であり、ヨウ化カリウム濃度は０．０１〜１０重量％程度、好ましくは０．０２〜８重量％である。ヨウ素染色にあたり、ヨウ素溶液の温度は、通常２０〜５０℃程度、好ましくは２５〜４０℃である。浸漬時間は通常１０〜３００秒間程度、好ましくは２０〜２４０秒間である。
【００３８】
架橋処理においては、通常、架橋剤としてホウ素化合物が用いられる。架橋処理は、延伸処理とともに行ってもよい。架橋処理は複数回行うことができる。ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ砂等があげられる。ホウ素化合物は、水溶液または水−有機溶媒混合溶液の形態で一般に用いられる。通常は、ホウ酸水溶液が用いられる。ホウ酸水溶液のホウ酸濃度は、０．１〜１３重量％程度、好ましくは２〜１３重量％である。ホウ酸水溶液等には、ヨウ化カリウム等のヨウ化化合物を含有させることができる。ホウ酸水溶液にヨウ化化合物を含有させる場合、ヨウ化化合物濃度は０．１〜１０重量％程度であり、好ましくは０．２〜５重量％である。
【００３９】
架橋処理は、前記フィルムをホウ酸水溶液等へ浸漬することにより行うことができる。その他、前記フィルムに、ホウ素化合物等を塗布又は噴霧等することにより行うことができる。架橋処理における処理温度は、通常２５℃以上であり、好ましくは３０〜８５℃、より好ましくは３０〜６０℃である。処理時間は、通常１０〜８００秒間であり、好ましくは３０〜５００秒間である。
【００４０】
延伸処理は、通常、一軸延伸を施すことにより行う。延伸方法は、湿潤式延伸方法と乾式延伸方法のいずれも採用できるが湿潤式延伸方法を用いるのが好ましい。湿潤式延伸方法としては、例えば、膨潤処理において、又は染色処理を施した後、溶液中で延伸を行うことが一般的である。また架橋処理とともに延伸を行うことができる。一方、乾式延伸の場合は、延伸手段としては、例えば、ロール間延伸方法、加熱ロール延伸方法、圧縮延伸方法等があげられる。延伸処理は多段で行うこともできる。
【００４１】
延伸倍率は目的に応じて適宜に設定できるが、総延伸倍率は２〜７倍程度、好ましくは４．５〜６．８倍、より好ましくは５〜６．５倍である。
【００４２】
その後、前記フィルムに洗浄処理を施してもよい。洗浄処理により、延伸フィルムの表面に発生する析出物を除去することができる。
【００４３】
洗浄処理は、例えば、水、蒸留水、純水等の水洗浄により行うことができる。水洗浄処理は、通常、水洗浄浴にフィルムを浸漬することにより行う。また洗浄処理は、ヨウ化カリウム等のヨウ化物を含有する水溶液に浸漬することにより行うことができる。例えば、当該水溶液としては、ヨウ化カリウム濃度０．５〜１０重量％程度、さらには１〜８重量％とするのが好ましい。洗浄処理における洗浄浴の温度は、通常、５〜５０℃、好ましくは１０〜４５℃、さらに好ましくは１５〜４０℃である。浸漬時間は、通常、１〜３００秒間、好ましくは１０〜２４０秒間である。なお、前記水溶液による洗浄は、水洗浄と組み合わせて行うことができ、水洗浄の前または後において行うことができる。
【００４４】
本発明の偏光子の製造方法においては、少なくとも１つの前記処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて延伸を行う。その際、フィルムが拡幅ロールから離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することが必要である。
−４０°≦θ≦４０° （１）
（式中、θは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置において、拡幅ロールに接触しているポリビニルアルコール系フィルムの出口側接点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。）
【００４５】
交差角θは、−３０°≦θ≦３０°であることが好ましい。
【００４６】
特に、膨潤処理においては、フィルムが幅方向に膨潤してフィルムに傷又は皺が入りやすく、また折れ込みが発生しやすいので、膨潤処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて、上記条件にて延伸を行うことが好ましい。具体的に、図３を参照して説明する。
【００４７】
図３は、拡幅ロールを処理浴中に配置した例を示す概略図である。フィルム２は、気中のガイドロール３及び４、処理浴中に配置されたガイドロール５及び拡幅ロール１を介して搬送され、処理液で処理される。フィルム２はＩ点で処理液に入り、Ｊ点でガイドロール５に接し、Ｋ点でガイドロール５から離れ、Ｌ点で拡幅ロール１に接し、Ｍ点で拡幅ロール１から離れ、Ｎ点で処理液から出ている。拡幅ロール１の数は特に制限されず、２個以上配置してもよい。
【００４８】
その際、フィルム２が拡幅ロール１から離れる位置、つまりＭ点において、上記式（１）を満たすように拡幅ロール１を配置する（角度調整する）ことが必要である。なお、拡幅ロール１の芯は回転せず固定されており、被覆材のみ回転している。したがって、拡幅ロール１の弧高が最大になる点Ｈは、常に一定方向にある。
【００４９】
また、膨潤処理におけるフィルムの幅変化に関して、処理液中において膨潤初期、膨潤中期、及び膨潤後期の３つのゾーンが存在する。膨潤初期とは、処理浴中のフィルムの全パス長を１とした場合に、０以上０．２未満のパス長率のときであり、ほとんど膨潤が起こらない段階である。膨潤中期とは、処理浴中のフィルムの全パス長を１とした場合に、０．２以上０．６未満のパス長率のときであり、急激な膨潤により急激な幅変化が起こる段階である。膨潤後期とは、処理浴中のフィルムの全パス長を１とした場合に、０．６〜１のパス長率のときであり、幅変化が一定状態になる段階である。
【００５０】
拡幅ロールは、膨潤後期の位置に配置することが好ましい。それにより、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生することをより効果的に抑制することができ、かつ拡幅ロールによる拡幅効果が最も大きくなる。一方、膨潤初期の位置に拡幅ロールを配置すると、フィルムに傷、皺、又は折れ込みは発生しないが、フィルムの膨潤がほとんど起こっていないため、拡幅ロールによる拡幅効果は小さい。また、膨潤中期の位置に拡幅ロールを配置すると、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生しやすくなる傾向にある。膨潤中期では、フィルムの膨潤速度、つまりフィルムの拡張速度が大きすぎるため、拡幅ロールを用いたとしてもフィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生しやすくなる。
【００５１】
前記処理を行った後、前記フィルムに乾燥処理を施してもよい。
【００５２】
得られた偏光子は、常法に従って、その少なくとも片面に透明保護フィルムを設けた偏光板とすることができる。透明保護フィルムはポリマーによる塗布層として、またはフィルムのラミネート層等として設けることができる。透明保護フィルムを形成する、透明ポリマーまたはフィルム材料としては、適宜な透明材料を用いうるが、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。前記透明保護フィルムを形成する材料としては、例えば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等のポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００５３】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／または非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さいため偏光板の歪みによるムラなどの不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。
【００５４】
透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。
【００５５】
また、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）・ｄ（ただし、ｎｘはフィルム平面内の遅相軸方向の屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである透明保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００５６】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロースフィルム、ノルボルネン系フィルム、シクロオレフィン系フィルムおよびアクリル樹脂フィルムが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。
【００５７】
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。
【００５８】
なお、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００５９】
前記偏光子と透明保護フィルムとの接着処理には、接着剤が用いられる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤が用いられる。
【００６０】
本発明の偏光板は、前記透明保護フィルムと偏光子を、前記接着剤を用いて貼り合わせることにより製造する。接着剤の塗布は、透明保護フィルム、偏光子のいずれに行ってもよく、両者に行ってもよい。貼り合わせ後には、乾燥工程を施し、塗布乾燥層からなる接着層を形成する。偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。接着層の厚さは、特に制限されないが、通常０．１〜５μｍ程度である。
【００６１】
本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、本発明の偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００６２】
本発明の偏光板または光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による偏光板または光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、各例中、部および％は特記ない限り重量基準である。
【００６４】
実施例１
図３に示すように、膨潤浴内にガイドロールと拡幅ロールを配置し、膨潤溶媒として純水を浴内に入れ、３０℃に保持した。なお、拡幅ロールは、パス長率０．８の位置に配置した。また、図４に示すように、抱き角が５０°、交差角θが−３０°になるように拡幅ロールを配置した。
そして、厚み７５μｍのＰＶＡフィルム（クラレ社製、商品名：ＶＦ−ＰＳ＃７５００）原反を、ガイドロールによって膨潤浴に搬送し、膨潤浴内で前記フィルムを膨潤させ、さらに原反の長さに対して１．８倍となるように延伸を行った。
その後、前記フィルムを、ヨウ素０.０４％とヨウ化カリウム０.４％の混合溶液（染色浴）に浸漬し、前記染色浴中で、原反の長さに対して３倍になるように延伸しながら、前記フィルムを染色した。このフィルムをさらに３.５％ホウ酸水溶液（延伸浴）に浸漬して、原反の６倍になるように延伸を行うことによって、偏光子を作製した。そして、厚み８０μｍのＴＡＣフィルム（富士写真フィルム社製、商品名：ＴＤ−８０Ｕ）をケン化処理した後、前記偏光子の両面に１％ＰＶＡ水溶液を用いて貼り合わせ、乾燥することにより偏光板を作製した。
なお、ＰＶＡフィルムの走行性及び表面状態を観察したところ、傷、皺、及び折れ込み等の発生はなく、乾燥後の偏光子の表面状態も良好であった。
【００６５】
実施例２
図５に示すように、抱き角が５０°、交差角θが３０°になるように拡幅ロールを配置した以外は実施例１と同様の方法で偏光子、及び偏光板を作製した。
なお、ＰＶＡフィルムの走行性及び表面状態を観察したところ、傷、皺、及び折れ込み等の発生はなく、乾燥後の偏光子の表面状態も良好であった。
【００６６】
比較例１
図６に示すように、抱き角が５０°、交差角θが９０°になるように拡幅ロールを配置した以外は実施例１と同様の方法で偏光子、及び偏光板を作製した。
なお、ＰＶＡフィルムの走行性及び表面状態を観察したところ、皺、及び折れ込みが発生し、乾燥後の偏光子にも皺、スジ、及び色抜けが発生した。
【符号の説明】
【００６７】
１：拡幅ロール
２：ポリビニルアルコール系フィルム
３、４、５：ガイドロール
Ｃ：中心点
ｈ：弧高
Ｈ：弧高が最大になる点
【技術分野】
【０００１】
本発明は偏光子の製造方法に関する。また本発明は当該偏光子を用いた偏光板に関する。前記偏光子、偏光板はこれ単独で、またはこれを積層した光学フィルムとして液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等のフラットパネルディスプレー等の画像表示装置を形成しうる。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置などに用いられる偏光子としては、ポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素や二色性染料などで染色し、一軸延伸して形成された吸収二色性偏光子が広く用いられている。また、前記偏光子は、偏光子の両側または片側に鹸化処理したトリアセチルセルロースなどの透明保護フィルムを貼り合わせて、強度を補った偏光板として用いられている。
【０００３】
偏光子の製造は、ポリビニルアルコール系フィルムの膨潤工程、染色工程、架橋工程、及び延伸工程に大きく分けられる。実際には、膨潤工程、染色工程、及び架橋工程のどの工程においても同時に延伸していることが多く、延伸工程と他の各工程とを区分することができない場合が多い。また、膨潤工程、染色工程、又は架橋工程の前後には、それぞれ洗浄浴を設けて洗浄工程を施す場合がある。
【０００４】
偏光子の製造にあたり、湿式延伸工程においては、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸浴中で搬送又は延伸する際に、ポリビニルアルコール系フィルムが流れ方向に折れ重なるフィルム折れが発生する。特に、延伸浴中のガイドロール通過時、又は延伸浴の両側にあるピンチロール通過時には、フィルム折れ部分がロールに押し付けられて、その重なり部分にフィルム折れの型が付いて、その部分にスジ状の折れ跡が残ったり、その部分が染色スジとして現れたり、さらには、ポリビニルアルコール系フィルムが折れ重なった状態のまま偏光子となり、その部分が不良（欠点）となる問題がある。
【０００５】
近年、偏光子が用いられる液晶表示装置の高品位化に伴い、従来の偏光子よりも傷及び皺が少なく、折れ込みのない偏光子の開発が望まれている。このような偏光子を製造する方法として、例えば以下の技術が提案されている。
【０００６】
特許文献１では、処理液中の少なくとも一つのガイドロールとして拡幅ロールを用い、下記の数式（１）で求める拡幅ロールが有する最大拡幅量βと下記の数式（２）で求めるフィルムが拡幅ロールに接触する間におけるフィルムの幅方向の膨張量γとの関係が、（ａ）β＞γとなる位置に拡幅ロールを配置する、および／または（ｂ）β＞γとなる形状の拡幅ロールを用いることを特徴とする偏光フィルムの製造方法が提案されている。
β＝Ｂ１×α×ｒ／Ｒ ・・・・・・・・・（１）
（式中、Ｂ１は拡幅ロールに接触するフィルム幅、αは拡幅ロールの接触角、ｒは拡幅ロールの半径、Ｒは拡幅ロールの曲率半径を表す。）
γ＝0.2055×Ｂ１×{exp(−0.0273×θ１)−exp(−0.0273×θ)}・・・（２）
（式中、Ｂ１は上記と同じであり、θはフィルムが拡幅ロールを離れるまでの液中の走行時間、θ１はフィルムが拡幅ロールに接触するまでの液中の走行時間を表す。）
【０００７】
また、特許文献２では、染色工程の前に、洗浄工程（１）を有し、当該洗浄工程（１）では、第１ピンチロールから搬送されるフィルムは、少なくとも第１および第２ガイドロールを通過させて、洗浄浴に浸漬するとともに、第２ピンチロールに導いて、第１ピンチロールと第２ピンチロールの周速差を利用して、延伸倍率が１．２〜２．９倍の範囲で延伸しながら洗浄を行い、かつ、第１ガイドロールと第２ガイドロールは、いずれも洗浄浴中に設置され、かつ第１ガイドロールと第２ガイドロールとの間のフィルムのパスライン長（ａ）は５０ｃｍ以上に調整されており、かつ、少なくとも第２ガイドロールは、面長２３００ｍｍ以上のエキスパンダーロールを用いることを特徴とする偏光子の製造方法が提案されている。
【０００８】
また、特許文献３では、膨潤工程において、膨潤浴内に少なくとも第１のガイドロールを配置し、ポリビニルアルコール系フィルムを水性溶媒中に浸漬し、かつ、前記水性溶媒中を移動させる際に、前記ポリビニルアルコール系フィルムを、ポリビニルアルコール系フィルムが急激な膨潤を起こす前に前記第１のガイドロールに接触させ、前記ポリビニルアルコール系フィルムが前記水性溶媒に接触してから第１のガイドロールに接触するまでの所要時間（ａ）が、０．６〜１２秒であることを特徴とする偏光フィルムの製造方法が提案されている。
【０００９】
上記製造方法を採用すれば、ある程度は傷及び皺が少ない偏光子が得られるが、さらなる改善が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５‐２２７６５０号公報
【特許文献２】特開２００７‐２２６０３５号公報
【特許文献３】特許第４１９８５５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない外観に優れる偏光子の製造方法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】
【００１２】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光子の製造方法により前記目的に達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムに、少なくとも膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を施す偏光子の製造方法において、
少なくとも１つの前記処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて延伸を行い、その際、ポリビニルアルコール系フィルムが拡幅ロールから離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することを特徴とする偏光子の製造方法、に関する。
−４０°≦θ≦４０° （１）
（式中、θは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置において、拡幅ロールに接触しているポリビニルアルコール系フィルムの出口側接点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。）
【００１４】
拡幅ロール（エキスパンダーロール）は、湾曲した芯と当該芯を被覆する被覆材（例えば、スポンジなど）とにより構成されており、芯は回転せず固定されており、被覆材は回転可能に設けられている。拡幅ロールは、ポリビニルアルコール系フィルム（以下、単に「フィルム」ともいう）がロールに沿って弧高に向かう過程で効率よく拡幅される特性を有する。単に拡幅ロールを用いるだけでも皺伸ばし効果はある程度得られるが、満足できるほどの効果は得られない。
【００１５】
本発明者らは、搬送しているフィルムが拡幅ロールから離れる位置が、上記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することにより、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない偏光子が得られることを見出した。以下、図１及び２を参照しながら詳しく説明する。
【００１６】
図１は、拡幅ロール１の軸方向における概略平面図である。図２は、図１の視線方向Ｙから見たときの拡幅ロール１の概略断面図である。なお、図２において、図１の位置Ｘにおける断面を点線で示している。位置Ｘは、拡幅ロール１の軸方向における弧高が最大になる位置である。
【００１７】
図２に示すように、拡幅ロール１の表面には、フィルム２に拡幅効果を付与するＤゾーン、フィルム２に保持効果を付与するＥゾーン、フィルム２に緩和効果を付与するＦゾーン、及びフィルム２に収縮効果を付与するＧゾーンの４つのゾーンが存在すると考えられる。
【００１８】
本発明者らは、フィルムが拡幅ロールに接触する位置が少なくともＤゾーンであり、フィルムが拡幅ロールから離れる位置がＥ又はＦゾーンになるように、拡幅ロールの配置角度を調整することにより、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない偏光子が得られることを見出した。
【００１９】
ここで、Ｅ及びＦゾーンにおけるθは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置Ｘにおいて、拡幅ロールに接触しているフィルムの出口側接点Ｍと拡幅ロールの中心点Ｃとを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点Ｈと拡幅ロールの中心点Ｃとを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。
【００２０】
そして、Ｅゾーンにおける交差角θが−４０°〜０°（好ましくは−３０°〜０°）、又はＦゾーンにおける交差角θが０°〜４０°（好ましくは０°〜３０°）となる位置においてフィルムを拡幅ロールから離した場合には、フィルムに保持効果又は緩和効果が付与されており、フィルムの幅方向の収縮力が減少するため、傷、皺、又は折れ込みを効果的に抑制することができる。
【００２１】
Ｅゾーンにおける交差角θが−４０°を超える場合には、傷、皺、又は折れ込みをある程度抑制できるが、フィルムが大きく拡張されている途中であるため、フィルムが拡幅ロールから離れた瞬間に幅方向へのフィルムの収縮が起こり、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生する。また、Ｆゾーンにおける交差角θが４０°を超える場合には、フィルムが収縮する途中であるため、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生する。
【００２２】
前記拡幅ロールにおけるフィルムの抱き角は４５°〜１３５°であることが好ましく、より好ましくは４５°〜９０°である。抱き角とは、フィルムが拡幅ロールに接触している面の接触角である。抱き角が４５°未満の場合には十分な拡幅効果が得られず、皺伸ばし効果が小さくなり、１３５°を超える場合には拡幅効果が大きくなりすぎてフィルムが横方向に延伸され、厚みバラツキが生じる傾向にある。
【００２３】
また、本発明は、前記製造方法により得られる偏光子、及び前記偏光子の少なくとも一方の面に透明保護フィルムが積層されている偏光板、に関する。
【００２４】
また、本発明は、前記偏光子又は前記偏光板が少なくとも１枚積層されている光学フィルム、に関する。
【００２５】
さらに、本発明は、前記光学フィルムを含む画像表示装置、に関する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の製造方法により得られる偏光子は、傷、皺、及びスジが少なく、折れ込みのない外観に優れるものであり、当該偏光子を用いることにより高品位の画像表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】拡幅ロールの軸方向における概略平面図である。
【図２】図１の視線方向Ｙから見たときの拡幅ロールの概略断面図である。
【図３】拡幅ロールを処理浴中に配置した例を示す概略図である。
【図４】実施例１における拡幅ロールの配置状態を示す概略図である。
【図５】実施例２における拡幅ロールの配置状態を示す概略図である。
【図６】比較例１における拡幅ロールの配置状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の偏光子に適用されるポリビニルアルコール系フィルムの材料には、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等があげられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものがあげられる。ポリビニルアルコールの重合度は、１０００〜１００００程度、ケン化度は８０〜１００モル％程度のものが一般に用いられる。
【００２９】
前記フィルム中には可塑剤、界面活性剤等の添加剤を含有することもできる。可塑剤としては、ポリオールおよびその縮合物等があげられ、たとえばグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等があげられる。可塑剤等の使用量は、特に制限されないがフィルム中２０重量％以下とするのが好適である。通常フィルムは厚さ３０〜１５０μｍ程度のものが用いられる。
【００３０】
フィルムの原反幅は特に制限はないが、通常、２０００〜４０００ｍｍのものが用いられる。なお、通常、ポリビニルアルコール系フィルムは、水に浸漬させると、１０％〜４０％程度膨潤するものが使用されている。すなわち、ポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬させると、ＭＤ方向（フィルム搬送方向）とＴＤ方向（幅方向）に、それぞれ、１０％〜４０％膨張する。
【００３１】
本発明の偏光子は、前記フィルムに、少なくとも膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を施すことにより製造する。
【００３２】
膨潤処理は、染色処理の前に施される。膨潤処理により、ポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。
【００３３】
膨潤処理は、通常、前記フィルムを処理液に浸漬することにより行われる。処理液としては、通常、水、蒸留水、純水が用いられる。当該処理液は、主成分が水であれば、ヨウ化化合物、界面活性剤等の添加物、アルコール等が少量入っていてもよい。また、当該処理液にヨウ化化合物を含有させる場合、ヨウ化化合物の濃度は０．１〜１０重量％程度であり、好ましくは０．２〜５重量％である。
【００３４】
膨潤処理における処理温度は、通常２０〜４５℃程度に調整するのが好ましく、より好ましくは２５〜４０℃である。なお、膨潤ムラがあるとその部分が染色処理において染色のムラになるため膨潤ムラは発生させないようにする。浸漬時間は通常１０〜３００秒間程度、好ましくは２０〜２４０秒間である。
【００３５】
膨潤処理は、延伸処理とともに行ってもよい。その場合、フィルムを元長に対して１．２〜４倍延伸することが好ましく、より好ましは１．６〜３倍である。
【００３６】
染色処理は、前記フィルムに、ヨウ素または二色性染料を吸着・配向させることにより行う。染色処理は、延伸処理とともに行ってもよい。
【００３７】
染色処理は、通常、前記フィルムを染色溶液に浸漬することにより行われる。染色溶液としてはヨウ素溶液が一般的である。ヨウ素溶液として用いられるヨウ素水溶液は、ヨウ素および溶解助剤として例えばヨウ化カリウム等によりヨウ素イオンを含有させた水溶液などが用いられる。その他、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等のヨウ化物等の助剤を用いることができる。ヨウ素濃度は０．０１〜０．５重量％程度、好ましくは０．０２〜０．４重量％であり、ヨウ化カリウム濃度は０．０１〜１０重量％程度、好ましくは０．０２〜８重量％である。ヨウ素染色にあたり、ヨウ素溶液の温度は、通常２０〜５０℃程度、好ましくは２５〜４０℃である。浸漬時間は通常１０〜３００秒間程度、好ましくは２０〜２４０秒間である。
【００３８】
架橋処理においては、通常、架橋剤としてホウ素化合物が用いられる。架橋処理は、延伸処理とともに行ってもよい。架橋処理は複数回行うことができる。ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ砂等があげられる。ホウ素化合物は、水溶液または水−有機溶媒混合溶液の形態で一般に用いられる。通常は、ホウ酸水溶液が用いられる。ホウ酸水溶液のホウ酸濃度は、０．１〜１３重量％程度、好ましくは２〜１３重量％である。ホウ酸水溶液等には、ヨウ化カリウム等のヨウ化化合物を含有させることができる。ホウ酸水溶液にヨウ化化合物を含有させる場合、ヨウ化化合物濃度は０．１〜１０重量％程度であり、好ましくは０．２〜５重量％である。
【００３９】
架橋処理は、前記フィルムをホウ酸水溶液等へ浸漬することにより行うことができる。その他、前記フィルムに、ホウ素化合物等を塗布又は噴霧等することにより行うことができる。架橋処理における処理温度は、通常２５℃以上であり、好ましくは３０〜８５℃、より好ましくは３０〜６０℃である。処理時間は、通常１０〜８００秒間であり、好ましくは３０〜５００秒間である。
【００４０】
延伸処理は、通常、一軸延伸を施すことにより行う。延伸方法は、湿潤式延伸方法と乾式延伸方法のいずれも採用できるが湿潤式延伸方法を用いるのが好ましい。湿潤式延伸方法としては、例えば、膨潤処理において、又は染色処理を施した後、溶液中で延伸を行うことが一般的である。また架橋処理とともに延伸を行うことができる。一方、乾式延伸の場合は、延伸手段としては、例えば、ロール間延伸方法、加熱ロール延伸方法、圧縮延伸方法等があげられる。延伸処理は多段で行うこともできる。
【００４１】
延伸倍率は目的に応じて適宜に設定できるが、総延伸倍率は２〜７倍程度、好ましくは４．５〜６．８倍、より好ましくは５〜６．５倍である。
【００４２】
その後、前記フィルムに洗浄処理を施してもよい。洗浄処理により、延伸フィルムの表面に発生する析出物を除去することができる。
【００４３】
洗浄処理は、例えば、水、蒸留水、純水等の水洗浄により行うことができる。水洗浄処理は、通常、水洗浄浴にフィルムを浸漬することにより行う。また洗浄処理は、ヨウ化カリウム等のヨウ化物を含有する水溶液に浸漬することにより行うことができる。例えば、当該水溶液としては、ヨウ化カリウム濃度０．５〜１０重量％程度、さらには１〜８重量％とするのが好ましい。洗浄処理における洗浄浴の温度は、通常、５〜５０℃、好ましくは１０〜４５℃、さらに好ましくは１５〜４０℃である。浸漬時間は、通常、１〜３００秒間、好ましくは１０〜２４０秒間である。なお、前記水溶液による洗浄は、水洗浄と組み合わせて行うことができ、水洗浄の前または後において行うことができる。
【００４４】
本発明の偏光子の製造方法においては、少なくとも１つの前記処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて延伸を行う。その際、フィルムが拡幅ロールから離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することが必要である。
−４０°≦θ≦４０° （１）
（式中、θは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置において、拡幅ロールに接触しているポリビニルアルコール系フィルムの出口側接点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。）
【００４５】
交差角θは、−３０°≦θ≦３０°であることが好ましい。
【００４６】
特に、膨潤処理においては、フィルムが幅方向に膨潤してフィルムに傷又は皺が入りやすく、また折れ込みが発生しやすいので、膨潤処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて、上記条件にて延伸を行うことが好ましい。具体的に、図３を参照して説明する。
【００４７】
図３は、拡幅ロールを処理浴中に配置した例を示す概略図である。フィルム２は、気中のガイドロール３及び４、処理浴中に配置されたガイドロール５及び拡幅ロール１を介して搬送され、処理液で処理される。フィルム２はＩ点で処理液に入り、Ｊ点でガイドロール５に接し、Ｋ点でガイドロール５から離れ、Ｌ点で拡幅ロール１に接し、Ｍ点で拡幅ロール１から離れ、Ｎ点で処理液から出ている。拡幅ロール１の数は特に制限されず、２個以上配置してもよい。
【００４８】
その際、フィルム２が拡幅ロール１から離れる位置、つまりＭ点において、上記式（１）を満たすように拡幅ロール１を配置する（角度調整する）ことが必要である。なお、拡幅ロール１の芯は回転せず固定されており、被覆材のみ回転している。したがって、拡幅ロール１の弧高が最大になる点Ｈは、常に一定方向にある。
【００４９】
また、膨潤処理におけるフィルムの幅変化に関して、処理液中において膨潤初期、膨潤中期、及び膨潤後期の３つのゾーンが存在する。膨潤初期とは、処理浴中のフィルムの全パス長を１とした場合に、０以上０．２未満のパス長率のときであり、ほとんど膨潤が起こらない段階である。膨潤中期とは、処理浴中のフィルムの全パス長を１とした場合に、０．２以上０．６未満のパス長率のときであり、急激な膨潤により急激な幅変化が起こる段階である。膨潤後期とは、処理浴中のフィルムの全パス長を１とした場合に、０．６〜１のパス長率のときであり、幅変化が一定状態になる段階である。
【００５０】
拡幅ロールは、膨潤後期の位置に配置することが好ましい。それにより、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生することをより効果的に抑制することができ、かつ拡幅ロールによる拡幅効果が最も大きくなる。一方、膨潤初期の位置に拡幅ロールを配置すると、フィルムに傷、皺、又は折れ込みは発生しないが、フィルムの膨潤がほとんど起こっていないため、拡幅ロールによる拡幅効果は小さい。また、膨潤中期の位置に拡幅ロールを配置すると、フィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生しやすくなる傾向にある。膨潤中期では、フィルムの膨潤速度、つまりフィルムの拡張速度が大きすぎるため、拡幅ロールを用いたとしてもフィルムに傷、皺、又は折れ込みが発生しやすくなる。
【００５１】
前記処理を行った後、前記フィルムに乾燥処理を施してもよい。
【００５２】
得られた偏光子は、常法に従って、その少なくとも片面に透明保護フィルムを設けた偏光板とすることができる。透明保護フィルムはポリマーによる塗布層として、またはフィルムのラミネート層等として設けることができる。透明保護フィルムを形成する、透明ポリマーまたはフィルム材料としては、適宜な透明材料を用いうるが、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。前記透明保護フィルムを形成する材料としては、例えば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等のポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００５３】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／または非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さいため偏光板の歪みによるムラなどの不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。
【００５４】
透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。
【００５５】
また、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）・ｄ（ただし、ｎｘはフィルム平面内の遅相軸方向の屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである透明保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００５６】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロースフィルム、ノルボルネン系フィルム、シクロオレフィン系フィルムおよびアクリル樹脂フィルムが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。
【００５７】
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。
【００５８】
なお、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００５９】
前記偏光子と透明保護フィルムとの接着処理には、接着剤が用いられる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤が用いられる。
【００６０】
本発明の偏光板は、前記透明保護フィルムと偏光子を、前記接着剤を用いて貼り合わせることにより製造する。接着剤の塗布は、透明保護フィルム、偏光子のいずれに行ってもよく、両者に行ってもよい。貼り合わせ後には、乾燥工程を施し、塗布乾燥層からなる接着層を形成する。偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。接着層の厚さは、特に制限されないが、通常０．１〜５μｍ程度である。
【００６１】
本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、本発明の偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００６２】
本発明の偏光板または光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による偏光板または光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、各例中、部および％は特記ない限り重量基準である。
【００６４】
実施例１
図３に示すように、膨潤浴内にガイドロールと拡幅ロールを配置し、膨潤溶媒として純水を浴内に入れ、３０℃に保持した。なお、拡幅ロールは、パス長率０．８の位置に配置した。また、図４に示すように、抱き角が５０°、交差角θが−３０°になるように拡幅ロールを配置した。
そして、厚み７５μｍのＰＶＡフィルム（クラレ社製、商品名：ＶＦ−ＰＳ＃７５００）原反を、ガイドロールによって膨潤浴に搬送し、膨潤浴内で前記フィルムを膨潤させ、さらに原反の長さに対して１．８倍となるように延伸を行った。
その後、前記フィルムを、ヨウ素０.０４％とヨウ化カリウム０.４％の混合溶液（染色浴）に浸漬し、前記染色浴中で、原反の長さに対して３倍になるように延伸しながら、前記フィルムを染色した。このフィルムをさらに３.５％ホウ酸水溶液（延伸浴）に浸漬して、原反の６倍になるように延伸を行うことによって、偏光子を作製した。そして、厚み８０μｍのＴＡＣフィルム（富士写真フィルム社製、商品名：ＴＤ−８０Ｕ）をケン化処理した後、前記偏光子の両面に１％ＰＶＡ水溶液を用いて貼り合わせ、乾燥することにより偏光板を作製した。
なお、ＰＶＡフィルムの走行性及び表面状態を観察したところ、傷、皺、及び折れ込み等の発生はなく、乾燥後の偏光子の表面状態も良好であった。
【００６５】
実施例２
図５に示すように、抱き角が５０°、交差角θが３０°になるように拡幅ロールを配置した以外は実施例１と同様の方法で偏光子、及び偏光板を作製した。
なお、ＰＶＡフィルムの走行性及び表面状態を観察したところ、傷、皺、及び折れ込み等の発生はなく、乾燥後の偏光子の表面状態も良好であった。
【００６６】
比較例１
図６に示すように、抱き角が５０°、交差角θが９０°になるように拡幅ロールを配置した以外は実施例１と同様の方法で偏光子、及び偏光板を作製した。
なお、ＰＶＡフィルムの走行性及び表面状態を観察したところ、皺、及び折れ込みが発生し、乾燥後の偏光子にも皺、スジ、及び色抜けが発生した。
【符号の説明】
【００６７】
１：拡幅ロール
２：ポリビニルアルコール系フィルム
３、４、５：ガイドロール
Ｃ：中心点
ｈ：弧高
Ｈ：弧高が最大になる点
【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に、少なくとも膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を施す偏光子の製造方法において、
少なくとも１つの前記処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて延伸を行い、その際、ポリビニルアルコール系フィルムが拡幅ロールから離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することを特徴とする偏光子の製造方法。
−４０°≦θ≦４０° （１）
（式中、θは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置において、拡幅ロールに接触しているポリビニルアルコール系フィルムの出口側接点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。）
【請求項２】
前記拡幅ロールにおけるポリビニルアルコール系フィルムの抱き角が４５°〜１３５°である請求項１記載の偏光子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法により得られる偏光子。
【請求項４】
請求項３記載の偏光子の少なくとも一方の面に透明保護フィルムが積層されている偏光板。
【請求項５】
請求項３記載の偏光子、又は請求項４記載の偏光板が少なくとも１枚積層されている光学フィルム。
【請求項６】
請求項５記載の光学フィルムを含む画像表示装置。
【請求項１】
ポリビニルアルコール系フィルムに、少なくとも膨潤処理、染色処理、及び架橋処理を施す偏光子の製造方法において、
少なくとも１つの前記処理時に、処理浴中のガイドロールとして拡幅ロールを少なくとも１つ用いて延伸を行い、その際、ポリビニルアルコール系フィルムが拡幅ロールから離れる位置が、下記式（１）を満たすように拡幅ロールを配置することを特徴とする偏光子の製造方法。
−４０°≦θ≦４０° （１）
（式中、θは、拡幅ロールの軸方向における弧高が最大になる位置において、拡幅ロールに接触しているポリビニルアルコール系フィルムの出口側接点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ａと、拡幅ロールの弧高が最大になる点と拡幅ロールの中心点とを結んだ直線Ｂとの交差角である。ただし、交差角は、直線Ｂを基準として前記フィルムの進行方向に対して順方向の場合を＋とし、逆方向の場合を−とする。）
【請求項２】
前記拡幅ロールにおけるポリビニルアルコール系フィルムの抱き角が４５°〜１３５°である請求項１記載の偏光子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法により得られる偏光子。
【請求項４】
請求項３記載の偏光子の少なくとも一方の面に透明保護フィルムが積層されている偏光板。
【請求項５】
請求項３記載の偏光子、又は請求項４記載の偏光板が少なくとも１枚積層されている光学フィルム。
【請求項６】
請求項５記載の光学フィルムを含む画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７３５４４（Ｐ２０１２−１７３５４４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６０２０（Ｐ２０１１−３６０２０）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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