JP3680709B2

JP3680709B2 - Manufacturing method of polarizing film

Info

Publication number: JP3680709B2
Application number: JP2000207961A
Authority: JP
Inventors: 浩二松元; 成年林; 信行蔵田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2001083329A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高湿熱下で高い耐久性能を示すヨウ素系偏光フィルムの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、偏光フィルムとしては、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと称す）にヨウ素を吸着配向せしめたヨウ素系偏光フィルム及び、ＰＶＡに二色性染料を吸着配向せしめた染料系偏光フィルムが、一般に知られている。これらの偏光フィルムは、通常、その少なくとも片面に保護膜を貼合した偏光板として用いられる。
【０００３】
これら偏光フィルムのうちヨウ素系偏光フィルムは、通常、一軸延伸及びヨウ素の吸着配向が施されたＰＶＡフィルムを、ほう酸含有水溶液中で浸漬処理して製造されるが、染料系偏光フィルムに比べて、高透過率及び高偏光度、すなわち高いコントラストが得られるという特徴から、広く液晶表示装置の部材として使用されている。
【０００４】
しかし、近年、液晶表示装置の利用分野の拡大と周辺技術の進歩により、偏光フィルムに対する要求も一段と厳しくなってきている。例えば、屋外や自動車内で使用する液晶表示装置用の偏光フィルムには、高湿熱下で光学性能の劣化の少ないものが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは、かかる問題を解決するために鋭意研究を行った結果、一軸延伸及びヨウ素の吸着配向処理が施されたＰＶＡフィルムをほう酸含有水溶液中で浸漬処理するに際し、特定のｐＨのほう酸含有水溶液中でこの浸漬処理を行うことによって、高湿熱下で高い耐久性能を示すヨウ素系偏光フィルムが得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、一軸延伸及びヨウ素の吸着配向処理が施されたＰＶＡフィルムをほう酸含有水溶液中で浸漬処理してヨウ素系偏光フィルムを製造する方法において、そのほう酸含有水溶液のｐＨを４.５以下にして上記ＰＶＡフィルムを浸漬処理する方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。ＰＶＡフィルムとしては、重合度１,０００〜１０,０００程度、好ましくは１,５００〜５,０００のＰＶＡを製膜したものが用いられる。ＰＶＡは、ポリ酢酸ビニルのケン化によって得られ、そのケン化度は、例えば８５〜１００モル％程度であり、好ましくは９８〜１００モル％である。ＰＶＡをフィルムに製膜する方法は特に限定されず、通常、公知の方法を使用することができる。ＰＶＡフィルムの膜厚は特に限定されないが、例えば、５０〜１５０μm 程度である。
【０００８】
ＰＶＡフィルムに一軸延伸及びヨウ素の吸着配向を施すにあたっては、通常行われる方法が適用できる。例えば、未延伸のＰＶＡフィルムを水中にて一軸に延伸した後、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に浸漬する方法、未延伸のＰＶＡフィルムをヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に浸漬後、若しくは浸漬中に一軸に延伸する方法、一軸に延伸されたＰＶＡフィルムをヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に浸漬する方法などを挙げることができる。一軸延伸は、周速の異なるロール間で一軸に延伸する方法で行ってもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸する方法により行ってもよい。また、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、水溶液や溶剤で膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常４〜８倍程度である。
【０００９】
ヨウ素の吸着、すなわちヨウ素染色に用いられるヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液は、例えば、水：ヨウ素：ヨウ化カリウムの重量比で、１００：（０.０１〜０.５）：（０.５〜１０）程度の組成であるのが好ましい。また、ヨウ素染色の際の水溶液の温度は、例えば、２０〜５０℃程度である。
【００１０】
一軸延伸及びヨウ素の吸着配向処理が施されたＰＶＡフィルムは、ほう酸含有水溶液中で浸漬処理されるが、この処理には、例えば、一軸延伸及びヨウ素の吸着配向処理が施されたＰＶＡフィルムを、ほう酸とヨウ化カリウムの両者を含有する水溶液中に浸漬する方法が採用される。この水溶液の組成は、水：ほう酸：ヨウ化カリウムの重量比で、１００：（２〜１５）：（２〜２０）程度、好ましくは、１００：（５〜１２）：（５〜１５）程度である。
【００１１】
本発明においては、ｐＨが４.５以下のほう酸含有水溶液を用いて、浸漬処理が行われる。ほう酸含有水溶液の温度は、例えば５０℃以上であり、好ましくは６０℃以上、また８５℃以下である。ほう酸含有水溶液での処理時間は特に限定されないが、例えば１００〜１,２００秒程度、好ましくは１５０〜６００秒、より好ましくは２００〜５００秒である。
【００１２】
ほう酸含有水溶液のｐＨを調節する手法としては、例えば、硫酸、塩酸、酢酸などの一般的な酸を水溶液に添加すればよいが、工程中の液温が高いことを考慮すると、気化しにくい硫酸を使用するのが好ましい。なお、一旦ほう酸処理に使用されたほう酸含有水溶液を、そのｐＨを４.５以下に保ちながら再使用するのも有効である。
【００１３】
ほう酸含有水溶液で処理されたＰＶＡフィルムは、通常の後工程、例えば、水洗、乾燥等の工程を経て、偏光フィルムとなる。
【００１４】
こうして得られる偏光フィルムは、通常、その少なくとも片面に保護膜を貼合し、偏光板として用いられる。このために用いる保護膜としては、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、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリエーテルサルホン系フィルムなどが挙げられる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、偏光フィルムの評価は以下のようにして行った。
【００１６】
▲１▼ 偏光フィルムの両面に保護膜を貼合して得た２枚の偏光板を、その吸収軸方向が同一となるように重ねた場合の透過率を平行位透過率Ｔp 、２枚の偏光板をその吸収軸が直交するように重ねた場合の透過率を直交位透過率Ｔc とした。
【００１７】
▲２▼ 透過率Ｔは、４００〜７００nmの波長領域で、所定波長間隔ｄλ（ここでは１０nm）おきに分光透過率τλを求め、下式（Ｉ）により算出した。
【００１８】

【００１９】
式中、Ｐλは標準光（Ｃ光源）の分光分布を表し、ｙλは２度視野等色関数を表す。
【００２０】
▲３▼ 分光透過率τλは、分光光度計〔（株）島津製作所製の“UV-2200”〕を用いて測定した。
【００２１】
▲４▼ 偏光度Ｐy は、平行位透過率Ｔp 及び直交位透過率Ｔc から、下式（II）により求めた。
【００２２】
Ｐy＝{(Ｔp−Ｔc)／(Ｔp＋Ｔc)}^1/2×１００（II）
【００２３】
▲５▼ 高湿熱条件に偏光板を放置し、下式(III) で定義する放置前と放置後の偏光度変化をΔＰy として、光学耐久性能の指標とした。ΔＰy が小さいほど耐久性能に優れることを意味する。
【００２４】
ΔＰy＝（放置前のＰy）−（放置後のＰy） (III)
【００２５】
▲６▼ ほう酸含有水溶液のｐＨは、(株)横河電機製作所製のｐＨメーター“PH81”を用いて測定した。
【００２６】
実施例１
厚さ７５μm 、重合度２,４００、ケン化度９９.９％以上のＰＶＡフィルムに延伸倍率が５倍となるよう乾式一軸延伸を施し、次いで緊張状態に保ったまま、ヨウ素：ヨウ化カリウム：水＝０.０５：５：１００（重量比）の水溶液に６０秒間浸漬した。次に、ヨウ化カリウム：ほう酸：水＝６：７.５：１００（重量比）でｐＨが３.４のほう酸含有水溶液に７３℃で３００秒間浸漬した。さらに１５℃の純水で１０秒間水洗した後、５０℃で乾燥して、ヨウ素系偏光フィルムを得た。
【００２７】
この偏光フィルムの両面にＰＶＡ系接着剤を塗布し、さらに、トリアセチルセルロース製で表面がケン化処理された厚さ８０μm の保護フィルム〔富士写真フィルム（株）製の“フジタック UV80”〕を貼合し、５０℃で５分間乾燥して、偏光板を得た。得られた偏光板の片面に粘着剤を介してガラス板を貼合し、温度７０℃、相対湿度９０％の高湿熱雰囲気下に１０日間放置して、放置前後の偏光板の偏光度を測定したところ、前記式(III) による偏光度変化ΔＰyは１.３であった。
【００２８】
実施例２
ほう酸含有水溶液のｐＨを２.１とした以外は、実施例１と同様の方法で偏光板を作製した。この偏光板を実施例１と同様の方法でガラス板に貼合した後、温度７０℃、相対湿度９０％の高湿熱雰囲気下に１０日間放置して、放置前後の偏光板の偏光度を測定したところ、前記式(III) による偏光度変化ΔＰyは２.０であった。
【００２９】
比較例１
ほう酸含有水溶液のｐＨを５.０とした以外は、実施例１と同様の方法で偏光板を作製した。この偏光板を実施例１と同様の方法でガラス板に貼合した後、温度７０℃、相対湿度９０％の高湿熱雰囲気下に１０日間放置して、放置前後の偏光板の偏光度を測定したところ、前記式(III) による偏光度変化ΔＰyは１３.９であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のヨウ素系偏光フィルムに比べて、高湿熱下で高い耐久性能を示すヨウ素系偏光フィルムを製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an iodine-based polarizing film that exhibits high durability under high humidity heat.
[0002]
[Prior art]
Currently, as polarizing films, iodine-based polarizing films in which iodine is adsorbed and oriented on polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) and dye-based polarizing films in which dichroic dyes are adsorbed and oriented on PVA are generally known. Yes. These polarizing films are usually used as polarizing plates having a protective film bonded to at least one surface thereof.
[0003]
Among these polarizing films, iodine-based polarizing films are usually produced by immersing a PVA film subjected to uniaxial stretching and iodine adsorption orientation in a boric acid-containing aqueous solution, but compared to dye-based polarizing films, Widely used as a member of a liquid crystal display device because of its high transmittance and high degree of polarization, that is, high contrast.
[0004]
However, in recent years, the demand for polarizing films has become more severe due to the expansion of the application field of liquid crystal display devices and the advancement of peripheral technologies. For example, a polarizing film for a liquid crystal display device used outdoors or in an automobile is required to have a low optical performance deterioration under high humidity heat.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, as a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have determined that when a PVA film that has been subjected to uniaxial stretching and iodine adsorption alignment treatment is immersed in a boric acid-containing aqueous solution, a specific pH is obtained. By performing this immersion treatment in a boric acid-containing aqueous solution, it was found that an iodine-based polarizing film exhibiting high durability performance under high heat and humidity can be obtained, and the present invention has been achieved.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention relates to a method for producing an iodine-based polarizing film by immersing a PVA film that has been subjected to uniaxial stretching and iodine adsorption orientation treatment in a boric acid-containing aqueous solution, and the pH of the boric acid-containing aqueous solution is 4.5 or less. Thus, a method for immersing the PVA film is provided.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. As the PVA film, a film obtained by forming PVA having a polymerization degree of about 1,000 to 10,000, preferably 1,500 to 5,000 is used. PVA is obtained by saponification of polyvinyl acetate, and the degree of saponification is, for example, about 85 to 100 mol%, preferably 98 to 100 mol%. The method for forming PVA into a film is not particularly limited, and generally known methods can be used. Although the film thickness of a PVA film is not specifically limited, For example, it is about 50-150 micrometers.
[0008]
In performing uniaxial stretching and iodine adsorption orientation on the PVA film, a commonly performed method can be applied. For example, after uniaxially stretching an unstretched PVA film in water, a method of immersing in an aqueous solution containing iodine and potassium iodide, after immersing an unstretched PVA film in an aqueous solution containing iodine and potassium iodide, Or the method of extending | stretching uniaxially during immersion, the method of immersing the PVA film extended | stretched uniaxially in the aqueous solution containing an iodine and potassium iodide, etc. can be mentioned. Uniaxial stretching may be performed by a method of stretching uniaxially between rolls having different peripheral speeds, or by a method of stretching uniaxially using a hot roll. Moreover, the dry-type extending | stretching which extends | stretches in air | atmosphere may be sufficient, and the wet extending | stretching which extends | stretches in the state swollen with the aqueous solution and the solvent may be sufficient. The draw ratio is usually about 4 to 8 times.
[0009]
The aqueous solution containing iodine and potassium iodide used for iodine adsorption, i.e., iodine staining, is, for example, 100: (0.01-0.5) :( 0. The composition is preferably about 5 to 10). Moreover, the temperature of the aqueous solution in the case of iodine dyeing is about 20-50 degreeC, for example.
[0010]
The PVA film that has been subjected to uniaxial stretching and iodine adsorption orientation treatment is immersed in a boric acid-containing aqueous solution. For this treatment, for example, a PVA film that has been subjected to uniaxial stretching and iodine adsorption orientation treatment is used. A method of immersing in an aqueous solution containing both boric acid and potassium iodide is employed. The composition of this aqueous solution is about 100: (2-15) :( 2-20), preferably about 100: (5-12) :( 5-15), by weight ratio of water: boric acid: potassium iodide. It is.
[0011]
In the present invention, the immersion treatment is performed using a boric acid-containing aqueous solution having a pH of 4.5 or less. The temperature of the boric acid-containing aqueous solution is, for example, 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, and 85 ° C. or lower. The treatment time in the boric acid-containing aqueous solution is not particularly limited, but is, for example, about 100 to 1,200 seconds, preferably 150 to 600 seconds, and more preferably 200 to 500 seconds.
[0012]
As a method for adjusting the pH of the boric acid-containing aqueous solution, for example, a general acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and acetic acid may be added to the aqueous solution. However, in view of the high liquid temperature in the process, sulfuric acid that is difficult to vaporize is used. Is preferably used. It is also effective to reuse the boric acid-containing aqueous solution once used for boric acid treatment while maintaining the pH at 4.5 or lower.
[0013]
The PVA film treated with the boric acid-containing aqueous solution becomes a polarizing film through normal post-processes such as water washing and drying.
[0014]
The polarizing film thus obtained is usually used as a polarizing plate by attaching a protective film on at least one surface thereof. Examples of the protective film used for this purpose include a cellulose acetate film, an acrylic film, a polyester film, a polyolefin film, a polycarbonate film, a polyarylate film, and a polyethersulfone film.
[0015]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited by these Examples. In addition, evaluation of the polarizing film was performed as follows.
[0016]
(1) The transmittance when two polarizing plates obtained by laminating a protective film on both sides of a polarizing film are stacked so that the absorption axis directions thereof are the same is the parallel transmittance Tp, The transmittance when the polarizing plates were stacked so that their absorption axes were orthogonal to each other was defined as orthogonal transmittance Tc.
[0017]
{Circle around (2)} The transmittance T was calculated by the following equation (I) by obtaining the spectral transmittance τλ every predetermined wavelength interval dλ (here, 10 nm) in the wavelength region of 400 to 700 nm.
[0018]

[0019]
In the equation, Pλ represents a spectral distribution of standard light (C light source), and yλ represents a 2 ° visual field color matching function.
[0020]
(3) Spectral transmittance τλ was measured using a spectrophotometer [“UV-2200” manufactured by Shimadzu Corporation].
[0021]
(4) The degree of polarization Py was obtained from the parallel transmission Tp and the orthogonal transmission Tc by the following formula (II).
[0022]
Py = {(Tp−Tc) / (Tp + Tc)} ^1/2 × 100 (II)
[0023]
(5) The polarizing plate was allowed to stand under high heat and humidity conditions, and the change in the degree of polarization before and after being defined as defined by the following formula (III) was used as an index of optical durability performance as ΔPy. It means that it is excellent in durability performance, so that (DELTA) Py is small.
[0024]
ΔPy = (Py before being left) − (Py after being left) (III)
[0025]
(6) The pH of the boric acid-containing aqueous solution was measured using a pH meter “PH81” manufactured by Yokogawa Electric Corporation.
[0026]
Example 1
A PVA film having a thickness of 75 μm, a degree of polymerization of 2,400, and a degree of saponification of 99.9% or more was subjected to dry uniaxial stretching so that the stretching ratio was 5 times, and then kept in a tension state while iodine: potassium iodide: It was immersed in an aqueous solution of water = 0.05: 5: 100 (weight ratio) for 60 seconds. Next, it was immersed in a boric acid-containing aqueous solution having potassium iodide: boric acid: water = 6: 7.5: 100 (weight ratio) and a pH of 3.4 at 73 ° C. for 300 seconds. Further, after washing with pure water at 15 ° C. for 10 seconds, it was dried at 50 ° C. to obtain an iodine polarizing film.
[0027]
A PVA adhesive was applied to both sides of this polarizing film, and a protective film of 80 μm thickness (“Fujitac UV80” manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) made of triacetylcellulose and having a saponified surface was applied. And dried at 50 ° C. for 5 minutes to obtain a polarizing plate. A glass plate is bonded to one side of the obtained polarizing plate via an adhesive, and the polarizing plate is measured before and after being left for 10 days in a high-humidity atmosphere with a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90%. As a result, the degree of polarization change ΔPy according to the formula (III) was 1.3.
[0028]
Example 2
A polarizing plate was produced in the same manner as in Example 1 except that the pH of the boric acid-containing aqueous solution was 2.1. This polarizing plate was bonded to a glass plate in the same manner as in Example 1, and then left for 10 days in a high-humidity atmosphere with a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90%, and the degree of polarization of the polarizing plate before and after being left was measured. As a result, the change in polarization degree ΔPy according to the formula (III) was 2.0.
[0029]
Comparative Example 1
A polarizing plate was produced in the same manner as in Example 1 except that the pH of the boric acid-containing aqueous solution was set to 5.0. After pasting this polarizing plate on a glass plate in the same manner as in Example 1, the polarizing plate was measured before and after being left standing for 10 days in a high-humidity heat atmosphere at a temperature of 70 ° C. and a relative humidity of 90%. As a result, the change in polarization degree ΔPy according to the formula (III) was 13.9.
[0030]
【The invention's effect】
According to this invention, compared with the conventional iodine type polarizing film, the iodine type polarizing film which shows high durability performance under high-humidity heat can be manufactured.

Claims

In the method for producing an iodine-based polarizing film by immersing a polyvinyl alcohol film subjected to uniaxial stretching and iodine adsorption orientation treatment in a boric acid-containing aqueous solution, the boric acid-containing aqueous solution has a pH of 4.5 or less. A method for producing a polarizing film.

The manufacturing method of the polarizing film of Claim 1 which reuses already used boric-acid containing aqueous solution, keeping the pH at 4.5 or less.