JP2006251588A

JP2006251588A - 偏光フィルムの製造方法及び装置

Info

Publication number: JP2006251588A
Application number: JP2005070359A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nose; 勝彦能勢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21
Also published as: KR20070119002A; TW200702746A; WO2006098195A1; CN101061402A

Abstract

【課題】膨潤したポリビニルアルコールフィルム（ＰＶＡフィルム）の染色の均一化のために、特にＰＶＡフィルムの厚さ方向の中央部に残留する膨潤水を減少して、染色液が十分に浸透可能にする。
【解決手段】膨潤槽１１と染色槽１４の間に、高湿低温温風加熱・加湿器１３を、ＰＶＡフィルム１０の搬出端部が染色槽１４内の染色液１５中に浸漬する状態で設置し、膨潤槽１１内の膨潤水１２で膨潤したＰＶＡフィルム１０を、高湿低温温風加熱・加湿器１３内で加熱、加湿して、中央部の残留膨潤水を水蒸気化するとともに中央部を水蒸気の浸透、充満状態にした後、直ちに染色槽１４内の染色液１５中に導入して、浸透、充満した水蒸気の冷却、凝縮による中央部の低圧化により、染色液を中央部まで吸引的に浸透させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶表示装置の偏光板に用いる偏光子としての偏光フィルムを製造する方法及び該方法を実施する装置に関する。

周知のように、偏光フィルムは、ポリビニルアルコールフィルム（以下「ＰＶＡフィルム」と略称する）を順次膨潤槽における膨潤、染色槽における染色（染着）、延伸槽における延伸を介して製造されるが、近年における液晶表示装置の表示性能の一段のアップの要望に対応する光学特性が一段と優れた偏光フィルムを製造するために、膨潤したＰＶＡフィルムに対する染色の一層の均一化、特に一般に認められる厚さ方向の中央部の染色濃度が表面部よりも低い（薄い）という染色ムラの現象の一層の低減化が求められている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特開平１０−１５３７０９号公報特開２００４−１２５８１６号公報

本発明者は、上記のような要請に答えるために、上記の染色ムラのメカニズムについて種々検討した結果、ミクロ的には、膨潤工程においてＰＶＡフィルム中の気泡部（空洞部）群に浸透した膨潤水が、膨潤の後においては中央部の各気泡部でより多く残留する分布状態になり、この結果染色工程においては、染色液が中央部まで浸透しにくいとともに、浸透しても残留膨潤水で希釈されて、染色濃度が低くなることによるものと推定した。

この発明は、上記のような染色ムラのメカニズムの推論に基づいて、膨潤したＰＶＡフィルムを染色する前に、厚さ方向の中央部の膨潤水の残留量を減少（気泡中の膨潤水量を減少）して、染色液が厚さ方向の中央部（中央部の気泡部）まで十分に浸透可能にすることを課題としている。

この発明によれば、上記の課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載のように、ＰＶＡフィルムを膨潤、染色、延伸することからなる偏光フィルムの製造方法であって、ＰＶＡフィルムを膨潤した後染色する前に、高湿低温温風を介して加熱、加湿することを特徴とする、偏光フィルムの製造方法によって解決する。

請求項１に記載の偏光フィルムの製造方法においては、請求項２に記載のごとく、染色を、高湿低温温風を介した加熱、加湿の直後に連続して行うことが望ましい。

またこの発明によれば、請求項１に記載の偏光フィルムの製造方法を実施するために、請求項３に記載のように、膨潤槽、染色槽、延伸槽を備えてなる偏光フィルムの製造装置であって、膨潤槽と染色槽の間に、高湿低温温風加熱・加湿器を設置してなる、偏光フィルムの製造装置を提供する。

請求項３に記載の偏光フィルムの製造装置においては、請求項２に記載の方法を実施するために、請求項４に記載のごとく、高湿低温温風加熱・加湿器のＰＶＡフィルム搬出端部を、染色槽の染色液に浸漬することが望ましい。

特許請求の範囲の請求項１に記載のこの発明の偏光フィルムの製造方法における膨潤したＰＶＡフィルムの染色前の高湿低温温風加熱・加湿の特徴構成によれば、偏光フィルムの光学特性を代表する偏光板の単体透過率、偏光度、クロス度が一層改善されることを確認したが、これは、ミクロ的には、上記の染色ムラのメカニズムで述べたＰＶＡフィルムの気泡中に残留する膨潤水が、まず高湿低温温風による加熱によって水蒸気化するとともに、加湿によって水蒸気が気泡中に浸透して、気泡内に水蒸気がほぼ充満した状態になり、次いで染色液中に導入されることによる冷却により、気泡中に充満する水蒸気が凝縮され、これにより気泡中が低圧状態になるため、染色液が毛細管現象的に気泡中に吸引され、この結果全体として染色が一段と均一化されるためであると考えられる。

また請求項２に記載のこの発明の偏光フィルムの製造方法におけるＰＶＡフィルムの高湿低温温風による加熱、加湿の直後に連続する染色構成によれば、特にＰＶＡフィルムが外気に触れることによる水蒸気の逸失、これに伴う好適な水蒸気の浸透、充満状態の低下が回避されるので、染色液による冷却を介した水蒸気の凝縮、染色液の浸透、染色の均一化が的確に行われる。

さらに請求項３及び請求項４のそれぞれに記載のこの発明の偏光フィルムの製造装置によれば、膨潤槽と染色槽の間における高湿低温温風加熱・加湿器の設置というコンパクトな構造で、請求項１及び請求項２のそれぞれに記載の偏光フィルムの製造方法を的確に行うことができる。

以下図面（図１）に基づいて、この発明に係る偏光フィルムの製造方法及び装置の好適な実施形態について説明する。

図１はこの発明の偏光フィルムの製造装置の好適な実施形態の要部を略示したもので、図示した装置は、膨潤槽１１と染色槽１４の間に、高湿低温温風加熱・加湿器１３を、ＰＶＡフィルム１０の搬出端部が、染色槽１４内の染色液１５中に浸漬する状態で設置した構造からなっている。

この図示の装置においては、膨潤槽１１内の膨潤水１２で膨潤されたＰＶＡフィルム１０は、高湿低温温風加熱・加湿器１３内において、高湿低温温風に触れて、加熱、加湿されて、内部の各気泡内が好適な水蒸気の浸透、充満状態になった後、外気に触れることなく直ちに染色槽１４の染色液１５中に入って、冷却され、これによる気泡中の水蒸気の凝縮を介した気泡内の低圧化により、染色液１５が中央部まで吸引の形で浸透することによって、より均一化された染色状態になる。

ここで高湿低温温風としては、一般には、ＰＶＡフィルム１０の張力や搬送速度等に基づいて、湿度が６０〜８０％で、温度が１００℃以下、好ましくは４０〜６０℃の温風を用いることができ、また染色槽１４内の染色液の温度は、高湿低温温風より低温の例えば３０〜４０℃に設定することができる。

この発明に係る偏光フィルムの製造方法及び装置は、このほか種々の形態で実施することができるもので、上記の形態に限定されるものでない。

ほぼ図１に略示するような膨潤槽（水温：３０℃）と高湿低温温風加熱・加湿器を備えるとともにヨウ素系染色液を収容した染色槽（液温：３５℃）の後に、延伸槽、定着槽、乾燥装置を配置した偏光フィルムの製造装置において、幅１１００ｍｍ、厚さ８０μのＰＶＡフィルムを、１．５ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、膨潤、高湿低温熱風加熱・加湿、染色、延伸、染着剤定着、乾燥の処理を行って、複数枚の偏光フィルムを製造し、この両面に保護フィルムを糊着して形成した偏光板について、単体透過率、偏光度、クロス度を測定したところ、それぞれ平均値として、４３．５％強、９９．９８％強、０．０１％強が得られた。

比較例

高湿低温加熱・加湿器を取り去った以外は、実施例と同等の条件で製造した複数枚の偏光フィルムを用いて形成した偏光板について、単体透過率、偏光度、クロス度を測定したところ、それぞれ平均値は、４２．３強％、９９．９５弱％、０．０３％強であった。

この発明に係る偏光フィルムの製造装置の好適な実施形態の要部の略示図である。

符号の説明

１０ＰＶＡフィルム
１１膨潤槽
１２膨潤水
１３高湿低温温風加熱・加湿器
１４染色槽
１５染色液

Claims

膨潤したポリビニルアルコールフィルムを、高湿低温温風を介して加熱、加湿した後、染色することを特徴とする、膨潤したポリビニルアルコールフィルムの染色の均一化方法。
染色を、加熱、加湿の直後に連続して行う、請求項１記載の膨潤したポリビニルアルコールフィルムの染色の均一化方法。
膨潤槽と染色槽の間に、高湿低温温風加熱・加湿器を設置してなる、膨潤したポリビニルアルコールフィルムの染色の均一化装置。
高湿低温温風加熱・加湿器のポリビニルアルコールフィルムの搬出端部を、染色槽の染色液に浸漬する、請求項３記載の膨潤したポリビニルアルコールフィルムの染色の均一化装置。